În a doua jumătate a anilor '60, a devenit clar că potențialul de modernizare al stelei de avertizare EC-121 AWACS era practic epuizat. Motoarele cu cabină și cu piston scurte nu permiteau patrule la înălțime și întregul potențial al radarelor de la bord. Utilizarea a două radare de diferite tipuri pentru vizualizarea emisferelor inferioare și superioare a redus semnificativ calitatea aerodinamică a aeronavei și a crescut greutatea echipamentului. În plus, pentru întreținerea diferitelor stații, erau necesari proprii operatori, astfel încât, la cele mai recente modificări ale stelei de avertizare, numărul membrilor echipajului a ajuns la 26 de persoane, iar majoritatea erau doar angajați în întreținerea radarului și a echipamentelor de comunicații. Deși în anii 60, s-a încercat transferul elementului de bază al echipamentului de la dispozitive electrovacuum la elemente semiconductoare, stațiile radar create în anii 40-50 conțineau un număr semnificativ de tuburi electronice, ceea ce le făcea foarte greoaie, consumatoare de energie și nu prea de încredere.
La începutul anilor '70, realizările în domeniul construcției de aeronave și electronice în stare solidă au făcut posibilă crearea unei aeronave AWACS grele capabile să patruleze pe termen lung la o altitudine de 7-9 km și să utilizeze în mod optim capacitățile unui radar de supraveghere. Calculele au arătat că radarul la o altitudine de 9000 m va avea o rază de vizionare de până la 400 km. După cum sa menționat deja în partea a doua, în anii 60, avioanele EC-121L AWACS cu radar AN / APS-82, care aveau o antenă rotativă într-un carenaj în formă de disc, au fost testate în SUA. Din mai multe motive, această versiune nu a fost construită în serie, dar chiar și atunci a devenit clar că „pichetul radar aerian” cu o antenă rotativă deasupra fuselajului avea perspective mari.
Datorită faptului că până în anii 70 s-a realizat o paritate între rachetele nucleare între cele două superputeri, strategii occidentali nu se mai temeau de bombardierele sovietice cu rază lungă de acțiune, al căror rol a dispărut în fundal, ci de o descoperire a tancurilor și a diviziilor de puști motorizate. al Direcției Afaceri Interne a apărării NATO în Europa. Superioritatea URSS și a țărilor din Pactul de la Varșovia în armele convenționale a fost de a apăra armele nucleare tactice și bombardierele de luptă. Este clar că pentru a efectua atacuri aeriene împotriva tancurilor sovietice care se grăbesc spre Canalul Mânecii și a sparge comunicațiile fără a avea superioritate aeriană. a fost, pentru a spune ușor, dificil. Americanii și aliații lor aveau nevoie de un avion AWACS cu un radar puternic, capabil să efectueze patrule lungi la altitudini mari și să notifice în timp util apropierea avioanelor inamice și să direcționeze acțiunile avioanelor lor de luptă. În același timp, aceeași atenție a fost acordată posibilităților de utilizare a aeronavei ca post de comandă aeriană, precum și caracteristicilor complexului radar.
După cum s-a menționat deja, steaua de avertizare UE-121 este depășită fără speranță, iar E-2 Hawkeye folosit de flota americană pentru amploarea teatrului european și apărarea aeriană a Americii de Nord nu avea o autonomie și o altitudine de zbor insuficiente. În plus, primele modificări Hokai au avut probleme serioase cu fiabilitatea avionicii, iar experiența de operare a E-2A cu radarul AN / APS-96 din Asia de Sud-Est a demonstrat incapacitatea de a detecta ținte pe fundalul suprafeței terestre.
În a doua jumătate a anilor 60, Statele Unite au lansat programul Overland Radar Technology (ORT) pentru dezvoltarea radarelor pentru detectarea țintelor aeriene pe fundalul pământului. În cadrul acestui program, a fost creat un radar puls-Doppler, care funcționează pe principiul comparării ratei de repetare a impulsurilor semnalului emis cu frecvența semnalului de ecou reflectat. Cu alte cuvinte, frecvența Doppler a fost extrasă dintr-o țintă în mișcare pe fundalul semnalelor reflectate de la sol.
