我國最早的固定翼預警機,空警一號的故事

兵工科技 發佈 2024-01-20T13:15:51.340453+00:00

尤其是東南沿海省份的山區,造成了大量的雷達盲區,使台灣飛機的竄擾頻頻得手,夜間的艱苦攔截戰鬥持續了近11年。

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上世紀60年代艱苦的夜間防空作戰,體現出地面雷達為主的指揮體系上的很多問題。尤其是東南沿海省份的山區,造成了大量的雷達盲區,使台灣飛機的竄擾頻頻得手,夜間的艱苦攔截戰鬥持續了近11年。大陸空軍需要能夠覆蓋大量低空盲區的雷達預警系統才能有效遏制竄擾,預警機研製項目也被提上日程。

研製歷程

1969年9月,空軍提出研製空中預警機,代號為「926飛機」,改裝機採用圖-4。1953年3月,蘇聯贈送給中國10架圖-4戰鬥機。空軍最早類似預警機的雷達作戰飛機就是由圖-4改裝的夜間巨型戰鬥機,這可能是世界上最大的空戰戰鬥機。

改裝的圖-4П雖然已經具備了早期預警機的雛形,但作為夜間戰鬥機過於笨重,實戰性不強。1960年12月19日夜間,一架國民黨軍P2V飛機竄往張家口方向,空軍起飛了3批圖-4П戰鬥機,很快利用機載雷達找到了目標,P2V幾乎無法擺脫這些戰鬥機的掃射。不過當時的裝備實在太差,其中紅外瞄準具的誤差幾乎達到2°。在幾個批次的開火追擊中,始終沒有造成P2V致命傷。這架P2V到達山東臨沂上空時,遭到空軍第三批次的圖-4П的圍殲射擊達35分鐘,強大的火力逼得P2V機組差點兒棄機跳傘,但最後它還是逃脫了。顯然,改裝的圖-4П不過關。

不過,當時,世界上只有美國、蘇聯、英國3個國家擁有空中預警機,中國並無合適的大型飛機適合改裝,唯一能拿得出手的就是從蘇聯引進的圖-4轟炸機。

圖-4轟炸機是蘇聯模仿二戰時B-29螺旋槳轟炸機的作品,在當時是非常落後的機型,轟炸機空間最大的部分是機身中段的炸彈艙,不適合人員工作和設備安裝。同期蘇聯裝備的圖-128預警機,載機是圖-114民航飛機,性能和適裝性是圖-4無法相比的。

11月25日,空軍司令部發布通知,以六院為主,空一所、空二所、空軍十二廠配合,抽調人員進行空中預警機的研製,5702廠生產,空三十六師執行試飛任務。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。

由圖-4改裝預警機,首先遇見的問題是在機體背部安裝龐大的雷達天線罩和支架系統之後,重量增加5噸,飛行阻力增大30%,原先圖-4的四台АЩ-73ТК發動機功率不足。為了增加動力,設計人員決定改裝已經國產化了的渦槳-6發動機,當時也只有這一款發動機能滿足要求。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接。製造和安裝這個艙段時,由於沒有型架保證精度,技術工人們把木匠拉線和水平儀等家什用於測量安裝焊接位置,結果不僅精度非常好,而且時間只用了一個月就順利完成。

雖然順利改裝了發動機艙,但是加長了的發動機向前伸出達2.3米,影響了飛機的安定性和操縱性。工程師解決這個問題也是採取快刀斬亂麻,用加大平尾面積,並且在平尾兩端加裝端板,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400毫米。

「926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。

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。當時由於國內對於世界預警機技術水平和觀念上相差很大。「926飛機」的主要分系統包括警戒雷達系統、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「926飛機」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P顯當時只有長餘輝一種,操縱員和控制員必須緊盯顯示器,不然很可能漏看空情。實質上「926飛機」只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。根據已經公開的當時資料,「926飛機」對低空目標的探測面積相當於40個П-3雷達站,這對於當時的大陸防空是非常有實用價值的。

在預警機的製造史上,中國人的改裝速度是世界之最。從1969年12月開始畫圖,只用了一年零七個月,「926飛機」於1971年6月10日首次試飛成功,並被命名為「空警一號」。


未能裝備

但在隨後的試飛過程中,空警一號的表現卻不盡如人意。在起飛過程中,首先發現飛機跑偏,飛行員極力控制飛機,才使得沿跑道中線扭秧歌一樣地滑跑起飛和降落,升空後在飛行也有偏航滾轉的趨勢,飛行員在數小時的飛行中,時刻要用力把登舵。後來經過測試,發現是發動機功率加大後,螺旋槳側洗流打在垂尾上造成的偏航力矩所致。圖-4原裝的АЩ-73ТК活塞發動機是右旋,而渦槳-6是左旋,原設計對右旋的氣動力矩補償措施全部失效,造成飛機左偏右傾。而中國的技術人員解決這個看來很棘手的問題卻只需一把扳手,將左右發動機油門推桿調整成固定8度的油門,造成左右推力不同來補償這個偏航力矩。

另一個在試飛中出現的問題卻沒有如此簡單。由於位於垂尾前方的雷達罩厚度大且邊沿鈍,飛行中罩後氣流產生分離引起紊流,作用在垂尾上就產生振顫。這種振顫飛行員在飛行中都能明顯感覺到。振顫不僅容易使空勤人員感覺疲勞,也容易使結構疲勞。從1972年9月開始,設計組開始著手排除振顫。採取的手段是在天線架上安裝船形整流罩,並在垂尾上加裝動力吸振器。經過反覆試驗,證明這些手段是有效的,成功地將振顫遏止在允許範圍內。

空警一號全部改裝完成後,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。空警一號對轟-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。空警一號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。雖然當時空警一號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。空警一號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。在經過近5年的試飛後,空警一號還是無法滿足需要。

從1976年下半年開始,空軍組織開展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,「空警一號」組織海上試飛,效果並不明顯。


結語

最終,因預警雷達的性能不能滿足需要,再加上當時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減緩,如此一來,大陸有時間更進一步認識預警機作戰體系。因此,空警一號於1979年停止研製,最終未能列裝服役。

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