講武談兵|超越“鷹眼”:後發國家如何研發艦載預警機
澎湃新聞特約撰稿 王若鴻
2020-09-01 13:28 來源:澎湃新聞
固定翼艦載預警機是航母的戰力倍增器,中國擁有航母後,是否會研製這種特種飛機一直是外界關注的重點。
在世界航空工業領域,有一些特殊用途的機型隻有某些國家才有能力研發和生產。比如,固定翼艦載預警機很長一段時間是美國一家獨大、壟斷的局麵。即便是法國這樣的航空強國,在為“戴高樂”號航母選擇固定翼艦載預警機時,也隻能向美國求購E-2C“鷹眼”。那麽,對於後發國家來說,如何研發和裝備本國的固定翼艦載預警機?這的確是一個值得我們思考的話題。
美國是世界上第一個研發並裝備固定翼艦載預警機的國家,其發展道路對於後來者國家都有著一定的借鑒意義。早在二戰末期至戰後初期,美國海軍就嚐試在TBM-3型艦載魚雷攻擊機的機腹彈艙內加裝AN/APS-20型S波段預警雷達,研製成功了世界上第一種固定翼艦載預警機——TBM-3W。該機除了一名飛行員,隻能搭載一名雷達操作員。後來,美國又研發了改進型號TBM-3W2,增加了一名雷達操作員。
TBM-3W/W2固定翼艦載預警機的出現,大大提升了美國海軍航母對空中和海上目標的探測能力。雖然該機隻是起到了“空中雷達站”的作用,卻在相當程度上改變了美國海軍的海上作戰模式。不過,該機所采用的TBM-3型艦載魚雷攻擊機平台性能已經較為落後。於是,美國海軍以戰後裝備的新一代AD“天襲者”攻擊機為基礎,研製並裝備了AD-3W/AD-4W/AD-5W/EA-1E等數百架固定翼艦載預警機,還出口到英國和法國。
而且,英國在上世紀50年代末期也自主研發了“塘鵝”AEW.3型固定翼艦載預警機,同樣使用美製AN/APS-20型S波段預警雷達。由此,英國成為截至目前除了美國之外第二個自主研發艦載預警機的國家。
應該說,E-1“跟蹤者”的出現,在相當程度上奠定了後來固定翼艦載預警機的成功設計模式:采用中型多用途平台,上單翼布局,雙發渦槳發動機,圓盤流線型雷達罩安裝在機身上方。而且,E-1“跟蹤者”固定翼艦載預警機裝備了性能更先進的AN/APS-82搜索雷達。更重要的是,該機雖然還是搭載2名雷達操作員,卻已經具備了有限的引導友機作戰的能力,而不再隻是純粹的“空中雷達站”。
不過,E-1“跟蹤者”固定翼艦載預警機的指揮能力以及與其他海上、空中平台的數據通訊能力還是不能滿足美國海軍的要求。特別是在美國海軍提出一體化的海上戰術諸元係統後,E-1“跟蹤者”固定翼艦載預警機無法很好地融合在其中。於是,美國海軍迫不及待地在1956年與格魯曼公司簽訂了研發下一代固定翼艦載預警機的合同,這就是如今我們所最為熟悉的一代經典——E-2“鷹眼”。
E-2“鷹眼”固定翼艦載預警機服役後,很快就被投入到越南戰場上。通過越南戰爭中對於該機的實戰應用,包括引導本方艦載攻擊機、戰鬥機與北越空軍戰機交戰以及打擊地麵/海上目標,美國海軍積累了關於固定翼艦載預警機作戰使用的大量寶貴經驗,並將其應用在E-2“鷹眼”固定翼艦載預警機的後續改進發展中。所以,我們可以看到,E-2“鷹眼”固定翼艦載預警機從1965年服役至今,在55年的發展生涯中衍生出了A、B、C、D等四個主要型號以及多個出口型號,性能水平始終隨時代發展而保持在前列。除了美國海軍,該機還出口到多個國家和地區,成為目前世界上裝備數量最多的預警機。
雖然美國在固定翼艦載預警機發展上“一騎絕塵”,在他的身後卻一直有一個緊追不舍的追趕者,這就是美國的死對頭:蘇聯。
上世紀70年代,蘇聯海軍在美國開始建造排水量9萬噸級的“尼米茲”號核動力航母之後,也提出了要建造同級別的核動力航母,這就是代號為“鷹”的1160型航母計劃。該型核動力航母的設計排水量高達8.5萬噸,裝備3台蒸汽彈射器。那麽,蘇聯海軍也就需要為其配套研製各型艦載機,其中就包括固定翼艦載預警機。
看到了蘇聯海軍的這一潛在需求,別裏耶夫設計局主動出擊,率先在上世紀70年代初啟動了P-42係列多用途中型艦載機平台的設計工作。根據別裏耶夫設計局的設想,這種總體布局酷似美國S-3反潛機的P-42係列多用途中型艦載機平台,衍生型號包括:反潛巡邏機、空中加油機、搜索/救援機、通用運輸機以及最為重要的預警指揮機。但由於1160型航母計劃在1975年被時任蘇共中央政治局委員、蘇聯國防部長的烏斯季諾夫“一票否決”,P-42項目也就無果而終。
後來,烏斯季諾夫在1984年去世,蘇聯航母發展道路上的主要反對者不複存在。於是,蘇聯海軍在1984年授權北方設計局設計1143.7型核動力航母。該計劃進展可謂神速,到了1988年,首艦“烏裏揚諾夫斯克”號就在黑海尼古拉耶夫造船廠開工建造。與此同時,配套各型艦載機的研製工作也全麵展開。其中,被賦予眾望的固定翼艦載預警機項目由安東諾夫和雅科夫列夫兩大設計局競標。
