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[原创] 我心飞翔-巴基斯坦空军的ZDK-03空中预警机

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小飞猪 发表于 2010-12-6 20:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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巴方新闻公开的ZDK-03首架飞机,注意六叶复合材料螺旋桨,这是运-8高新工程3类平台的标志之一
前不久,巴基斯坦新闻宣布;巴基斯坦空军(PAF)的ZDK-03预警机的首架飞机正式在我国陕西飞机公司出厂,这标志着PAF的指挥控制引导以及空战能力又迈上了一个新的台阶。

ZDK-03的出口也标志着我国对外军贸易一个重大突破,我国已经成为继美、俄、瑞三国之后第四个具备提供预警机、战斗机及自动化指挥引导系统的国家,也是唯一的非西方国家,不仅增强我国作战飞机在国际市场的竞争能力,也将大大提高我国的国际影响能力。

巴基斯坦空军需要空中预警机

我们知道,巴基斯坦国境狭长,且重要城市如首都伊斯兰堡、最大城市卡拉奇都靠近印巴边境,因此缺乏战略纵深,加上印巴边境多为山区,地球曲率和地形遮蔽造成地面防空雷达诸多的死角,容易被对方突然袭击,第三次印巴战争,印度空军正是利用租借的前苏联图-26预警机指挥攻击巴境内纵深目标,给巴方造成了较大的损失,进入新世纪,印度空军获得了更先进的A-50EHI型预警机,该机装备有大功率有源相控阵预警雷达,具备较好的探测与指挥引导能力,布署在印巴边境的A-50EHI预警机可以探测到巴纵深数百公里地区的空情以及作战布署,据此指挥己方战机利用巴防御薄弱之处发起攻击,拉大了印巴两国空军作战能力的差距。在这种下,PAF迫切需要建立自己的空中预警与指挥体系。






东西合壁的PAF预警机机队

2004年,PAF向瑞典采购了6架配备有PS-890相控阵预警雷达(也就是我们常说的“平衡木”)SAAB-2000预警机, 合同价值11亿美元,后来PAF削减了采购数量,金额也降低到9亿美元左右,首架飞机于2009年12月底交付,该机配备的PS-890是有源相控阵雷达,天线尺寸为8米*0.6米,工作在S波段,有200个T/R模块,飞机的巡航高度为7000米,对于大型空中目标最大探测距离为300公里,小型战斗机为200公里,巡航导弹为100公里,该机还拥有数据链可以直接对作战飞机进行指挥引导,或者将空情信息传递给地面防空指挥中心,具备较好的预警与指挥探测能力,同时价格和使用费用相对也比较低廉,但是PAF并不满足,他们认为SAAB-2000由于载机较小,内部空间有限,因此飞机搭载的空勤人员和显控台数量不足,指挥引导能力有限,同时飞机的航程及滞空时间也不足,限制一架飞机所能覆盖的范围,这对于处于防御地位的PAF来说,是个不小的缺点,所以PAF需要有一种更大飞机,能够长时间的边境附近执勤,同时尽可能的能够指挥更多的飞机,以抵挡对方的突然袭击。


2007年,有海外媒介报道我国ZDK-03型预警机抵达巴基斯坦空军基地进行实地测试,该机以我国运-8F-400运输机为平台,采用了圆盘式天线,经过多次测试和改进,最终获得了PAF的认可,双方签署了采购4架该型预警机的合同,根据海外报道,PAF采购4架ZDK-03的价格还不到3亿美元,即便考虑到ZDK-03采用的是机械扫描雷达,但仍然是一个非常优惠的价格,显现双方深厚的友谊关系。


