【说明】预警机如此之重要,在20世纪初我国竟无一架。经历坎坷与曲折,中国预警机事业获得迅猛发展。这是一条发愤图强之路,也是一条自主创新之路。本篇是关于预警机一文的第二部分,请分享并予指正。
出师未捷
预警机诞生以来,一直是各军事强国着力发展的重点。但因其技术高度密集,系统十分复杂,此前世界上只有美、英、俄、以色列等少数几个国家具备研制能力。我国处于严峻的政治军事环境中,保卫领土领空的任务十分艰巨。随着我国武器装备体系的发展,预警机的需求越来越急切。
我国研制预警机的第一轮呼声,是在20世纪五六十年代。当时,新中国成立不久,军力尚弱,常遭到美国和台湾飞机的夜袭。军方期望拥有一架预警机,以弥补地面雷达探测能力的不足。1969年9月26日,在文革狂潮未退的艰难时刻,中央军委发出“研制空中预警机”的指示。据此,空军启动了代号“926”的任务,决定将一架苏制图-4轰炸机改装为预警机。
选用图-4,决非适合,实因无奈。当时,中国拥有的大型飞机很少,且都是国外的产品。其时,中苏、中美关系都处于紧张状态,零配件难以保证,而机械状况较好且可在国内制作零部件的只有图-4轰炸机。从1969年12月开始设计,到1971年5月底改装完成,只用了一年半时间。由图-4改装的载机,在背部安装了一个直径7米的雷达天线罩和支架,重量增加5吨,飞机阻力增大30%。为确保功能,用推力更大的国产发动机替换了原发动机,对载机的气动外形和结构做了修改,并进行了大量吹风试验。1971年6月10日首飞成功,命名为“空警一号”。
“空警一号”只是将雷达站移到空中,拓展探测范围和减小盲区,与真正意义上的现代预警机还有很大差距。经过近5年试飞,暴露出一系列问题。所用的“843”雷达在探测低空目标时,对地面杂波背景下目标的辨识能力差,数据处理和信息传送性能不够,要依靠手工标图和语音通信传报空情,缺乏实用的人机界面,效率较低,且改装与制造成本甚大。由于这些综合因素,项目未能达到预期效果,加之当时中国军方的地面雷达网得到完善,数千架战斗机与近十万门高射炮、几千个防空导弹发射架组成了一个从空中到地面的立体拦截网,国外飞机的袭扰也大为减少,对预警机的需求有所缓和,“空警一号”项目遂于1979年停止研制。
此后,在20世纪80年代,中国曾从英国购买了少量“空中霸王”机载预警雷达,安装在运-8飞机上,作为海上巡逻机,部署于海军航空兵部队,但并非真正的预警机。
上图为存放于中国航空博物馆的仅有的一架“空警一号”,下图为该机雷达罩
靠不住的“合作”
1991年的海湾战争再次震动了世界。当时,多国部队在美国预警机的指挥引导下,将伊拉克军队打得溃不成军,自身却毫发无损。虽然这场战争的双方实力差距过大,并非一场有对抗性的战例,但它再次揭示,现代化战争是高技术条件下的局部战争,其中制空权尤为重要。而如果没有预警机,将很难赢得制空权。
当时,王小谟院士联合十几位专家联名上书中央,要求自主研制预警机。在王小谟等专家看来,自“空警一号”研制夭折后,中国雷达界又经历了十数年的预警雷达系统技术预研,攻克了多项难点单项技术,已具备造出自己的预警机的基础条件。但是很遗憾,这项建言提出后,经历了长达五年的质疑与争论,而未能进入决策环节。
此时,以色列政府察觉到中国对预警机的兴趣,及时推荐了他们研发的“费尔康”机载相控阵雷达预警机。诱人的是,“费尔康”的预警能力与美国的E-3预警机基本相同,部分性能甚至超过E-3,但价格却只有前者的三分之一左右。
在这一境遇面前,我国决定采用国际合作方式,以获得自己的预警机。1996年,中国、俄罗斯、以色列三方签订了一项价值为2.5亿美元的初步协议。在上世纪,这称得上是一个重大的引进大工程项目。根据协议,俄罗斯和以色列将共同为中国空军研制一架预警机,由以色列在俄方提供的A-50飞机上,安装“费尔康”机载相控阵雷达。
在这个项目里,王小谟出任中方总设计师。为捍卫国家利益,他做了大量工作,付出了巨大心血。也正是从这时起,以及随后遇到的被国人称为“费尔康”风波的巨大挫折中,王小谟立定了要为中国人争气,一定要研制出中国人自己的预警机的不屈志向。
