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美國聞名軍事論壇網站上顯現一款國產新型預警機圖片“空警500”
2013-11-09 11:19:35 來源: 作者: 【 】 瀏覽:506次 評論:0





  近日,美國聞名軍事論壇網站上顯現一款國產新型預警機圖片,軍迷們稱之為“空警500”。該機以運9運輸機作為載機,外形與中國出售給巴基斯坦的ZDK-03型預警機相似,但機載雷達采用的應是新型雷達,外觀上能看到雷達中心位置有一處分明凸起

  近日,網上接連曝光了以運-9飛機平臺為基礎研制的ZDK-03出口型預警機和國產二代預警機的圖片,一般來說,中國研制的第一代預警機為空警-200和空警-2000預警機,第二代預警機包括出口型ZDK-03預警機和自用的新一代中型預警機。據稱,中國空軍和海軍即將裝備的第二代預警機已經在試飛當中,在中國預警機之父王小謨的相關照片中,我們可以發覺二代預警機的模型如此隱蔽,但經過細心分析,這種新預警機已經揭開它神秘的面紗。

  王小謨院士的身邊擺放著三個預警機模型,他們分別是空警-200,空警-2000和神秘預警機,這架預警機最初被誤認為是出口巴基斯坦的ZDK-03,但實際上,細心的人都能發覺這架預警機模型涂裝是中國空軍的,其雷達采用了和空警-2000一樣的主動相控陣雷達,因為雷達的黑色邊沿和空警-2000一樣,采用了三面陣的固態相控陣雷達,圓盤狀的雷達罩三塊黑色邊沿恰恰就是雷達發射天線對面的透波材料。

  中國國產二代預警機的雷達和空警-2000類似,和空警-200的“平衡木”雷達完全不同。

  我們知道,巴基斯坦國境狹長,且重要城市如首都伊斯蘭堡、最大城市卡拉奇都靠近印巴邊陲,缺少戰略縱深;加上印巴邊陲多為山區,地球曲率和地形遮蔽造成地面防空雷達諸多的死角,輕易被對方忽然攻擊。第三次印巴戰爭,印度空軍正是采用租借的前蘇聯圖-26預警機指揮攻打巴境內縱深目標,給巴方造成了較大的損失。

  進入新世紀,印度空軍獲得了更先進的A-50EHI型預警機,該機裝備有大功率有源相控陣預警雷達,具備較好的探測與指揮引導能力。布署在印巴邊陲的A-50EHI預警機可以探測到巴縱深數百公里地區的空情以及作戰布署,據此指揮己方戰機采用巴防御薄弱之處發起攻打,拉大了印巴兩國空軍作戰能力的差距。在這種下,PAF急迫需要建立自己的空中預警與指揮體系。

  2004年,PAF向瑞典采購了6架配備有PS-890相控陣預警雷達(也就是我們常說的“平衡木”)SAAB-2000預警機,合同價值11億美元,后來PAF削減了采購數量,金額也降低到9億美元左右。首架SAAB-2000預警機于2009年12月底交付,該機配備的PS-890是有源相控陣雷達,天線尺寸為8米*0.6米,工作在S波段,有200個T/R模塊。

  SAAB-2000預警機的巡航高度為7000米,對于大型空中目標最大探測距離為300公里,小型戰斗機為200公里,巡航導彈為100公里,該機還擁有數據鏈可以直接對作戰飛機進行指揮引導,或者將空情信息傳遞給地面防空指揮中心,具備較好的預警與指揮探測能力,同時價格和使用費用相對也比較低廉。

  但是PAF并不滿足,他們認為SAAB-2000由于載機較小,內部空間有限,因此飛機搭載的空勤人員和顯控臺數量不足,指揮引導能力有限,同時飛機的航程及滯空時間也不足,限制一架飛機所能覆蓋的范圍,這對于處于防御地位的PAF來說,是個不小的缺點。所以PAF需要有一種更大飛機,能夠長時間的邊陲附近執勤,同時盡可能的能夠指揮更多的飛機,以抵擋對方的忽然攻擊。

