卫冕“空中之王”

时间:2022-07-09 15:05:03  阅读:

艺术家笔下,苏联最早的预警机图-126

图-126的诞生

20世纪50年代是苏美两大阵营冷战的顶峰时期。美国空军战略轰炸机不断入侵苏联北部领空,加剧了人们对冷战的恐惧感。为应对美国的挑衅,苏联政府原打算组建密集的地面防空雷达网,但是,北方地区漫长的边境线和恶劣的气候条件,以及需要大量军费和花费漫长时间,迫使苏联政府放弃了最初的念头。对此,苏联政府命令苏联图波列夫设计局、第17科研所和古比雪夫飞机制造厂,共同研制图-126预警机,以消除美国空军战略轰炸机对北方领空安全的威胁。根据任务分工,苏联图波列夫设计局选择图-114客机,作为图-126预警机平台的开发,第17科研所负责研制“蔓”预警雷达,而古比雪夫飞机制造厂负责批量生产图-126预警机。

图-126预警机安装了4台NK-12涡轮螺旋桨发动机,飞行速度为750千米/小时,航程为7 000千米,1次空中加油后可在空中续航18小时,机组成员2人,雷达操纵手11人(轮流值班)。“蔓”预警雷达为脉冲雷达(工作波段为分米波段),其天线罩呈蘑菇型状,直径长为11米,安装在机身尾部上方,采用机械式扫描方式,平均每分钟旋转10圈。他主要担负掩护防空歼击机遂行空中战斗巡逻任务,并安装了空中加油系统。但是,由于没有解决空中加油时涡流造成的剧烈颠簸问题,其空中加油系统如同摆设,基本上不使用。此外,图-126预警机隔热与隔音条件极差,其涡轮螺旋桨发动机噪声与“蔓”预警雷达天线旋转噪声交织在一起,严重影响了雷达操纵手的正常工作。

20世纪70年代中期,苏联政府责成苏联主要飞机设计局研制航母舰载预警机,以便将其装备即将服役的航母。安东诺夫设计局率先在安-72多用途飞机基础上推出A-71航母舰载预警机。A-71雷达天线罩安装在尾翼上方,可以同时发现和跟踪120个目标,机上人员由6人组成。1985年,安东诺夫设计局研制了2架A-71样机,尽管已经达到军方提出飞行技术性能,但苏联海军航母并没有装备该型机。其原因是A-71机身高大,无法被安置进机库。随后,苏联雅科夫列夫设计局推出了雅克-44航母舰载预警机。该机最大特点是机翼可以折叠、可以使用弹射器起飞,并可以发现和跟踪130个目标。由于设计难度较大和经费不足,雅科夫列夫设计局也最终放弃了研制雅克-44的计划

从A-50到A-50U

2009年莫斯科航展上的A-50。“熊蜂”预警指挥雷达可发现低空距离200-400千米和高空距离300-600千米歼击机目标,可同时跟踪50-60个空中目标,并引导10-12架歼击机遂行空战。

由于图-126预警机存在不能发现低空目标等问题,自1965年1月,苏联政府便命令苏联主要飞机设计局竞相研制新型预警机。根据苏联主要飞机设计局提供的竞标方案,1973年1月,苏联政府责成苏联塔甘罗格别利耶夫设计局和苏联莫斯科第17科研所(今天的“织女星”公司),以伊尔-76MD军用运输机基础,联合研制A-50预警机,以取代图-126。1978年12月19日,A-50首架样机在尚未全部安装“熊蜂”预警雷达的条件下,仓促完成了首次升空试飞。但由于电子工艺研发和制造水平落后,直到1984年12月A-50才投入量产。1985-1992年,苏联共计生产了25架A-50(包括3架样机)。

A-50预警机“熊蜂”预警雷达系统为三坐标多普勒脉冲雷达(工作波段为厘米波段),整个雷达系统重量约为20吨。A-50预警机上休息和生活条件非常简陋,其工作椅成为10名雷达操作员唯一休息的地方,机舱内安装了一台食品加热柜,而厕所被机尾的消防桶代替。尽管安装了空中加油系统,但是,A-50与图-126一样,由于没有解决空中加油时涡流造成的剧烈颠簸问题,空中加油系统基本上不使用。

