Lotnictwo AWACS (część 4)
W drugiej połowie lat 60-tych stało się jasne, że potencjał modernizacyjny samolotu EC-121 Warning Star AWACS został praktycznie wyczerpany. Nieszczelne wnętrze i silniki tłokowe nie pozwalały na patrole na dużych wysokościach i pełne wykorzystanie potencjału radarów pokładowych. Zastosowanie dwóch różnych typów radarów do oglądania dolnej i górnej półkuli znacznie obniżyło właściwości aerodynamiczne samolotu i zwiększyło wagę wyposażenia. Ponadto ich operatorzy byli zobowiązani do obsługi różnych stacji, więc w najnowszych modyfikacjach Gwiazdy Ostrzegawczej liczba członków załogi osiągnęła 26 osób, a większość z nich zajmowała się właśnie obsługą radarów i sprzętu komunikacyjnego. Chociaż w latach 60. XX wieku podejmowano próby przeniesienia elementarnej bazy wyposażenia z urządzeń elektropróżniowych na elementy półprzewodnikowe, stacje radarowe powstałe w latach 40. i 50. XX wieku zawierały znaczną liczbę lamp elektronowych, co czyniło je bardzo nieporęcznymi, energochłonnymi i mało niezawodnymi .
Na początku lat 70. postęp w inżynierii lotniczej i elektronice półprzewodnikowej umożliwił stworzenie ciężkiego samolotu AWACS zdolnego do prowadzenia wielogodzinnych patroli na wysokości 7-9 km i optymalnego wykorzystania możliwości radaru obserwacyjnego. Obliczenia wykazały, że radar na wysokości 9000 m miałby zasięg widzenia do 400 km. Jak już wspomniano w części drugiej, w latach 60-tych w USA testowano samolot EC-121L AWACS z radarem AN/APS-82, który posiadał obrotową antenę w owiewce w kształcie dysku. Z wielu powodów ta opcja nie została zbudowana seryjnie, ale już wtedy stało się jasne, że „pikieta radaru powietrznego” z jedną obrotową anteną nad kadłubem ma duże perspektywy.
Ze względu na fakt, że w latach 70. osiągnięto parytet nuklearno-rakietowy między dwoma supermocarstwami, zachodni stratedzy bardziej obawiali się nie radzieckich bombowców dalekiego zasięgu, których rola zeszła na dalszy plan, ale przełomu czołg i dywizje strzelców zmotoryzowanych ATS obrony NATO w Europie. Przewaga ZSRR i krajów Układu Warszawskiego w broni konwencjonalnej miała odeprzeć taktyczną broń nuklearną broń i myśliwce-bombowce. Oczywiste jest, że należy zadawać naloty na sowieckie czołgi pędzące do kanału La Manche i niszczyć łączność bez przewagi w powietrzu. Było to, delikatnie mówiąc, trudne. Amerykanie i ich sojusznicy potrzebowali samolotu AWACS z potężnym radarem, zdolnego do prowadzenia długich patroli na dużych wysokościach oraz szybkiego powiadamiania o zbliżaniu się samolotów wroga i kierowania jego działaniami bojowymi lotnictwo. Jednocześnie z taką samą uwagą, jak charakterystyka kompleksu radarowego, zwrócono uwagę na możliwości wykorzystania samolotu jako stanowiska dowodzenia.
Jak już wspomniano, gwiazda ostrzegawcza EU-121 jest beznadziejnie przestarzała, a używana przez Amerykanina flota E-2 Hawkeye na europejską skalę teatralną i Obrona powietrzna Ameryka Północna miała niewystarczający zasięg i wysokość lotu. Ponadto pierwsze modyfikacje Hokai charakteryzowały się poważnymi problemami z niezawodnością awioniki, a doświadczenia z eksploatacji E-2A z radarem AN/APS-96 w Azji Południowo-Wschodniej wykazały brak możliwości wykrycia celów na tle tła Ziemi. powierzchnia.
W drugiej połowie lat 60. Stany Zjednoczone rozpoczęły program rozwoju radarów do wykrywania celów powietrznych na tle ziemi Overland Radar Technology (ORT). W ramach tego programu powstał radar impulsowo-dopplerowski, działający na zasadzie porównania częstości powtarzania impulsów emitowanego sygnału z częstotliwością odbitego sygnału echa. Innymi słowy, nastąpiło oddzielenie częstotliwości Dopplera od poruszającego się celu na tle sygnałów odbitych od podłoża.
