预警机的发展趋势
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有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势3072007035 余鹏作为预警机的主要探测手段,预警机载雷达在单脉冲、数字式信号和数据处理、脉冲压缩、合成孔径以及脉冲多普勒等技术上已经取得较大的发展,然而随着未来战场环境的日益复杂化对抗和反对抗、干扰和反干扰技术的不断升级,预警机雷达面临的挑战也日渐严峻。
只有在技术上不断发展才能够适应未来战争需求。
有源相控阵技术建立在天线阵列技术、信号和数据处理技术以及微电子技术等多学科综合成果的基础上,是近年来正在发展的雷达新技术,将对预警机载雷达的发展带来深刻又广泛的影响。
1 有源相控阵雷达有源相控阵雷达采用分布式发射机,即天线是由许多辐射单元排成阵列形式构成的,且在天线阵面上的每个或数个辐射单元后面均接有固态收发组件。
由于天线阵面上存在着数千个直接向空间辐射能量的功率源器件,所以称为有源相控阵雷达。
1. 1 有源相控阵雷达的特点有源相控阵是按一定规律控制各个辐射单元的相位差,利用电磁波的干涉现象控制波束的方向。
由于相控阵雷达波束的方向是通过对每个辐射单元上信号的相对相位的改变进行电子控制而实现的,因而天线不用机械转动,只通过改变天线各辐射单元的相位差,就能实现波束在空间的扫描。
相对于一般机械扫描雷达和无源相控阵雷达,有源相控阵雷达具有以下特点:(1)能对付多目标。
相控阵雷达利用电子扫描的灵活性、快速性和按时分割或多波束原理,可实现边搜索边跟踪工作方式。
通过电信号控制波束,可以实现瞬间捷变,在探测的同时进行目标识别、电子侦察甚至电子干扰等,适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境。
(2)系统功率效率高。
机械扫描的雷达,发射机产生的射频功率由馈线网络送到天线阵面辐射出去,这个过程中的损耗较大,而有源相控阵雷达直接由天线阵元发射和接收射频信号,经过的路程短,功率损耗低,可以增大雷达的发射功率。
(3)功能多,机动性强。
有源相控阵雷达能够同时形成多个独立控制的波束,分别用以执行搜索、探测、识别、跟踪、照射目标和跟踪、制导导弹等多种功能。
预警机的发展趋势
佚名
【期刊名称】《现代军事》
【年(卷),期】2005(000)006
【摘要】为使预警机适应未来战争的需要,美、俄、法、日等国都在加紧完善现役预警机,着手对机载任务电子系统进行改进。
【总页数】3页(P42-44)
【正文语种】中文
【中图分类】V271.41
【相关文献】
1.预警机的关键技术分析及发展趋势预测 [J], 郑连泽;马建毅
2.案例2:“建立学生发展趋势激励与预警机制”应用方案 [J], 康潇津
3.外军预警机现状与发展趋势 [J], 吴红朴;赵洪轩
4.下一代预警机主要特征与发展趋势研究 [J], 刘民;陆军
5.有源相控阵雷达在预警机上的应用及发展趋势 [J], 周维;郭宜忠
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机载预警控制系统的历史、现状和未来曹晨1王小谟2(1.北京理工大学电子工程系,1000812. 信息产业部电子科学研究院,100041)E-mail: *********************Tel*************摘要:本文介绍了机载预警控制系统的特点及其发展简史,随后结合现代战争的规律阐述了其在功能、结构和体制等方面的特点。
重点对于相控阵体制系统的实现,分析了关键技术和难点。
最后,对预警系统的发展趋势进行了预测。
关键词:机载预警控制系统预警飞机脉冲多普勒雷达相控阵电子对抗1.导论机载预警控制系统(Airborne Early Warning Control System,AEWCS),有时候被称为预警飞机,主要由载机(和机身外部的天线罩)、雷达设备和信息通信链三大部分组成。