1999年10月,俄罗斯将一架A-50H交给以色列。正当以色列即将完成“费尔康”机载相控阵雷达的安装时,美国政府出面,粗暴干预,称“中国空军装备可以远距离发现和同时跟踪数个目标的现代预警机,将损害美国在该地区的利益”,同时以取消援助为要挟,逼迫以色列终止这一协议。2001年,新上台的总理沙龙最终选择了放弃,宣布取消这项协议。
由于协议执行受阻,中国开始将预警机采购计划转向俄罗斯。先是租用了一架俄A-50预警机进行试验,但在试验中发现,该机不能满足需要。且俄罗斯的机载电子设备的综合水平未必比我国先进,不管是买还是租,都不是好方案,成了我国军地各方的共识。于是,中国军方终止了租用和购买俄制预警机的工作和新的尝试。
漂亮的争气战
严酷的现实告诉我们,先进装备和核心技术的获得,只能依靠自己!经历巨大挫折的中国军工人,立志自行研制中国的预警机。在此期间,王小漠等专家多次向中央汇报,综合分析国内各方面的科研力量,阐述十几年来的技术积累与进步,请求政府给中国的军工人一次打一场“争气战”“翻身仗”的机会。
王小谟院士说,“我们当然可以从国外买,省时省力,但是一旦战争真的爆发,国外只要卡住几个配件,我们买回来的预警机就用不了了。所以,中国一定得有自己的预警机才行。”在争取自主研制的漫长时间中,王小漠和他的同事们抓紧研究工作,建立了亚洲最大的测试暗室和相应的复材部件制造设施,进一步掌握了预警雷达研制的多项关键技术。
终于,中国预警机事业等来了“翻身”的一天。2002年12月,我国第一款大型预警机——KJ-2000正式立项,并成为空军天字一号的重点工程。项目选定伊尔-76MD运输机为基础平台,进行飞机改装,进而加装预警指挥系统。航空工业麾下的西安飞机工业公司(XAC)负责飞机改装。中国电子科技集团南京电子技术研究所负责AWACS的核心——电子扫描相控阵(ESA)雷达的研发。这是中国自主研发的第一型预警机,也是工程化的第一型先进预警雷达。
同时,考虑到大飞机平台的不足,为满足规模和数量需求,强化体系整体能力,并提高自主保障性,又于2003年启动以国产运8改进型飞机为平台的KJ-200研制。飞机改装由航空工业陕西飞机公司负责。这两款大体同步研制的项目分别为大型与中型预警机,因采用不同的天线罩形式,而被人们称为“圆盘形”和“平衡木式”预警机。
预警机的特殊性在于它既是一种特殊品种的飞机,同时系统的功能又集中体现在机上的电子系统,因此预警机研制需要跨行业、跨专业、大范围的协同。以中国航空工业集团和中国电子科技集团为主力,集中了全国百余个研究院所和工厂的数万人集智攻关。经数年日日夜夜的艰苦奋斗,两型预警机研制如期完成,并交付部队,表现优异,中国的军工人赢得了一个漂亮的争气战。
请重读如今仍能让人热血沸腾的一张张捷报:
——2003年11月,KJ-2000首飞成功;
——2005年1月14日,KJ-200首飞成功;
——2004年,空军决定部署KJ-2000预警机团;
——2005年,KJ-2000交付首架;
——2005年7月,KJ-200实现全状态首飞。
——2006年1月,KJ-200转场空军,开始交付;现已累计交付十数架;
——2007年,KJ-2000定型,并累计交付空军4架。
——KJ-2000、KJ-200装备部队以来,多次圆满完成实兵对抗和实弹演练,共同参加了2009年新中国成立60周年阅兵。
——2019年10月1日,1架KJ-2000和8架歼-10飞机组成领队机梯队,飞临天安门广场上空接受检阅。同时参加检阅的还有KJ200和2016年服役的新一代预警机KJ-500。在KJ2000预警机上担任指挥员的是空军司令员丁来杭上将。由空军八一飞行表演队驾驶的8架歼-10飞机组成箭队护卫两翼,拉出红、黄、蓝、绿4种颜色的彩烟,为后续梯队铺出华丽航路,也寓意中国预警机走过的不凡历程。
勿忘捐躯者
回首短短十数年从无到有的进程,看到数型预警机疆场赴命、英姿展现的场景,中国的航空人、军工人充满自豪,又充满对无数奋斗者和奉献者的怀念与敬仰。
我们永远不会忘记惨痛的“六·三空难”,永远不会忘记2006年6月的那个阴冷日,正当空警200项目推进的关键之时,一架隶属中国人民解放军空军的KJ-200预警机在执行试验任务途中,因穿越低空云区造成机翼结冰,在安徽省广德县柏垫镇梨山村上空失事坠毁。机上包括机组人员在内的40人全部牺牲。牺牲者中,有5位试飞员、1位通讯员,余皆电子专家,其中还有两位教授级高级工程师。