Tworzenie radarów zdolnych do skutecznego działania na cele znajdujące się na małej wysokości z dużej odległości przebiegało z dużymi trudnościami. Pierwszy stosunkowo działający model radaru Westinghouse AN/APY-1 miał wiele wad. Oprócz dość przewidywalnych problemów z niską niezawodnością, stacja podawała dużo fałszywych szeryfów z obiektów na ziemi. Na przykład przy wietrznej pogodzie kołyszące się wierzchołki drzew były postrzegane jako cele znajdujące się na małej wysokości. Aby wyeliminować tę wadę, konieczne było użycie komputera, który był bardzo wydajny jak na standardy lat 70., zdolny do wybierania celów i wyświetlania na ekranach operatorów tylko prawdziwych obiektów powietrznych i ich rzeczywistych współrzędnych.
Wyznaczenie azymutu celu odbywa się w wyniku kilku skanów i porównania wyników uzyskanych z różnych pozycji celu w czasie i przestrzeni. Ten tryb pozwala uzyskać maksymalną ilość informacji, ale zasięg jest minimalny. Gdy zasięg wykrywania odległych celów jest ważniejszy niż informacja o wysokości ich lotu, przełącza się w tryb skanowania impulsowo-dopplerowskiego bez określania kąta elewacji i nie ma skanowania pionowego. Stacja może również działać w trybie pasywnego wywiadu elektronicznego, odbierając sygnały emitowane przez radary innych statków powietrznych.
Początkowo dla nowego ciężkiego samolotu AWACS (Airborne Warning And Control System), analogicznie do pokładowego E-2 Hawkeye, miał stworzyć nową platformę specjalistyczną z 8 turbowentylatorowymi silnikami lotniczymi General Electric TF34 zgrupowanymi w pary. Silniki te były instalowane na samolotach szturmowych A-70 Thunderbolt II i przeciw okrętach podwodnych S-10 Viking zwodowanych na początku lat 3. Jednak ta ścieżka została uznana za zbyt kosztowną, obliczenia wykazały, że sprzęt, operatorzy i zewnętrzną antenę radaru można umieścić na istniejących modelach wojskowych samolotów transportowych lub pasażerskich samolotów dalekiego zasięgu. Jako bazę wybrano rozpowszechnionego wówczas Boeinga 707-320 z rodzimymi silnikami Pratt & Whitney TF33-P-100/100A (JT3D). Do tego czasu Siły Powietrzne USA obsługiwały już tankowce, samoloty rozpoznawcze, stanowiska dowodzenia lotnictwa oraz pojazdy transportowe i pasażerskie oparte na Boeingach 707.
Przy maksymalnej masie startowej około 157300 kg samolot jest w stanie utrzymać się w powietrzu bez tankowania przez 11 godzin. Maksymalna prędkość osiąga 855 km / h. Sufit - 12000 metrów. Zasięg taktyczny - 1600 km. Patrolowanie odbywa się zwykle na wysokości 8000-10000 metrów z prędkością 750 km/h.
Pierwsze dwa zbudowane prototypy są znane jako EC-137D. Seryjny samolot AWACS otrzymał indeks E-3A Sentry (angielski Sentry). Budowę samolotów AWACS rozpoczęto w 1975 roku. W ciągu zaledwie 8 lat zbudowano 34 modyfikacje E-3A.
Wartownik E-3A
Pierwszy samolot w 1977 roku wszedł do walczącego 552. Powietrznodesantowego Skrzydła Wczesnego Ostrzegania w Tinker Air Force Base w Oklahomie. Dwadzieścia siedem samolotów AWACS zostało przydzielonych do Tinkera. Cztery z nich w systemie zmianowym prowadziły patrole na Dalekim Wschodzie i stacjonowały w bazie lotniczej Kadena w Japonii, kolejne dwa samoloty w bazie lotniczej Elmendorf na Alasce. Po rozpoczęciu dostaw E-3A, zintegrowanych z amerykańskimi i kanadyjskimi systemami obrony powietrznej, rozpoczęto masowe odpisywanie na straty przestarzałych samolotów E-121 AWACS. Pomimo początkowo niskiej niezawodności radaru i problemów z połączeniem ze scentralizowanym systemem obrony powietrznej Ameryki Północnej, nowy samolot wczesnego ostrzegania i kontroli początkowo wykazywał duży potencjał wykrywania radzieckich bombowców i namierzania w nie myśliwców przechwytujących.
Oprócz Sił Powietrznych USA AWACS pierwszej modyfikacji trafiły do sojuszników z NATO, w sumie do Europy wysłano 18 E-3A. Od 1984 do 1990 pięć E-3A z okrojoną komunikacją i sprzętem radarowym zostało sprzedanych Arabii Saudyjskiej. Iran pod koniec lat 70. również zamówił 10 AWACS, jednak po obaleniu szacha zamówienie to nie mogło zostać zrealizowane. Razem od 1977 do 1992. Wyprodukowano 68 samolotów z rodziny E-3 Sentry.