它的出现最早是为了克服地面雷达的两个主要弱点。
首先,地面雷达受地球曲率的影响,探测距离近,盲区大,低空探测性能严重不足。
其次,地面雷达由于位置固定或者运动速度较低(比如车载的情况),因此容易遭受攻击,生存能力较差。
从功能上说,与火控雷达不同,相对于为武器系统提供精确的目标定位而言,它更强调对威胁的预见性,以便为我方提供充分的防卫和反击时间。
所以,从这3个方面看来,预警飞机这个词很直观地显示出了机载预警控制系统的3个最基本的特点,即高空、运动和预警。
这第一个特点提高了雷达的探测能力,第二个特点提高了雷达的生存能力,第三个特点是机载预警控制系统最基本的功能。
于是,预警机在战斗中可以扩大进攻防守的区域并增强攻防的有效性,从而为作战方案提供更多的选择和更大的作用范围,并且探测敌方在未设防区域的活动。
2.机载预警控制系统的演变机载预警控制系统的发展始于第2次世界大战后期,至今约有50余年的历史。
由于在珍珠港事件中日本海军惯用低空鱼雷轰炸机攻击舰船导致美国海军蒙受重大损失,于是美国海军认识到地面雷达的局限性,决定把当时较先进的AN/APS-20警戒雷达(工作在S波段)安装到TBM-3W小型飞机上,其天线安装在机腹下的天线罩内。
E-2D预警机关键技术与典型作战应用E-2D预警机是美国海军使用的一种先进的空中预警和控制飞机,它具备先进的雷达和通信设备,可以在广阔的海域上提供空中监视和指挥控制支持。
E-2D预警机在作战中发挥着非常重要的作用,它的关键技术和典型作战应用对于了解现代空战与海战的发展趋势和战术运用具有重要的参考价值。
1. 先进的雷达系统:E-2D预警机配备了先进的AN/APY-9雷达系统,这是一种主动相控阵雷达系统,具有360度全方位搜索和跟踪能力,能够实时探测远距离目标并提供精确的空中目标识别、跟踪和监视能力。
2. 先进的通信系统:E-2D预警机采用了先进的数字通信系统,能够与舰船、飞机和地面指挥部实现高效的通信联系,并能够传输各种战术信息和指令,提供更加完善的指挥控制支持。
3. 先进的电子战系统:E-2D预警机还配备了先进的电子战系统,能够对敌方雷达和通信系统进行干扰和攻击,保护友方部队免受敌方干扰和攻击。
4. 先进的数据处理和传输系统:E-2D预警机具备强大的数据处理和传输能力,能够实时处理大量的雷达和通信数据,并将其传输到指挥部和友方部队,支持空中监视和指挥控制任务。
1. 空中监视与预警:E-2D预警机能够在广阔的海域上提供空中监视和预警支持,实时探测敌方飞机、舰船和导弹等空中目标,并及时向友方部队发出预警信息,为友方部队提供空中监视和战术预警支持。
2. 战术指挥与控制:E-2D预警机能够与友方部队实现高效的通信联系,传输各种战术信息和指令,实施战术指挥和控制,协调友方部队的作战行动,提高作战效率和战斗力。
4. 搜索与救援支持:E-2D预警机还可以用于搜索与救援任务,利用先进的雷达系统和通信系统对失事飞机和舰船进行搜索,为搜救行动提供支持,提高搜救效率和成功率。
三、E-2D预警机的未来发展随着现代战争形势的发展和技术的进步,E-2D预警机也将不断进行技术改进和性能提升,提高其在作战中的综合作战能力。
未来的E-2D预警机可能会采用更先进的雷达和通信技术,提高其空中监视和指挥控制能力;还可能会配备更先进的电子战系统,提高其空中干扰和攻击能力;同时还可能会引入自主飞行和无人化技术,提高其在高强度作战环境下的生存能力和作战效能。
预警机的发展趋势Newly compiled on November 23, 2020预警机的发展趋势经过60年的发展,预警机已成为空中的C3I中心。
展望未来,预警机的,C3I功能将不断完善,成为C4ISR(通信、指挥、控制、计算机、)情报、搜索和侦察)空中枢纽。
本文将谈及预警机的主要发展趋势。