从巴方公布的ZDK-03首架飞机照片来看,比原型机状态又有提高,最大的区别就是采用运-8高新工程三类平台替代原来的运-8F-400运输机,运-8高新工程三类平台采用了国产涡桨-6C发动机,功率就后者涡桨-6的4000多马力提高5000多马力,同时换装国产六叶复合材料螺旋桨,提高发动机效率,降低了油耗和口音,发动机功率的提高,提高ZDK-03运输机的飞行、起降及巡航性能,特别是高原地区的作战性能,这对于在克什米尔这样的高海拔地区作战相当有利,此外运-8高新工程三类平台采用了机翼整体油箱,机内载油提高到20吨左右,其航程由运-8F400的3000多公里提高到5000多公里,滞空时间增加到8个小时以上,对于预警机来说,其需要长时间在空中滞留以维持对目标区的警戒,因此滞空时间的增加,减少了飞机轮值次数,避免了因飞机轮班造成的空白,提高对目标区空情的掌握能力。还有一点比较重要的是运-8高新工程3类平台加长了机体,由运-8F400的33米增加到36米,这意味着ZDK-03可以搭载更多的显控台,配备更多的空勤人员,在执行任务中进行轮换,同时还可以为机组人员提供休息的场所,在高度紧张的指挥引导作业中,降低执勤人员的工作强度,这也助于提高飞机的指挥引导能力。


从公开的照片来看,交付的ZDK-03仍旧采用了圆盘式雷达罩,从上面的横条型图案来看ZDK-03配备的雷达可能还是采用行波阵波导裂缝天线的机械扫描雷达,我们熟悉的美国E-3A预警机配备的APY-1雷达采有的也是行波阵波导裂缝天线,工作方式估计也差不多,方位采用机械扫描,高低采用电子扫描,目前这种雷达中巴双方都没有透露更多信息,从原型机与雷达罩之间的对比,可以推测到ZDK-03的雷达罩直径为8.5米,厚度大约为1.5米左右,这些尺寸小于E-3A的雷达罩,后者雷达罩直么超过9米,厚度接近2米,因此ZDK-03雷达的天线尺寸小于APY-1,笔者据此推测该雷达采用的频率较高,这样的话波长就较短,天线相对尺寸(天线实际尺寸和波长之比)就较大,同时天线的增益(天线有效孔径与波长的平方之比)也较高,这样就意味着雷达有较大的探测距离,考虑到大气传输的信号强度降低的问题,那么ZDK-03雷达应该工作在S波段,S波段的远程性能虽然小于L波段,但是其精度较好,是目前对空探测与引导雷达的主选波段,根据有关资料我国机载预警雷达天线副瓣电平优于-40DB,APY-1的水平,后者的副瓣电平优于-50DB,ZDK-03由于载机空间和载重较大,因此可以配大功率的发射机和电源,因此该机在性能肯定不能和E-3A这样的大型预警机相比,但似乎已经能够和一般预警机如E-2C一决高下了。

需要指出的是ZDK-03采用的雷达是我国在上世纪80年代研制的第二代空中预警雷达,(第一代雷达就是配备在图-4预警机上面的雷达),该雷达主要解决第一代下视能力差的缺点,采用脉冲多普勒体制,上世纪90年代初我国成功研制出行波阵波导裂缝天线,但在我国预警机雷达的选型,我国空军考虑到未来雷达技术的发展,采取了跨越式发展的道路,直接采用了有源相控阵雷达,而这型雷达做为备用雷达继续研制,随着我国机载有源相控阵预警雷达的成熟,这型雷达便被推向国际市场,被PAF所采用。

为什么不是平衡木?

许多可能感觉奇怪,我国空军装备的空警-2000和空警-200型预警机都采用的是有源相控阵雷达,鉴于中巴两国是全天候友谊关系,因此对于PAF来说如果采购空警-200型预警机没有任何政治或者资金上的障碍,为什么PAF此次采购的ZDK-03型预警机还要用“落后”的机械扫描雷达?