  ZDK-03預警機由中國獨立制造,機上裝備了電子掃描有源相控陣雷達系統。2010年12月巴基斯坦電視臺宣布巴空軍購買的中國首架ZDK-03型預警機已經出廠。與中國空警200不同,該機并未安裝'平衡木'相控陣雷達,而是采用了圓盤雷達。

  2007年,有海外媒介報道中國ZDK-03型預警機到達巴基斯坦空軍基地進行實地測試,該機以中國運-9運輸機為平臺,采用了圓盤式天線,經過多次測試和改進,最終獲得了PAF的認可,雙方簽署了采購4架該型預警機的合同。依據海外報道,PAF采購4架ZDK-03的價格還不到3億美元,即便考慮到ZDK-03采用的是機械掃描雷達,這仍舊是一個特別優惠的價格,顯現雙方深厚的友情關系。

  ZDK-03型預警機采用新型運-9作為載機

  從巴方公布的ZDK-03首架飛機照片來看,比原型機狀態又有提高,最大的區別就是采用運-9替代原來的運-8F-400運輸機。運-9高新工程三類平臺采用了國產渦槳-6C發動機,功率從后者渦槳-6的4000多馬力提高5000多馬力,同時換裝國產六葉復合材料螺旋槳,提高發動機效率,降低了油耗和噪音。發動機功率的提高,提高ZDK-03運輸機的飛行、起降及巡航性能,特別是高原地區的作戰性能,這對于在克什米爾這樣的高海拔地區作戰相當有利。

  此外,運-9平臺采用了機翼整體油箱,機內載油提高到20噸左右,其航程由運-8F400的3000多公里提高到5000多公里,滯空時間增長到8個小時以上。對于預警機來說,其需要長時間在空中滯留以維持對目標區的警戒,因此滯空時間的增長,減少了飛機輪值次數,避免了因飛機輪班造成的空白,提高對目標區空情的掌握能力。還有一點比較重要的是運-9平臺加長了機體,由運-8F-400的33米增長到36米,這意味著ZDK-03可以搭載更多的顯控臺,配備更多的空勤人員,在執行任務中進行輪換,同時還可以為機組人員提供休息的場所,在高度緊張的指揮引導作業中,降低執勤人員的工作強度,這也助于提高飛機的指揮引導能力。

  ZDK-03預警機雷達性能與E-2C相當

  從公開的照片來看,交付的ZDK-03照舊采用了圓盤式雷達罩,從上面的橫條型圖案來看ZDK-03配備的雷達可能還是采用行波陣波導裂縫天線的機械掃描雷達,我們了解的美國E-3A預警機配備的APY-1雷達采有的也是行波陣波導裂縫天線,工作方式估量也差不多,方位采用機械掃描,高低采用電子掃描。

  目前這種雷達中巴雙方都沒有透露更多信息,從原型機與雷達罩之間的對比,可以推測到ZDK-03的雷達罩直徑為8.5米,厚度大約為1.5米左右,這些尺寸小于E-3A的雷達罩,后者雷達罩直么超過9米,厚度接近2米,因此ZDK-03雷達的天線尺寸小于APY-1。筆者據此推測該雷達采用的頻率較高,這樣的話波長就較短,天線相對尺寸(天線實際尺寸和波長之比)就較大,同時天線的增益(天線有效孔徑與波長的平方之比)也較高,這樣就意味著雷達有較大的探測距離,考慮到大氣傳輸的信號強度降低的問題,那么ZDK-03雷達應當工作在S波段,S波段的遠程性能雖然小于L波段,但是其精度較好,是目前對空探測與引導雷達的主選波段。依據有關資料,中國機載預警雷達天線副瓣電平低于-40DB,接近APY-1的水平,后者的副瓣電平低于-50DB;ZDK-03由于載機空間和載重較大,因此可以配大功率的發射機和電源;因此該機在性能雖然不能和E-3A這樣的大型預警機相比,但已經能夠和一般預警機如E-2C一決高下了。

