基本介紹
- 中文名稱：空警-1
- 英文名稱：KongJing KJ-1 AEW
- 次型/級：空警-200
- 研製時間：1969-1971年
- 國家：中國
- 改裝原型：蘇聯圖-4轟炸機
- 首飛時間：1971年6月10日
- 研製結果：沒有定型 因故終止
發展沿革,歷史背景,防空困境,改裝圖-4,試製歷程,試飛測試,研製中止,技術特點,機體改裝,換髮動機,雷達電子,性能數據,總體評價,
發展沿革
歷史背景
中華人民共和國建國初期，中國大陸的防空系統處於創建階段，存在很多雷達盲區，無法阻止國民黨空軍的夜間襲擾。從1951年3月開始，中國大陸多次遭到美國和台灣國民黨空軍飛機的夜間入侵。
蘇聯米波雷達
蘇聯米波雷達國土防空作戰攔截的成功主要取決於早期預警。在沒有預警機的時代，雷達是提供預警的僅有裝備。中國空軍只有很少的落後雷達，包括蘇聯援助的П-3H和П-3А米波中程雷達和美國制式的208和406雷達。這些雷達的警戒引導距離150千米，誤差約2千米。在1957年以前的數次防空作戰中，由於雷達誤差大，雖然能將戰鬥機引導到目標附近空域，但是在複雜天氣或夜間，戰鬥機飛行員仍然無法利用肉眼發現目標。
防空困境
1955年，中國空軍共出動246架次攔截竄擾的台灣軍用飛機，僅有20次飛行員發現了目標，雖然個別戰機開炮射擊，但無任何戰果。
台灣空軍的美國B-17G飛機
台灣空軍的美國B-17G飛機1956年，空軍從蘇聯引進的23部П-20雷達和大量П-3雷達，在台灣正面的大陸沿海構建成漫長並有很大縱深的雷達警戒網，很快就取得了戰果。1956年6月22日夜，國民黨一架B-17偵察機入侵，部署在浙江衢州的空五軍П-20雷達首次成功地引導一架米格-17戰鬥機進入了目視距離，將B-17飛機擊落在江西嶺底鄉溪後村的山谷中。1956年8月22日夜間作戰中，上海虹橋機場附近的П-20雷達又引導空軍米格-17戰鬥機，將一架美軍P4M-1Q電子偵察機擊落。1956年11月10日夜，杭州的П-20雷達第三次引導米格-17戰鬥機擊落了一架國民黨的C-46運輸機。
但是隨著國民黨空軍改變戰術，台灣飛機在沒有月光的暗夜和300~500米低空活動，П-20雷達引導效能開始下降。1957年全年，國民黨B-17G偵察機竄入大陸53次，空軍戰鬥機起飛69架次進行攔截全部落空。1957年11月20日夜間，一架國民黨B-17G飛機從福建惠安進入後，經湖南、江西進入大陸腹地。台灣飛機飛行期間，被П-20雷達發現幾次，但很快消失。後來，這架入侵飛機竟然西達潼關北上太原。空軍沒有雷達引導，只能主觀判斷該機可能會在京廣鐵路西側150~200千米的雷達空白區活動，致使有一次起飛了18架次帶雷達的米格-17戰鬥機也全部撲空。敵機在9小時13分鐘的入侵過程中，竟然有3小時8分鐘脫離雷達監測，直到這架B-17G竄到石家莊西65千米處，才被一台破舊的270雷達偶爾發現，數分鐘後該機又消失在雷達視野外，安全返回了台灣。
空警-1
空警-1此後，國民黨飛機改裝了電子偵察機，具備了對雷達的電子干擾系統，中國空軍的雷達更加被動。1957年到1959年5月，空軍始終沒有在夜間擊落過國民黨入侵飛機。中國地面雷達對空警戒的弱點充分暴露，發展預警機對中國空軍來說已勢在必行。
改裝圖-4
為了避開地面的不利影響，提前發現低空突防的飛機，空中預警機必須攜載大型雷達，從空中搜尋目標，因而它的載機要具備以下條件：一是裝載能力強，以便承載大型雷達天線和容納電子設備及操縱人員；二是續航性能好，以便執行長時間的空中巡邏任務。根據調研分析，中國空軍選定用圖-4轟炸機改裝預警機的方案。
圖-4轟炸機
圖-4轟炸機1953年3月，蘇聯贈送給中國12架圖-4轟炸機。圖-4遠程轟炸機是蘇聯仿製的美國空軍B-29轟炸機。1947年5月19日，蘇聯空軍圖-4轟炸機首次試飛。圖-4飛機採用了張臂式全金屬中單翼氣動布局，起落架為可收放前三點式。整個機身由前密封艙、中部機身、中部密封艙、尾部機身和尾部密封艙五部分組成。圖-4飛機，空重為32270千克，正常起飛重量為47500千克，最大起飛重量為66000千克，最大飛行速度為558千米/小時，實際航程為5100千米，實際升限為11200米。圖-4安裝4台АШ-73TK（4X2000馬力）活塞式發動機。。
