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29 Mar,2021

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被誉为“空中指挥所”的预警机研制有多复杂?请看解读
发布日期:2021-03-29 14:00:20

被誉为“空中指挥所”的预警机研制有多复杂?请看解读

预警机翱翔在现代战场,地位作用日益凸显。为了将这种战略武器牢牢掌握在自己手中,不少国家尝试开展预警机研制计划。然而,想研制这种高度一体化、信息化的作战装备,技术门槛相当高,不少国家至今都没有拿到“世界预警机俱乐部”的“入场券”。

 

那么,被誉为“空中指挥所”的预警机研制有多复杂?需要攻克哪些技术难关?对国家工业体系又有哪些要求?请看解读。

 

研制预警机有多难

张鼎一

 

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上图:国外某型预警机。资料图片

 

难点一:研发任务系统

 

集成“大脑”要求高

 

如果将战场信息网络比作战场上的“神经系统”,集预警探测、电子侦察、作战指挥等功能于一体的预警机任务电子系统,就是战场上的“大脑”。

 

首先,打造战场“大脑”的第一步,是解决“看得见”问题。内行人都知道,机载预警雷达的研制难度比地面固定雷达难得多。在保证探测性能的前提下,雷达系统的功耗和整体重量将受到严格限制,这就需要独辟蹊径——发展相控阵雷达。

 

通俗地讲,相控阵雷达就是将“独眼”换为“复眼”,用成千上万个微型探测阵元组件组成阵面,这些能够独立收发的阵元组件互相辅助、各司其职,能够同时跟踪上百个目标,指挥引导战机和导弹进行远程精确打击。

 

目前,“平衡木”“大转盘”等机载雷达渐渐落伍,先进的机载预警雷达大多采用由多个相位控制阵面围成的圆盘天线。这种构型的圆盘天线无需旋转,就可使波束同时探测360度范围。未来,还会出现更为先进的共形阵机载预警雷达,将天线直接镶嵌在飞机蒙皮上,使预警机的气动特性与改装前无异,大大提高飞行安全性。

 

其次,让这个战场“大脑”要“辨得清”。在任务舱雷达显控台浩如烟海的回波中,“哪些是敌,哪些是友,哪些是民航飞机”,都要通过与雷达融合交联的敌我识别系统进行识别和过滤。

 

“验明真身”对于拥有自主装备体系的国家并非难事,但对于一些装备靠引进或仿制为主的国家来说非常头疼,以航空器为例,苏/俄制、美制、欧制的数据通信链路构架不同、标准不一,“万国牌”的装备混编而成的作战体系,在瞬发性、高强度的现代战争中极易发生误判。在近年来爆发的军事冲突中,误击友军、民航的事故时有发生,很大程度都是因为装备体系混乱。

 

再次,战场“大脑”还要“联得上”。在指挥一体化的联合作战中,预警机需要与己方飞机、舰艇、地面指挥所等不同军种的作战单元进行数据通信。武器装备体系越是复杂多样,预警机任务通信系统的研制难度越大。如何解决作战融合问题,对于许多电子工业不够完备的国家来说,将是一个不小的挑战。

 

除了加装雷达、敌我识别系统和超视距数据链外,任务电子系统还需要整合辅助雷达、卫星通信、电子对抗等系统。如此大规模的电子设备并不是“拼起来”那么简单,各分系统间的电磁兼容、配对集成极为关键。

 

近年来,军工界崭露出一些新兴国家,他们热衷于和老牌军事强国合作,参与到一些大型项目研发当中。当然,这种模式使他们在赚取外汇的同时收获到一些技术经验,但这些经验在自研预警机项目上还远远不够,系统集成需要成千上万次的工程实践,电子工业起步晚、基础弱的国家很难独立研发出预警机任务电子系统。

 

难点二:改装载机平台

 

装上“盘子”不容易

 

众所周知,现代战争,预警机拥有不可撼动的战略地位。发展国产大型预警机,是不少国家一直以来的梦想。其中,最大的障碍莫过于大型载机平台的制造。

 