继续改进现役预警机为使预警机适应未来战争的需要,美、俄、法、日等国都在加紧完善现役预警机,着手对机载任务电子系统进行改进。
提高机载预警雷达功能机载预警雷达是预警机主要的传感器和情报来源。
在现代战争的复杂电磁环境下,预警雷达作为预警机的主要探测设备,面临着隐身目标、低空突防、反辐射导弹和电子干扰等四大严峻挑战。
90年代以来,隐身技术已经相当成熟,因此要求预警雷达进一步提高探测隐身目标的能力,扩大覆盖空域。
美军已安排计划改进E-3和E-2的预警雷达。
在科索沃的作战表明,经“雷达系统改进计划”(RSIP)改进的E-3与未经RSIP改进的E-3相比,探测小目标和隐身目标的能力提高了1个量级。
美国海军的E-2C后继机型“先进鹰眼”,也将换装根据“雷达现代化计划”(RMP)研制的电子扫描雷达,雷达的主要参数比现有AN/APS-145雷达改善20分贝,从而使雷达性能“跃升两代”,无疑将提高探测小目标的能力。
新研制的预警雷达将普遍采用有源相控阵体制。
因为相控阵可以在数微秒内改变波束指向,形成自适应能力,即根据威胁程度的不同灵活调整扫描速度、信号波形和其他参数,将多个天线单元发射的信号合成在一起,从而增强探测隐身目标的能力。
在相控阵天线的布局上采用共形阵,也被认为是反隐身、扩大雷达作用距离的有效手段。
搜索雷达的作用距离与雷达的辐射功率及天线面积成正比,而共形阵能获得较大的天线面积,在加上有源相控阵体制的较大功率,就能有效地补偿由于目标反射能力下降而造成的雷达探测距离的降低。
增加辅助探测设备除了不断改进预警雷达外,预警机上还需要增加一些与雷达互补的探测设备,如电子支援措施/电子情报侦察、通信支援措施/通信情报侦察、红外搜索与跟踪等设备以及先进的电子自卫设备,以提高预警机的整体作战效能,以及在复杂电磁环境下的生存能力。
预警侦察系统的发展现状及趋势在现代战争中,随着现代技术的发展,特别是信息技术的迅速发展,信息的作用越来越重要,拥有信息优势成为夺取战场优势的关键因素,预警侦察系统也已成为夺取战争胜利不可或缺的手段。
在1982年的叙以冲突中,以方出动多架E-2C预警机进行空中巡逻并实施引导任务,成功击落叙方80多架飞机;在上个世纪90年代的几场局部战争中,预警侦察系统的部署更是全方位、多样化。
1991年的海湾战争中,多国部队动用了全方位、立体化、全天候的预警侦察系统,预警侦察卫星多达几十颗;1999年的科索沃战争中,北约共动用了十几颗侦察卫星,投入了50多架各种类型的有人侦察机,部署了七种类型、200多架无人侦察机,飞行时间达4000多小时。
全方位、多层次的天基、空基、地基、舰载侦察探测装备发挥着各自优势,实现战场态势感知,为远程精确打击提供了有力保证。
研究当前预警侦察系统的特点及其发展趋势不仅可以为我军对抗敌预警侦察系统提供依据,而且也能为我国研制自己的预警侦察系统提供有益的借鉴。
一、典型预警侦察系统随着预警侦察技术的发展,预警侦察系统的覆盖面已十分广泛。
地面上有各种电子侦察站组成的地面侦察系统;海上的各种舰载雷达系统、声呐系统、电子侦察设备、水声侦察仪、磁异探测仪和潜望镜等侦察设备组成海基预警侦察系统;低空中有电子侦察飞机、无人侦察飞机等组成的战术侦察系统;高空中有战略侦察飞机、空中预警指挥机组成的战略侦察系统;太空中有各种类型的卫星侦察系统。
这些系统互联互通构成范围广、立体化、多手段、自动化的侦察预警网络。
现代预警侦察系统主要包括陆基、海基、空基和天基四大类预警侦察系统。
1. 陆基预警侦察系统广义的陆基预警侦察系统主要由各种地面固定和机动式雷达、电子侦察装备、光电探测装备和声呐系统等组成,包括地面弹道导弹相控阵雷达、超视距雷达、监视雷达、固定信号情报侦察站、车载无线电侦察/测向系统、战场侦察雷达、战场光学侦察系统、战场传感器侦察系统、装甲侦察车等各种侦察装备,用于侦察探测空中、地面、水上及水下目标。
