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日志

 
 

【转载】瑞典S-100预警机 飞天的“平衡木”  

2012-12-19 10:53:37|  分类: 【╰☆Military】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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瑞典S-100预警机 飞天的“平衡木” - yofuze - 现在进行事 的博客
 

 

瑞典在预警机领域虽然难以和美、俄等大国相比,但其发展的S-100B“百眼巨人”预警机却非常有特色,该机所采用的FSR-890“爱立眼”预警雷达系统已经成为许多国家争相采购的热门装备。特别是在巴基斯坦采购了6架“萨伯2000”预警机后,更是引起了国内读者朋友对这种装在机背上的“平衡木”的兴趣。下面我们就来看看S-100B的前世今生到底是个什么样的情况。
  
  研发背景
  
  瑞典发展预警机可以追溯到20世纪80年代初。当时正值美苏冷战的高峰时期,尽管里根上台后,美国改变了“苏攻美守”的态势,但是以苏联为首的华约对于西欧各国的战略压力依然十分巨大。瑞典虽地处北欧,而且奉行中立政策,但其仍属于传统意义上的西方国家,因此对苏联的敌视态度并不比其他西欧国家轻多少,军事战略和装备的发展也都主要围绕如何应对苏军入侵进行。
  

瑞典S-100预警机 飞天的“平衡木” - yofuze - 现在进行事 的博客

 
  瑞典军方认为,苏联和华约军队如果发起进攻,必定会以其空军为主要进攻力量对瑞典进行大规模、高强度的空中打击,一旦瑞典的防空体系被打瘫,则掌握制空权的苏联和华约海、陆军将会从波罗的海方向直逼瑞典南部平原心脏,以求迅速结束战争。由此可见,能否抵抗住苏联和华约空军的强力空袭就成为瑞典抗击入侵胜败的关键。为此,瑞典军方采取了两条应对措施:一是在全国范围内建立绵密的雷达预警体系,力求给空军和防空部队提供更长的预警时间,以便更充分地做好战斗准备;二是将瑞典空军装备的战机分散部署在山区修建的洞库和森林里的隐蔽机堡,以避免战时因遭突袭而可能被窝端的厄运。同时,鉴于对手实力极为强大,瑞典空军战机的升空作战也不像其他国家那样依赖正规机场,而是以遍布全国的高速公路为主要起降地,以小批、多群、打了就跑的空中游击战术来打击入侵的而联和华约空军攻击机群。
  但凡有军事常识的人部清楚,第一条措施是关系到整个防空作战成败的关键——没有“耳聪目明”的预警体系,再先进的战机和地面防空火力也都不过是一堆摆设而已。为了建立覆盖全国的雷达预警网络,瑞典人曾煞费苦心。有山的地方,他们就把预警雷达搬到山顶上;如果是平原,就竖起上百米高的铁塔,然后把雷达天线架在上面。但由于地球曲率和多山地形影响,用这些方法建立起的雷达预警网络只适合探测和监视中高空入侵目标,对低空和超低空入侵目标漏警率很高。而要解决低空探测问题,最好的办法是把雷达搬到天上去,从上往下看,那么低空入侵目标就会一览无余。最初,瑞典人把获得机载预警系统的希望放在国外,并没有想着自己研制。但是在考察一番后,瑞典人发现美、英等国发展的预警机并不适合自己的战术要求。且不说价格因素,背着大盘子(脉冲多普勒预警雷达罩)的美国E-3、E-2C等预警机个头部太大,很难从瑞典的高速公路跑道起飞(注:由于瑞典地形多山,所以作战飞机起飞时如果不能早点拉起,就有撞山的危险,这也是瑞典对作战飞机短距起降能力刻意要求的重要原因),英国的“猎迷”倒是不背盘子一但其采用的“彗星”4C客机也是个大块头,同样难以从瑞典的高速公路机场起降,更糟糕的是“猎迷”采用的脉冲多普勒雷达重复频率过低、信号处理过于简单、天线副瓣大,因此对目标的识别能力很差,在试验中出现很多虚警。另外,“猎迷”预警机的雷达发射机可靠性太低,行波管常打火烧坏电路,平均故障间隔仅17小时。虽然英国人后来对“猎迷”预警机进行了改、进但仍不能从根本上解决这些问题,最后不得不放弃发展。
  瑞典S-100预警机 飞天的“平衡木” - yofuze - 现在进行事 的博客
  眼见国外没有合适的采购对象,国内防空预警又迫切需要,瑞典人决心“自己动手、丰衣足食”。由于瑞典国土面积不大,加上地形以及瑞典空军战术的特殊性限制,因此瑞典军方在1982年提出发展最适合自己的小型预警机。考虑到当时的脉冲多普勒预警雷达体积和重量都比较大,很难装上小型空中平台,于是瑞典人决定另辟蹊径,研制体积小、重量轻、功能强、抗干扰性好、可靠性高的有源相控阵预警雷达,并将这个任务交给了爱立信公司。从研发条件上讲,有源相控阵雷达技术到80年代时已经逐渐成熟,而爱立信公司在电子技术方面又有很强的实力,因此研制这种先进雷达还是很有把握的。至于搭载平台,瑞典军方最初选择的是美国仙童道尼尔公司的“梅特罗”III小型支线客机(起飞重量只有7.5吨)。
  