这次空难对于我国的预警机事业是一次巨大打击,我们失去了多位优秀的电子专家,失去了数位试飞豪杰。但我们又深知,要奋斗就会有牺牲,灾难不能阻挡我们前进的铿锵脚步。中国军工人擦干眼泪,厘清原因,排除障碍,继续奋斗,终于使得KJ-200全部试验任务得以完成,并装备部队。用鲜血和生命换来的锐器,我们会百倍珍惜;为预警机事业献出生命的战友们,将永远活在我们心中。让我们用胜利,祭奠英灵。 
“大哥大”突围
从2002年KJ-2000立项和2003年KJ-200立项,中国军工人用短短的不足五年时间,解决了预警机的有无问题,形成了大、中两型预警机并发的格局,后又推出新一代预警机——KJ500,也快速研制成功,顺利服役,现正形成量产能力。艰难困苦,玉汝于成,我们迎来了中国预警机事业的春天。
到2007年,我们成功研制了三型预警机,分别是:KJ-2000,KJ-200,出口型ZDK-03预警机。其中的前两型,装备中国空军和海军航空兵;ZDK-03预警机出口到巴基斯坦。
KJ-2000堪称我国预警机的“大哥大”,是突围之作。这款预警机以俄罗斯伊尔76运输机为基础平台研发。装载的雷达系统为我国研制的三面电子扫描相控阵列(ESA)。不同于A-50和E-3所采用的旋转罩型天线,通过360度旋转来实现雷达信号的全方位覆盖,而采用独创的中国方案,雷达罩内的三个ESA天线模块被放置成三角形,雷达天线不旋转,通过电子扫描来提供360度的覆盖。这是一个重大的技术进步。
KJ-2000的雷达系统可跟踪60~100个目标,同时引导十个以上作战单位开展全天候作战行动。机上的通讯和数据传输系统由超短波电台(最大通讯距离350km)、短波电台(最大通讯距离2000km)、K波段卫星通讯站和内部通讯系统组成,可保障预警机与作战飞机、其他兵种自动化指挥系统的计算机交换数据,此外,还可使机组人员与操纵人员相互交换信息。还配有包括导弹来袭告警、红外诱饵和干扰物自动投放器在内的自护卫系统。
KJ-2000的综合技术和战术性能,可与美国现役E-3预警机相媲美,在雷达体制、探测距离、多目标探测和跟踪能力等方面优于E-3。KJ-2000的成功研制与服役,标志着中国在预警机领域跨入世界先进行列。
KJ-2000预警机
中型机问世
比KJ-2000稍晚一个年份,我国的中型预警机也取得了令人欢欣的成功。KJ-200预警机方案选用国产运-8改型作为载机平台,这是拥有自主保障能力的一项重要选择。
为适应KJ-200要求,对运-8的大改几乎涉及飞机的全部构造与所有设备,以致有人称相当于重新设计。改后的运8被定为运8Ⅲ类平台,也称运9。主要改进包括:
机体长度增加到36米,货舱长度由15.7米增加到16.2米,容积增大;
重新设计了机头,取消机头处的领航舱,换成不透明雷达罩;
取消了尾舱,并对机体进行了修形,使机体尾部线条更加流畅;
采用机翼整体油箱,载油量从原来的16吨提高到20吨,航程从原来的3000多km提高到5000km,留空时间由不足7小时提高到8小时以上;
换装了4台国产涡桨6C发动机,单台功率提高到5100马力,总功率增加了20%,同时换装了国产六叶复合材料螺旋桨,显著提高了在高原、高温高湿环境下的起降性能和载重量,噪声也大为下降;
水平尾翼的翼梢增加了垂直端板,提高了飞行操纵稳定性;
在操纵系统中采用助力技术,提高了飞机的安全性,减轻了驾驶员操纵负担;
更新了环控系统和液压系统,改进了热空气和电加温防冰系统;
用先进的电子防滑碳刹车系统替换了惯性防滑钢刹车系统;
换装了先进的综合航电系统,实现飞行信息的综合处理、综合显示以及系统工作方式的综合控制;
采用有源矩阵液晶显示屏的座舱综合显示技术,改善了座舱的人机工效;这种“玻璃座舱”显示方式是在中国运输机中的首次应用。
在研制中,共攻克了12项重大关键技术,进行了47项设计和工艺试验,10项大型飞行试验,累计飞行2200架次。
KJ-200是我国自主研制、拥有自主知识产权的预警机(图5)。该机经过了严格的试验、测试、试飞和试用,技术先进,安全可靠;可全天候、全疆域使用,能在粗糙、松软的野战机场或地面起降,适用范围宽;载油量大、小时耗油率低,续航能力较强;使用效能高,飞行信息感知清晰、明了;飞行自动化水平较高、操纵力小,机组工作负荷较小,舱内环境适于人员工作,人机工效性高;其先进性与适用性完全达到了设计预期,也被交付后的良好表现一再证实。
