运20呼之欲出,空警2000王牌技术能否保留
7月下旬,中俄两国轰炸机部队首次展开意义重大的联合战略巡航。为了保障此次巡航,中俄分别出动A-50U和空警-2000预警机进行保驾护航,此次行动也是空警-2000首次(至少是名义上)与外军协同。
空警-2000应算是解放军目前最“老”的预警机,为什么会派它去呢?
很大一个原因应该是空警-2000采用大型空中飞行平台,航程大、续航时间久,这是为战略巡航保障的基础。
可惜因为缺乏空中平台,空警-2000这类大型预警平台的数量并不多,这一局面随着运-20的出现应该会发生改变。
今天,小编就从另一个角度来说说空警-2000对后来者的影响。
空警-2000服役10多年后仍是中国唯一大型空中预警平台,按照A-50的指标,它的续航能力或许可能达到7小时以上。在它之后,中国的新一代大预或将会以运-20为平台
7月下旬,中俄两国轰炸机部队首次展开意义重大的联合战略巡航。为了保障此次巡航,中俄分别出动A-50U和空警-2000预警机进行保驾护航,此次行动也是空警-2000首次(至少是名义上)与外军协同。
空警-2000应算是解放军目前最“老”的预警机,为什么会派它去呢?
很大一个原因应该是空警-2000采用大型空中飞行平台,航程大、续航时间久,这是为战略巡航保障的基础。
可惜因为缺乏空中平台,空警-2000这类大型预警平台的数量并不多,这一局面随着运-20的出现应该会发生改变。
今天,小编就从另一个角度来说说空警-2000对后来者的影响。
空警-2000服役10多年后仍是中国唯一大型空中预警平台,按照A-50的指标,它的续航能力或许可能达到7小时以上。在它之后,中国的新一代大预或将会以运-20为平台
在说空警-2000及其后来者之前,我们可以先来看看国际同行们的动态,恰好它们也都刚刚有新闻:
美国继数月前确定增购24架E-2D预警机后,近日进一步与洛·马公司签订向其采购24部E-2D所用APY-9型雷达的合同,合同价值6亿美元;
俄新一代预警机A-100的雷达系统研制单位、维加无线电集团董事长上周对外表示,A-100的试飞正在继续进行,且完全按照预定进度进行。
发展预警机的国家虽多,但美俄两国预警机发展却更值得我们参考,这主要是因为这两个军事大国都有自己比较完善的作战体系和理念,而且军事工业基础相比其它国家更为雄厚。
更重要的一点是,它们打造出来的上述2款预警机首先是服役于自己的部队,这就更能反应出俄美两国两军的发展思路。
美俄上一代“转蘑菇”预警机会存在一定的时间盲区,采用旋转设计对可靠性要求也更高。空警-2000出现后,这一度被认为是“落后”的象征
谈到预警机的未来发展方向,大家都知道是雷达和飞机共形,但这种理想的预警机短期内几乎不可能实现。近年来,预警机的花样越来多,这主要体现在有源相控阵雷达技术引入后,让雷达天线的布置形式可以多种多样,而不只是传统的“转蘑菇”。
有趣的是,美俄为自家打造的新一代预警机却一致的采用最传统的“转蘑菇”布局,即机背上搭载可旋转圆形天线罩。E-2D和A-100均沿袭了它们前辈的机体平台,但为机体平台更换更强劲的动力。
当然,作为预警机最核心的就是采用全新雷达(在内的航电任务系统):
E-2D的APY-9剑走偏锋,采用了介于有源和无源相控阵雷达之间的独特技术体制,实现了超大功率;
A-100的机载雷达采用最新的有源相控阵体制,且创造的采用背靠背双波段天线体制。
俄军已经官宣A-100新一代预警机采用双波段设计,采用旋转背靠背天线后其数据率进一步逼近三面阵
空警-2000的雷达系统在10多年前便率先采用有源相控阵体制,其技术体制领先全球一代是毫无疑问的。
空警-2000除了率先采用有源相控阵雷达,还开创性的采用“三面阵”雷达天线布置方式,即把3部雷达天线大致呈等边三角形布置在圆形天线罩内。
由于有源相控阵雷达天线实现了两维相扫,这样天线罩无需转动便能实现360°探测。
雷达基本原理在于向目标空域发射雷达波后等待回波,积累到一定能量后就能得到目标信息,有源相控阵雷达的优势就在于波束控制灵活,可以轻松的积累到相当的能量以更好的探测目标。
“三面阵”的技术优势主要体现在不用转动、又采用有源雷达的情况下可以实现很高的数据率,雷达波束就可以实现很高的能量用于探测目标,更灵活准确的全向跟踪目标。
印度的A-50I采用和空警-2000一样的三面阵设计,但三面阵的想法最早据称是由中国提出的
三面阵有这些优点,那为何全世界为何仅中国(印度的A-50I据称是以色列采将我们的方案卖给印度)采用呢?