  肥水不流外人田
  
  爱立信公司在研制机载预警雷达时对其采用什么样的外形是颇费了心思的。要想在小型飞机上搭载,就不能像E-3、E-2C那样采用圆盘状雷达外形,因为那样带来的气动阻力太大,严重影响小飞机的飞行性能;但雷达天线尺寸和功率不大又会带来探测能力下降的问题。为了平衡这对矛盾,爱立信公司经过几番分析和对比,最后确定了一种独特的方案,就是把雷达天线装在长条状整流罩内,呈纵向装在飞机背部,并用前后两个两脚支架进行固定。这样一来,飞机所受的气动阻力较小,而雷达天线也可以做得较长,相应的也就增大了尺寸,提高了探测距离。由于爱立信公司设计的这种雷达天线整流罩从外形上看颇似女子体操器械中的平衡木,所以外界干脆就以“平衡木”作为这种机载相控阵预警雷达的昵称,而爱立信公司则称之为PS-890雷达。
  1985年,爱立信公司完成了PS-890雷达的设计工作。1986年,PS-890雷达工程样机在巴黎航展上首次公开亮相。1987年,爱立信公司将PS-890雷达工程样机整合到一架经过改装的“梅特罗”III型飞机(为消除机背加装雷达整流罩后对机身尾部的气流扰动以及对侧向操纵性的负影响,这架“梅特罗”III型飞机将机尾垂直舵面加大,并增加了2个小型垂直安定面)上进行首飞。1991年,爱立信公司开始进行PS-890雷达全系统空中检飞试验。经过一年多的试验考核,PS-890雷达系统在空中表现出来的预警能力令瑞典军方十分满意。1992年12月,瑞典国防装备管理局与爱立信公司签署了一项合同,正式采购6套PS-890雷达的完备系统——FSR-890“爱立眼”预警雷达系统。但瑞典军方不再选用美国“梅特罗”III型飞机作为生产型“爱立眼”雷达系统的搭载平台,而是换成了瑞典萨伯公司生产的萨伯-340B涡桨支线客机,从而使新型预警机由试验时的“混血”变成了“纯正的瑞典血统”。萨伯-340B比“梅特罗”III型飞机要大,因此以其为搭载平台,也相应提高了预警机的综合技术性能。根据公开资料,萨伯-340B的主要技术性能参数为:机长19.73米,翼展21.43米,机高6.97米,最大起飞重量13155千克,动力装置为2台通用电气CT7-9B发动机(单台推力1870马力),最大速度528千米/小时,巡航速度300千米/小时,最大航程1300千米(携带全部 有效载荷),最大升限7600米,巡航高度6000-7000米,
  1994年1月17日,经过改装的萨伯-340B开始首飞。同年7月,加装“爱立眼”雷达系统的萨伯-340B预警机首飞成功。1995年,瑞典空军将萨伯-340B预警机正式命名为S-100B“百眼巨人”。1997~1998年,6架S-100B预警机全部交付给瑞典空军。但这6架预警机并非都装着“爱立眼”雷达系统, 般只保持4架为S-100B状态,其余2架萨伯-340B则在平时执行运输任务,只有到战时才加装“爱立眼”雷达系统。更有甚者,如果平时预警任务不繁重的话,则4架S-100B也可在24小时内拆掉“爱立眼”雷达系统变成萨伯-340B运输机。由此可以看出,瑞典人在装备发展和使用上真是精打细算,远不像美国人那么淘绰。
  

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  小国大精品
  
  S-100B预警机的任务设备主要包括FSR-890“爱立眼”有源相控阵雷达系统、FRS-890战术显控台、TSB2500敌我识别系统。其中“爱立眼”雷达系统是任务核心设备,它的天线罩长9.3米,厚0.5米,在机背上斜置安装(前低后高)。在天线罩前端有个冷却系统的冲压空气入口,罩内以背靠背方式布置有两块长8米、高0.6米的有源相控阵雷达天线阵面。每块天线阵面有178(水平向)×12(垂直向)个天线振子。两块天线阵面之间安装有192个固态发射/接收(T/R)模块,每个模块与8个天线振子连接,其平均发射功率为15瓦。模块内部包含电子开关,可受控与左侧或右侧天线阵面相连,因此每块有源相控阵雷达天线阵面的平均发射总功率约3千瓦。除雷达天线阵面外,罩内还装有2组敌我识别天线。整个“平衡木”(包括天线罩及罩内设备)重量约为900千克。
  

