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技術派丨空警500無法上艦,艦載預警機可學美國E-2
【編者按】
近日,網上開始流傳一則消息:空警-500預警機有可能在未來成為艦載預警機。然而,空警-500無論是平臺基本設計還是機載雷達的基本設計,都只能在陸地上運用,和艦載要求是完全背道而馳的。

空警-500無法成為艦載預警機
近日,網上開始流傳一則消息,聲稱空警-500有可能在未來成為艦載預警機,不少媒體都進行了轉發。
但事實可能會讓一些人失望,空警-500不僅不能上艦,它直接相關的主要技術也無法移植到艦載預警機上。空警-500無論是平臺基本設計,還是預警雷達的基本設計,都只能在陸地上運用,而和艦載要求是完全背道而馳的。
首先從平臺上來講,運-8運輸機的尺寸已經遠遠超出了航母運作的極限。從機庫內把飛機拖到升降機上,再拖到甲板上完成發動機試車等一系列準備工作,非常花費時間和有限的人力。因此航母戰斗力的高低,極大程度上取決于甲板上能停放多少戰術飛機,并在最短的時間內將其放飛、回收。
在狹小的航母甲板上,在對甲板上的戰術飛行停放和調度影響控制在能接受的范圍內。像艦載預警機或運輸機這樣的“大家伙”必須嚴格限制翼展大小,才能順利完成起降過程。
美國E-2系列預警機和C-2艦載運輸機都將翼展控制在24.56米。即便如此,長期的運作經驗也表明,E-2預警機的翼展已經非常接近航母容許的極限。在起降過程——尤其是降落過程中,對于飛行員著艦的容錯余地非常小,E-2預警機的機翼外緣距離兩側擺放的戰斗機距離已經相當接近,一旦飛行員著艦出現較為明顯的左右偏移,就會發生非常危險的過度接近。

而運-8運輸機的翼展尺寸達到約38米,這意味著在它降落的時候,為了留出翼展空間和必要的安全余量(遼寧號航母寬度約為70米、001A也差不多),著艦跑道兩側不能停留任何戰機。沒有固定翼預警機,航母只是戰斗力大打折扣,但沒有戰斗機在甲板上,航母就是徹頭徹尾的廢物。
事實上,美國在上世紀五六十年代就進行了大量大型飛機上艦試驗,與運-8運輸機類似的 C-130中型運輸機也進行了起飛、著艦等試驗,并且它在不依靠彈射輔助進行起飛(實際上也沒有辦法進行彈射,C-130空重就有30多噸,根本彈不動)。雖然C-130成功完成了起降,但航母的甲板也不得不專門為它徹底清空,除了它沒有其它任何一架飛機。
中國艦載預警機如何發展?
從各國固定翼艦載預警機發展來看,中國開發艦載預警機平臺只有一個合理的選擇,那就是研制一款尺寸與C-2相近、最大起飛重量在25噸左右的輕型艦載運輸機(翼展限制下,機翼面積做不大,只能產生這么多升力)。然后再在這個專用的運輸機平臺上,開發艦載預警機。
在艦載預警機的電子系統設計上,現有空警-500的核心——機載預警雷達,其基本設計,包括天線結構等方面,都不可能沿用。因為對于最大起飛重量25噸左右的艦載運輸機平臺來說,其空重就要超過15噸,艦載起飛狀態下只有不到5噸的載重可用。而這5噸重量,又要在機身內裝好幾個人工作的通信指揮設備機柜,又要裝雷達和供配電設備,還要進行相關的機身結構加強和增加額外結構,真正能留給雷達天線的重量份額實際上極少。

固定翼運輸機在航母上不需要彈射也能起飛,所謂只有彈射航母才能使用固定翼預警機是一個笑話。
空警-500使用的三面陣相控陣天線雖然性能高,但是重量和功耗非常大。如果一定要裝在艦載預警機上,為了使重量不超標,那就只能把天線口徑做小,結果是空警-500原有的高探測精度、大探測距離等性能優勢都會完全喪失。
真正適合艦載預警機的天線結構設計,從目前雷達技術發展來看,只能是采用最輕巧的天線結構,在非常有限的重量限制內,將天線口徑做到最大以獲得最大的探測距離,利用機械旋轉結構獲得360度環視能力。E-2系列預警機采用的單面旋轉八木天線設計,就是這種思路下的成功典型。
空警-500的數字相控陣雷達技術,要用在艦載預警機上,也只能以單面旋轉八木天線為主的前提下,添加一部分信號發射/接受單元,進行一定程度的性能增強。這種設計類似于E-2D預警機的設計,值得注意的是,這種設計的代價是重量會大幅度增加,E-2D就比E-2C在其它設備都減重的情況下,空重還增加了1173千克。

基于甲板運作的特殊性,艦載運輸機/預警機的尺寸和噸位受限程度高于艦載戰斗,而這種限制在陸地機場上是完全不存在的。縱觀人類艦載機的發展,我們可以發現,在戰斗機和攻擊機上出現了“陣風”戰斗機這樣非常成功的“一機兩型”(陸基、艦載)設計,也出現了蘇-33、米格-29K、蘇-25UTG這些陸基飛機“半路出家”變身的艦載機,但在運輸機和預警機上,卻沒有成功的先例。
對于中國艦載預警機發展來說,完全沒有必要死盯著運-7、運-8這些運輸機,研制專用艦載運輸機并沒有想象中困難,說到底,C-2平臺只是一個低速螺旋槳的中輕型運輸機罷了,以美國上世紀60年代的技術水平就能制造出來,難道現在能造運-20運輸機的中國,運輸機技術水平還不如1960年代的美國?





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