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空中预警机，是指拥有整套远程警戒雷达系统，用于搜索、监视海上和空中目标，并引导战斗机执行作战任务的飞机。空中预警机最大的功能就是尽早发现敌方目标，为己方部队提供预警。在现代战争中，如果一个国家拥有先进的预警机就可以抢占先机。因此，预警机在现代空军作战系统中扮演的角色非常重要。[1][2]
空中预警机诞生于美国，二战期间，美国为了对付日本神风特攻队便开发出这样一个空中雷达站，用以战争预警。空中预警机按照使用基地划分可分为两类，一类是舰载预警机，另一类是岸基预警机。按大小划分，又可以分为轻型、中型和重型预警机。[3]中国自主研发的空警-2000就是一款重型预警机。[4]
随着各国在预警机研发上投入更大的力度，21世纪预警机的功能已经愈发全面，它集侦察、指挥、控制、引导、通信、制导和遥控于一身，成为了一个名副其实的空中指挥所。[5]
组成结构
空中预警机主要由任务电子系统、载机与飞行保障系统组成。其中，任务电子系统又分为九大分系统，分别是雷达、数据处理、显控、导航、通信、自卫电子、地面保障、任务软件、电子侦察与通信侦察等系统。这些分系统相互配合、相互作用组建起了空中机动综合信息系统，使预警机具备多种功能。[6]
空中预警机的诞生
空中预警机的发展起源于第二次世界大战后期，当时美国海军部队为了快速获得日本轰炸机的敌情，便在1943年启动了空中预警机计划——“卡迪拉克”。“卡迪拉克”计划是由麻省理工学院主导的科研项目，该项目主要是在军用飞机上安装地面搜索雷达，以便及早发现来袭的军舰和飞机。1944年，美军一架TBM-3“复仇者”舰载轰炸机经过改装后安装了舰载搜索雷达，制成了世界上第一架舰载预警机——TBM-3W。1945年3月，“TBM－3W”预警机正式服役。[7][8]
第一代空中预警机
20世纪40年代中期到70年代初期是空中预警机发展的早期阶段，这一阶段预警机主要是作为航母编队中的空中节点。预警机最早被海军广泛使用，是因为海军的军事需求更为迫切，主要用以解决海上舰艇编队的低空预警问题。20世纪50年代后期，预警机才开始被空军广泛使用。[8]
第一代预警机以美军AD－3/4/5W系列、E－1B和E－2A/B预警机为代表。第一代预警机解决了雷达装机升空、探测低空目标等问题。但是，其雷达探测尚是人工读报，情报也是通过传统的话音和莫尔斯电码报告至指挥中心。另外，第一代预警机的探测距离也有限，不具备控制引导能力。[7][8]
第二代空中预警机
上世纪 60年代中后期至90年代，是空中预警机发展的第二个阶段，也是第二代空中预警机蓬勃发展时期。这一时期，预警机的定位已经是一个要素齐全的空中机动指挥所。相较于早期预警机更多地被海军使用，第二代预警机在空战中的地位进一步上升。[8]
第二代预警机的主要功能可概括为“侦察+指挥”，以美海军的E－2C为代表。这一阶段预警机的发展功能比较完善，预警机加装了电子/通信侦察、敌我识别等新设备。采用了一定数量的短波、超短频电台，让预警机的情报搜集能力和控制引导能力得到了显著的提升。另外，第二代预警机上还可容纳一定数量的控制引导人员，成了空中指挥自动化技术系统中的核心节点。[7][8]
第三代空中预警机
21世纪初开始，第三代空中预警机的雏形出现。代表机型有E-2D舰载预警机、E-7“楔尾”预警机、“海雕”预警机等。第三代空中预警机的侦察能力、识别能力和响应能力更强。随着有源相控阵技术与数据链的发展，第三代预警机更加注重网络化作战能力建设。这也让第三代空中预警机成为网络化作战体系的核心装备。[9][8]
