作為“云上中軍帳”，預(yù)警機(jī)已經(jīng)成為全球許多國(guó)家和地區(qū)空中力量的重要組成部分。

(資料圖片僅供參考)

預(yù)警機(jī)是特種飛機(jī)的一種，具備預(yù)警、指揮、電子戰(zhàn)、空中管制等功能，能夠有效提升戰(zhàn)場(chǎng)感知能力，已經(jīng)成為公認(rèn)的戰(zhàn)力倍增器。

從二戰(zhàn)末期至今，預(yù)警機(jī)已經(jīng)發(fā)展了近80年。在其發(fā)展歷程中，全球幾乎所有預(yù)警機(jī)型號(hào)的研發(fā)工作，都會(huì)牽涉到飛機(jī)平臺(tái)與機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)這兩個(gè)重要體系的相互配合。

E-2C預(yù)警機(jī)

特種飛機(jī)平臺(tái)包括專用平臺(tái)和通用平臺(tái)，前者如E-2系列預(yù)警機(jī)，機(jī)體是為此型預(yù)警機(jī)專門研發(fā)；后者如波音737等，是基于現(xiàn)有飛機(jī)平臺(tái)，適配相關(guān)的特種裝備研發(fā)而來(lái)。

但無(wú)論是專用平臺(tái)還是通用平臺(tái)，縱觀全球多款獲得業(yè)界好評(píng)的預(yù)警機(jī)，都是由飛機(jī)研制單位牽頭主抓，以機(jī)體平臺(tái)為主線，選擇符合研制要求的機(jī)載雷達(dá)和航電系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)載系統(tǒng)和飛機(jī)平臺(tái)的一體化定制，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。

在機(jī)體平臺(tái)的全壽命周期中，機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)隨著科技的進(jìn)步而不斷升級(jí)，以適應(yīng)不同時(shí)期、不同用戶的要求。貫穿其中的工作，也離不開飛機(jī)平臺(tái)與機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)二者間良好的配合與平衡。

因此，在預(yù)警機(jī)研制過(guò)程中，主承制商一般都是飛機(jī)設(shè)計(jì)制造商。也只有飛機(jī)制造商，才能協(xié)調(diào)包括機(jī)載雷達(dá)供應(yīng)商在內(nèi)的各系統(tǒng)供應(yīng)商，整合資源，最終成就一款優(yōu)秀的預(yù)警機(jī)。

E-2預(yù)警機(jī)行銷全球。

而在一度行銷全球的E-2系列預(yù)警機(jī)身上，這些特征就體現(xiàn)得淋漓盡致。

飛機(jī)與預(yù)警裝備一體化設(shè)計(jì)

E-2系列預(yù)警機(jī)的設(shè)計(jì)工作始于1956年。當(dāng)時(shí)，美海軍要求諾思羅普·格魯門公司為其專門研制一種能夠在航母甲板部署，并能夠最大化發(fā)揮探測(cè)能力的艦載預(yù)警機(jī)。

為了滿足這一需求，作為主承包商的諾格公司在綜合考慮當(dāng)時(shí)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)與艦載機(jī)平臺(tái)的指標(biāo)和設(shè)計(jì)邊界后，設(shè)計(jì)出了E-2系列預(yù)警機(jī)。

首次進(jìn)行著艦試驗(yàn)的E-2A預(yù)警機(jī)。

E-2預(yù)警機(jī)使用專門設(shè)計(jì)的機(jī)體平臺(tái)，在整體設(shè)計(jì)上，諾格公司綜合考慮了航母平臺(tái)的部署要求、雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、機(jī)組分工與組成等因素，對(duì)E-2的布局、重量、穩(wěn)定性甚至是飛行姿態(tài)等方面都進(jìn)行了一體化的設(shè)計(jì)。

作為艦載預(yù)警機(jī)，E-2的重量和尺寸首先受到航母平臺(tái)的制約。畢竟彈射器和攔阻系統(tǒng)都只能支持有限噸位的飛機(jī)起降，而機(jī)庫(kù)、升降機(jī)，又對(duì)飛機(jī)的長(zhǎng)寬高有著嚴(yán)格的限制。這些因素首先決定了E-2平臺(tái)的大致重量和噸位，繼而又決定了機(jī)艙外能安裝多大尺寸與重量的雷達(dá)，機(jī)艙內(nèi)可以攜帶多少個(gè)工作站和對(duì)應(yīng)的人員。