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  “爱立眼”的PS-890相控阵雷达工作在s波段,可提供窄小的主电波及极低侧向波;而且电子扫描的特点是扫描速度快、波束指向性好,所以比常规的机械扫描雷达具有更好的探测和跟踪性能——通过将雷达波指向任何想要的方向,就可将所需搜索目标的优先顺序迅速排列出来。电子扫描还给雷达带来个很大优点,就是可靠性高。PS-890雷达的全部T/R模块中如有10%失效对系统性能无显著影响,不需要立即维修;即使有30%失效,系统增益也不过降低3分贝,仍可维持基本探测能力。此外,PS-890相控阵雷达还采用了频率捷变技术,具有高、中、低三种频率,大幅提高了抗干扰能力,能够滤除地/海面背景杂波对目标进行探测,并精确测定目标方位。
  S-100B一次出航,可在距离基地185千米处持续活动7小时左右。执行预警巡逻任务时,S-100B通常在6000米高度飞行,此时PS-890雷达的最大探测距离为450千米,对战斗机(雷达反射面积5平方米)有效探测距离为350千米,对水面舰艇有效探测距离为320千米,对低空巡航导弹的探测距离为150千米(良好天候条件下),最多可同时跟踪300批目标。对于体积小、重量轻的PS-890雷达来说,这样的技术性能指标是相当不错的。但是PS-890雷达也存在些缺点:首先是不能进行360度全方位探测。其天线阵面不像机械扫描雷达那样能够旋转,因此扫描波束(方位宽1度,仰角宽10度)在方位上相控扫描只有±60度,两块天线阵面合起来也只能对机身两侧240度方位进行扫描,机头与机尾方向各有60度扫描盲区;其次是波束在仰角上不相控扫描;再次是雷达属二坐标体制,对目标不测定其仰角或高度。由此可见,PS-890雷达的探测能力还是有定局限性。
  在载机内的任务电子设备重约600千克,主要是4座FRS-890战术显控台、多波段通信设备和数据链系统、辅助电源吊舱(主要是为雷达设备供电)等。在S-100B上天执行预警巡逻任务时,PS-890雷达将获得的雷达信号和敌我识别信号通过三通道旋转同轴耦合器传送到载机内部,并显示在战术显控台上;机上的雷达操作人员通过卫星、VHF/UHF/HF波段通信设备或数据链把这些信号资料传送给地面防空指挥中心。由于机上没有装备空中指挥和信息处理系统,也没有配备空中管制/指挥官,所以S-100B只是单纯的早期预警飞机,不具备空中指挥和控制能力。
  
  走向世界
  
  瑞典研制S-100B预警机不仅是为了装备本国空军,还想用它来出口创汇。但是看到许多国家对萨伯-340B这个搭载平台并不感冒,于是就把宣传重点放在了“爱立眼”雷达系统上。从后来的实际效果看,这个策略非常成功。因为许多国家都想装备预警机,而“爱立眼”系统性能好、价格较低、适装性好的特点恰恰可以满足这些国家的要求。1994年,第一个客户——巴西主动找上门来,提出要购买5套“爱立眼”系统。但是,巴西提出一个附带要求,就是“爱立眼”系统必须具备空中指挥控制能力。见有客户问津,瑞典自然满心欢喜,对巴西提出的要求也是满口答应,但是一看巴西拿出的平台——30座的ERJ120支线客机就傻眼了,该机实在太小,装“爱立眼”系统已经够紧巴了,再要塞进指挥控制系统无论如何也不行。于是瑞典又推荐自己的萨伯一340B,可是巴西不想让外国飞机获得这个项目,于是憋足劲研制出了更大的50座ERJ145支线客机。
 巴西空军EMB-145SA 

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  看到巴西人的执着,爱立信公司也不敢怠慢,它联合法国汤姆逊公司对“爱立眼”雷达系统进行技术升级,终于推出了具有指挥控制能力的“爱立眼”改型系统,同时探测方位角也扩大到300度。1999年,爱立信公司完成了“爱立眼”改型系统和巴西ERJ145飞机平台的系统整合工作,一种新型预警与指挥控制飞机由此诞生了,它的名字就是EMB-145SA(巴西空军称为R-99A)。从2002年7月到2003年底,5架EMB-145SA全部交付给巴西空军。 

  而在EMB-145SA即将研制成功的时候,希腊也提出要购买4架。与巴西的相比,希腊采购的这4架功能更为强大,它配备了补充雷达,实现了360度的全方位探测,而且同时跟踪目标的数量增加到1000批。从20032E12月到2004年底,4架改进型EMB-145预警与指挥飞机全部交付给希腊空军。
  2004年6月,墨西哥也采购了1架与希腊空军相同的EMB-145预警与指挥控制飞机,用于边境和海岸线巡逻监控。
  2006年6月22日,巴基斯坦和爱立信公司签订了一项价值12.5亿美元的合同,采购6架萨伯-2000预警机。该机与瑞典S-100B的差别主要是搭载平台换成了更大的萨伯-2000,可在9000米高度持续活动9小时,至于“爱立眼”系统则和S-100B基本相同。外界分析巴基斯坦没有选择同希腊EMB-145类似的“爱立眼”改型系统,很可能是缺乏资金的缘故。
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  除上述国家外,马来西亚、泰国、印度尼西亚、泰国、巴林、科威特、阿曼、阿拉伯联合酋长国、西班牙、意大利、智利、阿根廷等国也都对“爱立眼”系统表示出浓厚兴趣,这也预示着“平衡木”的销售前景非常好,很可能因此成为世界上装备最广泛的机载预警系统。
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