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讲武谈兵|超越“鹰眼”:后发国家如何研发舰载预警机

澎湃新闻特约撰稿 王若鸿
2020-09-01 13:28
来源:澎湃新闻
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固定翼舰载预警机是航母的战力倍增器,中国拥有航母后,是否会研制这种特种飞机一直是外界关注的重点。

在世界航空工业领域,有一些特殊用途的机型只有某些国家才有能力研发和生产。比如,固定翼舰载预警机很长一段时间是美国一家独大、垄断的局面。即便是法国这样的航空强国,在为“戴高乐”号航母选择固定翼舰载预警机时,也只能向美国求购E-2C“鹰眼”。那么,对于后发国家来说,如何研发和装备本国的固定翼舰载预警机?这的确是一个值得我们思考的话题。

固定翼舰载预警机是航母的战力倍增器。

美国与英国:先行者的步伐

美国是世界上第一个研发并装备固定翼舰载预警机的国家,其发展道路对于后来者国家都有着一定的借鉴意义。早在二战末期至战后初期,美国海军就尝试在TBM-3型舰载鱼雷攻击机的机腹弹舱内加装AN/APS-20型S波段预警雷达,研制成功了世界上第一种固定翼舰载预警机——TBM-3W。该机除了一名飞行员,只能搭载一名雷达操作员。后来,美国又研发了改进型号TBM-3W2,增加了一名雷达操作员。

TBM-3W/W2固定翼舰载预警机的出现,大大提升了美国海军航母对空中和海上目标的探测能力。虽然该机只是起到了“空中雷达站”的作用,却在相当程度上改变了美国海军的海上作战模式。不过,该机所采用的TBM-3型舰载鱼雷攻击机平台性能已经较为落后。于是,美国海军以战后装备的新一代AD“天袭者”攻击机为基础,研制并装备了AD-3W/AD-4W/AD-5W/EA-1E等数百架固定翼舰载预警机,还出口到英国和法国。

而且,英国在上世纪50年代末期也自主研发了“塘鹅”AEW.3型固定翼舰载预警机,同样使用美制AN/APS-20型S波段预警雷达。由此,英国成为截至目前除了美国之外第二个自主研发舰载预警机的国家。

二战末期为了对付日本“神风”自杀式飞机,美军在舰载攻击机基础上研制了早期预警机。

TBM-3W/W2和AD系列固定翼舰载预警机由于采用攻击机平台,不仅机体空间小,雷达也只能安装在机腹位置,对空探测范围有很大局限。而且,AN/APS-20型S波段预警雷达的性能也已经显得落后了。所以,美国海军在1954年与格鲁曼公司签订合同,全新研发第二代固定翼舰载预警机,这就是E-1“跟踪者”。

应该说,E-1“跟踪者”的出现,在相当程度上奠定了后来固定翼舰载预警机的成功设计模式:采用中型多用途平台,上单翼布局,双发涡桨发动机,圆盘流线型雷达罩安装在机身上方。而且,E-1“跟踪者”固定翼舰载预警机装备了性能更先进的AN/APS-82搜索雷达。更重要的是,该机虽然还是搭载2名雷达操作员,却已经具备了有限的引导友机作战的能力,而不再只是纯粹的“空中雷达站”。

不过,E-1“跟踪者”固定翼舰载预警机的指挥能力以及与其他海上、空中平台的数据通讯能力还是不能满足美国海军的要求。特别是在美国海军提出一体化的海上战术诸元系统后,E-1“跟踪者”固定翼舰载预警机无法很好地融合在其中。于是,美国海军迫不及待地在1956年与格鲁曼公司签订了研发下一代固定翼舰载预警机的合同,这就是如今我们所最为熟悉的一代经典——E-2“鹰眼”。

E-1预警机背上安装了大尺寸雷达。

与之前几型固定翼舰载预警机不同的是,E-2“鹰眼”没有直接采用现有的飞行平台,而是针对航母作战使用要求专门研发一型全新的飞行平台。所以,格鲁曼公司要从头开始研制一种全新的中型飞行平台,相对来说时间要长一些:从1956年签订合同,到1965年正式装备美国海军。

E-2“鹰眼”固定翼舰载预警机服役后,很快就被投入到越南战场上。通过越南战争中对于该机的实战应用,包括引导本方舰载攻击机、战斗机与北越空军战机交战以及打击地面/海上目标,美国海军积累了关于固定翼舰载预警机作战使用的大量宝贵经验,并将其应用在E-2“鹰眼”固定翼舰载预警机的后续改进发展中。所以,我们可以看到,E-2“鹰眼”固定翼舰载预警机从1965年服役至今,在55年的发展生涯中衍生出了A、B、C、D等四个主要型号以及多个出口型号,性能水平始终随时代发展而保持在前列。除了美国海军,该机还出口到多个国家和地区,成为目前世界上装备数量最多的预警机。

E-2D预警机具备空中受油能力,可提升滞空时间。

苏联:功亏一篑的追赶者

虽然美国在固定翼舰载预警机发展上“一骑绝尘”,在他的身后却一直有一个紧追不舍的追赶者,这就是美国的死对头:苏联。

上世纪70年代,苏联海军在美国开始建造排水量9万吨级的“尼米兹”号核动力航母之后,也提出了要建造同级别的核动力航母,这就是代号为“鹰”的1160型航母计划。该型核动力航母的设计排水量高达8.5万吨,装备3台蒸汽弹射器。那么,苏联海军也就需要为其配套研制各型舰载机,其中就包括固定翼舰载预警机。