20世纪90年代末,俄防空军与俄空军合并组建俄新的空军,并开始实施改进部分防空武器装备的作战性能计划,其中包括A-50预警机。按照俄空军提出的战术技术要求,塔甘罗格别利耶夫设计局和“织女星”公司,担负对A-50的技术改进任务。与A-50不同的是,新改进的A-50U装备了“熊蜂-M”大容量和高速电子计算机,实现了雷达信号数字脉冲压缩技术,不仅减少了机载设备数量和降低了能量消耗,而且提高了探测和发现后半球目标和低空隐形小型(军用直升机)目标的作战能力。基于机载设备数量减少和飞机重量的减轻,A-50U可以携带加满燃油的副油箱完成起飞。驾驶座舱安装了新型液晶显示器,以取代老式电子管显示器。同时,由于较好解决了空中加油时出现的飞机颠簸问题,A-50U可以顺利完成空中加油。上述两项技术的改进,大大增加了A-50U的航程和续航时间。A-50U还安装了格洛纳斯定位导航系统,此外,其上安装了休息室、茶点间和厕所。

2009年12月31日,根据俄新一轮军事改革规划,俄空军第2457预警机作战使用航空兵基地,被改编为预警机作战使用航空兵群,归属军事运输航空兵第610飞行员作战使用和培训中心指挥,而第610飞行员作战使用和培训中心归属俄空军第4国家飞行员和军队试验中心指挥。目前,该预警机作战使用航空兵群下辖2个大队,共计装备了17架A-50和A-50U预警机,其中只有6架A-50和3架A-50U可保持作战值班状态。

A-100誓在卫冕

根据《2011-2020年前俄国家武器装备规划》,俄决定研制A-100新型预警机,以取代A-50和A-50U预警机。2010年9月,“织女星”公司总经理弗拉基米尔·韦尔巴向媒体正式宣布:“基于伊柳申航空联合体开放式股份公司与航空之星-SP封闭式股份公司联合研制伊尔-76MD-90A新型军用运输机,‘织女星’公司将与塔甘罗格别利耶夫开放式股份公司合作研制A-100新型预警机,并计划于2015年前将其装备俄空军。”

按照俄空军提出的飞行技术性能要求,A-100新型预警机,应装备拥有三面阵固态相控阵雷达天线的“主角”新型有源相控雷达。“主角”外表呈蘑菇型,在其蘑菇型天线罩内,可以实施360度全方位扫描。与A-50U的“熊蜂-M”雷达相比,“主角”新型有源相控雷达具有鲜明的特点,它可同时处理多批空中或地面目标。可以利用电子扫描的灵活性、快速性,以及按时分割和多波束等性能和特点,实现边搜索边跟踪工作方式,与机载电子计算机系统相互配合,对不同方向和不同高度的多批空中或地面目标实施同时搜索、探测和跟踪,并能同时引导多批多架作战飞机和地面防空导弹系统对其实施拦截和攻击。“主角”的反应时间短但数据率高。由于无需天线驱动和波束指向灵活,可实现无惯性快速扫描,缩短了对目标信号检测、录取和传递等所需时间,具有较高的数据率。由于采取数字工作方式,以及使机载雷达与机载计算机系统融为一体,大大提高了自动化程度,简化了雷达操作,缩短了目标搜索、跟踪和发控准备时间,便于快速、准确地实施程序化和数据化处理。同时,利用分布在天线孔径上的多个辐射单元综合集成非常高的发射功率,并能合理地管理能量和控制主瓣增益,并根据不同方向上的需求,分配不同的发射能量,易于实现自适应旁瓣抑制和自适应抗各种干扰,可以发现远距离目标和雷达反射截面积较小的隐形目标。总之,“主角”新型有源相控雷达的飞行技术性能,较“熊蜂-M”脉冲多普勒雷达提高了1倍。按照俄军联合作战构想,A-100新型预警机,可与新组建的战区空军苏-35S、苏-30SM、米格-29K和T-50第四代半和第五代歼击机,以及战区陆军、空军、海军S-400和S-500新型防空导弹系统实施交联,构建侦打一体的战区联合防空体系。