  需要指出的是ZDK-03采用的雷達是中國在上世紀80年代研制的第二代空中預警雷達,(第一代雷達就是配備在圖-4預警機上面的雷達),該雷達主要解決第一代下視能力差的缺點,采用脈沖多普勒體制。上世紀90年代初中國成功研制出行波陣波導裂縫天線,但在中國預警機雷達的選型,中國空軍考慮到將來雷達技術的發展,采取了跨越式發展的道路,直接采用了有源相控陣雷達,而這型雷達做為備用雷達繼續研制,隨著中國機載有源相控陣預警雷達的成熟,這型雷達便被推向國際市場,被PAF所采用。

  很多人可能感覺奇怪,中國空軍裝備的空警2000和空警200型預警機都采用的是有源相控陣雷達,鑒于中巴兩國是全天候友情關系,因此對于PAF來說如果采購空警-200型預警機幾乎沒有政治或者資金上的障礙,為什么PAF此次采購的ZDK-03型預警機還要用“落后”的機械掃描雷達?

  “平衡木”雷達存在探測盲區

  首先空警200、SAAB-2000這些預警機為采用平衡木型天線,這是因為電磁波波長越長,在大氣傳播中信號強度減少越低,因此探測距離相對也更遠,,但是波長對于增長探測距離有利也有蔽,前面說過波長越長,在天線面積肯定的情形下,天線相對尺寸和增益等指標越低,這意味著雷達輻射能量在主瓣中的比例越低,這反而影響雷達的探測距離,解決的方法就是增長天線的面積。但增長雷達天線面積會增長預警機系統重量和空氣阻力,對于大型預警機來說可能在接受的范圍之內,對于性能較低的中小型預警機來說,其所能承受的天線尺寸和重量都是有限度。

  那么如何在較小的飛機配備較大的天線?飛機的側面尺寸要遠大于正面投影,并且天線側面的空氣阻力也遠小于正面的空氣阻力,這就是平衡木顯現的原因。實際上PS-890雷達也被稱為側視空中預警雷達(SLAR),這種天線布置在肯定程度解決在較小的機體上布置較大的天線的問題,它的局限性也很分明,天線不能轉動,飛機前、后會有肯定的死角。

  還有一個不容忽視的問題就是平面相控陣自身的問題,由于孔徑投影區的減少,導致增益的損失以及波束寬度增大等問題,平面相控陣天線掃描角度超過60度其性能就會分明下降,因此要想實現全向空域覆蓋,至少需要三個陣面,而平衡木面對目標區的只有一個天線,因此在預警機飛離目標區時,會因為天線掃描角度增長,雷達性能分明下降。相比之下,機械轉動雷達可以轉過身,始終“注視”目標區,受到的限制就較小。

  因此從這個角度來說,平衡木預警機更多是做為地面防空指揮引導系統的低空補盲雷達顯現的,用于對重點威逼方向預警。而對于PAF來說,它需要一種能夠長時間在印巴邊陲上空滯留,維持對相關空域進行警戒的飛機,并且能夠在緊急的情形下,直接指揮戰機對入侵目標進行反擊,從這個角度來說ZDK-03顯然要比平衡木更加適合PAF的要求。

  ZDK-03對于PAF更加深刻的意義在于;在PAF形成一條獨立于西方武器系統的完整的空戰體系,這對于巴基斯坦這個受到過多次西方禁運的國家來說,有著深遠的戰略意義。

  高新五號工程是空軍空警-200預警機項目,該機在高新工程中首次采用三類平臺,通過采用新型發動機等新技術提高飛機的性能,空警-200是我國目前唯一實現了飛機、機載系統、發動機全部國產化的預警機,這對于維持我國空軍作戰能力的完整性和自主性具有重要的戰略意義。

  “空警”-200預警機采用了運-8運輸機的升級型號——運-9(運-8系列III類平臺/高新工程第三類載機)的機體,采用某雷達所研發的平板天線相控陣雷達,又被稱為高新5號工程,屬于早期空中預警機。該機的平板雷達酷似瑞典愛立信公司研制的“愛立眼”機載相控陣雷達,俗稱為“平衡木”。由于平板雷達特有的性能,KJ-200探測海上目標的性能將特別突出。

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