情报交流本文2009-11-10收到,霍亮、王燕分别系空军工程大学导弹学院博士生、助教,李秋江系南京军区空军装备部参谋预警机发展现状及趋势霍 亮 王 燕 李秋江 摘 要 预警机在现代战争中起着力量倍增器的作用,是提高军队整体作战效能的有效途径,其在作战中能够有效打击敌方隐藏目标和日益增多的特殊目标。
对空中预警机的组成、作用、关键技术和发展趋势进行了详细的分析。
关键词 预警机 指挥控制 发展趋势引 言预警机又称空中预警指挥飞机,是一种集指挥、控制、通信和情报于一体,用于搜索、监控空中、地面或海上目标,并可指挥引导己方飞机执行作战任务的飞机。
预警机最初是为了减少雷达的探测盲区,增大探测范围而研制的。
由于受到地球曲率的影响,功率再大的雷达也只能探测到30k m~40k m 的目标,这一距离对发现越来越快的攻击机、保护己方目标安全显然是远远不够的。
于是,二战后不久,美国海军率先将警戒雷达装到飞机上,以便尽早发现躲在舰载雷达盲区内低空飞行接近舰队的敌机,由此诞生了预警机。
1 预警机的组成预警机系统通常包括下列分系统:平台分系统、预警雷达分系统、指挥控制分系统、通信分系统、导航分系统、电子战分系统及敌我识别分系统等。
其中,雷达是最核心的组成部分,在某种意义上说,其它部分都在为雷达服务。
1)预警机系统的平台载机作为雷达的一个高机动平台,要求其具有足够的载荷能力,能载得起多功能的任务电子系统和操作人员;有足够的机舱容积,能容纳任务电子系统和任务操作人员;有足够的续航能力,能够完成长时间的预警探测任务。
2)雷达探测分系统通常采用具有下视能力的脉冲多普勒雷达,能在地面和海面的严重杂波环境中探测和跟踪高空或低空、高速或低速目标,能够对数百个目标进行处理和显示。
国外新研制的大型预警机一般都采用固态有源相控阵雷达。
3)敌我识别分系统预警机在复杂战区作战时首先要识别敌我,敌我识别系统主要由询问机和应答机组成。
问询天线通常综合在雷达天线上,在雷达探测目标的同时对目标进行询问,天线扫描一次可以询问200个装有应答机的目标。
飞机知识调研报告引言飞机作为一种重要的交通工具,已经在现代社会中扮演着重要的角色。
随着科技的不断进步,飞机的设计、性能也在不断发展,为人们提供了更快、更便捷的出行方式。
本次调查将主要对飞机的类型、结构、工作原理、发展趋势等进行调研分析,以便更好地了解飞机的发展现状和未来趋势。
一、飞机类型目前,飞机主要分为民航飞机和军用飞机两大类。
民航飞机进一步细分为大型客机、中型客机、区域客机等。
军用飞机则有战斗机、运输机、预警机、反潜机等多种类型。
随着无人机技术的发展,无人机也逐渐成为了军事、民用等领域的重要装备。
二、飞机结构飞机主要由机翼、机身和尾翼组成。
机翼是飞行和支撑飞机的重要部分,其形状和结构直接影响飞机的性能。
机翼上挂有发动机和燃料箱。
机身是飞机装载乘客和货物的部分,通常分为前、中、后三个舱。
尾翼主要包括垂直尾翼和水平尾翼,起到平衡、稳定飞机的作用。
三、飞机工作原理飞机飞行的基本原理是利用空气动力学原理,即牛顿第三定律:作用力与反作用力相等、方向相反。
当飞机的动力系统(如发动机)产生推力时,通过空气动力学的作用,飞机获得升力,从而能够克服重力和阻力,实现飞行。
四、飞机发展趋势随着全球经济的发展和人们对于航空需求的不断增加,飞机的发展也呈现出一些新的趋势。
首先,飞机逐渐向着更环保、更节能的方向发展,不断采用新的材料和技术,减少燃料消耗和碳排放。
其次,飞机的自动化程度越来越高,飞行控制系统和导航技术的发展使得飞行更加精确和安全。
再次,无人机技术的快速发展为航空领域带来了新的机遇和挑战。
未来,随着人工智能和自主导航技术的进一步发展,无人机将在军事、快递、灾害救援等领域发挥更重要的作用。
五、结论飞机作为一种重要的交通工具,其类型繁多,结构复杂,工作原理基于牛顿第三定律。
未来,飞机将继续发展,并朝着环保、节能、自动化和无人化的方向前进。
同时,随着科技的进步,飞机将发展出更多的新型机型来满足人们对航空出行的需求,为人类社会的发展做出更大的贡献。