雅克-44E固定翼艦載預警機的總體布局在一定程度上參考了美國E-2“鷹眼”,但是在具體細節上充分顯示了雅科夫列夫設計局的獨特風格。比如,雅克-44E的外形尺寸和最大飛行重量都要超過E-2“鷹眼”。而且,雅克-44E裝備2台在當時頗為先進的槳扇發動機,在體積與E-2“鷹眼”的T56-A-425渦槳發動機相當的情況下,額定功率高達後者的2.5倍之多。所以,即便不使用彈射器,雅克-44E也能夠在“庫茲涅佐夫”號這樣的滑躍甲板航母上起飛。此外,雅克-44E的主翼是向上折疊的,而且帶有翼尖小翼設計,而E-2“鷹眼”的主翼是向後折疊的,沒有翼尖小翼。最有意思的在於,雅克-44E支撐雷達罩的單臂翼梁還是可升降式的,能夠有效降低飛機高度。所以,對於很多媒體將雅克-44E稱作“鷹眼斯基”的說法,筆者並不讚同。
蘇聯解體後,俄羅斯海軍無力繼承如此龐大的蘇聯海軍遺產,航母最後隻留下了“庫茲涅佐夫”號一艘,自然也沒有能力繼續完成雅克-44E固定翼艦載預警機的研發工作以及裝備采購。所以,在內外皆無人支持的情況下,雅科夫列夫設計局最終在1995年徹底凍結了雅克-44E固定翼艦載預警機項目。之後,俄羅斯海軍隻能依靠卡-31預警直升機來擔負航母編隊空中預警任務。
如今,希望在固定翼艦載預警機領域有所建樹的國家,也是在大型航母建造發展上取得巨大成就的國家。作為後來者,美國與蘇聯固定翼艦載預警機的發展之路會帶來很有價值的啟示和借鑒。
首先,後來者國家想要研發一型像E-2“鷹眼”那樣長壽且改進潛力巨大的固定翼艦載預警機,就必須以全新的飛行平台為基礎,而不是選用現有成熟的陸基飛行平台。當然,考慮到航母艦載機所需的裝備規模,後來者國家肯定不會像美國海軍裝備那麽多——僅E-2C一個型號,美國海軍就訂購了多達166架。
其次,E-2“鷹眼”和雅克-44E兩者相比,筆者更傾向於參考後者的設計布局。借助於功率更大的發動機,雅克-44E可以加長機身以增加內部空間,布置更多的設備和人員,而且實用升限更高、飛行速度更快。特別是該機具備無彈射滑躍起飛的這一特殊能力,除了可以部署在後來者國家的新一代大型彈射航母之外,之前的滑躍航母也能搭載實用。
最後,利用後發優勢,後來者國家可以在新型固定翼艦載預警機上裝備最先進的固定式三麵陣有源相控陣雷達,或者機械旋轉雙麵陣雙波段有源相控陣雷達,從而全麵超越美國海軍最新的E-2D“先進鷹眼”。
固定翼艦載預警機是航母的戰力倍增器。
美國與英國:先行者的步伐二戰末期為了對付日本“神風”自殺式飛機,美軍在艦載攻擊機基礎上研製了早期預警機。
TBM-3W/W2和AD係列固定翼艦載預警機由於采用攻擊機平台,不僅機體空間小,雷達也隻能安裝在機腹位置,對空探測範圍有很大局限。而且,AN/APS-20型S波段預警雷達的性能也已經顯得落後了。所以,美國海軍在1954年與格魯曼公司簽訂合同,全新研發第二代固定翼艦載預警機,這就是E-1“跟蹤者”。E-1預警機背上安裝了大尺寸雷達。
與之前幾型固定翼艦載預警機不同的是,E-2“鷹眼”沒有直接采用現有的飛行平台,而是針對航母作戰使用要求專門研發一型全新的飛行平台。所以,格魯曼公司要從頭開始研製一種全新的中型飛行平台,相對來說時間要長一些:從1956年簽訂合同,到1965年正式裝備美國海軍。E-2D預警機具備空中受油能力,可提升滯空時間。
蘇聯:功虧一簣的追趕者安-71預警機的雷達安裝在垂尾上,非常少見。
這裏筆者要指出的是,安東諾夫設計局當時提出的固定翼艦載預警機型號並不是如今“以訛傳訛”的安-71,而是安-75。安-71最初是為蘇聯空軍前線航空兵研製的噴氣式中型預警機,要求部署在前沿機場,擔負前線空中預警、監視以及指揮任務,所以才會采用安-72短距起飛運輸機平台。後來,當蘇聯海軍提出固定翼艦載預警機的裝備需求時,安東諾夫設計局便想到在安-71的基礎上研製艦載型安-75。但是,從陸基預警機到艦載預警機,其改進難度很大,包括發動機位置的調整。所以,安東諾夫設計局的安-75最後還是敗給了雅科夫列夫設計局的雅克-44E。“雅克”-44預警機全尺寸模型。
後來者:可借鑒通用化之路中國已經研製了多款空中預警機,為研製艦載預警機奠定了堅實基礎。圖為珠海航展展示的空警-500預警機。圖片來源:謝瑞強 圖
所以,如何在新研發平台的同時,盡可能通過提升產量降低成本,將是後來者國家必須要考慮的因素之一。筆者認為,可以采取的辦法包括:發展出空軍型,由空軍采購增加產量;或者像別裏耶夫P-42那樣利用這型通用平台發展出反潛巡邏機、空中加油機、搜索/救援機、通用運輸機等型號。