预警机的发展与展望[三] GO!
英国的预警机的发展
英国是雷达科技和工业上的强国，在60年代亦开始研究自己的预警机系统。英国科技专家对预警机与雷达方案上有其独创性的设想。例如，他们主张雷达天线分两个安装在机头与机尾天线罩内，各自扫描180°，不受机身的任何阻挡。又如对雷达本身他们曾主张用间隔调频连续波(FMICW)体制来探测强杂波中的目标信号。这种技术在电路上比PD雷达技术要简单。在当时只有模拟电子器件的条件下，在系统成本上与可靠性上有显著优点。
1966年选定载机，采用由英国航空航天公司(BAe)制造的喷气式民航机“彗星”(Comet)型为基础改进成的反潜巡逻机“(Nimrod)MR．2。”1968年开始调用一架彗星机作试验平台。到1971年，世界电子技术，特别是半导体、微电子技术与数字技术的发展，使预警机雷达体制方案不再对FMICW有利，经过1年时间的争论，1972年英国专家亦认为PD雷达体制更适宜于预警机远程雷达。“猎迷”预警机方案也决定采用PD雷达。英国防部与英航空航天公司及马可尼(GEC-Marconi)公司签合同，由前者改装飞机，后者研制雷达和承担任务电子系统的总体配套。
1977年彗星试验机改装完成并进行初步检飞，结果是令人鼓舞的。军方认为按1974年与研制方确定的系统方案是有希望可以达到它提出的战术技术要求。因此同年英国防部决定投资上述两家公司研制7架预警机，编号为“猎迷AEW．3”。彗星试验机继续进行飞行试验至1982年。
英国军方对预警机系统的战术技术要求是较高的。除探测距离较小(250千米)外，它要求有E-2C的良好海上搜索能力和电子侦察(ESM)能力，亦要求有E-3A的三坐标定位功能和高分辨力，并且在陆地上空亦能下视探测低空飞行目标。由于猎迷机的最大起飞重量只有波音-707-320的约一半(80．5吨)，机内不能多载任务操纵员，因此军方一开始就要求系统能自动起始和跟踪目标航迹，最大达400批。
猎迷预警机的技术方案是在70年代初制定的。它可以利用当时已出现的电子新技术，因此方案是较先进的。
例如，S波段平均功率10kW的雷达发射机，采用栅控功率行波管，体积和重量都比E-3A同一功率等级的速调管发射机要小得多。信号处理器采用大规划集成电路和微处理机。中心计算机与雷达操作控制、信号显示、故障自动检测、导航计算等微处理机用总线连接，有较高的效能。整个雷达系统连同6个显控台总重量约3，700千克。直径3米、长度5米多的头尾天线罩各重约400千克。这些在当时都属很先进指标。曾被认为是一个技术难点的前后天线发射功率转换开关，马可尼公司亦解决得很漂亮：损耗低(小于0．2dB)和寿命长(大于10万次转换)。
猎迷AEW．3预警机翼展为35．1米，机身长42米，直径3米，属细长形。因此机内布局是前部操作舱内导航席、通信控制台与6个雷达显控台排成一列，面向左侧。中部电子舱内两侧安装雷达发射机，信号处理器、数据处理器、其他任务电子设备和冷却设备。后舱是小型的乘员休息室与厨房。猎迷机的飞行高度与速度与E-3A相当，续航时间稍低，可保证在基地1，100千米外巡逻7小时。值班乘员包括飞行组4人、任务指挥员1人和操纵员5个。另外，还可以加乘少量备份人员供替换。
1982年3架猎迷机改装完成，其中2架有任务电子设备。此后即进行长时期的检飞试验。从1982年至1985年飞行试验140余次，超过1 000小时，飞行地区主要在北海与英国上空，1982年马岛战争后，亦曾在南大西洋试飞，并试验空中加油。1985年11套雷达与显控分系统已生产出来。