矢志不移终成器编者按:本开发表此文,并不表示赞同其中的观点,仅供读者参考。
从中、以预警机交易受挫到我国成功开发出“新预警”,其间仅经历了3年时间;加之国产预警机采用固态有源相控阵雷达技术,从理论上讲要优于美、俄等国现役E-3、A-50预瞽机采用的脉;中多普勒雷达;而且机载显示控制台、软件系统、砷化镓微波单片集成电路、高速数据处理计算机、数据总线和接口装置等均为中国自行设计和生产,连擅长捕风捉影的西方媒体和军事专家也不得不承认机载雷达设计与俄罗斯、以色列没有关系,所以中国“新预警”的横空出世令西方国家大为震惊,由于目前国产预警机的技术和战术性能尚未公开,因此只能根据现有的点滴公开资料来对“新预警”的性能进行猜测和分析。
首先来看机体(平台)。
平台飞行性能的高低在很大程度上决定机载预警系统整体性能的发挥。
美、俄等国的大型预警机都以性能好且可靠的客机或运输机作为平台就是这个原因。
在我国前2架“新预警”中,第1架使用90年代末从俄罗斯购买的、准备安装“费尔康”系统的A-50机体,第2架使用伊尔-76运输机,后续预警机也都使用伊尔-76。
2002年,以色列在拆除了未完工的雷达系统后,将A-501裸机(由伊尔-76改造而来)交还中方,我国科学家很方便地将雷达系统等安装在飞机上。
从外形上看,第1架“新预警”与A-50相似,如机头和平尾整流罩上配有UHF通讯天线,机翼根部有辅助电力系统(APU)充当发动机停车时的临时电源,鼻首改为铝制蒙皮,取消机尾常见的炮塔等;但也有所区别,如机尾两片用来控制横向飞行的大型垂直尾鳍,其造型和所处位置与伊拉克由伊尔-76MD改装的“巴格达”-11预警机相仿。
正是这个缘故,有台湾空军高官曾指出,中国正在试飞的预警机就是从俄罗斯获得的A-50。
实则不然,使用我国自行改造的伊尔-76为机体的第2架“新预警”有许多特征是A-50所没有的,如在机舱的后下方配有2个后机身下翼、没有A-50那种设在腹鳍根部的通风口等。
机载雷达技术的发展现状及趋势摘要:雷达作为探测系统,其本身也要具有隐蔽性能,必须在侦测敌方目标时保证自己的“安全”。
针对雷达系统的隐身雷达体制设想,探索将通信概念应用于雷达系统,以期实现其超宽谱、高时频特性的综合隐身性能,为形成新的具有隐身性能的武器装备提供参考。
关键词:机载雷达技术;发展现状;趋势1机载预警雷达技术发展现状及趋势1.1发展现状预警机是空基预警探测体系的信息枢纽和指挥中心,它集预警探测、情报融合、情报分发和指挥控制等多种功能于一体,负责对空中、海上及地面目标进行大范围搜索、跟踪与识别,并指挥和引导己方飞机、舰船以及岸基火控系统进行作战。
机载预警雷达因架设在高空飞行的飞机上而克服地球曲率对观测视距的限制,扩大低空和超低空探测距离,发现更远的敌机和导弹,为防空系统提供更多的预警时间。
机载预警雷达在空中目标探测与跟踪、海面目标探测与识别、战场侦察与监视、武器精确制导与控制等方面正发挥着不可替代的作用。
机载预警机面临的挑战有:隐身目标已成现实威胁;电磁干扰环境日益严峻;复杂地形适应性;目标识别需求愈发迫切。
针对现代战争日益呈现立体化、一体化、网络化的特点,预警机需要将广泛分布于立体空间内的各种作战力量、各作战单元、各类作战要素联结成一个有机整体,实现侦察情报、指挥控制、火力打击、信息对抗和综合保障协调一致。
另一方面,隐身飞机已成现实威胁、电磁对抗环境愈益复杂、巡航导弹的广泛使用,预警机雷达正面临着前所未有的挑战,必须不断扩展预警雷达的功能,大幅提升其反隐身、反干扰、反杂波、和目标识别能力,提升预警机与体系协同作战的能力。
1.2发展趋势(1)多源化、网络化、体系化。
多基联合预警,提高体系对抗能力。
受平台资源和雷达体制制约,在与强敌对抗时仅靠单架预警机很难完全担负起反隐身和反干扰作战任务,空中多平台协同作战是提升综合作战能力的有效手段。