从1945年美国海军TBM－3W正式服役至今，预警机的发展已经有近80年的历史。在此期间，预警机在作战角色上发生了巨大的变化，实现了从“预警侦察”到“预警侦察+控制引导”转变。在技术能力上，预警机也从早期雷达与载机的简单组合发展到要素齐全的空中指挥堡垒。未来，随着技术的进一步发展，预警机在空中联合作战力量中所扮演的角色会进一步提升。[7][8]
工作原理
空中预警机工作原理非常简单，是通过机载雷达取得空中目标信息，然后将信息传到地面站或者其它飞机进行信息处理。而雷达波是直线传播的，因此，预警机需要飞到一定的高度执行搜索各类空中、海上或者是陆上目标的任务。否则，容易受到地球曲度限制，对低高度目标的搜索效果不太好，还容易受地形的干扰。如果对大飞机进行改装，可以让预警机容纳更多电子设备与指挥管制人员，那么空中预警机在一定程度上可以取代地面管制站，直接指挥作战任务。[1][10]
空中预警
空中预警机是在空中执行作战任务的飞机，那么对于空中目标的预警和警戒是预警机最重要的任务。空中预警机可以在远离己方空域的地方，及早发现识别和跟踪各种目标，为己方部队的反应提供足够的预警时间。空中预警机除了提供空中预警以外，还可以与地面雷达站构成一个范围更广的防空预警网络。[11]
情报与指挥
空中预警机可以在多个不同的作战方向，同指挥中枢进行远距离的情报输送，完成整个战场的通信中继任务。先进的预警机可以在大规模空战中为战斗机提供有效的引导和指挥控制，这样可以极大提高己方空中部队的突击效果。另外，空中预警机还可以在地面雷达站引导配合下，对己方战斗机进行远程拦截引导。[11]
无源探测
预警机的无源探测系统可以探测预警雷达探测距离以外的电子辐射源，在密集电磁环境中具有很高的截获率。空中预警机通过与其它侦察设备的配合，可以迅速测定敌方军机电子信号的方位和电子参数，并对收到的辐射信号快速识别。[11]
提供空中通信
先进的空中预警机通常配备有大功率特高频无线电台、特高频收发信机、甚高频和特高频调幅调频无线电台、高频数据链和联合战术信息分发系统。这些系统的综合应用可以形成一个完整的战术空中通信中心，不仅能随时同战场飞机保持沟通，而且还可以同己方地面最高指挥中心保持联络。[11]
减少地面防空投入
空中预警机的使用不仅可以减少战斗机在空中巡逻的频次，还可以大幅度减少地面防空力量的投入。一架先进预警机的工作效能可以抵得上10个左右高性能地面防空雷达站的工作效能。[11]
代表机种
| 国家 | 预警机名称 |
|---|---|
| 美国 | E-1、E-2、E-3预警机[12][13][14] E-4空中指挥机[15]；E-8战场联合监视机[16] EC-121预警机[17] EC-130心理战飞机[18] E-737预警机[19] B-29预警机[20] |
| 苏联/俄罗斯 | 安-71预警机[21] A-50预警机[22] 图-126“苔藓”预警机[23] 卡-31预警直升机[24] 米-17预警直升机[25] |
| 中国 | 运-8预警机[26] 空警-500[27]、空警-2000预警机[28] JZY-01预警验证机[29]；ZDK-03预警机[30] |
| 英国 | 海王ASaC7舰载预警直升机[31] EH-101舰载预警直升机[32] |
| 瑞典 | 萨博340 AEW&C Erieye、萨博2000 AEW&C Erieye空中预警机[33] 庞巴迪环球6000 “环球眼" Erieye空中预警机[34] |
| 以色列 | 波音707 EL/M-2075费尔康空中预警机[35] 湾流G550 EL/W-2085空中预警机[36] |
| 印度 | A319 Netra MK2 AEW&C空中预警机[37] |
E-2“鹰眼”预警机
E-2是由美国诺斯罗普格鲁门公司在20世纪五十年代末期研制的一种全天候舰载预警机。该预警机也是世界上产量较大的预警机之一，包括新加坡、日本等国家也购买了美国的E-2。E-2最初的型号祢为E-2A，随后又推出了改型E-2B、E-2C、E-2D、E-2T。[38]
