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中国的航母预警机的发展研发历程是怎样的?

中国的航母预警机的发展研发历程是怎样的?

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2016-07-28

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     1982年的英国和阿根廷的马岛海战中,由于英国航母编队没有预警机,结果 被阿根廷空军偷袭成功,两架携带飞鱼导弹的阿军军旗式攻击机贴着浪尖以超低 空进袭,在离英国航母编队20〜30英里处发射所携带的飞鱼导弹,结果击中了英 国造价2亿美元的谢菲尔驱逐舰,幸好没有击中英国的轻型航母。
    若是当时击中 英国航母的话,英阿马岛战争的结果就要重新改写了。 这次偷袭成功地说明了海军舰队如果没有预警机的支持,即使面对实力较弱 的空中打击也很容易遭到巨大损失,没有预警机的舰载航空兵在战斗力上是不完 整的。
   预警机被称为舰载机的“力量倍增器”,舰载预警机的作用不仅是为舰队提供 雷达情报,同时也是重要的信息数据融合、分发和传递处理中心,还能用来引导战 斗机或舰载武器进行防御和反击,因而它实际上是现代航母编队从事进攻或防御 作战的核心。
     舰载机的装备数量要受到航母平台的限制,数量不可能有很多,因此就必须更 加有效地使用兵力。舰载预警机的大范围远程雷达搜索功能可以早期发现来袭的 空中和水面目标,这就可以降低航母编队对巡逻战斗机的需要数量,还能根据目标 威胁程度调度兵力进行拦截,预警机可以使战斗机的拦截范围远远超越舰载雷达 的工作范围。
    通过加大防空作战半径,可以有效抵消远程导弹对航母的威胁。 按照国外的实践经验,有预警机的支持,舰载战斗机的效率至少要增强一半。 具体说来,有预警机支持,25 ~ 30架飞机就可以完成原来40架飞机才能完成的 任务。
   根据海湾战争和中东战争的经验证明,预警机对作战飞机的支持远远超过了 “倍增”的效果,拥有预警机的一方在对抗中具有完全的信息优势,会让战争力量 变得非常悬殊,没有预警机的一方可能会没有还手之力。
     如果一个国家的海军装备航空母舰,但是没有先进的舰载预警机的话,那么航 母的活动半径就不能超过岸基航空兵的有效掩护范围,航母就没有多大价值,根本 不能称为远洋海军。 中国海军要建设成为有强大战斗力的远洋海军,就必须要有预警机的支持。
   目前,以美国、法国为代表的西方国家采用的主力舰载预警机型均为美制E - 2C “鹰眼”预警机。   E-2C“鹰眼”是美国格鲁门公司为美国海军研制的舰载预警机,用于舰队防 空预警和空战引导指挥,但也适用于执行陆基飞行任务,是目前美国海军最先进的 预警机。
   E -2共有4种型号J -2A为最初的生产型,1964年1月开始交付美国海军 使用^ E-2B为首次改装型。  E-2C“鹰眼”是现在正在生产的预警型,现役数量 75架。
  该机为涡轮螺旋桨机型,机长17。 54米,翼展24。 56米(机翼折叠后翼展8。 94米),最大起飞重量24。 16吨,续航时间6小时15分(最大载油量>,最大航程 2865公里,最大平飞速度626公里/小时,最大巡航速度602公里/小时。
    机身上方 有一直径达8米的旋转雷达罩,内装性能先进的雷达及敌我识别天线。E -2C“鹰 眼”舰载预警机装载的是先进的AN/APS - 145雷达,能够同时监视2000个以上的 空中目标,并指挥对其中140个目标进行拦截作战,对飞机类目标的探测确认距离 在556公里以上,对巡航导弹等小型目标的发现距离大于270公里。
     E -ZC预警机Ji还装有ALR -73被动辐射探测装置,可在关闭主雷达的情况 下依据敌方目标的辐射进行探测,据称有效探测距离甚至两倍于主雷达,无源探测 距离900公里。