看到了苏联海军的这一潜在需求,别里耶夫设计局主动出击,率先在上世纪70年代初启动了P-42系列多用途中型舰载机平台的设计工作。根据别里耶夫设计局的设想,这种总体布局酷似美国S-3反潜机的P-42系列多用途中型舰载机平台,衍生型号包括:反潜巡逻机、空中加油机、搜索/救援机、通用运输机以及最为重要的预警指挥机。但由于1160型航母计划在1975年被时任苏共中央政治局委员、苏联国防部长的乌斯季诺夫“一票否决”,P-42项目也就无果而终。

后来,乌斯季诺夫在1984年去世,苏联航母发展道路上的主要反对者不复存在。于是,苏联海军在1984年授权北方设计局设计1143.7型核动力航母。该计划进展可谓神速,到了1988年,首舰“乌里扬诺夫斯克”号就在黑海尼古拉耶夫造船厂开工建造。与此同时,配套各型舰载机的研制工作也全面展开。其中,被赋予众望的固定翼舰载预警机项目由安东诺夫和雅科夫列夫两大设计局竞标。

安-71预警机的雷达安装在垂尾上,非常少见。

这里笔者要指出的是,安东诺夫设计局当时提出的固定翼舰载预警机型号并不是如今“以讹传讹”的安-71,而是安-75。安-71最初是为苏联空军前线航空兵研制的喷气式中型预警机,要求部署在前沿机场,担负前线空中预警、监视以及指挥任务,所以才会采用安-72短距起飞运输机平台。后来,当苏联海军提出固定翼舰载预警机的装备需求时,安东诺夫设计局便想到在安-71的基础上研制舰载型安-75。但是,从陆基预警机到舰载预警机,其改进难度很大,包括发动机位置的调整。所以,安东诺夫设计局的安-75最后还是败给了雅科夫列夫设计局的雅克-44E。

雅克-44E固定翼舰载预警机的总体布局在一定程度上参考了美国E-2“鹰眼”,但是在具体细节上充分显示了雅科夫列夫设计局的独特风格。比如,雅克-44E的外形尺寸和最大飞行重量都要超过E-2“鹰眼”。而且,雅克-44E装备2台在当时颇为先进的桨扇发动机,在体积与E-2“鹰眼”的T56-A-425涡桨发动机相当的情况下,额定功率高达后者的2.5倍之多。所以,即便不使用弹射器,雅克-44E也能够在“库兹涅佐夫”号这样的滑跃甲板航母上起飞。此外,雅克-44E的主翼是向上折叠的,而且带有翼尖小翼设计,而E-2“鹰眼”的主翼是向后折叠的,没有翼尖小翼。最有意思的在于,雅克-44E支撑雷达罩的单臂翼梁还是可升降式的,能够有效降低飞机高度。所以,对于很多媒体将雅克-44E称作“鹰眼斯基”的说法,笔者并不赞同。

苏联解体后,俄罗斯海军无力继承如此庞大的苏联海军遗产,航母最后只留下了“库兹涅佐夫”号一艘,自然也没有能力继续完成雅克-44E固定翼舰载预警机的研发工作以及装备采购。所以,在内外皆无人支持的情况下,雅科夫列夫设计局最终在1995年彻底冻结了雅克-44E固定翼舰载预警机项目。之后,俄罗斯海军只能依靠卡-31预警直升机来担负航母编队空中预警任务。

“雅克”-44预警机全尺寸模型。

后来者:可借鉴通用化之路

如今,希望在固定翼舰载预警机领域有所建树的国家,也是在大型航母建造发展上取得巨大成就的国家。作为后来者,美国与苏联固定翼舰载预警机的发展之路会带来很有价值的启示和借鉴。

首先,后来者国家想要研发一型像E-2“鹰眼”那样长寿且改进潜力巨大的固定翼舰载预警机,就必须以全新的飞行平台为基础,而不是选用现有成熟的陆基飞行平台。当然,考虑到航母舰载机所需的装备规模,后来者国家肯定不会像美国海军装备那么多——仅E-2C一个型号,美国海军就订购了多达166架。

中国已经研制了多款空中预警机,为研制舰载预警机奠定了坚实基础。图为珠海航展展示的空警-500预警机。图片来源:谢瑞强 图

所以,如何在新研发平台的同时,尽可能通过提升产量降低成本,将是后来者国家必须要考虑的因素之一。笔者认为,可以采取的办法包括:发展出空军型,由空军采购增加产量;或者像别里耶夫P-42那样利用这型通用平台发展出反潜巡逻机、空中加油机、搜索/救援机、通用运输机等型号。

其次,E-2“鹰眼”和雅克-44E两者相比,笔者更倾向于参考后者的设计布局。借助于功率更大的发动机,雅克-44E可以加长机身以增加内部空间,布置更多的设备和人员,而且实用升限更高、飞行速度更快。特别是该机具备无弹射滑跃起飞的这一特殊能力,除了可以部署在后来者国家的新一代大型弹射航母之外,之前的滑跃航母也能搭载实用。

最后,利用后发优势,后来者国家可以在新型固定翼舰载预警机上装备最先进的固定式三面阵有源相控阵雷达,或者机械旋转双面阵双波段有源相控阵雷达,从而全面超越美国海军最新的E-2D“先进鹰眼”。

    责任编辑:谢瑞强
    澎湃新闻报料:021-962866
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