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转自空军之翼——北极熊的千里眼,别里耶夫A-50“支柱”预警机

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发布时间:2017-08-01 原作者:Armstrong
别里耶夫A-50“支柱”预警机是俄罗斯空天军装备中最重要的一种机型,这点可以从该机繁重的任务量以及军方对该机升级项目的重视程度看出来。在2011年初,俄罗斯空军的空中预警和指挥部队终于迎来了期待已久的A-50U预警机,从此进入一个崭新时代。到2016年底,俄空天军已经装备了4架A-50U,能执行典型的战备值班任务。
  与充斥着20世纪80年代苏联制造的笨重高耗能电子产品的A-50相比,A-50U的作战效能有了跨越式提高。虽然该机不具备世界最先进预警机的强大处理器、轻量化有源相控阵雷达、被动式电子和信号情报系统,但A-50U升级为“支柱”引入了一系列21世纪的计算和显示系统,在与原有大功率雷达结合后,该机仍是俄罗斯空天军在预警机系统上的一次重大飞跃。

A-50“支柱”的诞生
  苏联政府在1973年批准启动雄心勃勃的新一代预警机研制计划,编号A-50。位于俄罗斯南部城市塔甘罗格的别里耶夫设计局成为A-50的设计单位,负责主要集成工作。A-50预警机以伊尔-76MD四发重型运输机为基础进行改装,增加了由莫斯科仪器工程研究院(现在的Vega无线工程公司)研制的“熊峰”预警雷达系统。别里耶夫以乌兹别克斯坦塔什干飞机厂制造的伊尔-76MD改装出三架A-50原型机用于试飞和发展。
  1978年12月19日,第一架A-50原型机在塔甘罗格首飞,该机没有安装雷达系统,被用于验证A-50的气动外形。由于苏联制造的电子设备可靠性和性能都很差,导致复杂的“熊蜂”雷达系统的可靠性低下,并使别里耶夫在A-50的研制和测试遭遇重重困难,日程一拖再拖,在国家联合测试阶段尤为如此。A-50终于在1984年12月获得批转进入全面量产阶段,并在同年开始了作战测试,为此在1985-1988年期间,一架A-50被经常性部署在科拉半岛摩尔曼斯克附近的北莫尔斯克-1机场。负责苏联国土防空任务的苏联防空军在1985年接收了首架A-50,但“支柱”直到1989年才具备完全作战能力,能与防空军截击机和地面指挥中心进行联合作战。


IP属地:广东1楼2017-08-02 23:16回复

    别里耶夫设计局在1985-1992年期间共改装出25架A-50(包括三架原型机),用于改装的伊尔-76在塔什干下线后就直飞塔甘罗格的别里耶夫工厂,等待安装“熊蜂”雷达系统。
      1985年,驻立陶宛希奥利艾的防空军第67独立预警机中队获得了首批A-50,这个中队很快就被扩编为第144独立预警机团。1989年10月,第144团移防科拉半岛的贝雷佐夫卡机场,使A-50能够覆盖整个俄罗斯,从西部的加里宁格勒到东部的堪察加半岛,从北部的新地岛到南部的北考卡山。


    IP属地:广东2楼2017-08-02 23:17
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      在苏联时代,A-50的主要任务是指挥和引导防空军截击机飞向被“熊蜂”雷达探测到的空中目标


      IP属地:广东4楼2017-08-02 23:18
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        北极熊的千里眼
          A-50正常起飞重量为190吨,其中60吨是燃油。该机在巡逻轨道上通常巡航在10000米高度,沿着八字航线飞行,两个环形中心点距离100公里。在无空中加油时,“支柱”只能在距离基地1000公里的轨道上停留4个小时。
          “支柱”的导航系统比伊尔-76MD大幅改进,其飞行/导航设备能控制飞机按预先规划的航线进行自动或半自动飞行,并在预设巡逻轨道上自动飞行。除了八字形轨道外,系统还具有另外两种自动轨道模式——椭圆形和往复航线。