E-2D，艦載預(yù)警機(jī)的設(shè)計(jì)受到航母部署的嚴(yán)格約束。

作為預(yù)警機(jī)最重要的特種裝備，機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)自然也要在此框架內(nèi)進(jìn)行選擇與適配。

E-2系列的空重，根據(jù)型號(hào)不同，大致在14.1（A型）~19.6（D型）噸左右，最大起飛重量不超過(guò)24.9（A型）~26.1（D型）噸。

在這樣的最大起飛重量之下，E-2機(jī)體能留給雷達(dá)的重量裕度非常少，探測(cè)距離又要盡量的大；因此E-2采用的雷達(dá)系統(tǒng)選擇了盡可能大的天線直徑，在天線結(jié)構(gòu)和波段上都做了較大的讓步。

E-2的天線罩直徑達(dá)到了7.32米，與翼展（24.56米）形成了1:3.6的比例。如果僅僅考慮甲板運(yùn)作，E-2的天線尺寸相比8.94米的折疊后翼展長(zhǎng)度，其實(shí)還有加大的余地。但雷達(dá)罩繼續(xù)加大必將帶來(lái)氣動(dòng)外形和重量、重心的變化，這些因素都不可避免要破壞飛機(jī)的操縱性和穩(wěn)定性。

綜合來(lái)說(shuō)，7.32米已非常逼近飛行安全上可接受的極限。也因此，E-2在使用中有非常嚴(yán)格的迎角限制，飛行姿態(tài)采用了極其罕見(jiàn)的機(jī)頭下傾姿態(tài)。

頗費(fèi)腦筋的專用平臺(tái)設(shè)計(jì)

在實(shí)現(xiàn)航母部署這一要求之外，為了實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能的最大化，諾格公司也在飛機(jī)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和開發(fā)上頗費(fèi)腦筋。

除了重量調(diào)整、局部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)、液壓供氣供電、電磁兼容測(cè)試等常規(guī)改裝項(xiàng)目之外，E-2在載機(jī)平臺(tái)上的針對(duì)性設(shè)計(jì)，主要體現(xiàn)在尾翼上。

E-2預(yù)警機(jī)采取了罕見(jiàn)的4垂尾設(shè)計(jì)。

為了避免雷達(dá)罩的尾流對(duì)尾翼形成干擾，以及尾翼對(duì)雷達(dá)波的發(fā)射方向形成遮擋，同時(shí)盡量利于雷達(dá)系統(tǒng)工作，E-2采用了特殊的4垂尾設(shè)計(jì)，以減小垂尾高度的同時(shí)，保證足夠的垂尾面積。

同時(shí)，E-2的垂尾還盡可能多地采用了透波的玻璃鋼材料，并在3個(gè)方向舵上使用了復(fù)雜的雙轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)——這使得E-2在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候能夠更好地保持機(jī)身水平，有利于雷達(dá)探測(cè)。

飛機(jī)全壽命周期內(nèi)不斷迭代更新

設(shè)計(jì)經(jīng)典的機(jī)體平臺(tái)往往可以服役幾十年甚至半世紀(jì)，但機(jī)載雷達(dá)和航電等系統(tǒng)的進(jìn)步則日新月異。也因此，一款好的預(yù)警機(jī)產(chǎn)品，往往是在穩(wěn)定的機(jī)體平臺(tái)之上，不斷升級(jí)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)，達(dá)成系列化發(fā)展這一目標(biāo)。

E-2系列預(yù)警機(jī)也不例外。

早期的E-2A/B型雷達(dá)都采用了拋物面天線，而其后發(fā)展的E-2C型則采用了工作波長(zhǎng)更長(zhǎng)（0.68~0.75米）的八木天線。八木天線質(zhì)量約772千克，帶整個(gè)雷達(dá)罩的重量只有2噸。

目前最新型的E-2D，雷達(dá)天線主要結(jié)構(gòu)依然是基于八木的增強(qiáng)設(shè)計(jì)。

此外，限于尺寸，E-2預(yù)警機(jī)在探測(cè)精度、可靠性、應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形環(huán)境等重要能力上都顯著弱于同期的E-3等機(jī)型——只有技術(shù)進(jìn)步才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)在體積、重量和準(zhǔn)度等方面的跨越式提升。

直到1992年，E-2C在裝備了AN/APS-145雷達(dá)后才實(shí)現(xiàn)了脈沖多普勒功能，具備對(duì)復(fù)雜地形環(huán)境的可靠下視探測(cè)能力。