通过单平台多传感器信息融合、多平台多传感器信息融合、多平台有源/无源探测相结合等手段扩展探测空域与探测对象,提高体系反隐身能力、抗干扰能力和战场生存能力,并最终实现平台中心战向网络中心战转变,提升体系、对抗能力;(2)宽带化、综合化、一体化。
预警机:现代战争的空中指挥所对话专家:李仕华,空军指挥学院副教授,空军专业技术大校。
首批空军高层次科技人才,硕士研究生导师。
长期从事空军装备的教学和科研工作,获军队科技进步一等奖1次、三等奖4次;空军军事理论研究优秀成果一等奖1次、二等奖4次、三等奖5次。
新闻背景:2009年,印度空军接收了首架以色列制造的“费尔康”预警机。
前不久,《印度时报》报道,印度军方正加紧研制国产的空中预警机,预计第一架预警机将于2011年交付空军使用。
报道援引印度国防研究和发展组织官员的话说,第一架国产预警机造价大约180亿卢比(1美元相当于48卢比),作战性能类似于已经部署的以色列制造的“费尔康”空中预警机。
军事专家评论,作为目前世界上最先进的预警机之一,“费尔康”预警机必将成为印度空军的力量倍增器,并对该地区空中力量格局产生深远影响。
空中预警机,这一发展了60多年且技术常变常新的装备,再次成为广大军事发烧友的热点话题。
近日,本报记者连线空军指挥学院李仕华副教授,对预警机进行深入解读。
问:现代战争中,预警机扮演何种角色,有哪些作用?答:打个形象比喻,预警机就像是一个空中指挥所,它集预警探测、指挥控制、情报侦察、通信导航等功能于一体,是空军C4ISR系统的重要组成部分。
现代战争中,预警机担负的作战任务主要有以下几个方面:空中预警。
这是预警机最主要、最基本的任务,旨在及早发现、识别和跟踪目标,争取足够的预警时间。
预警机既可独立遂行防空预警任务,也可与地面远、近程雷达共同构成防空预警网络,进一步扩大空中预警探测范围。
电子侦察。
预警机的电子侦察系统,可以探测预警雷达探测距离以外的电子辐射源,具有快速反应和高精度测量能力,在复杂电磁环境中具有很高的截获率,能迅速测定敌电子信号的方位和相关电子参数。
指挥控制。
预警机作为机动的空中指挥所,能在较大的范围内全面掌握空中情况,并将己方飞机引导至有利的战术位置,为飞行员先敌发现创造条件。
预警机的发展趋势经过60年的发展,预警机已成为空中的C3I中心。
展望未来,预警机的,C3I功能将不断完善,成为C4ISR(通信、指挥、控制、计算机、)情报、搜索和侦察)空中枢纽。
本文将谈及预警机的主要发展趋势。
继续改进现役预警机为使预警机适应未来战争的需要,美、俄、法、日等国都在加紧完善现役预警机,着手对机载任务电子系统进行改进。
提高机载预警雷达功能机载预警雷达是预警机主要的传感器和情报来源。
在现代战争的复杂电磁环境下,预警雷达作为预警机的主要探测设备,面临着隐身目标、低空突防、反辐射导弹和电子干扰等四大严峻挑战。
90年代以来,隐身技术已经相当成熟,因此要求预警雷达进一步提高探测隐身目标的能力,扩大覆盖空域。
美军已安排计划改进E-3和E-2的预警雷达。
在科索沃的作战表明,经“雷达系统改进计划”(RSIP)改进的E-3与未经RSIP改进的E-3相比,探测小目标和隐身目标的能力提高了1个量级。
美国海军的E-2C后继机型“先进鹰眼”,也将换装根据“雷达现代化计划”(RMP)研制的电子扫描雷达,雷达的主要参数比现有AN/APS-145雷达改善20分贝,从而使雷达性能“跃升两代”,无疑将提高探测小目标的能力。
新研制的预警雷达将普遍采用有源相控阵体制。
因为相控阵可以在数微秒内改变波束指向,形成自适应能力,即根据威胁程度的不同灵活调整扫描速度、信号波形和其他参数,将多个天线单元发射的信号合成在一起,从而增强探测隐身目标的能力。
在相控阵天线的布局上采用共形阵,也被认为是反隐身、扩大雷达作用距离的有效手段。
搜索雷达的作用距离与雷达的辐射功率及天线面积成正比,而共形阵能获得较大的天线面积,在加上有源相控阵体制的较大功率,就能有效地补偿由于目标反射能力下降而造成的雷达探测距离的降低。