   由于采用了先进的OL-77/AS。先进计算机中央数据处理器,E -2C能够自 动实时计算和控制来自雷达、通信、导航及电子对抗系统的数据。  E -2C预警机的 整个系统具有远距离探测、目标自动跟踪和高速处理的一体化功能,因此可自动进 行对空中和海上各种目标的实时跟踪和拦截。
   E -2C预警机先进的数据链通信系统则可使其所指挥的舰载战斗机在作战时 不必开启机载雷达而根据数据链传来的信息对敌方目标实施隐蔽攻击,从而有助 于提高作战行动的突然性和制胜把握。   目前,美国海军的每艘航母均搭载有4〜6架E - 2C预警机,E -2C预警机通 常在离航母编队150〜200海里的空域巡航飞行,与数架空中巡逻的舰载战斗机组 成大于300公里以上的编队外层防空圈。
  这个防线远远大于目前世界上多数反舰 导弹的最大射程,从而为舰队提供了较为可靠的第一道防线。   E -2C“鹰眼”自问世以来,在美国参与的历次战争中大显身手。在中东战争 的空战中被用于为以色列战斗机导航。
  在海湾战争、阿富汗战争和伊拉克战争中, E-2C“鹰眼”都有不凡的表现。其中,在1991年的海湾战争中,有27架E -2C “鹰眼”参战,共出动1183架次,飞行4700小时,实施空中预警和通讯中继。
    此外, 在美国发射航天飞机时,E-2C “鹰眼”用来监视卡纳维拉尔角周围佛罗里达空域 的空中交通,并且多次引导美国海岸警卫队的固定翼飞机和直升机对毒品走私进 行拦截。
   现在,美海军正把E -2C“鹰眼”舰载预警机升级为E -2D系列,海军已将这 份价值19亿美兀的合同授予Northrop Grumman公司。   根据Northrop Grumman公司的先进“鹰眼”项目主管James Culmo的说法,先 进“鹰眼”E -2D将是一种全新制造的飞机,这种新型飞机将装备一种复合雷达, 该雷达既有主动电扫天线阵列,又有机械扫描阵列。
   先进“鹰眼”E -2D飞机还将装备新型任务计算机,进行软件升级,并改善现 有敌我识另U(IFF)系统。  增加新通讯系统后,先进“鹰眼” E -2D将成为海军部队 指挥网络的主要节点,能提供合成信息及融合数据,并能提供前方的控制与通信 能力。
   除了美国的“鹰眼”固定翼预警机之外,俄罗斯航母“库兹涅佐夫”号航母使用 的是卡-31预警直升机。下面让我们来看看卡-31,这很可能就是我们的“瓦良 格”号要装载的预警机。   20世纪50年代中期,苏联就萌生了将雷达送上天以扩大监视范围、提高侦测 能力的念头。
  1962年,苏联首款固定翼预警机——图-126预警机试飞成功,标志 着苏联从此跨入了可自行研制预警机国家的行列。 进入20世纪80年代,随着“库兹涅佐夫”号航母加入现役,苏联海军迫切需要 舰载预警机以便进行海上预警和指挥。
    20世纪80年代末期,雅克福列夫设计局再 次挑起为苏联海军设计舰载预警机的重任,并推出一款全新的预警机——雅克- 44型舰载固定翼预警机,其外形与美国的E -2“鹰眼”预警机颇为相似,因此西方 国家也将其称为“鹰眼”。
   与此同时,为弥补低空和近距离海上监视能力的不足,卡奠夫设计局根据苏联 海军的要求,首次试验性地将预警雷达装上直升机,便出现了卡-31预警直升机, 以此作为雅克-44型固定翼预警机的辅助系统。
    其设计思想是将雅克-44型固 定翼预警机与卡-31型预警直升机进行高一低空和远一近程搭配使用,从而在航 空母舰周围的广阔海空域构成密集的雷达监视网。 卡-31预警直升机的原型机于1988年首次试飞,1992年开始在“库兹涅佐 夫”号航母上进行试验。
  但是,由于俄海军航母飞行甲板短、无弹射装置以及飞机 体积大、重量大等固有弱点,雅克-44型预警机无法在俄罗斯航母“库兹浬佐夫” 号起降。  因此,卡-31预警直升机就独立承担起了俄罗斯海军航母的预警重任^ 卡-31型舰载预警直升机虽然在设计当初是作为舰载固定翼预警机的辅助 预警系统使用,但其具备优良的技战术性能,能够胜任海上大范围的空中监视和预 警任务,在预警机行列里独树一帜,堪称舰载预警平台中的奇葩。