KJ-200预警机
中新网2014年5月23日报道,当日在中俄联合军演中,在KJ-200的引导下,红方舰艇编队进行联合对海突击,在联合指挥部的精确指挥下,先敌发现、先敌发射多枚导弹,“击沉”蓝方1艘舰艇。
新一代扬威
KJ-2000和KJ-200都取得了巨大成功,并快速转化为战斗力。但由于平台所限,KJ-2000大型预警机数量难以增加。而KJ-200的载机虽能自主保障,其性能还有不足,例如因平衡木式天线仅能作侧向扫描造成较大的探测盲区;因载机内部空间小,难以布置数量较多的显控台,影响空中指挥引导能力的发挥;因缺少卫星通信系统,致远程空中巡航警戒能力较弱等。
在这样的背景下,面临空中威胁不断增加的态势,2011年,新一代预警机KJ-500立项。从立项到设计定型,再到交付与服役,只用了3年时间,就为我军奉献了一款性能优异的预警机,创造了新时代航空装备研制的又一奇迹。2015年9月3日,中国举行“纪念反法西斯暨抗日战争胜利70周年”阅兵,由11架飞机编成的预警指挥机梯队飞过天安门,KJ-500作为预警机家族最新成员首次精彩亮相,引起中外媒体的高度关注。
KJ-500与KJ2000颇有几分相似,其整机体量和雷达天线口径明显减小,最大起飞重量也只有KJ-2000的三分之一,甚至有人戏称它是小号的KJ-2000。其最大特点是,不同于KJ-200的平衡木式天线,而采用了与KJ-2000一样的圆盘形天线。但就其平台和所用的新型雷达与诸多新电子技术而言,它已经超越了KJ-2000,而升级为新一代预警机。如果把当年未获成功的空警一号看作中国的第一代预警机的话,经历KJ-2000和KJ-200的第二代发展,现在的KJ-500已经是具备世界领先水平的第三代预警机了。
KJ-500预警机
KJ-500最重大的技术进步来自电子系统。核心任务系统机载预警雷达采用世界领先的数字相控阵雷达技术,相较于现役大型预警雷达,其雷达探测距离、情报处理能力、反隐身和抗电子干扰能力、跟踪目标数量以及引导战机批次都大幅提升,代表了当前中国预警机的最高水平,成功实现了“小平台、大预警、高性能、新一代”的研制目标。其中,最引人注目的是,相控阵雷达中的发射/接收模块实现了数字化,替代原来使用的模拟式器件,天线的辐射功率和接收机灵敏度大大提高,系统的重量、体积和功耗明显降低,一个“较小”的雷达却达到、甚至超过了“大哥哥”的“能耐”,从而一举登临技术新高峰。
KJ-500在外观上与“前辈”的另一区别是,位于机身后部两侧凸起的平面天线整流罩,此处为电子侦察天线。由于雷达的相控阵化趋势,对电子侦察任务提出新要求。将雷达和通信频段的电子情报收集、定位和对抗三项功能融合为一体,成为第三代预警机的显著技术特征——“多元一体”。以电子侦察天线为前端,对空中和地面警戒、火控雷达常用频段的宽频组合电子侦测系统,可准确获取雷达辐射源、电子对抗干扰源的定位信息,从而通过提前避开对方雷达探测,而增强自身隐蔽性和生存力。
KJ-500还研制了受油型。受油型KJ-500的机头上部加装了受油探管,成为我国第一种可接受空中加油的预警机,填补了又一项空白,这是中国首次在预警机上实现受油,这对于中国预警机部队扩展作战范围,提高战斗力,具有极为重要的意义。
在国产中型预警机KJ-200和KJ-500先后服役的同时,我国还打入预警机国际市场。由王小谟亲任总设计师的出口型ZDK-03预警机研发成功,向巴基斯坦销售4架并在该国空军服役(图9)。俄罗斯世界武器贸易分析中心公布2014-2017年世界新预警机出口销售规模为11架,总价值43.76亿美元;中国位居第四,共出口4架,价值2.78亿美元,已全部交付。
在巴基斯坦空军服役的中国产ZDK-03预警机
而就在我们庆贺新一代预警机的重大成就之时,中国的预警机研发团队披露,已经在进行更新型空军预警机和海军舰载预警机的研制了。这意味着在KJ-2000、KJ-200和KJ-500之后,我国预警机事业将有新突破,将有望迎来新的“家族成员”。让我们热切期待着!
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