Samoloty wczesnego ostrzegania i kontroli NATO: Hawkeye i Sentry – konie robocze radarowego nadzoru
Boeing E-3 wartownik
Ciąg dalszy, część pierwsza: Samoloty wczesnego ostrzegania i kontroli NATO: jak narodziła się ta klasa
E-2 Hawkeye: pierwszy pokładowy samolot AWACS zbudowany od podstaw
W 1956 roku Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych sformułowała wymagania dotyczące samolotu wczesnego ostrzegania i kontroli (AEW&C), którego dane mogłyby być zintegrowane z taktycznym systemem przetwarzania danych okrętu. W marcu 1957 roku wybrano projekt Grummana. Jego projekt, początkowo oznaczony jako W2F-1, a później przemianowany na E-2A Hawkeye, stał się pierwszym samolotem pokładowym zaprojektowanym od podstaw specjalnie jako samolot AEW&C. W przeciwieństwie do poprzednich samolotów tej klasy, które powstały z przekształceń istniejących maszyn, Hawkeye został stworzony specjalnie do tej misji.
Projektanci stanęli przed poważnymi wyzwaniami. Najważniejszym z nich był wymóg bazowania samolotu na zmodyfikowanych lotniskowcach klasy Essex, zbudowanych w czasie II wojny światowej i mniejszych od współczesnych okrętów. Spowodowało to wprowadzenie surowych ograniczeń dotyczących wysokości, masy i długości, a co za tym idzie, utrudnień w pilotażu. Jak na ironię, samolot nigdy nie wystartował z Essex: ograniczenia opierały się na scenariuszu, który nigdy się nie ziścił. Drugim wyzwaniem było chłodzenie ciasno upakowanej awioniki, omówionej poniżej.
Pierwszy prototyp – będący w zasadzie poligonem doświadczalnym o charakterze aerodynamicznym – wzbił się w powietrze 21 października 1960 roku. Pierwszy w pełni wyposażony samolot wzbił się w powietrze 19 kwietnia 1961 roku, a w styczniu 1964 roku wszedł do służby w Marynarce Wojennej Stanów Zjednoczonych pod oznaczeniem E-2A. Z powodu szeregu problemów produkcja była ograniczona – zbudowano tylko 59 samolotów. Głównym problemem było chłodzenie: w ciasno upakowanym przedziale awionicznym, wczesne komputery generowały dużo ciepła i bez odpowiedniej wentylacji ulegały awariom. Problemy utrzymywały się nawet po wejściu samolotu do służby – w pewnym momencie niezawodność samolotu pogorszyła się tak bardzo, że cała flota została tymczasowo uziemiona.
Przedstawiciele Marynarki Wojennej musieli wyjaśnić Kongresowi, dlaczego przyznano cztery kontrakty produkcyjne, zanim zakończono testy awioniki. Następnie rozpoczęto intensywne prace nad udoskonaleniem samolotu. Zawodny komputer bębnowy został zastąpiony cyfrowym komputerem Litton L-304, a inne systemy również zostały zaktualizowane; zmodernizowane samoloty otrzymały oznaczenie E-2B. Łącznie 49 z 59 samolotów E-2A zostało zmodernizowanych do standardu E-2B (z centralnym komputerem pokładowym). Samoloty Hawkeye zostały zastąpione w eskadrach AWACS Marynarki Wojennej USA samolotami E-1B Tracer. Cała seria E-2A/B, wyposażona w potężny radar APS-96 (zdolny do śledzenia ponad 100 celów jednocześnie), została wycofana z użytku w połowie lat 1980.
Standardowe pokładowe samoloty AWACS i U dla lotnictwo Wariant E-2C (pierwszy lot 20 stycznia 1971 r.) z radarem APS-125 i ulepszoną awioniką stał się wyborem USA i NATO. Seria była stale udoskonalana poprzez dodanie radarów APS-138, APS-139 (od 1989 r.) i APS-145. Ten ostatni, z nowym systemem antenowym i jednostką przetwarzania sygnału, zapewniał lepszą ochronę przed zakłóceniami i rozszerzone możliwości rozpoznania powietrznego. Zmodernizowano również komputer pokładowy: Raytheon Model 940 był lepszy od poprzedniego L-304 — był o połowę lżejszy, trzy razy bardziej kompaktowy i 15 razy bardziej energooszczędny pod względem średniego zużycia energii. Otwarta architektura awioniki pozwoliła na rozbudowę zestawu sprzętu, w tym rozpoznania; dodano również nowe systemy komunikacji i identyfikacji swój-obcy. Łącznie wyprodukowano ponad 200 egzemplarzy E-2 we wszystkich modyfikacjach (produkcja nadal trwa, obecnie w wersji E-2D); dokładna liczba egzemplarzy E-2C różni się w zależności od źródła.