     卡-31预警直升机是卡氏直升机家族的重要成员,它以卡-27型攻击直升机 为原型发展而来。这款直升机为共轴式双旋翼直升机,双翼反向旋转,具备良好的 起降和适航性能,气动布局和尺寸是根据最有效地利用直升机母舰甲板和机库面 积的原则设计的,桨叶采用复合材料制成,机体广泛使用抗腐蚀材料和特殊涂层, 动力装置为两台TV3 - 117VMA涡轮发动机,单台功率1640。
     5千瓦。当其中一台 发动机出现故障时,另一台则可以较大的应急功率补足有效动力,使飞机在有限时 间内正常飞行。 该型直升机载员2〜3人,起飞重量12500公斤,海上巡航速度220公里/小 时,在3500米高度时的续航时间为2。
   5小时。 机腹装有一部有6米天线的E -801平面阵探测雷达,空中巡航期间,该雷达 天线以6转/分的转速在360度范围对低空目标进行探测,对海上目标的探测发现 距离为250公里,对低空飞机或掠海飞行导弹的发现距离为100〜150公里,但由 于机载设备数据处理能力略低,只可探测到200个目标,仅能同时跟踪15个目标。
     由于平板天线没有整流罩,工作的时候还要不停地旋转,就像一块大板子一 样,因此,在雷达工作的时候,卡-31只能在空中停滞不前,或者以极低的速度前 进,不然直升机不易被控制,而且会把天线吹坏。
   卡-31下面的板板就是预警雷达天线,直升机起飞后通过液压方式伸出来, 降落的时候收回去。  要是发生故障收不回去,直升机就降落不了了。‘ 因此,这个天线采用了自动和人工两种系统进行收放,要是两种方式都失败 了,就启动自爆螺母,把这个天线炸掉扔进大海。
   卡-31预警直升机优越的技战术性能无法掩盖作为直升机固有的缺陷,这直 接影响了预警性能的充分发挥。   其一,卡-31直升机巡航速度较慢,自防护能力较差,容易受到对方导弹等制 导武器的攻击。
   其二,卡-31直升机续航时间较短,航程较近,海上监视范围有限。若需24小 时不间断执行海上监视任务,则必须至少配备3〜6架同型机轮流使用。 其三,卡-31预警直升机的致命缺陷就是在机身下方装雷达天线。
    这种雷达 布置方式对上半球目标的探测性能很差,对高空目标的探测和跟踪能力极弱,甚至 监视不到。 在海上,俄海军的卡-31预警直升机一般在距舰队100〜150公里处约3500 米高度巡航飞行,续航时间为3小时。
  鉴于卡-31预警直升机的探测距离较近, 俄海军航母舰队还需依靠“库兹涅佐夫”号航母上的相控阵雷达对中高空的远距 离目标进行探测和警戒。  “库兹涅佐夫”号航母装备的卡-31预警直升机性能与 美国E -2C预警机相差悬殊,实际上已严重限制了其整体作战能力。
   通过性能对比,我们可以发现,卡-31和E -2C完全不是一个重量级的对手。 卡-31的最大航程只有E -2C的1/5,续航时间只有E -2C的1/2,机载雷达的搜 索距离只有E -2C的1/4,最大起飞重量不到E -2C的一半。
    此外,卡-31的作 战半径只有100〜200公里,而E - 2C的作战半径可达600公里,如果进行空中加 油,E -2C的作战半径可达1000公里以上。 更为重要的是,E - 2C具备空中指挥和控制能力,它实际上是一个小型的自动 化指挥中心,而卡-31只是一个数据传递中心 利用卡-31不可能获得真正的预警机,预警直升机只能是一个补充。
     在没有舰载预警机的情况下,中国航母战斗群只能在岸基预警机的作战半径 之内活动。海军目前主要部署的是空警-200型预警机,未来可能会部署空警- 2000型预警机。以空警-200型预警机3600公里的航程计算,从西沙群岛起飞控 制整个南中国海不存在重大问题。
  但是,这样依然限制了中国航母战斗群的作战 范围,使其依然只具备近海攻防兼备的性质a中国航母的预警机是一个亟待解决 的问题。   对中国而言,E-2C“鹰眼”固然先进,但想都不要去想,因为美国是根本不会 卖给我们的,而卡-31则是俄罗斯极力想外销的,也是我们可以“即买即用”的 产品。