        A-50座舱中的模拟仪表
          A-50复杂的飞行管理系统使飞机能在预设轨道上进行水平转弯,在转弯中始终保持雷达天线的水平,为雷达创造最佳操作条件。
          该机的飞行/导航设备还能为“熊蜂”雷达系统提供一系列飞行数据,入对地速度、飞机俯仰角和滚转角、气压高度和当前地理坐标。这些数据能帮助计算机在目标数据处理过程中计算目标位置,然后在雷达操作员的显示器上生成总体战术态势图。
          A-50在风挡前安装了一根空中加油探管,但值得注意的是A-50在试飞和服役初期没有进行过空中加油,因为这对于A-50机组来说非常困难。伊尔-78加油机尾部加油吊舱伸出的锥套会在加油机尾流湍流中大幅摇晃,A-50如此笨重的飞机根本无法与锥套对接,此外由于A-50与伊尔-78间的高度差过小,其大型旋转雷达天线罩在遇到加油机尾流湍流时会产生严重震动。再加上此时的“熊蜂”雷达系统可靠性很低,其较短的故障间隔时间使A-50根本无需进行空中加油。在20世纪80末-90年代初的任务中,A-50随机工程师被“熊蜂”系统的故障搞得焦头烂额,有时甚至会在一次飞行中消耗掉10个现场可更换单元(LRU)!


        IP属地:广东5楼2017-08-02 23:18
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          俄罗斯空军在上世纪90年代终于解决了伊尔-78加油机与A-50预警机的空中加油难题,那就是用一个转接挂架来降低伊尔-78后机身左侧的UPAZ-1M软管/锥套吊舱的悬挂高度,使锥套脱离尾流湍流的影响区域,降低了对接难度。空中加油使A-50的轨道滞空时间延长至七小时,同时该机电子设备的可靠性也提高到了与续航时间相匹配的水平。


          IP属地:广东6楼2017-08-02 23:18
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            为了给A-50加油,伊尔-78加油机尾部的这个UPAZ-1M吊舱增加了转接挂架


            IP属地:广东7楼2017-08-02 23:19
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              A-50在外观上最明显的气动改变除了圆盘天线外,还在机身两侧的主起落架舱整流罩后端增加了一对大型边条,每个边条宽2.30米。这对边条的作用有两个,一是提高飞机在俯仰机动中的稳定性,二是阻止地面反射的雷达回波到达天线,这能减少雷达杂波,更易分辨目标。伊尔-76MD机鼻下方的导航员舱被大型电介质面板取代,只留下两侧的小尺寸镀金舷窗。


              IP属地:广东8楼2017-08-02 23:19
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                A-50的机头导航员舱被封死
                  为了喂饱饥饿的雷达系统,A-50在左侧主起落架舱整流罩内安装了AI-24UBE动力单元,额定功率480千瓦。A-50还在垂尾根部增加了一个大尺寸冲压空气进气口,用于冷却众多电子部件。为了实现防辐射,A-50机身壁板内铺设了屏蔽金属网,舷窗玻璃也镀了一层金。A-50的整套任务系统(包括雷达天线组件在内)的总重量为20吨。全增压和防辐射的后舱内设有十个工作站,其电子设备都安装在机架上。后舱电子设备总重量接近10吨,以至于根本没法设置一个卫生间来解决机组的内急问题。A-50后舱电子设备对环境温度要求很高,发动机地面启动,后舱温度要达到15摄氏度后才能开启电子设备,也就是说在炎热的夏日和寒冷的冬季,空调系统需要对后舱进行长时间加温或冷却才能达到开机标准。为防止雷达辐射对地面人群的伤害,雷达在飞机爬升到3000米高度以上时才被允许开启。


                IP属地:广东9楼2017-08-02 23:20
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                  “熊蜂”雷达天线被容纳在一个直径10.2米、最大厚度2.5米的大型碟形旋转天线罩内。天线罩被架在机翼后缘机背的两个3.2米高带除冰装置的支架上,接近飞机重心,天线支架的外形经过优化,能提高飞机的方向稳定性。旋转天线罩由两个透波玻璃纤维罩和一个金属抗扭盒组成,雷达天线和敌我识别(IFF)天线就安装在这个抗扭盒上。