Crearea de radare capabile să lucreze eficient la ținte de joasă altitudine la distanță mare a fost cu mari dificultăți. Primul eșantion relativ funcțional al radarului Westinghouse AN / APY-1 a avut o mulțime de neajunsuri. În plus față de problemele destul de previzibile cu fiabilitate redusă, stația a oferit o mulțime de serifuri false din obiecte de pe sol. De exemplu, în vremea cu vânt, coroanele legănate ale copacilor au fost percepute ca ținte la altitudine mică. Pentru a elimina acest dezavantaj, a fost necesar să se utilizeze un computer foarte puternic conform standardelor din anii 70, capabil să selecteze ținte și să afișeze numai obiecte de aer reale și coordonatele lor reale pe ecranele operatorilor.
Determinarea azimutului țintă se efectuează ca urmare a mai multor scanări și compararea rezultatelor obținute din diferite poziții ale țintei în timp și spațiu. Acest mod vă permite să obțineți cantitatea maximă de informații, dar intervalul este minim. Când intervalul de detectare a țintelor îndepărtate este mai important decât informațiile despre altitudinea lor de zbor, acesta trece la modul de scanare puls-Doppler fără a determina unghiul de înălțime și nu are loc nici o scanare verticală. Stația poate funcționa și într-un mod de recunoaștere electronică pasivă, primind semnale emise de radare de la alte aeronave.
Inițial, pentru noua aeronavă grea AWACS (Airborne Warning And Control System), prin analogie cu puntea E-2 Hawkeye, a fost planificată crearea unei noi platforme specializate cu 8 motoare de aeronave General Electric TF34 turbofan, grupate în perechi. Aceste motoare au fost instalate pe avionul de atac A-10 Thunderbolt II și pe avionul antisubmarin S-3 Viking lansat la începutul anilor 70 din serie. Cu toate acestea, această rută a fost considerată prea costisitoare, calculele au arătat că echipamentul, operatorii și o antenă radar externă pot fi plasate pe modelele existente de avioane de transport militar sau avioane de pasageri cu rază lungă de acțiune. Boeing 707-320, utilizat pe scară largă la acea vreme, cu motoare native Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) a fost ales ca bază. În acel moment, Forțele Aeriene ale SUA operau deja avioane-cisternă, avioane de recunoaștere, posturi de comandă aeriană și vehicule de transport și de pasageri bazate pe Boeing 707.
Cu o greutate maximă la decolare de aproximativ 157.300 kg, aeronava este capabilă să rămână în aer fără să realimenteze 11 ore. Viteza maximă atinge 855 km / h. Plafonul este de 12.000 de metri. Raza de acțiune tactică este de 1600 km. Patrularea se efectuează de obicei la o altitudine de 8000-10000 metri la o viteză de 750 km / h.
Primele două prototipuri construite sunt cunoscute sub numele de EC-137D. Avioanele seria AWACS au primit indicele E-3A Sentry (Sentry engleză). Construcția aeronavelor sistemului AWACS a început în 1975. În doar 8 ani, au fost construite 34 de mașini cu modificarea E-3A.
E-3A Sentinelă
Primul avion din 1977 a intrat în aripa operațională de avertizare timpurie 552 a aeriană de la baza forțelor aeriene Tinker din Oklahoma. Douăzeci și șapte de avioane AWACS au fost repartizate către Tinker. Patru dintre ei, pe bază de schimb, patrulau în Orientul Îndepărtat și erau staționați la baza aeriană Kadena din Japonia, alte două avioane la baza aeriană Elmendorf din Alaska. După începerea livrărilor E-3A, integrat cu sistemul de apărare antiaeriană din Statele Unite și Canada, a început scoaterea din funcțiune masivă a avioanelor E-121 AWACS învechite. În ciuda fiabilității scăzute a radarului inițial și a problemelor legate de conectarea la sistemul centralizat de apărare antiaeriană din America de Nord, noua aeronavă de avertizare și control timpuriu a demonstrat inițial un potențial ridicat de detectare a bombardierelor sovietice și de vizare a interceptorilor de vânătoare către ei.