在猎迷预警机研制过程中，英国政府中存在不同看法。早在1974年，美国就派E-3A样机飞到欧洲来试验和演示，并向北约推销。北约部长会议经过多年讨论，终于在1978年底决定订购E-3A预警机。英国是否亦采用E-3机还是独立发展自己的预警机系统也激起了争论。
猎迷样机检飞的纪录表明：该系统设计上存在两个缺陷：①是它采用中重复频率PD雷达体制，能探测到相对速度较低的目标，最低速为72千米／小时。这本来是一个优点，易于探测到尾追敌机和不丢失机动侧飞目标。但是60年代建成的英国和欧洲大陆上很多高速公路，有大量高速汽车能超过这一速度门限，构成了该雷达在陆上下视时的主要虚警来源。这些虚警使雷达无法进行航迹的正确互联，亦即它在陆上难以识别和跟踪低空飞机。②是它的发射机可靠性设计不良，平均故障间隔只有17小时，无法保证系统的任务可靠度。另外，对载机容积狭窄，任务人员工作、休息条件差亦引起使用方不满，尽管载机选型是10年前军方确定的。
在这种情况下争论的优势开始倒向购进E-3A这一边。特别是美国提出补偿订货优惠方案，即如英国以15亿美元购买6架E-3A，则美国可向英国订购20亿美元(另一说为30亿)的产品作为补偿。这使英国朝野除研制猎迷机的马可尼和英航两家公司外，都逐渐改变态度。虽然到1985年底英国已开发本国的预警机系统上投资总数达9亿英镑，民间智囊集团——伦敦国际战略研究所，撰文认为，由英国投资开发，又只生产12架预警机“是走坚持自己生产的荒谬道路”。
但马可尼公司，奋发改进。它针对陆上下视的虚警问题，在1985—1986年改换了雷达天线，使之具有更低的旁瓣电平，又在信号处理分系统中加入一特殊的“地面动目标滤除电路”。这一电路很有效，基本上可消除地面动目标虚警。对发射机亦提出了改进方案，改进了的发射机可提高平均故障间隔到175小时。它组织改进后的猎迷机在北海和欧洲大陆上的检飞。其中有在法国东南部山区上空观察阿尔卑斯山区飞行目标的成功纪录。它请国际上知名雷达专家以“独立专家小组”的名义参加检飞，观察目标发现和跟踪情况。独立专家小组的评审报告认为该系统已达到了军方的战术技术指标。但是为时已晚，1986年12月18日正当猎迷还在作最后一次试验飞行时，传来了英政府的决定，停止猎迷预警机系统计划，转向美国订购E-3A预警机。
前苏联的预警机系统
前苏联在与西方军备竞赛中亦努力发展预警机。1958年至1964年执行代号“列亚娜”(Liana)的计划，研制L波段的机载远程探测雷达。载机选用大型民航机图-114D。
图-114D有4个12,000有效马力的涡轮旋桨发动机，起飞全重175吨，略大于707—320B。机身容积与707-320B相当。因此，图-114D改装后适宜用作预警与控制机，改装后的编号为图-126。
图-126的雷达天线旋罩与E-3相似，安装在机背中后部。旋罩直径ll米，高2米。雷达发射机输出峰值功率2MW，脉冲宽度4ps，重复频率300Hz(可跳变)。雷达的杂波滤除仍采用50年代“拉玛”计划中试验过的外相参动目标技术。与早期的E-2预警机雷达相当，这种技术只能保证在海上有远程探测低空飞机的能力。从雷达平均功率和天线面积可估计其探测小型作战飞机最大距离不低于300千米。
1969年前苏联首次对外公开这一机型的照片。70年代装备了约10架。西方新闻媒介曾报导，1971年该机被派往支援印度，监视巴基斯坦的空军活动。但由于该机没有陆上下视能力，此消息的可信度不足。