中國空軍在圖-4基礎上改裝預警機，因為當時大陸的大型飛機很少，可選用的機型只有伊爾-18、三叉戟、波音707、子爵、圖-104、圖-4等，這些飛機都是英、美或蘇聯產品。當時中蘇和中美關係都處於緊張狀態，零配件戰時難以保證，英國產的“子爵”飛機已經停產。中國空軍飛機機械狀況比較好且能加工零部件的只有圖-4，因此，採用圖-4作預警機平台切實可行。
試製歷程
1969年秋季，中國文化大革命的狂熱有所消退。1969年9月26日中央軍委發出了研製空中預警機的指示。根據研製批准的時間，預警機取代號為“926飛機”。明確空中預警機主要用於監視敵低空飛機和水面艦艇，並執行應急機動警戒偵察和護航任務。主要改裝項目為：飛機頂部增裝雷達天線罩，將飛機中艙改為雷達艙，配裝小型化的843型測高雷達和都卜勒導航系統、領航計算機、坐標計算機等電子設備。1969年11月25日，空軍司令部發出檔案通知，以三機部六院為主、空一所、空二所、空軍十二廠為輔，抽調人員進行空中預警機的研製。同時，空軍黨委決定改裝一架圖-4飛機為空中預警機，改裝工作在陝西鹹陽以西的武功空36師基地進行，基地附近是5702工廠，該廠有相關的大型加工和維修設備。
空警-1預警機
空警-1預警機1969年底，六院603所會同其他所派出人員組建了150人的設計隊伍，以603所的樓國耀擔任型號的技術總負責人，後期改由周光耀擔任。空軍決定由六院為主設計，5702廠生產，空36師執行試飛任務。當時要求全國各單位對“926飛機”所需材料加工資料等全部開綠燈放行，只能傾全力配合不得過問。
空警-1歷史試飛照片
空警-1歷史試飛照片圖-4飛機作為預警機載機，在背部安裝龐大的雷達天線罩和支架系統之後，飛機的總阻力增加了約30%。技術人員對載機的氣動外形和結構做了修改，整個研製過程中的吹風試驗超過2000次。
由於中國對於世界預警機技術了解很少，設計觀念相對落後。圖-4飛機中段的炸彈艙等幾個艙段全部改裝成密封艙，用於安排雷達操作員和控制人員。實質上空警-1隻是將雷達站移到空中拓展探測範圍和減小盲區，性能與50年代早期的預警機相當，並非真正意義上的現代預警機。空警-1對低空目標的探測面積相當於40個П-3雷達站，這對於中國防空有非常實用的價值。
試飛測試
“926飛機”於1971年6月10日首次試飛成功，並被正式命名為“空警-1”。在世界預警機發展史上，中國試製改裝速度最快。從1969年12月開始設計畫圖，只用了一年零七個月，空警-1就升空試飛。
空警-1預警機構想圖
空警-1預警機構想圖空警-1預警機第一次帶天線罩試飛，在空中出現劇烈的震動現象。在駕駛艙里，飛行員的腳蹬板上有間歇性敲打感覺，咯咯直響；在中部機艙，3名射擊員都能看到垂直尾翼明顯的周期性擺動；在尾艙，人搖晃得無法寫字。經過分析，科研人員提出了17種排振方案。2年多的艱苦攻關，由天線罩後部的擾流引起的飛機尾部抖振終於被排除。
空警-1全部改裝完成後，進行了幾百小時的飛行測試。中高空模擬目標是轟-6轟炸機，海上低空目標以安-24運輸機模擬。空警-1對轟-6的探測距離能夠達到300~350公里，對海上低空飛行的安-24飛機探測距離達250公里。空警-1也針對海上艦船進行了試驗，探測大型獵潛艇一類的目標距離達300公里。雖然當時空警-1採用的全是電子管系統，連指揮計算機都是電子管電晶體混合電路，但在探測距離上也能與國外同時代的先進預警機相媲美。空警-1落後在雷達數據處理和信息傳送環節上，缺乏實用的人機界面，不得不折中依靠手工標圖和語音通信傳報空情。
陳列在中國航空博物館的空警-1飛機
陳列在中國航空博物館的空警-1飛機自1974年起，空警-1先後進行了平原、山區、沙漠、青海湖及渤海灣海面等各種地形條件下的雷達探測性能試飛。但該機存在明顯的技術缺陷，主要是機載雷達無法消除地物回波干擾，不具備探測陸地上空低空飛行目標的能力，除青海湖、渤海灣上空能看到目標（有時還不連續）外， 陸地上各種地形的地物回波很大，且難以消除，探測效果不好。
研製中止
從1976年下半年開始，空軍組織提高雷達抗地物與海浪雜波干擾的研究工作。1978年11月20日至1979年1月18日，空警-1組織海上試飛，遺憾的是效果並不明顯。經過 8 年的試飛和調試，由於載機雷達不能滿足空軍作戰的要求，於 1979 年停止研製，這是中國空軍發展預警機的首次探索和嘗試。