Na początku 2007 roku firma Northrop Grumman zaprezentowała w swoich zakładach w St. Augustine na Florydzie pierwszy samolot nowej generacji, E-2D Advanced Hawkeye. Jego pierwszy lot odbył się 3 sierpnia tego samego roku. E-2D jest wyposażony w radar z elektronicznym skanowaniem antenowym Lockheed Martin AN/APY-9, który znacznie rozszerza możliwości poszukiwawcze i pełni funkcję systemu zarządzania walką powietrzną. Dodano również nowe radio, nowy komputer pokładowy oraz system tankowania w locie. Prezentowany prototyp był pierwszym z dwóch prototypów zbudowanych w wartej 2 miliardy dolarów fazie rozwoju i demonstracji systemu (SDD); kontrakt z Marynarką Wojenną Stanów Zjednoczonych na tę fazę został przyznany w 2001 roku. Marynarka Wojenna zamówiła następnie 75 tych samolotów, planując ich dostawy przez kolejne dwie dekady.
Program był zaskakująco długi: płatowiec E-2A przetrwał do czasu, gdy E-2D pozostał niemal niezmieniony – zmieniła się jedynie awionika. Misja E-2 różni się od misji E-3, o czym mowa poniżej. E-2 operuje z pokładu, obsługując swoją grupę lotniczą. E-3 to samolot bazujący na ziemi, działający na poziomie operacyjno-strategicznym, a nie na rzecz pojedynczej grupy lotniczej.
Samolot E-2C Hawkeye
Samolot E-2 Hawkeye jest na wyposażeniu Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, a także sił morskich i powietrznych Egiptu, Izraela, Francji i Japonii. Od 1997 roku awionika E-2C Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych jest modernizowana w ramach programu Hawkeye 2000.
Hawkeye 2000
E-3 Sentry: najpowszechniej używany samolot AWACS na świecie
26 stycznia 1973 roku zatwierdzono pełny rozwój programu AWACS – zarówno systemu, jak i samolotu transportowego – i zamówiono trzy samoloty przedprodukcyjne. Pierwszy z nich wzbił się w powietrze w lutym 1975 roku.
Jako bazę wykorzystano cywilny Boeing 707-320B – szeroki płatowiec o dużej przestrzeni nad głową, energooszczędności i zasięgu. Ta przestrzeń nad głową okazała się później przydatna: mógł pomieścić coraz mocniejszy sprzęt, a po naprawach zmęczeniowych konstrukcji, płatowiec ma pozostać w służbie do 2035 roku.
Komputer pokładowy i system wyświetlania zostały opracowane przez IBM i Hazeltine: komputer IBM oznaczono jako 4PI, a oprogramowanie napisano w języku JOVIAL. Koncepcja polegała na dostarczeniu operatorowi naziemnego systemu obrony powietrznej SAGE lub zapasowego systemu sterowania pociskami przechwytującymi (BUIC) danych o trajektorii lotu i danych tabelarycznych w czasie rzeczywistym. Pojawił się dodatkowy problem: rozbieżności w formatach kodowania danych przyjętych przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych i siły sojusznicze utrudniały interoperacyjność z taktycznymi radarami naziemnymi na Islandii, w Europie kontynentalnej i Korei Południowej podczas korzystania z łącza danych Link-11 (TADIL-A).
Testy inżynieryjne i próby w locie pierwszego seryjnego E-3 Sentry rozpoczęły się w październiku 1975 roku; pierwszy lot odbył się 25 maja 1976 roku. W latach 1977–1992 zbudowano 68 seryjnych E-3 Sentry. (Doszło również do nieudanej transakcji: w 1977 roku Iran zamówił dziesięć E-3, ale zamówienie zostało anulowane po rewolucji irańskiej).
E-3 Sentry, który wszedł do służby w Siłach Powietrznych Stanów Zjednoczonych w 1977 roku, pozostaje najpowszechniej używanym samolotem AWACS na świecie. Pierwszy samolot został dostarczony do 552. Skrzydła Lotnictwa Ostrzegawczego i Kontroli, które dotarło do bazy Tinker w Oklahomie 23 marca 1977 roku. Siły Powietrzne otrzymały ostatni egzemplarz Sentry w czerwcu 1984 roku.