首先空警-200、SAAB-2000这些预警机为采用平衡木型天线,这是因为电磁波波长越长,在大气传播中信号强度减少越低,因此探测距离相对也更远,,但是波长对于增加探测距离有利也有蔽,前面说过波长越长,在天线面积一定的情况下,天线相对尺寸和增益等指标越低,这意味着雷达辐射能量在主瓣中的比例越低,这反而影响雷达的探测距离,解决的办法就是增加天线的面积,对于预警机来说显然会增加系统重量和空气阻力,对于大型预警机来说可能在接受的范围之内,对于性能较低的中小型预警机来说,其所能承受的天线尺寸和重量都是有限度,这也是为什么E-2C要用八木天线的主要原因,美国在研制E-2C的时候,考虑到当时的器件水平和对海探测能力,其雷达采用了波长较长的UHF波段,因此雷达天线采用了八木天线,这种天线结构简单、重量轻、尺寸相对较小,但方向和增益性较高,帮助E-2C实现了较大的探测距离,但是八木天线也有一个很大的缺点就是副瓣高,其副瓣电平平均在-20DB左右,远低于APY-1,因此其探测能力提高比较困难,上世纪90年代诺格公司在研制APS-145雷达的时候,采用了所谓的“环境控制技术”,就是一个零件一个零件的提高灵敏度,这种措施的投入是非常大的,这也是为什么后来的预警机没有采用八木天线的主要原因,那么如何在较小的飞机配备较大的天线?飞机的侧面尺寸要远大于正面的技术,并且天线的侧面的空气阻力也远小于正面的空气阻力,这就是平衡木出现的原因,实际上PS-890雷达也被称为侧视空中预警雷达SLAR-,这种天线布置在一定程度解决在较小的机体上布置较大的天线的问题,它的局限性也很明显,天线不能转动,飞机前、后会有一定的死角,对于预警机来说,其一般工作方式就是在目标区附件沿跑道线航线进行巡航,保持对目标区的探测,所以这个局限性是可以接受的,还有一个不容忽视的问题就是平面相控阵自身的问题,由于孔径投影区的减少,导致增益的损失以及波束宽度增大等问题,平面相控阵天线扫描角度超过60度其性能就会明显下降,因此要想实现全向空域覆盖,至少需要三个阵面,而对于地面(舰艇)来说考虑到平台的颠簸和摇晃,这个数字还要增加到四个,而平衡木面对目标区的只有一个天线,因此在预警机飞离目标区时,会因为天线扫描角度增加,雷达性能明显下降,相比较之下,机械转动雷达可以转过身,始终”注视’目标区,受到的限制就较小,因此从这个角度来说,平衡木预警机更多是做为地面防空指挥引导系统的低空探测雷达出现的,用于对重点威胁方向进行预警,而对于PAF来说,它需要一种能够长时间在印巴边境上空滞留,维持对相关空域进行警戒的飞机,并且能够在紧急的情况下,直接指挥战机对入侵目标进行反击,从这个角度来说ZDK-03显然要比平衡木更加适合PAF的要求。



ZDK-03对于PAF更加深刻的意义在于;在PAF形成一条独立于西方武器系统的完整的空战体系,这对于巴基斯坦这个受到过多次西方禁运的国家来说,有着深远的战略意义。




未来挑战

对于PAF来说,ZDK-03的装备标志着其空中防御能力达到了一个新的台阶,但是要想完全发挥ZDK-03的作用还有许多挑战,最直接的就是如何与现役的F-16战斗机联接的问题,PAF现有的F-16采用的是LINK-16数据链和MIDS终端,美国人显然不会向我国提供相关系统的核心参数,以便两者进行数据交换,解决的办法可能是PAF向第三方如意大利采购相关的通信终端,由我国进行预警机系统的整合,然后再交付PAF,由外方完成战机端的数据整合。



对于ZDK-03另外一个挑战就是印度已经与俄罗斯联合研制PAK-FA型战斗机,这种飞机具备较好的隐身能力,因此对于ZDK-03的探测能力来说是一个挑战,所以笔者认为现有的雷达系统可能只是PAF一个过渡的方案,最终ZDK-03还是要升级到有源相控阵雷达的水平,以增加到PAK-FA这样的战斗机的探测能力。

尾声

ZDK-03的引进有效的提高PAF对边境敏感地区的探测能力,扩展防空体系的防御纵深,增加了反应时间,这对于PAF来说有着非常重要的意义,同时我国来说,向PAF出口预警机有助于维持南亚地区的战略平衡,保持本地区的稳定,同时预警机的成功的出口还有助于增强我国武器装备在国际军贸市场上的形象和竞争能力。



注:

参考资料:

1、雷达天线技术

2、预警机发展及主要机型

3、雷达手册

4、本文配图来源于网上,权利归原作者所有
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评分

参与人数 1积分 +5 火箭 +5 收起 理由
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waitforcv 发表于 2010-12-6 20:52 | 显示全部楼层
A50EHI和早期的A50有什么改进呢?我记得早期的A50更多作为地面指挥系统的补充。
zy9775 发表于 2010-12-6 21:17 | 显示全部楼层
楼主是网易博客那个小飞猪吗
中国睡教 发表于 2010-12-6 21:34 | 显示全部楼层
是啊,前两天才在小飞猪的博客里看了大作呢。这么看来,我们的预警机水平已经超过俄罗斯了!
speed 发表于 2010-12-6 22:10 | 显示全部楼层



老兄请看短消息.
wenzi1113 发表于 2010-12-6 22:17 | 显示全部楼层
有点想知道speed给两位筒子发的短消息内容是什么
waitforcv 发表于 2010-12-6 22:53 | 显示全部楼层
有点想知道speed给两位筒子发的短消息内容是什么
wenzi1113 发表于 2010-12-6 22:17



    不会是泄密吧
bugular 发表于 2010-12-6 23:28 | 显示全部楼层
回复 7# waitforcv


    传说中的12.10?估计没有名有姓的吭声
 楼主| 小飞猪 发表于 2010-12-7 11:48 | 显示全部楼层
A50EHI和早期的A50有什么改进呢?我记得早期的A50更多作为地面指挥系统的补充。
waitforcv 发表于 2010-12-6 20:52


A-50EHI就是加了费尔康的A-50
早期的A-50除了受限于数据处理系统,在处理目标数量方面比E-3少外,其他方面都差不多。
dy430071 发表于 2010-12-7 13:05 | 显示全部楼层
太便宜了,真是白菜价了。
估计除了小巴,再没有哪个国家能以这个价格拿下来了。
笨笨1妹 发表于 2010-12-7 14:49 | 显示全部楼层
有点想知道speed给两位筒子发的短消息内容是什么
wenzi1113 发表于 2010-12-6 22:17



   米吐
笨笨1妹 发表于 2010-12-7 14:57 | 显示全部楼层
巴方新闻公开的ZDK-03首架飞机,注意六叶复合材料螺旋桨,这是运-8高新工程3类平台的标志之一
前不久,巴基 ...
小飞猪 发表于 2010-12-6 20:46



   虽然给巴铁的价格不高,但从市场角度看,YSL国家未来的天空很快将出现中国造的YJJ了,发财就是先例
usually 发表于 2010-12-7 19:36 | 显示全部楼层
话说这架机机到底是相控阵雷达还是机械扫描雷达,众说纷纭啊....
原上草 发表于 2010-12-7 23:22 | 显示全部楼层
对J7类型的目标能探测多远?
ssstoneee 发表于 2010-12-8 01:21 | 显示全部楼层
话说这架机机到底是相控阵雷达还是机械扫描雷达,众说纷纭啊....
usually 发表于 2010-12-7 19:36



    机扫啦,看天线罩就知道了
 楼主| 小飞猪 发表于 2010-12-8 14:05 | 显示全部楼层
从价格来看,应该是机械扫描雷达。
如果AESA,价格估计要高一点。
shuchunyong 发表于 2010-12-9 22:34 | 显示全部楼层
预警机出口,祝贺!
绿林好汉 发表于 2010-12-13 22:00 | 显示全部楼层
首次看见中国生产的旋转天线罩预警机。
andcjg 发表于 2010-12-20 20:56 | 显示全部楼层
文章在肥羊看过了,好的开始。
kukubara 发表于 2010-12-21 07:01 | 显示全部楼层
回复 10# dy430071

外电报道的是PAF要中国研制4架ZDK-03的价格还不到3亿美元,不是
PAF采购4架ZDK-03的价格还不到3亿美元。
这飞机的雷达和对应的雷达支撑结构都是单独为巴基斯坦特别研制的,所谓的不到3亿美元是这些系统的研制费。
和发财一样,巴基斯坦支付了这些研制费,如果有第三方购买,巴基斯坦就有分成,但是巴基斯坦从中国买这些飞机的钱是另算的。
另外巴基斯坦和国际飞行等西方媒体都说这飞机用的雷达是有源相控阵的。
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