与美国空军的“陆地上空雷达”计划相对应，前苏联亦在1960—1980年间对地／海面的杂波特性和雷达新技术、新器件作了理论研究与实验工作，为研制预警机PD雷达打好技术基础。
与E-3相当的PD雷达预警机系统于80年代初研制成功，编号为A-5。A-50的载机选用伊尔-76运输机改装后的A-50机起飞全重190吨，载油65吨，在9，000～10，000米高度上，巡航速度为700～760千米／小时，续航力7．5小时，在离基地1，000千米处可巡逻4小时，还可接受空中加油以延长续航时间。A-50亦在机背中后部安装天线旋罩。旋罩直径10．2米、高2米。
A-50的雷达与E-3A的APY-1／2有多处相似。它亦采用S波段速调管作功率输出的发射机，平行开槽波导堆叠成的平面天线，高重复频率PD体制等。其不同处是：天线有较大口径(9．4米长×1．8米高)，发射机有较大的平均功率(20kW)。但天线的旁瓣电平稍高。特别是主瓣附近10°以内的旁瓣有-24～30dB；天线仰角上没有相位扫描控制，只有机电稳定电台；为了保证仰角上有足够的探测范围，天线仰角波束由3个4.2°波束堆积合成。信号处理电路与数据处理计算机都还采用小规模集成电种，元件数多，体积大，可靠性低。由于这些技术上的限制，A-50雷达总体性能上不及E-3系列。例如陆上下视小型战斗机的最大探测距离约230千米，最大跟踪目标批数为50，测高精度为距离的1％。
A-50没有电子侦察系统，但有电子自卫系统包括雷达告警分系统，X波段与C波段的有源电子干扰机，还有装在机头和机尾两侧的干扰箔条与红外弹投射器。
A-50机内布置很拥挤，驾驶舱后的前舱内左右两侧有8个显控台，分别供任务指挥员、6名雷达操纵员及1名雷达工程师使用。另外通信工程师和信息工程师各有一个控制席位。在显控台与控制席的上面与舱后部安装了4个电子计算机、12个UHF与HF电台，雷达信号处理分系统、有源电子干扰分系统、低压电源机柜等，挤满了机舱空间。后舱较小，里面主要是雷达发射机、微波接收机、IFF询问机和冷却系统设备，还有一套与E-3A的TADIL-C相对应的S波段定向发射引导数据链。后者的天线也是与IFF询机天线一起装在雷达天线背面。拥挤的机舱内没有乘员休息室，亦不能加乘轮换作战人员。任务电子系统(俄国人称之为“无线电综合体”)的供电由机身左侧携带的辅助发电机组(APU)给出。该APU有强大的供电能力——4X120kVA，但它的涡轮发动机产生巨大噪声，使机舱内的总噪声水平达80dB以上，加重了乘员环境的艰苦性。
1986年起A-50预警机装备到前苏联空军与防空军，替代了图-126。A-50共生产约30架。1990年苏联解体后，它们归属俄国。
前苏联亦曾研制过舰载预警机系统。它是用运输机安-72(更新型称安-74)作载机，在其加强的巨大垂直尾翼顶上加装了一个扁圆形旋罩雷达天线。此机前苏联的编号为安-71，西方国家情报单位命名的代号为“狂妄人”(Madcap)。安-72是全重27．5-34．5吨(按不同起飞滑跑距离)的短距起降小型运输机。机长28．02米，翼展31．89米，有较大的机身直径：3．10r米，与较宽敞的舱体容积：10．5米长、2．15米宽、2．2米高；载荷5吨时可续航2，000千米以上。两台D-36涡轮风扇发动机推力大于30吨，使它能在高10，000m高度上巡航，巡航速度为500～600千米／小时，并且起降距离较短。这些性能因素表明它适应于改装成舰载预警机系统。据西方情报分析，认为它是为“库兹涅佐夫”号航空母舰研制的。