空警-1
空警-11979年7月12日，空軍決定停止空警-1的研究，飛機恢復原技術狀態。1979年12月5日，空軍向中央軍委科學技術裝備委員會上報報告，提出空中警戒飛機的研製分兩期實現。第一期重點研製一套高重複頻率的脈衝都卜勒雷達，載機用圖-4飛機進行改裝。第二期研製具有軍事指揮所功能的樣機。由於圖-4平台過於陳舊，最後終止了以其為載機的預警指揮機研製工作。
空警-1
空警-1進入20世紀70年代，台灣國民黨飛機的襲擾漸漸平息，中國大陸的雷達網已經逐漸完善，覆蓋了大多數國土。對於空中預警機填補盲區的緊迫程度有了緩解。正是基於防空作戰的背景變化，載機平台的過於陳舊和先進機載雷達的無法獲得等多重原因，導致了空警-1試製項目中止。
技術特點
機體改裝
圖-4飛機改裝最主要的部分是雷達和機載系統。為裝下這些系統，拆除飛機上原有的“鈷”雷達和所有炮塔。在機背上加裝了7米直徑、厚度為1.2米的玻璃鋼雷達罩。由於原型機體沒有相應的承力結構能用於安裝雷達罩支架，普通框架承受不了雷達罩在飛行中產生應力，因此在圖-4的機身內加裝了承力框架，然後再把雷達罩架安裝在這些承力結構件上。改裝後機背雷達天線罩產生擾動氣流，引起垂尾振盪；飛行不穩定等問題。試製單位通過換裝渦槳發動機，增大推力；採用垂尾配重振盪阻尼器及在飛機左右平尾尖端加裝小垂尾（面積 5.5 平方米）等措施，同時增加腹鰭和加大背鰭來保證安定性。平尾的面積展向加長2米，弦向加長了0.4米。通過機體改裝，前述問題得以解決。
空警-1加裝的雷達罩
空警-1加裝的雷達罩換髮動機
空警-1機身上加裝雷達罩後，全機重量增加5噸，飛行阻力增大30%，圖-4原來的四台АЩ-73ТК發動機功率不足。為此，試製單位決定改裝中國已經國產化了的渦槳-6發動機。改裝工作由空軍一所擔任。由於АЩ-73ТК風冷活塞發動機短艙小，根本裝不下長大的渦槳-6，因此需要在活塞發動機艙前，加裝一段過度艙段與原發動機艙連線。加長了的發動機向前伸出達2.3米。換裝發動機使全機動力的功率增大67%。此外，技術人員對載機的氣動外形和結構作了修改，整個研製過程中的吹風試驗超過2000次。改裝後的空警-1飛機，航速保持不變，但航程比圖-4減少1000千米，只有5100千米。
空警-1換裝渦槳-6發動機
空警-1換裝渦槳-6發動機雷達電子
空警-1飛機的主要分系統包括843警戒雷達系統、數據處理系統、數據顯示和控制系統、敵我識別系統、通信和數據傳輸系統、導航和引導系統、電子對抗系統。在空警-1上採用的是布置多個雷達P型顯示器，2個A型顯示器，UHF和VHF波段的電台分別擔任空地和空空通話，當時數據傳輸設備採用無線電傳機改裝，空域的空情顯示主要以圖板作圖表示。由於雷達屏顯當時只有“長餘輝材料”製造的一種，操縱員和控制員必須緊盯顯示器，不然很可能漏看空情。
空警-1水平尾翼加裝小垂尾
空警-1水平尾翼加裝小垂尾性能數據
空警-1預警機參考數據：
機型特點 | |
氣動布局 | 平直翼 |
發動機 | 四發 |
飛行速度 | 亞音速 |
技術數據 | |
乘員 | 12人（5人機組乘務，7人雷達探測） |
機長 | 30.179米 |
翼展 | 43.047米 |
機高 | 8.947米 |
天線罩直徑 | 7米 |
天線罩最大厚度 | 1.6米 |
最大起飛重量 | 63,600千克 |
最大燃油重量 | 15,600千克 |
最大載重量 | 14,940千克 |
最大平飛速度 | 465千米/小時 |
巡航速度 | 380～420千米/小時 |
實用升限 | 8000米 |
最大航程 | 3,970千米 |
續航時間 | 9.5小時 |
發動機 | 原機裝Ash-73TK螺旋槳發動機4台，換裝渦槳-6渦槳發動機4台，單台功率4250馬力。 |
總體評價
空警-1試製試飛證明，中國改裝技術是成功的，其飛行性能、操縱性和穩定性略優於圖-4轟炸機。中國成為繼美、蘇、英三國之後，第4個擁有預警機的國家。但由於沒有解決機載預警雷達抗地物雜波干擾等問題，加上空情處理等環節自動化程度低，不能滿足空軍作戰指揮的基本要求。與同期世界航空強國的預警機還存在較大技術差距。
空警-1
空警-1