增加辅助探测设备除了不断改进预警雷达外,预警机上还需要增加一些与雷达互补的探测设备,如电子支援措施/电子情报侦察、通信支援措施/通信情报侦察、红外搜索与跟踪等设备以及先进的电子自卫设备,以提高预警机的整体作战效能,以及在复杂电磁环境下的生存能力。
其中最有发展前景的是红外探测设备。
目前美海军正在为“先进鹰眼”研制“红外搜索与跟踪设备”(IRST),用于探测和跟踪来袭导弹,以承担战区导弹防御任务。
开发重要的预警机技术非合作目标识别技术1988年,美国参议院武装委员会就提出了要研发“非合作目标识别”(NCTR)技术,作为已有“敌我识别系统”(IFF)的辅助设备甚至取而代之。
现有的询问-应答式敌我识别系统并不保险,例如,友军飞机的IFF设备可能出故障或编码失效,在战时还可能为了免遭敌方反辐射导弹攻击而关机。
此外,民航飞机和私人飞机也可能没有IFF设备。
因此,没有应答的目标不一定都是敌机,由此引发的悲剧已有几起。
例如,1994年4月14日,美、英联军在伊拉克北部上空执行禁飞区任务时,因E-3识别有误,把2架陆军的UH-60直升机误认为是伊拉克的“米-24”而引导2架F-15将其击落,造成26人死亡。
因此,预警机上除了安装IFF设备外,还需要非合作目标识别设备来识别没有应答的目标。
非合作目标识别技术包括:利用敌方的IFF系统;采用合成孔径或逆合成孔径雷达探测目标,以及分析目标反射信号特征,与数据库中储存的目标特征进行对比,从而识别目标等。
多情报源信息融合技术现代战争正在从平台中心战转变为网络中心战。
在传统的平台中心战概念中,各平台主要依靠自身的探测设备和武器进行作战,平台之间的信息共享非常有限。
而网络中心战采用先进的信息技术实施协同作战。
美国海军的“协同作战能力”(CEC)系统被认为是第一个网络中心战系统,其核心设备是“数据分发系统”和“协同作战处理器”,而支撑后者的正是多情报源信息融合技术。
美军已开始构建“单一综合空中图像”(SIAP)系统,用于融合多个信号源的数据。
不同军种的指挥官能够看到同一幅空中目标图像,因此可以避免在协同作战中可能导致的自伤问题。
任务系统与载机一体化设计技术载机为任务系统提供了平台,同时,载机的外形、体积、重量和气动性能等因素也限制了任务系统的设计。
因此,有必要对任务系统与载机进行一体化设计。
一体化设计有两种可能的途径。
一是在选定已有载机的情况下,将电子设备天线(主要是雷达的相控阵天线)与载机外形共形,例如智利的707“费尔康”预警机方案。
共形阵与平面阵相比,可以提高天线增益和测角精度,解决载机气动外形与天线布局的矛盾;但是对阵面辐射单元的幅相控制要复杂很多,同时还要解决机身和蒙皮在飞行中的变形问题。
任务系统与载机一体化的第二种可能途径,是使飞机外形与多面相控阵天线相适应,实际上就是为预警机研制专用载机。
这种一体化设计更为彻底,但是成本太高。
另外,任务系统自身的一体化设计也是一个发展方向。
在相对狭小的空间内布置大量的前端发射、接收和处理装置,对于系统设计是一个难题。
开展多传感器设备的复用设计,可以极大地改善系统的电磁环境,降低系统风险和研制成本。
开展模块化和公用化设计,有助于提高预警机的可靠性、互换性,改善系统的可维修性和可测试性。
开放系统体系结构技术60~70年代的预警机采用专用计算机和非开放式体系结构,使得研制和维修费用过高,改进起来也费时、费钱。
如专门设计的军用计算机比同等商用计算机的价格一般高10~20倍,升级也不方便。
为了提高经济性和可持续发展能力,在E-3的改进中采用“开放系统体系结构”(OSA),充分利用了现成的商用货架产品(COTS)软硬件及其标准。
这样既提高系统性能和可靠性,又减少寿命周期费用和设备的体积重量,还能提供“即插即用”的能力;从而减少了任务系统升级所需时间、经费和集成的复杂性,也不需要重新编写操作软件、进行集成测试。