                  IP属地:广东10楼2017-08-02 23:20
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                    “熊蜂”雷达系统
                      “熊蜂”雷达系统的心脏、眼睛和大脑是一部三维雷达,使用机械扫描水平开槽波导天线阵,每分钟12转。尽管技术陈旧,但这种雷达在探测和跟踪小型飞机和低空飞机方面表现出色。


                    IP属地:广东11楼2017-08-02 23:20
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                      俄罗斯宣称360度扫描的“熊蜂”厘米波雷达对高空轰炸机和运输机的探测距离高达650公里,对高低空战斗机的探测距离分别是300公里和230公里,并能发现215公里距离外的雷达截面积1平方米的巡航导弹,400公里距离外雷达地平线上的大型船舶。雷达目标定位精度在2.5公里以内。“熊蜂”雷达还能探测地面移动目标,如可以在300公里距离上发现战术弹道导弹发射车,在250公里距离上发现主战坦克。
                        据报道,“熊蜂”雷达系统可同时跟踪50-60个目标,并通过数据链同时向12架战斗机提供目标信息。20世纪80年代末和90年代初问世的“熊蜂-M”改进型 (用于A-50U)可同时跟踪140个目标。
                        “熊蜂”雷达具有有两种主要操作模式:准连续波和脉冲模式。前者用于探测和跟踪空中目标,后者用于探测和跟踪海面和陆地目标。雷达还可以交错使用这两种模式,同时探测和跟踪空中和海面/陆地目标。雷达在空空模式中对接收的信号进行深度多普勒滤波,能在下视探测和跟踪低空目标时区分出目标回波和背景杂波。系统然后对目标回波进一步处理和分组,以确定其方位角、高度、距离和方向。
                        “熊蜂”的计算系统是一个由四个互连的BTsVMA-50数字处理器组成的阵列,以容错模式运行,这意味着如果一个处理器停止运行不会导致系统全部瘫痪,系统会在处理能力下降的情况下继续工作。这套计算系统处理整个系统的实时数据,包括目标探测、识别、显示、数据链操作和生成全向战斗机引导指令。
                        “熊蜂”的显示系统管理跟踪操作员和战斗机管制员任务控制台的圆形阴极射线管显示器,以固定帧率显示动态图像。当A-50以从属于一个地面指挥和控制中心的模式操作时,该机的数据链系统可以通过多个预设标准来下传战术信息,如只探测高于或者低于预设高度的目标,或者只探测指定扇区内的敌方目标等。A-50可通过双向数据链指挥战斗机拦截作战,向战斗机发送转弯指令,战斗机本身则把自己的武器控制系统和燃油状态等信息发送给A-50。
                      A-50后舱内的古老工作站


                      IP属地:广东12楼2017-08-02 23:21
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                        A-50还装备了用于探测无线电发射源(如雷达和通信无线电)的电子情报(ELINT)和信号情报(SIGNIT)系统,能定位频率范围广泛的辐射源。关于该系统的信息仍处于高度保密状态,但据说A-50的SIGINT系统能拦截50至500Mhz的通讯频率,ELINT系统能覆盖0.5至18GHz的频率范围。“支柱”还具有有一个用于自卫的雷达干扰机,并在尾部两侧安装了雷达警告接收机和长条状箔条/热焰弹发射器。
                          A-50的通讯套件包括众多用于和不同地面设施交换数据的定向数据链,以及HF和UHF/VHF波段的保密语音和电报无线电。HF无线电有效距离达2000千米,VHF/UHV无线电和宽带定向战术数据链的有效距离为400千米。机身上的无线电天线都经过精心设计,确保与机载众多辐射源间的电磁兼容性。A-50还有一个卫星通信终端,其大型天线位于机翼前方的机背上,能与2000公里之外的地面指挥和控制中心通讯。