E-3“望楼”预警机
1962年，美国战术空军司令部（TAC）与防空司令部（ADC）联合发布了针对机载预警和控制系统的联合作战具体要求。但是美国战术空军司令部与防空司令部，对于建设新一代机载预警与控制系统有不同的侧重点，无法就研制新的空中预警系统达成一致共识。随后，在美国空军系统司令部（AFSC）加入之后，三方才达成研制“机载预警与控制系统”（AWACS）的一致方案，这就是E-3“望楼”预警机的雏形。1977年3月，首架E-3A“望楼”预警机在俄克拉荷马州廷克空军基地入役。[41][38]
E-3预警机具备很强的空中预警和战场生存能力，其对低空飞行目标的探测距离为40千米，对中高空探测距离超过了500多千米。美军用E-3预警机在对伊拉克的作战行动中完成了400次任务，飞行超过5000小时。[38]
A-50预警机
A-50预警机从20世纪70年代开始研制，1984年服役。苏联解体时，A-50预警机大约生产了40架。A-50相较于传统地面雷达站除了可以准确显示敌方目标的信号种类和距离之外，还可以用全景的方式显示己方飞机的综合情况，如机号、航向、高度、速度、剩余燃油等等。[38]
空警-2000预警机
空警-2000预警机是中国自主研制的大型、全天候、多传感器空中预警与指挥控制飞机。其采用相控阵雷达可进行360度全方位探测，能在大规模空战中同时引导几十架战斗机进行攻击。空警-2000预警机的研制创造了世界预警机发展史上的9个第一，突破了100余项关键技术。空警-2000的研制和服役，让中国在武器装备体系上弥补了空中预警探测的空白，具有划时代的意义。[1]
预警机的核心机载雷达
机载预警雷达是预警机最主要的传感器，也是预警机的核心。机载预警雷达主要用来探测敌方战机、舰船、导弹以及地面部队等目标。机载预警雷达通常采用兆瓦级以上的超高发射功率，工作频率集中在超高频波段、S波段和L波段。探测距离通常在数百公里以上。进入21世纪以来，随着电子技术进一步发展，机载预警雷达的功能得到了新的扩充。面对反辐射导弹、第五代隐身战斗机、巡航导弹等尖端武器的出现，各国也在竞相研制下一代预警雷达。目前，预警雷达的发展历经了4个阶段。[45]
第一代机载预警雷达
第一代预警雷达以AN/APS-70/70A、AN/APS-82为代表。第一代雷达的工作频率集中在S波段，峰值功率为1MW，波束扫描方式为机械扫描。早期的机载雷达具备了初步杂波滤除功能，而且采用了单脉冲技术，探测距离可以达到150km。[45]
第二代机载预警雷达
第二代预警雷达以AN/APS-120、AN/APS-138、AN/APS-139和AN/APS-145雷达为代表。虽然同属于第二代雷达，但是这四款雷达也有不同的侧重点。AN/APS-120预警雷达应用了动目标检测技术，提高了对杂波和飞行目标的辨别率。AN/APS-120雷达的亮点在于可以自动检测海陆低空飞行目标。AN/APS-138、AN/APS-139两款雷达采用了新型滤波器，并应用了一系列新技术提高了预警雷达的跟踪能力。AN/APS-145雷达主要是改进了自动检测能力、扩大了雷达的检测范围。[45]
第三代机载预警雷达
第三代预警雷达以AN/APY-1和AN/APY-2两种型号的预警雷达为代表。AN/APY-1和AN/APY-2两款预警雷达的工作频率都集中在S波段。这两款雷达对小型低空目标和大型高空目标的探测距离都很远，分别为300km和600km。同时，还能引导己方百架飞机实施对敌拦截，具有优秀的抗干扰能力。[45]
第四代机载预警雷达