小型预警机的发展
前面叙述的几种现代预警机系统都需有很高的研制成本。美国出口的E-2C机，每架(连同其后勤支援)售价在0．5～1亿美元／架，E-3A则更贵为1．5～2亿美元／架。这些预警机的维护使用费用亦很高，如E-3A，飞行1小时的费用平均为7，000美元。因此除资金雄厚的国家外，一般都购买不起，也“养”(使用、维护)不起。而作为空、海军一个不可缺少的机种，需求又都感迫切。在此情况下，80年代中，英美一些电子和航空公司提出了几种小型预警机方案，寻求买主。它们推销宣传的中心点是价格很低，但仍能完成预警和控制的一定功能，不但小国家可装备，大国亦可用来作为大型预警机的补充。
这些方案的特点是用小型运输机作载机，用X波段的机载PD制搜索或火控雷达改造成为预警搜索雷达。在这些方案中，真正研制出样机，经过检飞考核，参加了国际航空展览，并有希望得到订货的是英国桑-依玛(Thorn EMl)公司与P．B．诺曼(Pilatus BrittenNorman)公司合作推出的“保卫者”(Defender)预警机。
“保卫者”预警机的雷达由桑-依玛公司用X波段机载对海搜索雷达改造而成。用炭纤维作的天线反射面口径为1．37米宽×0．86米高。天线按低旁瓣要求设计。方位波束宽1．7度，仰角波束宽2．65o。旁瓣电平在主瓣近区-25～-32dB，远区-40dB。发射机用栅控行波管为功率输出管，平均功率500W。脉冲重复频率有中与低两种，前者用于在地杂波中探测飞行目标，后者用于仰视探测或用于海上探测船只或飞机。载机是由P．B．诺曼公司的“岛民”(1slander)机(军用型称“保卫者”)改装。该机作运输机时起飞重仅3．18吨。改装时加固机翼，增大起飞重量到3．63吨。机头加装一个椭圆球形天线罩，内装天线与扫描、稳定机构。由于机身阻挡，天线圆周扫描时，后向90°是盲区。
载机长11米，翼展15米。机舱容积3．05米×l．09米×l．29米。只能容纳两个飞行员席和两个雷达显控台，主显控台下半部安装了信号处理器与数据处理及引导计算微机。载机巡航高度2，100～3，000米，不需气密舱，巡航速265～280千米／小时。任务电子系统除雷达外，还包括：UHF电台、简化型电子侦察设备与精密惯导，总重量740千克。如乘载1个飞行员与2个雷达操纵员，则只能带燃油450千克，续航时间约4小时。
桑-依玛公司选用“岛民”机，是表明它的预警任务电子系统可装在这种很轻型民航机上。如选用其他载量较大飞机，则续航时间可增大，显控台与操纵员亦可增多。例如选用德国多尼尔轻型机128-2，则同样的设备与乘员，可续航8小时。若装在英国民航机BAeHS748上，则可在机头、机尾各装一套雷达。覆盖360°方位，并可有4个操纵显控台，8个乘员，续航5小时。
桑-依玛的雷达，由于发射功率与天线口径都较小，用正常扫描周期(6转／分)，探测小型飞机的距离约120千米。要增大探测距离，只能缩小扫描角范围或降低数据率。且因天线仰角波束窄，仅能搜索有限的空域高度。另外，X波段受气象影响大，在雨天与雾天，电波传输衰减可使探测距离严重下降。因此“保卫者”预警机的功能是低水平的。其唯一吸引人的特色是售价与运转费用都只有美国两种预警机的1／10～1／20。
“保卫者”预警机曾于1986年的英国国际航空展览会上展出为了参与竞争，美国西屋公司亦将它原来为F-16战斗机配套的多功能机载雷达APG-66改造成为小型预警机雷达。1991年西屋公司也将此雷达装在“保卫者”轻型机上演示与推销。