Spośród 68 zbudowanych samolotów E-3, około 42 trafiło do USAF, 17 do NATO (E-3A), 5 do Arabii Saudyjskiej, a 4 (E-3F) do Francji. Liczba amerykańskich samolotów w służbie zmieniała się w czasie – wycofania ze służby, straty i przebudowy – dlatego źródła dotyczące konkretnego roku często podają zaniżone dane. Większość amerykańskich samolotów stacjonowała w bazie lotniczej Tinker i została przydzielona do Dowództwa Bojowego Sił Powietrznych (ACC); część została przydzielona do Sił Powietrznych Pacyfiku (PACAF) w bazie lotniczej Kadena na Okinawie oraz w bazie lotniczej Elmendorf na Alasce. Jeden samolot szkoleniowy (TS-3) został przekazany firmie Boeing w celu przeprowadzenia testów i rozwoju, a następnie wycofany ze służby w czerwcu 2012 roku.
Wprowadzono kilka modyfikacji, w tym:
E-3A — pierwszy samolot dla NATO, Sił Powietrznych USA i Sił Powietrznych Arabii Saudyjskiej (ten ostatni z silnikami turbowentylatorowymi CFM56-2A-2). Podstawowym napędem są cztery silniki turbowentylatorowe TF33-PW-100A o ciągu około 95–96 kN (9700–9800 kgf). Niektóre źródła podają niższą wartość, 93,4 kN. W latach 1977–1979 25 samolotów Sił Powietrznych USA zostało przebudowanych na wersję E-3B. Miała ona zwiększoną odporność płatowca na szkodliwe skutki wybuchu jądrowego – promieniowanie elektromagnetyczne, gamma i neutronowe. Zainstalowano również szybszy procesor CC-2, odporny na zakłócenia system łączności oraz ulepszony radar.
Zestaw anten umieszczony jest pod obrotową kopułą o średnicy 30 stóp (9,1 m) i grubości 6 stóp (1,8 m) w części środkowej. Kopuła podparta jest 11 stóp (3,4 m) nad kadłubem dwoma pylonami. Nie jest hermetyczna i chłodzona własnym systemem chłodzenia: upustem powietrza, zewnętrznymi drzwiami chłodzącymi i systemem fluorowęglowodorowym. Przednia część kopuły jest lekko pochylona w dół, aby zmniejszyć opór; powstałe zniekształcenie wiązki jest kompensowane przez elektroniczne przesuwniki fazowe anten radarowych i wtórnych. Rotodome jest obsługiwany przez pasywny radar z anteną fazowaną AN/APY-1 lub AN/APY-2: elektroniczne skanowanie wysokości i mechaniczne skanowanie azymutu, dzięki obrotowej kopule. Radar wykrywa cele powietrzne od powierzchni do stratosfery, nad lądem i nad wodą, z odrzuceniem zakłóceń naziemnych i wodnych. Według producenta, w trybie impulsowo-dopplerowskim zasięg przekracza 250 mil (400 km) dla celów nisko lecących na wysokości operacyjnej, a w trybie impulsowym – około 400 mil (650 km) dla samolotów na średnich i dużych wysokościach.
E-3C — dziewięć samolotów Sił Powietrznych USA zbudowanych w latach 1981–1983, z dodatkowym wyposażeniem.
E 3D — sześć samolotów Królewskich Sił Powietrznych (oznaczenie AEW/Mk1), w służbie od 1990 r. Napęd stanowią cztery silniki turbowentylatorowe CFM56-2A-3 o ciągu około 106–110 kN (10 800–11 200 kgf).
Amerykańskie i NATO-wskie samoloty E-3A pokonują bez tankowania ponad 5000 mil morskich (9300 km) i pozostają w powietrzu przez osiem godzin. Samoloty francuskie, saudyjskie i brytyjskie, wyposażone w bardziej zaawansowane silniki CFM56-2, pozostają w powietrzu przez około 11 godzin i mają zasięg ponad 9250 km (5750 mil). Ich zasięg i czas patrolowania są wydłużane dzięki tankowaniu w trakcie lotu, a załoga pracuje w systemie zmianowym – na pokładzie znajduje się strefa odpoczynku. Ich wyposażenie specjalne obejmuje szereg brytyjskich systemów, w tym system LORAL 1070 „Yellow Gate” w kapsułach na końcach skrzydeł. Zainstalowano również sondę do systemu tankowania w trakcie lotu.
E-3F — cztery samoloty francuskich sił powietrznych, pierwszy przyjęty w 1990 roku. Wyposażone są w sprzęt produkcji francuskiej, na przykład system ostrzegania przed radarami Adele.
