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空天之眼:战略空军的预警机之路


来源:国防参考

2015-12-17 22:09

    摘要:从早年立项,艰难研发,到试飞阶段的重大空难,中国预警机从无到有、从小到大,并以空警-2000、空警-200和空警-500形成集群力量,正在引领中国空军逐步建立起现代化的空天一体作战体系。

    2015年9月3日上午11时27分,天安门广场上空,空军航空兵某师师长吕建强亲自驾驶一架空警-2000型预警机,在8架八一飞行表演队歼-10战机的护卫下,率先抵达;25秒后,预警机梯队米秒不差地通过了人民英雄纪念碑上空,其中,空军航空某团副团长宋现平驾驶中国第三代预警机空警-500首次公开亮相。

    从早年立项,艰难研发,到试飞阶段的重大空难,中国预警机从无到有、从小到大,走过了近30年的发展历程,并以空警-2000、空警-200和空警-500形成集群力量,正在引领中国空军以战略预警力量为平台,逐步建立起现代化的空天一体作战体系。

    艰难研制

    空中一秒,地上一年。空军预警机专家沈齐对此感受深刻。

    1969年,中国在前苏联图-4轰炸机的基础上,研制出中国第一架预警机空警-1号。沈齐介绍:“但它探测目标并不理想,杂波太强。”

    那时,处理杂波技术跟不上,项目后期研制不得不中止。当时,世界各国都在投入预警机的研制。美国海军早在二战时期研制出预警机,但还没来得及投入实战,二战就结束了。

    在中国空警-1号研制时期,美军的E-1B预警机也才刚刚服役。不过,同样受到雷达技术限制,所发挥的作用很有限。

    1982年,贝卡谷地空战中,以色列军队依靠E-2C预警机指挥己方战机,仅用6分钟就摧毁了叙利亚军队耗资20亿美元建起的19个导弹阵地。面对叙空军的反扑,预警机再次成为以军的“千里眼”和“顺风耳”,调度指挥战机击落对方飞机。空战结果,84:0。就在同一年,英阿爆发马岛战争,没有预警机的英国空军,受到阿根廷空军重创。

    英军打了一场“昨天”的战争,以色列军队则赢得了“未来”。自此之后,研制和装备预警机成为各国空军的发展重点。1991年海湾战争之后,沈齐正式参与预警机的论证与研制工作。

    此时,成熟的脉冲多普勒技术从频率处理上实现了对杂波的抑制,美国的E-3预警机已列装部队多年。但像中国大部分军工研发一样,中国预警机的研发几乎是从零开始,从雷达设计,到抑制杂波,再到各系统融合集成,几乎每一项都没有现成的经验可以借鉴。

    预警机的核心技术之一,即如何使雷达在空中移动过程稳定地完成最大限度的探测。在研制空警-2000过程中,中方创造性地在世界上首次提出三面阵有源相控阵雷达。

    所谓有源相控阵雷达,相当于蜻蜓的复眼,中国将“三个复眼”拼接,组成三面阵360度无死角。这种雷达采用固定式电子扫描,比之前的机械式旋转扫描技术整整领先一代。

    一个技术难题,是如何最大限度主动排除杂波对雷达的干扰。机载相控阵雷达有上千个组件,这意味着科研人员要进行更大量的计算,而其攻关的领域也是前所未有的。

    另一道技术难题,是如何把雷达、导航、敌我识别、电子对抗以及环境控制和电力系统,全部配备在一个狭小的载机空间内,并实现相互兼容。比如,飞机原有电力系统是无法给所有的电子系统供电的,科研人员将一台歼击机的发动机安到飞机上,实现电子系统供电平稳。经过多次筛选,中国决定将伊尔-76大型运输机作为空警-2000的载机平台。沈齐说,从项目上马到首次试飞,进行过无数次的装机试验和调试。

    2003年11月,空警-2000终于完成首次试飞。

    惊险试飞

    但完成首次试飞,仅仅是一项新的装备投入使用的起跑阶段。一项新的武器装备,从首飞到列装,还要经过漫长的试飞阶段,以便在各种使用情况下,不断发现其缺陷,评估其各项指标性能,从而不断改进,使之稳定、可靠。中国预警机的试飞过程,不仅并非一帆风顺,甚至可以用一波三折来形容。

    “预警机是在原有运输机上,加载了一个几吨重的雷达,彻底改变了飞机的气动布局”,沈齐解释说,“这样一来,所有的设计都要重新计算”。因此,试飞的重要内容之一,就是测试改装后的飞行性能。

    空军航空兵某部副师职大队长张海曾长期担任空警-2000试飞机长。在他的试飞经历中,不少险情让他难忘。

    一次起飞过程中,飞机已滑行加力达到时速150千米,机械师突然发现一台发动机的转速下降,两台发动机耗量表出现大幅摆动,燃油压力变低,紧接着,红色警告牌开始闪烁,4台发动机的耗量表均出现了不规则振荡。

    此时,飞机时速已超180千米,张海迅速判断情况,果断收了油门,操纵飞机中止起飞。事后分析判断,再晚几秒,飞机将强行起飞,很可能产生发动机空中停车的事故。

    起初,空警-2000的雷达性能并不尽如人意,杂波依然不小,航迹断断续续,经过数百次调试后,终于达到了设计水平。

    每一次试飞过程中的紧急状况,不仅是对试飞机型的重要考验,更是对试飞员的考验。一旦处理危急情况不够及时果断,不仅试飞飞机上所有人员的生命安全面临威胁,所试飞的飞机还可能坠毁,而且正在研制阶段的这一机型也将遭遇重大挫折。