第四代预警雷达以多功能电扫描阵列雷达、“费尔康”预警机雷达等为代表。第四代机载预警雷达最显著的特征是应用多功能电扫描阵列和共形相控阵等技术。应用新技术的好处是雷达探测距离远，比如对大型高空目标的作用距离为670km，对中型目标的作用距离为445km，对低空小型目标的作用距离为370km。[45]
发展趋势
目前全世界数十个国家都装备了空中预警机。随着，空中预警机在现代战争中发挥出来的作用愈发重要，在不久的将来，会有更多的国家装备它。未来空中预警机的发展呈现出以下几个趋势。[11]
重点发展中小型预警机
大型预警机虽然可搭载设备多、探测距离远，但是这并不符合每一个国家实际需要。一些国家的领土面积较小，一味地研制大型预警机不仅很难攻克技术难题，而且也是大材小用。中小型预警机具有性能适中、价格低廉、便于维护等诸多优点。这对于大多数国家来说可以满足它们的实际需求，因此研制中小型预警机将成为今后发展的趋势。[11]
增大预警功能
目前现役空中预警机对于隐身目标的探测能力有限，而且随着下一代隐身战机的研制以及隐身导弹的运用，也会进一步压制预警机的警戒范围，这会严重威胁己方国防安全。因此，新一代预警机需要增大预警功能，提高对隐身目标进行探测的能力，才能在未来战场上持续发挥作用力。[9][11]
发展无人预警机
无人预警机的概念由来已久，它相较于有人预警机有很多好处。一方面，无人预警机可以提升预警侦察单元在一定作战空间的预警能力，增大预警的范围。另一方面，随着现代空战中有人预警机承担的风险越来越大，无人机预警机在一定程度上可以降低人员伤亡概率。可以说，发展无人预警机成为下一代预警机发展过程中必须攻克的难题。[11]
融合新技术
参考资料 45
- 世界领先的中国预警机:守护苍穹的 “天空之眼” — 光明网
- 《军事科技》 20220322 天空之眼——解读预警机的发展之路 — 央视网
- 《空军航空兵主力装备》⑥预警机除了是空中的雷达站还有何效用? — 光明网
- 我是中国人民解放军丨空警-2000：呔！看我“火眼金睛”，哪里跑 — 中国军网
- 参考 5
- 参考 6
- 预警侦察飞机的来世今生 — 中国军网
- 参考 8
- 预警机迭代升级步伐加快，未来将走向何方? — 中国军网
- 浅谈研制预警机的难点 — 国家国防科技工业局
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 俄罗斯研制新“末日飞机” 推进核指挥系统现代化 — 新华网
- E-8C Joint STARS — Military.com
- 应对外国军机抵近侦察，有哪些手段? — 新华网
- 参考 18
- E-7“楔尾”预警机：美军下一代预警机“候选者” — 新华社客户端
- Global Aircraft -- B-29 Superfortress — Global Aircraft
- “起大早赶晚集”，苏联轻型舰载预警机为何命途多舛? — 澎湃
- 从A-50到A-50U 俄罗斯最先进预警机的进阶之路 — 新华网
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25
- 运-8“平衡木”式预警机 — 中国经济网
- 空警500预警机首飞十周年 — 新华网
- 403 Forbidden — 中国军网
- 国产新型舰载预警机媲美E-2 或成南海止战利器 — 央视网
- 中国“预警机之父”:被两部雷达改变的命运 — 新浪新闻
- 参考 31
- 参考 32
- 参考 33
- 参考 34
- 参考 35
- 参考 36
- 参考 37
- 参考 38
- E-2C Hawkeye (aka "The Hummer") — GlobalSecurity.org All rights reserved.
- 参考 40
- E-3“望楼”之变:从诞生、质疑到认可 — 澎湃
- 参考 42
- 参考 43
- 参考 44
- 参考 45