   虽然我们可以从俄罗斯手里买到卡-31,但中国海军仍计划发展自己的直升 机预警机——直-8型预警直升机。  直-8是20世纪70年代我国从法国进口的 一种大型直升机平台,服役了很长一段时间。
   直-8的旋翼直径18。 90米,尾桨直径4。 00米,机长23。 05米,空重7095公 斤,最大起飞重量10592公斤,经济巡航速度255公里/小时,最大商载3000公斤, 加装副油箱后最大航程830公里,续航时间2小时30分钟,加装副油箱后续航时 间达4小时13分。
     直-8的机身底部为船型水密结构,并不适合安装类似卡-31那样机腹下的 折叠式平面阵雷达天线。直-8直升机在后门外安装了一种条形阵列雷达,和法 国陆军航空兵的“地平线”机载预警系统相似。
  “地平线”机载的系统是汤姆逊 CSF公司研制的战场对空观察雷达(LCTAR),雷达天线装在外观如平衡木的充气 天线罩内。  雷达天线罩位于直升机后舱下的旋转支架上。在预警过程中,长达3。
   5米的天线罩则纵向展开,可进行稳定的俯仰和滚动运动,做圆周扫描。直_8预 警型所装备的阵列雷达大概会采取与之相似的工作方式,可以为特混舰队甚至航 母战斗机群提供中低空高度范围内的早期情报预警。
   直-8预警机的研制,似乎表明了中国方面已经排除了从俄罗斯购买卡-31 型直升预警机的可能。  但问题在于,即使中国航母装备了卡-31或者直-8这样 的预警直升机,也只能像俄罗斯航母编队那样仅在一定程度上缓解舰队对远程低 空目标的探测警戒,对中高空探测仍需依靠舰载雷达,实际上仍然无法满足现代航 母舰队的需求。
   中国在尚未解决航母弹射技术和制造E _ 2C“鹰眼”这样的预警机之前,装备 卡-31预警直升机或者直-8预警机是不得不采取的应急措施。  着眼未来,只有 中国的航空母舰解决了弹射固定翼预警机的能力,航母舰队的整体作战能力才能 得以充分发挥。
   较预警直升机而言,固定翼预警机的优点是显而易见的,航程和速度方面自不 必说,固定翼战机内部空间更大,有利于安装更多的电子设备和功率更大的雷达, 预警范围更大。   当前,全球现役固定翼舰载预警机只有E -2C —种,在研的有美国的ES -3 (在S - 3反潜机上背一个雷达天线)和乌克兰的安-71。
  出于政治原因,E - 2C和 ES -3是不可能对中国出售的。安-71可作短距起降,其机载雷达搜索距离对战 斗机大小的目标可达200公里,可同时跟踪120个目标,留空时间4。   5〜5小时。
   目前,乌克兰将安-71作为岸基预警机推销,如果性能和价格合适,中国可能会购 买一些。否则,中国航母必须用直升机作为预警平台。 你会说,我们不是成功研制出了大型的空警-2000和中型的空警-200预警 机吗?可以让它们作为航母上的预警机啊。
  这话说得好,我们就来看看着两种预 警机是否可以作为舰载预警机使用。   空警-2000是西安航空工业公司研制成功的一种大型预警机。空警-2000 预警机采用的是俄罗斯伊尔-76机体,使用的雷达与以色列“费尔康”一样的相控 阵雷达,因此不必像俄罗斯的A - 50和美国的E - 3那样需要进行旋转,从而可以 获得全方位的覆盖能力。
   空警-2000上装备有南京电子技术研究所研制的多功能三坐标多普勒脉冲 雷达,可进行全向探测,主要用于发现和跟踪空中与水面目标,对空中目标的最远 探测距离为470公里。  该机的雷达系统可同时跟踪60〜100个空中目标(其中包 括低空目标和巡航导弹),并对战术空军的10架飞机实施引导。
   该机可在5000〜10000米的高度以600〜700公里/小时的速度持续执勤7〜8 个小时(无空中加油)。如果得到伊尔-78加油机的空中补给,其巡逻时间还会大 幅度提高。  空警-2000的实际最大飞行距离为5000公里,最大飞行重量为 195 吨。
  

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