不少国家依托良好的外交关系,采取前期全面引进的方式,拥有了一定的预警机规模以及一些维护使用经验。在此基础上,再将自主研发的任务电子系统“嫁接”到国外成熟的民航飞机上,比如空客A330、波音707等飞机,目前在各国军队中的保有量很大。

 

以空客A330客机为例,它空间大、滞空久、技术可靠,改装潜力大,拥有丰富的“从军史”,是研制预警机的“好苗子”。出于经济考虑,有的国家退而求其次,选择空客A320中型平台。在载机改装问题上,这些国家通常不具备修改原始设计的能力,需要借助生产厂家的技术支持,甚至全权代工。

 

将一架客机改装成预警机,不仅仅是装上雷达天线那么容易,整个过程需要“脱胎换骨”——

 

改装第一步,是对舱内功能区进行重新规划,飞机上最安静、最平稳的舱段一般会设置为预警机的核心区域——任务舱,空勤人员使用的显控台与各类设备机架会占据大部分空间。此外,还需规划出休息区域,以便长时间飞行时任务人员组织轮休。作为窄体客机,A320改装空间并不大,45英寸的货舱要比标准航空货舱尺寸窄一些。

 

比起“室内装修”,更棘手的问题是“室外构设”。在客机原本平整的机身上加装雷达以及各类天线,将引起气动特性发生重大变化,使战机可操作性和稳定性急剧下降。因此,A320的机体结构需要进行改进。比如,可能加装腹鳍,调整结构重心,增强航行稳定性,以确保飞行安全。

 

此外,在大量增加雷达电子设备的情况下,预警机需要显著增强供电、液压和冷却系统的功率,以此满足各类大功率电子设备的用电需求。预警机需要发动机发电机进行供电,发电机供电能力越强,越有利于提高机载预警雷达的性能。

 

不得不提的是,民用A320的整体适航状况并不乐观,用这样的二手飞机改装军机,虽然成本不高,但安全系数非常低,“旧瓶装新酒”终究不保险。

 

难点三:整合军工体系

 

自主研发难度大

 

目前,世界上具有预警机研制生产能力的只有少数几个国家,其他国家装备的预警机主要从这些国家引进或尝试自主研发。

 

在发展国产预警机过程中,有的国家尝试自研电子设备分系统。但因技术实力薄弱,最关键的架构设计仍然依赖国外支持,实际上只是“软件代工”。在以往开展的大型军工项目中,不少新兴军工企业在系统顶层设计方面暴露出软硬件不匹配、电子设备相互干扰、设计性能缩水等情况。

 

长期以来,这些国家的高端武器装备完全依赖外购,关键技术久久不能突破,研制先进装备必然受制于人。所以,这些国家开始大力推进本国制造,意图提升综合制造水平,并向国有军工装备企业投入大笔资金。但诸多举措收效甚微,原因在于他们缺少专业人才、技术储备和工业基础,这些需要长时间沉淀积累,在补齐短板之前,难以催生强大的科研和制造能力。

 

“一口吃不成胖子”,短时间靠“砸钱”建立完备的国防工业体系,并不现实。这需要国家从战略全局上对科研制造企业进行全面部署,从人才培养、任务分工、预研储备等方面,协调带动整个科研和制造业发展,宏观调控科研投入的时间成本。

 

此外,项目经费保障也是关键因素。在百年航空史上,有不少优异原型机项目突然下马都与经费问题有着直接或间接关系。国家经济水平与一个大型军工项目的进展息息相关,持续稳定的经费投入是项目的坚强后盾。

 

成功是一个过程,而不是一个瞬间。客观地讲,预警机研发投入经费高、风险大,要想研发成功并非一蹴而就——既要解决预警指挥能力问题,又要解决大规模列装问题。因此,大多数国家采取引进与自主研发相结合、高端与低端搭配的方式,实现国防需求与经费投入之间的平衡。

 

(注:图文来源网络,如有侵权请联系删除)

 

信息来源:中国军网-解放军报

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