这是因为三面阵有它的劣势,而美俄引入先进雷达技术继续采用的“转蘑菇”也有它的优势,而这两者很多时候是融合在一起的:
其一,雷达的视野随着技术的发展不断扩大,有源相控阵雷达的视野一般都能达到±60°,但有一点在目前是无解的,即主波束边缘的目标会由于增益损失使目标探测性能下降。
三面阵虽然能够实现360°探测,但主波束边缘的探测性能相比主波束要逊色不少,因此三面阵的全向探测能力并不十分均衡。在面对重点威胁方向时就要不断的通过空中机动进行补偿,这就得牺牲飞机续航时间;
与三面阵相反,“转蘑菇”则能够让探测性能最好的法向波束轻松地一直对准重点威胁方向,对重点威胁方向的探测距离和精度不定一定逊色于三面阵。
国际市场上的预警机虽然花样多,但多是针对只能装备几架的国家而设计
其二,实现三面阵也意味着付出重量和钱的代价,简单几何计算可知,三面阵的每个天线阵面尺寸约为单面旋转天线的87%,也就是说,同等技术条件下三面阵的天线尺寸是单面的2.6倍(A-100双面天线的1.3倍),对于用T/R组件堆出来的天线而言,相应的价格基本上是成正比的,重量更是如此;
反过来看,单面天线的尺寸实际上更大,这就意味着更大的功率,在面对重点区域威胁时,探测距离可以更远。
其三,三面阵最突出的高数据率优点,对于预警机而言真的需要么?需要是肯定的,但需要到什么程度则是值得商榷的。
预警机终究是用于远程预警、而非应急的飞机,单面旋转留下来的短暂盲区并非不可接受。
并且,对于拥有相当预警机规模的空军而言,在高强度空战中,天上的预警机数量必然不只一架,这样单架预警机牺牲重量、价格、主波束边缘探测能力换来的高数据率又逊色了一些。
我军目前产量最大的空警-500沿袭了空警-2000有源相控阵+三面阵的技术架构
可见,三面阵虽然有自身的重大优点,但传统的“转蘑菇”在引入先进雷达后性能的均衡性也不遑多让。
空警-2000在被封锁后研制成功,其先进事迹被广为宣扬,三面阵与有源相控阵体制的使用在某种程度上被视为两块“丰碑”来看待。
而如今中国的预警机已经形成相当规模,在这样一个新的起点,对预警机使用和定位显然也会有更进一步的认识。
未来,倘若发现“转蘑菇”这种曾经被看作“落后”的方式更加实用使用,或许也该坚决的捡起来,而不能因为它与曾被口口相传的“丰碑”冲突而避而远之。
再来说说中国空军已经装备了至少三款预警机。
分别是第一代空警200“平衡木”预警机、空警2000大型预警机,以及第二代空警500中型预警机,这些预警机的出现,大大增强了中国空军的远程预警作战能力,也优化了中国空军的作战模式。
不过,中空警2000预警机是在伊尔76运输机平台上改进而来,受制于中国空军伊尔76的装备数量,空警2000在改进了四架之后,便不再继续生产,空警200和空警500预警机由于是在运9中型运输机基础上改进而来,自身平台不足以支持远程作战需要,因此,中国空军急需新一代空警3000大型预警机。
当前,网上对空警3000预警机的判断,觉得有了空警2000、空警200和空警500之后,中国不再需要雷达背负在机背上的预警机,而是需要类似于新加坡空军装备的湾流G550预警机,这种共形机载预警平台,才是中国空军新一代大型预警机的标准。
因此,在运20运输机基础上研制的空警3000,机首及机尾使用S波段雷达,机身两侧使用L波段雷达,提供全方位覆盖,增加电子支援调节装备,增设卫星通信以及视距链路等设备,这种设计下,空警3000就有别于中国已经服役的其他预警机,综合技术也提升一代以上。
其实,早在2015年中国首次公开空警500预警机时,中国就有媒体曾表示,中国新一代空中预警系统已经获得巨大成功,如此一来,空警-3000将是中国自行研制预警机的首次整合。
更有专家透露,中国新一代空中预警机的电子设备配置到目前为止国际上还没有一种型号有我们的齐全,几乎每一种电子系统和配制都是处于世界上预警机里的最先进水平。
从这个意义上来说,空警-3000无疑代表了目前中国预警机系统的最高水平,可以被称为是中国的第三代预警机。
其实,中国预警机之父--王小谟院士也曾表示,中国下一代预警机将采用共形天线,据悉,随着电子技术的发展,预警机一体化的趋势越来越明显。首先体现在机身与天线一体化。
通过共形天线将天线做得与机身表面外形一致,可以将安装天线后对飞机气动性能的影响降到最小,同时又能更充分地利用机身表面的空间增加天线面积。
一些媒体认为,中国的下一代预警机很可能与运20运输型号的在同一时期研制,该型号预警机实现了射频一体化。目前,我国宽带器件技术的发展突破了传统天线性能受限于工作波长的限制,使得同一个天线能在非常宽的波长范围内工作,雷达、通信或侦察等需要工作在不同波段的电子系统可以通过一个天线工作。
最后,空警3000的处理系统实现了一体化。现在预警机上有服务器、工作站、为各个系统(如雷达、通信、侦察)服务的计算机。随着计算机技术的进步,将来在预警机上,功能强大的综合核心处理机能够把以前的任务计算机、武器控制计算机、信号处理机和其它控制各自设备的计算机的功能集于一身。
据悉,空警-3000预警机一体化的另一个重要思路是将对地侦察和对空警戒结合起来,美军的做法是将E-8和E-3结合,形成E-10“多传感器指挥控制”飞机,但前后历经10余年时间未能装备。
想要实现这种思路,目前在技术上已不再困难,中国空警-3000将很可能成为世界第一种实现该功能的预警机,如此一来,这将是一件令中国军迷彻底振奋的事情。
因此,我们有理由相信,经过多年的技术发展之后,中国完全有实力研制新一代空警3000预警机,并在技术上获得跨越式发展。
(责编:白民伟)
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