W 1982 roku samoloty przeznaczone do działań na europejskim teatrze działań zostały wyposażone w taktyczny system przesyłu informacji operacyjnych JITIDS, który umożliwia wymianę nie tylko informacji głosowych, ale także przekaz informacji wizualnej zobrazowanej symbolicznie na odległość do 600 km . Zastosowanie tego sprzętu znacznie uprościło interakcję z samolotami myśliwskimi i umożliwiło kontrolę działań kilkudziesięciu myśliwców przechwytujących.
Najbardziej zauważalną częścią samolotu AWACS była obrotowa, plastikowa, przezroczysta dla promieniowania antena radarowa w kształcie dysku, zamontowana na dwóch 3,5-metrowych wspornikach nad kadłubem. Wewnątrz plastikowego dysku o wadze około 1,5 tony, średnicy 9,1 metra i grubości 1,8 metra, oprócz pasywnego skanowanego elektronicznie układu antenowego, zainstalowane są anteny systemu rozpoznawania przyjaciel-wróg i sprzęt komunikacyjny. Antena mogła wykonać pełny obrót w ciągu 10 sekund. Główna antena radaru i inne wyposażenie były chłodzone nadciągającym strumieniem powietrza przez specjalne otwory. Sprzęt radiotechniczny i komunikacyjny, system komputerowy i urządzenia do wyświetlania informacji zużywały kilkakrotnie więcej energii elektrycznej niż wyposażenie bazowego Boeinga 707-320. W związku z tym moc generatorów na E-3A została zwiększona do 600 kW.
Dzielona osłona radaru
Chociaż samolot powstał głównie do operacji poza Stanami Zjednoczonymi, na wyposażeniu znalazły się systemy SAGE i BUIC przeznaczone do automatycznego namierzania myśliwców przechwytujących nad terytorium Ameryki Północnej. Podsystem przetwarzania danych pierwszych 23 samolotów, zbudowany w oparciu o komputer IBM CC-1 o szybkości przetwarzania danych 740000 100 operacji na sekundę, zapewnia stabilne śledzenie do 9 celów jednocześnie. Informacje o celu były wyświetlane na 2 monitorach. Komputer IBM CC-665360 zainstalowany na dwudziestym czwartym produkowanym samolocie ma pamięć główną na XNUMX XNUMX słów. Samolot ten wprowadził również złożony system tajnej wymiany informacji taktycznych pomiędzy samolotami AWACS, myśliwcami i naziemnymi punktami kontroli. Zapewnia szybkie i bezpieczne kanały komunikacji dla kilku tysięcy użytkowników.
Stanowiska pracy brytyjskich operatorów Sentry AEW.1
Miejsca pracy operatorów radarów i łączności znajdują się w trzech rzędach w poprzek kabiny bezpośrednio za kokpitem i przedziałem awioniki. Za nimi znajduje się miejsce pracy oficera kontroli i przedział mechanika pokładowego. W części ogonowej kuchnia i miejsca do wypoczynku. Załoga może liczyć 23 osoby, z czego czterech to personel lotniczy, reszta to operatorzy i personel techniczny.
Ale nawet przy potężnym radarze i nowoczesnych systemach komputerowych w tamtym czasie zdolność pierwszego E-3A do dostrzegania nisko latających celów na tle ziemi była niewielka. W związku z tym dopracowaniu poddano wyposażenie pokładowe samolotów AWACS. Zadanie skutecznego uzbrojenia celów powietrznych na tle powierzchni ziemi zostało rozwiązane po zamontowaniu na samolocie ulepszonego radaru AN/APY-2 10 cm. Na zmodernizowanym samolocie AWACS, oprócz zwiększenia potencjału energetycznego radaru, wzrosła moc komputerów. Masa jednostek cyfrowego przetwarzania sygnału stanowiła prawie 25% masy samego radaru - ponad 800 kg. Całkowita waga sprzętu radarowego wynosiła około 3,5 tony. Radar AN/APY-2, ze względu na niski poziom tylnych i bocznych listków wzoru anteny, posiada wysoką odporność na zakłócenia.