E-3的中期现代化改进,就是通过直接选用性能更高、成本更低的商用货架产品,用它们替换旧的系统部件来实现升级的。
对预警平台的多样化构想目前,世界各国预警机的载机选择呈现出多样化的特点:大、中、小型预警机均有,固定式和旋翼式平台并存,气球载预警系统也得到青睐。
根据未来战争的需求,考虑到战术要求、研制成本、装备数量等综合因素,各国特别是美国对预警机的发展提出了一些新的构想。
多传感器指挥控制群采用相控阵体制,在一架飞机上同时实现预警雷达和合成孔径雷达两种功能,是美国预警机研究的重点之一。
2001年,美国空军提出了“多传感器指挥控制群”(MC2C)的概念。
MC2C是一个分布在天空、地(海)面和太空的庞大系统,由空基系统、无人机、地面站以及新型“多传感器指挥控制飞机”(MC2A)等组成。
各种传感器数据经通信链路组网“融合”,构成一个完整的情报、侦察和监视系统,可以为指挥决策提供依据、为打击武器提供火控数据。
“多传感器指挥控制飞机”是MC2C的核心,由波音公司在2002年提出初步构型,以波音767-400作平台实现。
机身前半部安装改进的E-8对地监视雷达,后半部装波音737预警机的对空(海)监视雷达,在同一架飞机上兼有E-8和E-3的功能。
为了解决电磁兼容和载机供电等棘手的技术问题,美空军调整发展思路,于2003年2月启动了E-10“多传感器指挥控制飞机”的研制(详见本刊2005年3月号)。
预警战斗机美军设想在战斗机上改装共形的、方位可覆盖360°的预警雷达,构成预警战斗机。
由于飞机本身的限制,预警战斗机的发射功率和作用距离将小于现有的预警机。
在作战使用时,一次派出多架预警战斗机,对每架飞机指定战术监视范围,预警机或地面指挥中心接收各预警战斗机的雷达数据并进行综合,形成完整的空中战术态势图像。
这是应用“蜂窝”原理进行分布式监视的工作方式,优点是可以扩展监视范围,缺点是机载雷达改装工作量大、费用高;而且预警战斗机工作时增加了被敌方发现和杀伤的风险。
这种设想目前尚处于概念性研究阶段。
预警无人机可在无人机上安装预警雷达构成预警无人机。
作战使用时,一次派出多架预警无人机分赴战区不同方向,由预警机或地面指挥中心接收并融合预警无人机的雷达数据,获得完整的空中战术态势图形。
初步考虑有战术型和长航时型两种预警无人机。
战术型飞行时间在10小时以内,作战半径不超过240千米;长航时型飞行时间大于10小时,作战半径超过240千米。
这个设想的优点是可以扩展监视范围,缺点是费用高,也易被敌方发现并击落。
在对空监视方面,这个设想处于概念性研究阶段。
在对地监视方面,北约经过多年论证,最终为其“联合地面监视”(AGS)计划选择了A321大平台与RQ-4B“全球鹰”无人机相结合的方案,大小平台上安装尺寸不同的对地监视雷达。
双基地雷达这是将无人机与预警机以双基地方式配合使用。
在无人机上安装雷达接收机,接收预警机雷达照射目标后产生的侧向回波信号,并通过数据链将信号转发给预警机进行综合处理。
由于无人机能靠近目标,运用双基地雷达工作原理可以提高预警机发现隐身目标的能力。
诺斯罗普·格鲁曼公司曾于2000年夏用“全球鹰”无人机对上述方案进行过演示试验。
美国空军很感兴趣,但目前仍处于概念研究阶段。
预瞥雷达卫星基于全球战略的需要,美国空军正在研究如何把机载预警和控制系统应用于空间。
一种可能的办法是预警雷达卫星、预警机和预警无人机的综合使用,以扩展预警监视能力。
设想用星载预警雷达照射空中目标,由预警机接收目标回波信号并进行处理,也可用靠近目标的无人机将接收到的目标回波信号转发给预警机。
这个设想的优点是卫星监视覆盖范围宽,可以不冒预警机进入战区的风险而获取敌方纵深的空中或地面态势情报;缺点是卫星在战时易被地基激光器和粒子波束武器等反卫星武器摧毁。
另外,天基监视平台还有许多问题要解决,如传感器的集成、监视雷达工作模式的转换等,最重要的是能否研制出预警雷达卫星。
美国空军已经进行一些初始试验,以确定用卫星照射空中目标的可行性。