În plus față de Forțele Aeriene ale SUA, AWACS din prima modificare au fost furnizate aliaților NATO; în total, 18 E-3A au fost trimise în Europa. 1984-1990 cinci E-3A cu echipamente radar și comunicații trunchiate au fost vândute Arabiei Saudite. Iranul la sfârșitul anilor 70 a comandat și 10 AWACS, dar după răsturnarea șahului, această ordine nu a putut fi îndeplinită. Total din 1977 până în 1992 Au fost produse 68 de avioane din familia E-3 Sentry.
În 1982, aeronavele destinate operațiunilor în teatrul european de operațiuni au fost echipate cu un sistem operațional pentru transmiterea informațiilor tactice JITIDS, care face posibilă schimbul nu numai de informații vocale, ci și transmiterea informațiilor simbolice afișate vizual la o distanță de până la 600 km. Utilizarea acestui echipament a simplificat foarte mult interacțiunea cu avioanele de vânătoare și a făcut posibilă controlul acțiunilor a câteva zeci de interceptori.
Cea mai vizibilă parte a aeronavei AWACS a fost o carenă radar din material plastic transparent în formă de disc rotativ montată pe două suporturi de 3,5 metri deasupra fuselajului. În interiorul unui disc de plastic cu o greutate de aproximativ 1,5 tone, 9,1 metri în diametru și 1,8 metri grosime, pe lângă o rețea de antene pasive cu scanare electronică, sunt instalate antene ale sistemului de recunoaștere prieten sau inamic și echipamente de comunicații. Antena ar putea completa o revoluție completă în 10 secunde. Răcirea antenei principale a radarului și a altor echipamente a fost efectuată de fluxul de aer care venea prin găuri speciale. Echipamentele de radio și comunicații, complexul de calcul și instalațiile de afișare a informațiilor au consumat energie electrică de câteva ori mai mult decât echipamentele de bază Boeing 707-320. În acest sens, puterea generatoarelor de pe E-3A a fost mărită la 600 kW.
Carenaj pe jumătate radar
Deși aeronava a fost creată în principal pentru operațiuni în afara Statelor Unite, echipamentul a inclus sistemele SAGE și BUIC concepute pentru ghidarea automată a interceptorilor pe teritoriul Americii de Nord. Subsistemul de prelucrare a datelor al primelor 23 de aeronave, construit pe baza unui computer IBM CC-1 cu o viteză de procesare a datelor de 740.000 operațiuni pe secundă, asigură urmărirea stabilă a până la 100 de ținte simultan. Informațiile țintă au fost afișate pe 9 monitoare. Computerul IBM CC-2 instalat pe cel de-al douăzeci și al patrulea avion de producție are o memorie principală de 665.360 de cuvinte. Această aeronavă a introdus, de asemenea, un sistem integrat de schimb ascuns de informații tactice între aeronavele AWACS, luptătorii și punctele de control la sol. Oferă canale de comunicare rapide și sigure pentru mii de utilizatori.
Locuri de muncă ale operatorului britanic Sentry AEW.1
Stațiile de lucru ale operatorilor de radar și comunicații sunt amplasate în trei rânduri peste cabină imediat în spatele cabinei și a compartimentului avionic. În spatele lor se află locul de muncă al ofițerului de control și compartimentul inginerului de zbor. În spate există o bucătărie și zone de relaxare. Numărul echipajului poate fi de 23 de persoane, dintre care patru sunt personal de zbor, restul sunt operatori și personal tehnic.
Dar chiar și cu un radar puternic și cu sisteme informatice moderne în acel moment, capacitatea primului E-3A de a vedea ținte cu zbor redus pe fundalul pământului era scăzută. Prin urmare, echipamentul de la bordul aeronavelor AWACS a fost supus revizuirii. Sarcina de armare eficientă a țintelor aeriene pe fundalul suprafeței terestre a fost rezolvată după instalarea unui radar AN / APY-2 de 10 cm pe aeronavă. Pe aeronava modernizată AWACS, pe lângă creșterea potențialului energetic al radarului, puterea computerelor a crescut. Masa unităților digitale de procesare a semnalului a reprezentat aproape 25% din greutatea radarului în sine - mai mult de 800 kg. Greutatea totală a echipamentului radar a fost de aproximativ 3,5 tone. Radarul AN / APY-2 are o imunitate ridicată la zgomot datorită nivelului scăzut al lobilor din spate și laterali ai modelului direcțional al antenei.