Radar AN/APY-2 może pracować w kilku trybach:
1. Pulse-Doppler bez skanowania wiązki w płaszczyźnie pionowej.
2. Pulse-Doppler ze skanowaniem wiązki w elewacji w celu oszacowania wysokości lotu celów powietrznych.
3. Wyszukiwanie poza horyzontem, z odcięciem sygnałów poniżej horyzontu bez selekcji Dopplera.
4. Przegląd powierzchni wody za pomocą krótkich impulsów (w celu wytłumienia odbić od powierzchni morza).
5. Bierne namierzanie kierunku źródeł zakłóceń w zakresie częstotliwości radaru AN/APY-2.
Możliwe jest również łączenie wszystkich powyższych trybów w dowolnej kombinacji.
Zmodernizowana wersja, oznaczona jako E-3B, jest budowana od 1984 roku. Na tę modyfikację przerobiono 24 samoloty E-3A. Równolegle z radarem opracowano narzędzia biernej detekcji, poprawiające działanie radarów pokładowych i innych systemów radiowych samolotów.
Samoloty zmodernizowane do poziomu AWACS Block 30/35 otrzymały stację rozpoznania elektronicznego AB/AYR-1. Wizualnie różnią się od wcześniejszych modyfikacji antenami bocznymi (po prawej i lewej stronie) o wymiarach około 4x1 metra, które wystają około 0,5 metra poza obrys kadłuba. Anteny znajdują się również w dziobie i ogonie samolotu. Stacja składa się z 23 modułów o łącznej wadze 850 kg. Po zainstalowaniu stacji RTR na pokładzie samolotu konieczne było wyposażenie stanowiska pracy dla kolejnego operatora. Oprócz samolotów US Air Force, samoloty NATO AWACS przeszły podobną rewizję.
Stacja oparta jest na dwóch odbiornikach cyfrowych połączonych jednostką procesorową. Które oprócz chwilowego pomiaru częstotliwości przeprowadzają wyszukiwanie kierunku amplitudy i parametryczne rozpoznawanie rodzaju źródła przechwyconego promieniowania. Według danych opublikowanych w otwartych źródłach, system rozpoznawania AB / AYR-1 jest w stanie zidentyfikować ponad 500 rodzajów radarów naziemnych i lotniczych. Stacja, działająca w zakresie częstotliwości 2-18 GHz, zapewnia skanowanie kołowe w sektorze 360 stopni oraz lokalizowanie źródeł emisji radiowej z błędem nie większym niż 3 stopnie w odległości do 250 km. Jego wydajność to około 100 rozpoznań źródeł promieniowania w ciągu 10 s. Maksymalny zasięg stacji przez elektronikę rozpoznawczą AB/AYR-1 przy użyciu potężnych źródeł sygnału przekracza 500 km.
Po wariancie E-3B pojawił się E-3C z ulepszoną awioniką. W tym modelu, oprócz nowych, bardziej wydajnych komputerów, zainstalowano radar nawigacyjny APS-133 i sprzęt łączności cyfrowej AIL APX-103 IFF / TADIL-J. W przypadku tej modyfikacji zaktualizowano również sprzęt do wyświetlania informacji radarowych. Wszystkie monitory CRT zostały zastąpione panelami plazmowymi lub LCD.
Brytyjski samolot AWACS Sentry AEW.1 w towarzystwie myśliwców przechwytujących Tornado F.3
Modyfikacja z silnikami CFM International CFM56-2A dla RAF otrzymała oznaczenie E-3D (Sentry AEW.1). Pierwsza maszyna została przekazana RAF w marcu 1991 roku, w sumie Wielka Brytania zamówiła 7 samolotów. Cztery samoloty E-3F AWACS z tymi samymi silnikami, ale różniącymi się składem awioniki kupiła Francja.
Ulepszenie E-3 Sentry w Bazie Sił Powietrznych Tinker
W 2003 r. Stany Zjednoczone przeznaczyły 2,2 mld USD na modernizację istniejącej floty Sentry.W 2007 r. rozpoczęto praktyczne prace nad modyfikacją Bloku 40/45 w Tinker Air Base. Pierwszy E-3G Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych osiągnął pełną gotowość bojową w 2015 roku. Planowane jest przerobienie na tę opcję wszystkich amerykańskich samolotów systemu AWACS dysponujących wystarczającym zasobem lotniczym.
To be continued ...
Według materiałów:
http://www.ausairpower.net/APA-Wedgetail-Antennas.html
http://www.baaa-acro.com/2009/archives/crash-of-a-boeing-e-3-sentry-in-nellis-afb/
http://www.nspa.nato.int/en/organization/Logistics/WSES/awacs.htm
http://www.warships.ru/england/Boeing_E-3D/BoeingSentry.htm
http://www.airdefence.org/
http://www.dla.mil/AboutDLA/News/NewsArticleView/Article/1046295/dla-energy-awards-largest-air-force-espc/
http://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/e-767.htm
Informacja