E-2C預(yù)警機(jī)。

首飛于1960年的E-2飛機(jī)至今依然在服役。這些年來(lái)，當(dāng)初諾格公司所設(shè)計(jì)的機(jī)體平臺(tái)基本設(shè)計(jì)從未改變，而機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了四次大換代了——通過(guò)不斷地更新設(shè)備，E-2D至今依然堪稱全球最先進(jìn)的小型預(yù)警機(jī)，在艦載預(yù)警機(jī)領(lǐng)域更是無(wú)可取代的角色。

E-2D預(yù)警機(jī)。

未來(lái)預(yù)警系統(tǒng)新趨勢(shì)

在E-2設(shè)計(jì)之初，正常情況下除了正副兩名駕駛員以外，E-2只能攜帶三臺(tái)工作站和對(duì)應(yīng)的任務(wù)操作員，分別負(fù)責(zé)雷達(dá)操作、空中管制和作戰(zhàn)指揮。這樣有限的設(shè)備和人員數(shù)量也大大限制了E-2的任務(wù)處理能力，尤其是復(fù)雜的指揮控制任務(wù)。

E-2A/B機(jī)艙內(nèi)。

為了減輕重量和阻力，E-2機(jī)身直徑小，工作人員的活動(dòng)范圍非常狹窄，機(jī)艙內(nèi)的強(qiáng)烈噪聲和振動(dòng)，也未被施以的抑制措施。

這樣較為惡劣的工作環(huán)境也導(dǎo)致E-2的機(jī)組人員在數(shù)小時(shí)飛行后就會(huì)疲憊不堪，執(zhí)行任務(wù)的能力顯著下降。因此E-2系列在執(zhí)行連續(xù)任務(wù)時(shí)，通常單架飛機(jī)配備2~3個(gè)機(jī)組，以便進(jìn)行輪班飛行。

而機(jī)組工作的有效時(shí)間，也反過(guò)來(lái)影響到了E-2的改進(jìn)空間。

由于E-2噸位不大，航程和滯空時(shí)間（距航母320千米處為4.4小時(shí)）都比較有限，但美海軍在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都沒(méi)有考慮給E-2添加空中加油能力，原因很大就在這里：更長(zhǎng)的單次飛行時(shí)間，雖然飛機(jī)能撐得住，但執(zhí)行任務(wù)的機(jī)組人員已經(jīng)撐不住了。

E-2C機(jī)艙內(nèi)。

后期美海軍在為E-2D添加空中加油能力的時(shí)候，一個(gè)考察與試驗(yàn)的重點(diǎn)就是其機(jī)組人員能不能堅(jiān)持8.5~9小時(shí)的飛行時(shí)間。

此外，隨著雷達(dá)和電子科技的不斷進(jìn)步，E-2系列飛機(jī)的操作員也實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)充——特別是，這種擴(kuò)充不僅僅是在機(jī)艙內(nèi)。

E-2后期的重要改進(jìn)之一，就是利用電子設(shè)備的進(jìn)步，通過(guò)玻璃化座艙和高速數(shù)據(jù)鏈，讓一名駕駛員充當(dāng)?shù)谒拿僮鲉T。

同時(shí)，航母地面人員在后方進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，充當(dāng)?shù)谖濉⒌诹?，甚至第七任?wù)操作員。

E-2D配備AN/APY-9雷達(dá)，座艙也改進(jìn)為玻璃座艙。

這樣的變化或許昭示著一種趨勢(shì)：未來(lái)，基于電子技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程化、智能化甚至無(wú)人化的預(yù)警機(jī)，將成為未來(lái)空中預(yù)警系統(tǒng)的重要組成部分，而任務(wù)操作員不在預(yù)警機(jī)上只是一個(gè)開端。

近些年來(lái)，尤其是20世紀(jì)90年代之后，新的中小型預(yù)警機(jī)不斷出現(xiàn)，E-2的賣方優(yōu)勢(shì)已經(jīng)被極大地削弱了，早期的熱銷景象已經(jīng)難以再現(xiàn)。

現(xiàn)在，全球多個(gè)國(guó)家都在發(fā)展自己的艦載預(yù)警機(jī)項(xiàng)目?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，E-2在研制中遭遇的問(wèn)題，這些后起的項(xiàng)目或多或少都不能避免；但E-2的研制中，在機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)與飛機(jī)平臺(tái)間所達(dá)成的微妙平衡，也為后起項(xiàng)目提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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