伊尔-76MD-90A(伊尔-476)是俄罗斯正在研制的新一代预警机A-100的平台机型。图中为伊尔-476的第一架原型机。

按照惯例,延迟

但是,正当人们期待着A-100新型预警机如期诞生时,2011年8月,俄空军总司令泽林向媒体透露的“俄空军推迟两年列装A-100新型预警机”消息。A-100新型预警机研发应追溯到2000年。基于研发S-300防空导弹系统有源相控阵雷达积累的成功经验,2000年2月,“安泰-金刚石”防空公司,在参加A-100预警机机“主角”新型有源相控雷达竞标中一举中标。但是,俄国防部对其提供的大体积和超重量的“主角”并不满意,于2002年7月解除了合同。同时,将研发合同书直接转交给了俄“织女星”科学生产总公司。为加快A-100预警机的研制速度,2009年1月,俄国防部做出了一项错误的决定:在伊尔-76MD-90A新型军用运输机尚未完成技术改进之前,向俄“织女星”科学生产总公司提供1架伊尔-76军用运输机作为空中试验平台,以用于“主角”新型有源相控雷达的研发。截止2010年12月,安装了“主角”新型有源相控雷达的伊尔-76军用运输机,停靠在俄塔甘罗格别利耶夫航空科技公司试验靶场,没有进行一次升空飞行试验。

据俄军工一位消息灵通人士向俄《消息报》资深记者透露:俄军工推迟A-100预警机的研制,不仅出在了伊尔-76MD-90A的交付时间上,而且还出在了“主角”新型有源相控雷达复杂工艺环节上。美国和以色列等国研制预警机的经验证明,新型预警机的研发成功的前提条件是必须首先选好预警雷达的搭载平台,并以此为依托实施预警雷达研发。当初,俄国防部既然选择普通伊尔-76作为试验“主角”新型有源相控雷达的搭载平台,那么,A-100的试验和量产就应该以此为基础,不能随意变动。如果将试验成功的“主角”移植到新改进的伊尔-76MD-90A上的话,那么,不仅要对“主角”新型有源相控雷达结构和尺寸重新进行量身定做,而且还要对搭载平台重新进行风洞试验。这实际上意味着“主角”研发工作从头开始。

此外,让俄军方感到更为纠结的是,即使是搭载在伊尔-76上的“主角”新型有源相控雷达,也没有满足俄空军提出的相关战术技术性能要求。不但雷达没有安装三面阵固态有源相控天线,采用的是固态双面无源相控阵天线。而且雷达没有使用双频段工作体制,采用的是单频段工作体制。目前,有源相控阵雷达最大的难点在于发射/接收组件的研制,也许“织女星”公司机在这方面遇到了难题。因此,他们被迫研制技术难度较小的无源相控阵雷达。尽管无源相控阵雷达在功率、效率、波束控制及可靠性等方面逊色于有源相控阵雷达,但是,它在战术技术性能方面要优于A-50U上的“熊蜂-M”脉冲多普勒雷达,应当是一种不错的折中选择方案。因此,在研制出实用的有源相控阵雷达之前,完全可以采用无源相控阵雷达作为过渡产品,即便有源相控阵雷达研制成功后,无源相控阵雷达作为相控阵雷达家族的一种低端产品也不会过时,它仍具有很大的对外出口潜力。

俄许多专家认为,自20世纪90年代末至今,基于网络中心战原则,美国和以色列等国预警机机载预警雷达、机载自动化指挥系统和机载电子对抗系统至少更换了两代。他们担心,A-100在未出世之前就已落后于西方国家预警机。因此,俄国防部和空军很有可能会放弃与“织女星”公司以及塔甘罗格别利耶夫开放式股份公司签订的研制A-100合同。但是,正当世人对A-100预警机发展前景忧心忡忡时,俄媒体传来的一则消息,又让他们重燃希望的焰火。2014年8月15日,俄国防部正式与塔甘罗格别利耶夫开放式股份公司,签订了使用伊尔-76MD-90A作为A-100预警机平台的合同。同年11月23日,伊柳申航空联合体开放式股份公司和航空之星-SP封闭式股份公司,向国防部交付首架伊尔-76MD-90A新型军用运输机。同时交予塔甘罗格别利耶夫开放式股份公司,并启动建造A-100新型预警机计划。随后,“织女星”公司总经理弗拉基米尔·韦尔巴向媒体称:“‘主角’有源相控阵雷达研制进展顺利。”但是,韦尔巴没有提及A-100预警机装备俄空军的具体时间。由此可以断定,无论是俄军方,还是俄军工企业,都不希望A-100预警机计划落空。那么,A-100预警机发展前景如何,能否卫冕空中之王,世人将拭目以待。

责任编辑:武瑾媛

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