    一次试飞空警-2000返航时,原起飞机场遭遇大风关闭,地面指挥通知张海,飞至215千米外的备降机场。然而在转场途中,飞机突然油量告警,显示余油不足,与此同时,领航员又发现导航系统出现故障。张海迅速决断,终于飞至备降机场。

    当然,并不是所有试飞都能化险为夷。

    在空警-2000研制过程中,另一型号预警机——空警-200的研制工作也在展开。根据未来体系作战的现实需要,有关研制单位构建和规划了预警机装备的发展路线图,确定了“高低搭配,轻重并举”的原则,以便使空军预警监视系统在高、中、低空和长短距离都能全方位覆盖。

    空警-200便是这一体系中担当低空探测主力的型号。它以国产飞机运-8为载机平台,降低了载机成本,弥补了中国预警低空探测的空白,也解决了军方对新型预警机的迫切需求。

    为了适应现代预警机的作战需要,空警-200的操纵系统改动量达80%,将传统的硬式拉杆式,改为软式钢索式链接,提升了飞机的操控性能;其搭载的雷达像一根平衡木架在机背上,但它也属于有源相控阵雷达。

    2004年,空警-200实现首飞。

    然而,2006年6月,一架空警-200在试飞期间发生重大事故,使空警-200项目几乎停滞。

    空警-500继承了空警-200的小平台特性,采用中型运输机运-9作为载机平台;同时发展了空警-2000的整体设计理念,采用数字阵列雷达等新技术,提高了对隐身目标的探测能力,实现了“小平台、大预警”的目标。

    空警-500机长36.5米,翼展40.4米,机高11.445米,是我国自主研制的新型、中型、全天候、多传感器空中预警与指挥控制飞机,主要承担空中巡逻警戒和指挥控制任务。

    空警-500在此次阅兵中正式亮相,标志着它正式列装部队。沈齐说:“它的服役实现了高、中、低空立体化的预警态势,空军也逐步形成以预警机为指挥中枢的信息化作战体系,在实现‘空天一体,攻防兼备’战略转型中发挥着重要作用。”

    “预警一期”

    有了预警机,如何形成战斗力则成为检验成败的关键。但当时中国预警机的操控人才储备几乎是一片空白。在空警-2000的研制过程中,预警机操作人员的培训工作也逐步展开。

    空军航空兵某师战勤二大队大队长董银平就是第一批受训学员。他回忆,大约是在21世纪初,空军开始在军中选拔预警操控人员,“我们有了一个新的名称,叫空中战勤人员”。

    董银平曾是一名飞行学员,停飞后转入军校学习,后进入一线部队工作。在听到选拔预警机战勤人员的消息后,便积极报名参加了选拔。

    首期培训班成立时,参训的40多名学员,经历多与董银平类似。那时,中国第一架预警机尚未研制成功,他们便先集中进行理论学习。由于预警机是个跨领域、多设备的复合系统,他们要学习预警雷达、敌我识别、电子侦察等7个系统方面的知识。

    作为“预警一期”,为他们授课的阵容极为豪华,几乎囊括了军队与地方预警领域所有的知名专家学者,甚至预警机总设计师都亲上讲台。

    第一次登机前夜,董银平紧张得睡不着觉。在戈壁滩某军用机场,气温零下二三十度,他和战友裹着棉大衣,穿着大筒靴就上了飞机。4个半小时的飞行测试结束之后,董银平和战友们提出了改进建议。

    飞机定型后,迅速装备部队。此时,董银平和战友们已在试飞试用阶段对这个庞然大物驾轻就熟了。在随后不久的一次对抗演习中,一方编队配备了空警-2000,很快探测到对方歼击机,并指挥己方战机将其“击落”,预警机编队方最终以巨大优势获胜。

    这是中国空军第一次将预警机投入演习,它的表现在军界引发巨大反响,同时,也使得以预警机为首的信息化、体系化联合作战走上前台。

    “原来陆海空各兵种相对独立,没有一个很好的平台将三者联合在一起,难以避免单打独斗。”董银平说。几年来经过多次实战化演练,海陆空协同作战形态基本形成。作为“空中指挥所”,预警机通过信息手段将各种力量合成,它的地位作用犹如人的大脑和神经中枢。

    一次红蓝对抗演习。蓝方先发制人,出动电子战分队对红方指挥部实施电子压制和网络攻击。红方立刻采取措施,恢复指挥系统。

    “请示起飞。”红方预警机向塔台发出请示。

    “可以起飞。”塔台回答。

    为配合预警机,红方电子干扰机和歼击机随后紧急升空。电子干扰机可根据预警机的情报对电子系统实施干扰,让对方“变聋、变瞎、变哑”,而歼击机在预警机的引导下直接实施攻击。

    其实,在预警机升空之前,地面作战部门已就战场情况作了初步研判。“一般要根据战情或任务,研究相应的战术战法,包括使用哪种预警机,出动几架,要配备多少歼击机护航、作战。”空军航空兵某师作战科科长丁智慧说道。

    在空中,预警机开始探测目标。电磁波向空中辐射,遇到目标后反射回来,系统对返回信号处理后进行敌我辨识,将敌方信号逐一分析;之后,电子侦察系统继续对探测获得的信号分析融合,并与数据库中的信息比对,获得敌方机船更准确的型号、距离、高度、趋势等信息特征,供指挥人员作出准确的作战部署。

    预警机作为“空中指挥所”最鲜明的特色,是机上会配备一名空中指挥员。各岗位的战勤人员向指挥员报告情报,指挥员根据情报下达战斗命令。

    丁智慧说:“预警机升空之后,可以说是一个空中指挥所。”预警机将所获得的战争信息传回地面指挥所,空地共享雷达情报组网的实时空情,再由各级指挥员根据战场态势,自行决策兵力运用,主攻、佯攻、掩护以及预警机的护卫均做出部署,分工明确。

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