Radarul AN / APY-2 poate funcționa în mai multe moduri:
1. Pulse-Doppler fără scanarea fasciculului în plan vertical.
2. Pulse-Doppler cu scanare fascicul în altitudine pentru a estima altitudinea de zbor a obiectivelor aeriene.
3. Căutare peste orizont, cu semnal tăiat sub linia orizontului fără selecție Doppler.
4. Explorarea suprafeței apei cu impulsuri scurte (pentru a suprima reflexiile de la suprafața mării).
5. Găsirea direcției pasive a surselor de interferență în domeniul de frecvență al radarului AN / APY-2.
De asemenea, este posibil să combinați toate modurile de mai sus în orice combinație.
Versiunea modernizată, denumită E-3B, este în construcție din 1984. 24 de avioane E-3A au fost transformate în această modificare. Concomitent cu radarul, au fost dezvoltate mijloace de detectare pasivă, înregistrând funcționarea radarelor de la bord și a altor sisteme radio-tehnice de aviație.
Aeronava, modernizată la nivelul AWACS Block 30/35, a primit o stație electronică de recunoaștere AB / AYR-1. Din punct de vedere vizual, acestea diferă de modificările anterioare prin antene laterale (pe partea dreaptă și stânga), cu dimensiuni de aproximativ 4x1 metri, care ies la aproximativ 0,5 metri dincolo de contururile fuzelajului. Există, de asemenea, antene în nasul și coada aeronavei. Stația este formată din 23 de module cu o greutate totală de 850 kg. După instalarea stației RTR la bordul aeronavei, a fost necesar să se echipeze un loc de muncă pentru un alt operator. Pe lângă aeronavele Forțelor Aeriene ale SUA, aeronavele NATO AWACS au suferit o revizuire similară.
Stația se bazează pe două receptoare digitale unite de o unitate de procesor. Care, pe lângă măsurarea instantanee a frecvenței, efectuează găsirea direcției amplitudinii și recunoașterea parametrică a tipului de sursă de radiație interceptată. Conform datelor publicate în surse deschise, sistemul de recunoaștere AB / AYR-1 este capabil să identifice mai mult de 500 de tipuri de radare terestre și aeriene. Stația, care funcționează în intervalul de frecvență 2-18 GHz, oferă scanare circulară într-un sector de 360 de grade și găsirea direcției surselor de emisii radio cu o eroare de cel mult 3 grade la o distanță de 250 km. Performanța sa este de aproximativ 100 de recunoaștere a surselor de radiații în 10 secunde. Gama maximă de funcționare a echipamentelor radio de recunoaștere AB / AYR-1 peste surse puternice de semnal depășește 500 km.
În urma variantei E-3B, a apărut E-3C, cu avionică îmbunătățită. Pe acest model, pe lângă computerele noi, mai performante, au fost instalate radarul de navigație APS-133 și echipamentul de comunicații digitale AIL APX-103 IFF / TADIL-J. La această modificare, echipamentul pentru afișarea informațiilor radar a fost, de asemenea, actualizat. Toate monitoarele cu tuburi catodice au fost înlocuite cu panouri cu plasmă sau LCD.
Avionul britanic AWACS Sentry AEW.1, însoțit de interceptori Tornado F.3
Modificarea cu motoarele CFM International CFM56-2A pentru Forțele Aeriene Britanice a primit denumirea E-3D (Sentry AEW.1). Primul avion a fost predat RAF în martie 1991; în total, Regatul Unit a comandat 7 avioane. Patru avioane AWACS E-3F cu aceleași motoare, dar avionice diferite, au fost cumpărate de Franța.
Modernizarea E-3 Sentry la baza aeriană Tinker
În 2003, Statele Unite au alocat 2,2 miliarde de dolari pentru modernizarea flotei Sentry existente. În 2007, au început lucrările practice privind modificarea blocului 40/45 la baza aeriană Tinker. Primul E-3G al Forțelor Aeriene SUA a atins capacitatea maximă de luptă în 2015. Este planificată reechiparea tuturor avioanelor americane ale sistemului AWACS cu o resursă de zbor suficientă în această versiune.