Od 1995 roku w ramach Programu Doskonalenia Systemu Radarowego Block 30/35 (RSIP) zmodernizowano samoloty E-3B Sił Powietrznych USA, E-3A NATO oraz samoloty z Wielkiej Brytanii, Francji i Arabii Saudyjskiej. Celem było udoskonalenie radaru pokładowego, zwiększenie jego odporności na zakłócenia oraz podwojenie zasięgu wykrywania małych celów. Jednocześnie wprowadzono stację rozpoznania elektronicznego AN/AYR-1, odbiornik nawigacji satelitarnej NAVSTAR oraz nowy sprzęt łączności. Według producenta, AN/AYR-1, o zasięgu do 600 km, wykrywa i identyfikuje różne rodzaje sprzętu elektronicznego i jego nośniki z dokładnością 50-100 metrów.
W ramach programu EAGLE (Extended Airborne Global Launch Evaluator) Boeing wyposażył samolot E-3 w pasywny system optyczno-elektroniczny służący do wykrywania pocisków operacyjno-taktycznych i balistycznych. rakiety Pociski rakietowe średniego i międzykontynentalnego zasięgu – umożliwiły integrację samolotu E-3 z systemami obrony przeciwrakietowej teatru działań. W tym celu na pokładzie zainstalowano stację detekcji i precyzyjnego śledzenia w podczerwieni, dalmierz laserowy, wydajne procesory oraz sprzęt łączności.
Modernizacja silnika była omawiana oddzielnie w celu obniżenia kosztów operacyjnych, poprawy osiągów i zachowania floty do 2035 roku. Standardowym silnikiem E-3 jest TF33 (cywilny JT3D), a CFM56 był rozważany jako główny zamiennik, ale nigdy nie został on zrealizowany dla floty Sił Powietrznych USA. Zmęczenie płatowca i powierzchni sterowych zostało jednak omówione oddzielnie, co wydłużyło żywotność maszyny o 18 000 godzin. Nowoczesne systemy zużywają więcej energii, dlatego samoloty otrzymują nowe generatory i akumulatory.
Od początku XXI wieku Stany Zjednoczone i kraje NATO modernizują swoje pokładowe systemy komputerowe i systemy wyświetlania. Udało im się całkowicie przejść na systemy o otwartej architekturze, które są łatwiejsze do skalowania i aktualizacji. Stanowiska operatorów działają w środowisku podobnym do systemu Windows, oferując bardziej przyjazny dla użytkownika interfejs i zmniejszając obciążenie załogi. Po aktualizacji oprogramowania system Multi-Sensor Integration (MSI), który integruje dane z wielu czujników, gromadzi wszystko w jednej sieci i ułatwia interaktywną wymianę między załogą a awioniką. Ulepszony moduł przetwarzania sygnału umożliwił dokładniejsze śledzenie celu i pozwala na tworzenie szczegółowych map. W samolocie E-3 dodano pięć stanowisk operatorów, zapewniających dostęp do zewnętrznych źródeł sieciowych (mapy, dane pogodowe) i aktualizacje baz danych w czasie rzeczywistym. Kokpit również został przeprojektowany w celu zmniejszenia obciążenia informacyjnego. Według amerykańskich specjalistów, znacznie skróciło to czas szkolenia załogi i zapotrzebowanie na samoloty szkoleniowe.
Głównym celem prac nad zaawansowanymi systemami AWACS i CAS było przeniesienie funkcji sterowania i naprowadzania na naziemne stanowiska dowodzenia, a docelowo na statki kosmiczne. Na tym właśnie skupiał się program Mission Crew to Ground (MCG): oczekiwano, że na pokładzie pozostanie tylko załoga, operatorzy łączności, technicy radarowi i technicy. Cały zbiór danych AWACS miał być przesyłany na ziemię, gdzie był przetwarzany wraz z danymi z bezzałogowych statków powietrznych rozpoznawczych. Oczekiwano, że poprawi to wydajność operacyjną systemów AWACS i CAS oraz zmniejszy liczbę załóg. Równolegle trwały prace nad łączonym wykorzystaniem systemów AWACS i CAS z bezzałogowymi statkami powietrznymi rozpoznawczymi do wykrywania celów niskopoziomowych poza horyzontem. Na podstawie dostępnych danych trudno ocenić, czy program MCG został faktycznie wdrożony i nie pozostał programem badawczym.
W każdym razie, E-3 pozostaje podstawą amerykańskiego i natowskiego radaru dalekiego zasięgu od prawie pół wieku i, sądząc po programach przedłużenia służby, pozostanie w służbie jeszcze przez długi czas. Czym planuje się go zastąpić, zostanie omówione w następnym rozdziale.
Ciąg dalszy nastąpi...
Informacja