從E-2說起：讓雷達更適合飛機平台

作為“雲上中軍帳”，預警機已經成為全球許多國家和地區空中力量的重要組成部分。

預警機是特種飛機的一種，具備預警、指揮、電子戰、空中管制等功能，能夠有效提升戰場感知能力，已經成為公認的戰力倍增器。

從二戰末期至今，預警機已經發展了近80年。在其發展歷程中，全球幾乎所有預警機型號的研發工作，都會牽涉到飛機平台與機載雷達系統這兩個重要體系的相互配合。

E-2C預警機

特種飛機平台包括專用平台和通用平台，前者如E-2系列預警機，機體是為此型預警機專門研發；後者如波音737等，是基於現有飛機平台，適配相關的特種裝備研發而來。

但無論是專用平台還是通用平台，縱觀全球多款獲得業界好評的預警機，都是由飛機研製單位牽頭主抓，以機體平台為主線，選擇符合研製要求的機載雷達和航電系統，通過機載系統和飛機平台的一體化定製，來實現設計的最優化。

在機體平台的全壽命周期中，機載雷達系統會隨着科技的進步而不斷升級，以適應不同時期、不同用戶的要求。貫穿其中的工作，也離不開飛機平台與機載雷達系統二者間良好的配合與平衡。

因此，在預警機研製過程中，主承製商一般都是飛機設計製造商。也只有飛機製造商，才能協調包括機載雷達供應商在內的各系統供應商，整合資源，最終成就一款優秀的預警機。

E-2預警機行銷全球。

而在一度行銷全球的E-2系列預警機身上，這些特徵就體現得淋漓盡致。

飛機與預警裝備一體化設計

E-2系列預警機的設計工作始於1956年。當時，美海軍要求諾思羅普·格魯門公司為其專門研製一種能夠在航母甲板部署，並能夠最大化發揮探測能力的艦載預警機。

為了滿足這一需求，作為主承包商的諾格公司在綜合考慮當時機載雷達系統與艦載機平台的指標和設計邊界後，設計出了E-2系列預警機。

首次進行着艦試驗的E-2A預警機。

E-2預警機使用專門設計的機體平台，在整體設計上，諾格公司綜合考慮了航母平台的部署要求、雷達系統的設計參數、機組分工與組成等因素，對E-2的布局、重量、穩定性甚至是飛行姿態等方面都進行了一體化的設計。

作為艦載預警機，E-2的重量和尺寸首先受到航母平台的制約。畢竟彈射器和攔阻系統都只能支持有限噸位的飛機起降，而機庫、升降機，又對飛機的長寬高有着嚴格的限制。這些因素首先決定了E-2平台的大致重量和噸位，繼而又決定了機艙外能安裝多大尺寸與重量的雷達，機艙內可以攜帶多少個工作站和對應的人員。

E-2D，艦載預警機的設計受到航母部署的嚴格約束。

作為預警機最重要的特種裝備，機載雷達系統自然也要在此框架內進行選擇與適配。

E-2系列的空重，根據型號不同，大致在14.1（A型）~19.6（D型）噸左右，最大起飛重量不超過24.9（A型）~26.1（D型）噸。

在這樣的最大起飛重量之下，E-2機體能留給雷達的重量裕度非常少，探測距離又要盡量的大；因此E-2採用的雷達系統選擇了儘可能大的天線直徑，在天線結構和波段上都做了較大的讓步。

E-2的天線罩直徑達到了7.32米，與翼展（24.56米）形成了1:3.6的比例。如果僅僅考慮甲板運作，E-2的天線尺寸相比8.94米的摺疊後翼展長度，其實還有加大的餘地。但雷達罩繼續加大必將帶來氣動外形和重量、重心的變化，這些因素都不可避免要破壞飛機的操縱性和穩定性。

綜合來說，7.32米已非常逼近飛行安全上可接受的極限。也因此，E-2在使用中有非常嚴格的迎角限制，飛行姿態採用了極其罕見的機頭下傾姿態。

頗費腦筋的專用平台設計

在實現航母部署這一要求之外，為了實現預警功能的最大化，諾格公司也在飛機平台的設計和開發上頗費腦筋。

除了重量調整、局部結構加強、液壓供氣供電、電磁兼容測試等常規改裝項目之外，E-2在載機平台上的針對性設計，主要體現在尾翼上。

E-2預警機採取了罕見的4垂尾設計。

為了避免雷達罩的尾流對尾翼形成干擾，以及尾翼對雷達波的發射方向形成遮擋，同時盡量利於雷達系統工作，E-2採用了特殊的4垂尾設計，以減小垂尾高度的同時，保證足夠的垂尾面積。