                        IP属地:广东13楼2017-08-02 23:21
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                          作战部署
                            A-50“支柱”是俄罗斯空军综合防空系统的重要组成部分,能探测、识别和确定空中、陆地和海上目标,并把雷达图像发送给地面和海上的指挥和控制中心。A-50上的管制员通过加密数据链或无线电语音指令来管理己方战斗机,还能管理在争议空域执行打击或空中扫荡任务的战斗机群。俄罗斯空军A-50执行的其他任务还有监控高价值航空资产,如领导人专机或运输特种货物的飞机,并能管制航空运输活动。
                          A-50“支柱”是俄罗斯空军综合防空系统的重要组成部分
                            A-50的飞行机组包括两名飞行员(机长和副驾驶)、一名导航员、一名飞行工程师和一名无线电操作员。后舱10名战术机组包括一名系统指挥官、一名高级战斗机管制员、两名战斗机管制员,一名高级跟踪操作员、两名跟踪操作员、一名系统工程师、一名雷达工程师和一名通信工程师。
                            系统指挥官负责管理战术机组的工作流程,以及与地面和军舰上的指挥和控制中心之间的通讯。跟踪操作员负责对战术态势显示器上指定区域内的空中、陆地和海面进行监视,并在雷达自动模式不可用或不适用的复杂战术环境下对选定目标进行手动跟踪和识别。
                          战斗机管制员显示器上的目标符号旁边会有一个参数标签,内容包括参考编号(由跟踪操作员分配)、航向、高度、速度和敌我识别状态。战斗机管制员的任务是管理拦截、对攻击机群进行任务控制、引导己方护航战斗机。
                            三名工程师占据了面朝前的三个控制台,负责监测整个系统,并在飞行中对A-50任务系统、雷达和通信系统进行故障隔离和维修。


                          IP属地:广东14楼2017-08-02 23:22
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                            俄罗斯空军唯一的预警机团在1998年8月进行重大重组,其A-50移防莫斯科以北的伊万诺沃-塞维利耶机场,在此组建了一个新的预警机部队——第2457航空基地。2009年12月31日,这支部队再次被重组为预警机作战部署大队,隶属伊万诺沃-塞维利耶的第610机组换装和作战训练中心,而后者又隶属于利佩茨克第4国家机组换装和作战训练中心。大队拥有17架现役A-50飞机,下辖两个中队,此外还至少有两架被长期封存的A-50。目前,这个A-50大队在任何时候都保证有9架飞机随时处于待命状态,随时奔赴前进基地。


                            IP属地:广东15楼2017-08-02 23:23
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                              由于俄罗斯辽阔的北极地区缺乏连续地面雷达覆盖,所以俄罗斯空军非常重视A-50预警机,该机能有效填补地面雷达之间的空白地带。近年来,俄罗斯加强了在北极圈内资源丰富的偏远地区的经济和军事活动,这些活动需要伴随大量的后勤和空中警戒支援,A-50的任务就变得愈加重要起来。
                                A-50部队在和平时期的另一个重要任务是支援新型武器系统的国家联合测试和评估,如苏-35S、T-50、S-400新一代远程地空导弹系统,以及新型陆基和海基电子战系统。A-50执行的其他任务还有:支援俄罗斯空军战略轰炸机及其护航战斗机在北大西洋和太平洋国际空域的远程巡逻和空中加油(此时要前进部署到楚科奇自治州的阿纳德尔基地)行动,以及指挥运输机大编队飞向前进机场或空投区卸下部队和战斗车辆。
                                A-50预警机在1994-1995年和1999-2000年的两次车臣战争中表现积极,并参加了2008年8月的俄格南奥塞梯“奥运战争”。2015年底和2017年5月,A-50U预警机先后被两次部署在叙利亚塔基亚空军基地,叙利亚战场复杂的空中和地面作战环境是对A-50U最好的实战测试。


                              IP属地:广东16楼2017-08-02 23:23
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