同時，E-2的垂尾還儘可能多地採用了透波的玻璃鋼材料，並在3個方向舵上使用了複雜的雙轉軸設計——這使得E-2在轉彎的時候能夠更好地保持機身水平，有利於雷達探測。

飛機全壽命周期內不斷迭代更新

設計經典的機體平台往往可以服役幾十年甚至半世紀，但機載雷達和航電等系統的進步則日新月異。也因此，一款好的預警機產品，往往是在穩定的機體平台之上，不斷升級機載雷達系統，達成系列化發展這一目標。

E-2系列預警機也不例外。

早期的E-2A/B型雷達都採用了拋物面天線，而其後發展的E-2C型則採用了工作波長更長（0.68~0.75米）的八木天線。八木天線質量約772千克，帶整個雷達罩的重量只有2噸。

目前最新型的E-2D，雷達天線主要結構依然是基於八木的增強設計。

此外，限於尺寸，E-2預警機在探測精度、可靠性、應對複雜地形環境等重要能力上都顯著弱於同期的E-3等機型——只有技術進步才能夠實現機載雷達系統在體積、重量和準度等方面的跨越式提升。

直到1992年，E-2C在裝備了AN/APS-145雷達後才實現了脈衝多普勒功能，具備對複雜地形環境的可靠下視探測能力。

E-2C預警機。

首飛於1960年的E-2飛機至今依然在服役。這些年來，當初諾格公司所設計的機體平台基本設計從未改變，而機載雷達系統已經經歷了四次大換代了——通過不斷地更新設備，E-2D至今依然堪稱全球最先進的小型預警機，在艦載預警機領域更是無可取代的角色。

E-2D預警機。

未來預警系統新趨勢

在E-2設計之初，正常情況下除了正副兩名駕駛員以外，E-2隻能攜帶三台工作站和對應的任務操作員，分別負責雷達操作、空中管制和作戰指揮。這樣有限的設備和人員數量也大大限制了E-2的任務處理能力，尤其是複雜的指揮控制任務。

E-2A/B機艙內。

為了減輕重量和阻力，E-2機身直徑小，工作人員的活動範圍非常狹窄，機艙內的強烈噪聲和振動，也未被施以的抑制措施。

這樣較為惡劣的工作環境也導致E-2的機組人員在數小時飛行後就會疲憊不堪，執行任務的能力顯著下降。因此E-2系列在執行連續任務時，通常單架飛機配備2~3個機組，以便進行輪班飛行。

而機組工作的有效時間，也反過來影響到了E-2的改進空間。

由於E-2噸位不大，航程和滯空時間（距航母320千米處為4.4小時）都比較有限，但美海軍在很長時間內都沒有考慮給E-2添加空中加油能力，原因很大就在這裡：更長的單次飛行時間，雖然飛機能撐得住，但執行任務的機組人員已經撐不住了。

E-2C機艙內。

後期美海軍在為E-2D添加空中加油能力的時候，一個考察與試驗的重點就是其機組人員能不能堅持8.5~9小時的飛行時間。

此外，隨着雷達和電子科技的不斷進步，E-2系列飛機的操作員也實現了擴充——特別是，這種擴充不僅僅是在機艙內。

E-2後期的重要改進之一，就是利用電子設備的進步，通過玻璃化座艙和高速數據鏈，讓一名駕駛員充當第四名操作員。

同時，航母地面人員在後方進行遠程操作，充當第五、第六，甚至第七任務操作員。

E-2D配備AN/APY-9雷達，座艙也改進為玻璃座艙。

這樣的變化或許昭示着一種趨勢：未來，基於電子技術的發展，遠程化、智能化甚至無人化的預警機，將成為未來空中預警系統的重要組成部分，而任務操作員不在預警機上只是一個開端。

近些年來，尤其是20世紀90年代之後，新的中小型預警機不斷出現，E-2的賣方優勢已經被極大地削弱了，早期的熱銷景象已經難以再現。

現在，全球多個國家都在發展自己的艦載預警機項目。可以預見的是，E-2在研製中遭遇的問題，這些後起的項目或多或少都不能避免；但E-2的研製中，在機載雷達系統與飛機平台間所達成的微妙平衡，也為後起項目提供了寶貴的經驗。