60. gadu otrajā pusē kļuva skaidrs, ka EC-121 Warning Star AWACS modernizācijas potenciāls ir praktiski izsmelts. Noplūdes kabīne un virzuļdzinēji neļāva patrulēt augstkalnos un pilnībā izmantot borta radarus. Divu dažādu veidu radaru izmantošana apakšējās un augšējās puslodes apskatei ievērojami samazināja lidmašīnas aerodinamisko kvalitāti un palielināja aprīkojuma svaru. Turklāt, lai apkalpotu dažādas stacijas, bija nepieciešami savi operatori, tāpēc jaunākajās brīdinājuma zvaigznes modifikācijās apkalpes locekļu skaits sasniedza 26 cilvēkus, un lielākā daļa no viņiem bija tikai radaru un sakaru iekārtu apkalpošanā. Lai gan 60. gados tika mēģināts pārvietot iekārtu elementu bāzi no elektrovakuuma ierīcēm uz pusvadītāju elementiem, 40.-50. gados izveidotajās radaru stacijās bija ievērojams skaits elektronisko lampu, kas padarīja tās ļoti apgrūtinošas, energoietilpīgas un nav ļoti uzticams.
70. gadu sākumā sasniegumi lidmašīnu konstrukcijas un cietvielu elektronikas jomā ļāva izveidot smagu AWACS lidmašīnu, kas spēj ilgstoši patrulēt 7–9 km augstumā un optimāli izmantot novērošanas radara iespējas. Aprēķini parādīja, ka radaram 9000 m augstumā būs redzamības diapazons līdz 400 km. Kā jau minēts otrajā daļā, 60. gados ASV tika pārbaudītas EC-121L AWACS lidmašīnas ar AN / APS-82 radaru, kurām bija rotējoša antena diska formas apvalkā. Vairāku iemeslu dēļ šī versija netika būvēta sērijveidā, taču jau tad kļuva skaidrs, ka "gaisa radara piketam" ar vienu rotējošu antenu virs fizelāžas bija lielas izredzes.
Sakarā ar to, ka līdz 70. gadiem starp abām lielvalstīm tika panākta kodolraķešu paritāte, Rietumu stratēģi vairs nebaidījās no padomju tālsatiksmes bumbvedējiem, kuru loma aizgāja otrajā plānā, bet gan no izrāviena, ko radīja tanku un motorizēto šautenes divīzijas. NATO aizsardzības Eiropā Iekšlietu direktorāta direktors. PSRS un Varšavas pakta valstu pārākums parastajos ieročos bija atvairīt taktiskos kodolieročus un iznīcinātājus-bumbvedējus. Ir skaidrs, ka veikt gaisa triecienus pret padomju tankiem, kas steidzas uz Lamanšu un sagraut sakarus, neizmantojot gaisa pārākumu. tas bija, maigi izsakoties, grūti. Amerikāņiem un viņu sabiedrotajiem bija nepieciešama AWACS lidmašīna ar jaudīgu radaru, kas spēj veikt garas patruļas lielā augstumā un savlaicīgi paziņot par ienaidnieka lidmašīnu tuvošanos un vadīt savu kaujas lidmašīnu darbības. Tajā pašā laikā tāda pati uzmanība tika pievērsta iespējām izmantot lidaparātu kā gaisa vadības komandu, kā arī radara kompleksa īpašībām.
Kā jau minēts, brīdinājuma zvaigzne EU-121 ir bezcerīgi novecojusi, un E-2 Hawkeye, ko amerikāņu flote izmantoja Eiropas teātra un pretgaisa aizsardzības mērogam Ziemeļamerikā, bija nepietiekams diapazons un lidojuma augstums. Turklāt pirmajām Hokai modifikācijām bija nopietnas problēmas ar avionikas uzticamību, un pieredze, strādājot ar E-2A ar AN / APS-96 radaru Dienvidaustrumāzijā, parādīja nespēju noteikt mērķus uz zemes virsmas fona.
60. gadu otrajā pusē ASV uzsāka programmu Overland Radar Technology (ORT) radaru izstrādei, lai atklātu gaisa mērķus uz zemes fona. Šīs programmas ietvaros tika izveidots impulsa-Doplera radars, kas darbojas pēc principa salīdzināt izstarotā signāla impulsu atkārtošanās ātrumu ar atstarotā atbalss signāla frekvenci. Citiem vārdiem sakot, Doplera frekvence tika iegūta no kustīga mērķa, ņemot vērā no zemes atstarotos signālus.
Radaru radīšana, kas spēj efektīvi strādāt pie mērķiem nelielā augstumā lielā attālumā, bija saistīta ar lielām grūtībām. Pirmajam samērā funkcionālajam Westinghouse AN / APY-1 radara paraugam bija daudz trūkumu. Papildus diezgan paredzamām problēmām ar zemu uzticamību stacija sniedza daudz nepatiesu serifu no objektiem uz zemes. Piemēram, vējainā laikā šūpojošie koku vainagi tika uztverti kā mērķi nelielā augstumā. Lai novērstu šo trūkumu, pēc 70. gadu standartiem bija jāizmanto ļoti jaudīgs dators, kas spēj atlasīt mērķus un operatoru ekrānos parādīt tikai reālus gaisa objektus un to reālās koordinātas.
Mērķa azimuta noteikšana tiek veikta vairāku skenēšanas un rezultātu salīdzināšanas rezultātā, kas iegūti no dažādām mērķa pozīcijām laikā un telpā. Šis režīms ļauj iegūt maksimālo informācijas daudzumu, taču diapazons ir minimāls. Ja tālu mērķu noteikšanas diapazons ir svarīgāks par informāciju par to lidojuma augstumu, tas pārslēdzas uz impulsa-Doplera skenēšanas režīmu, nenosakot pacēluma leņķi, un nenotiek vertikāla skenēšana. Stacija var darboties arī pasīvā elektroniskās izlūkošanas režīmā, uztverot radaru raidītos signālus no citām lidmašīnām.
Sākotnēji jaunajām smagajām lidmašīnām AWACS (Airborne Warning And Control System), pēc analoģijas ar klāja E-2 Hawkeye, tika plānots izveidot jaunu specializētu platformu ar 8 General Electric TF34 lidaparātu dzinējiem, kas sagrupēti pa pāriem. Šie motori tika uzstādīti uzbrukuma lidmašīnām A-10 Thunderbolt II un sērijas 70. gadu sākumā palaistajai pretzemūdeņu lidmašīnai S-3 Viking. Tomēr šis maršruts tika uzskatīts par pārāk dārgu, aprēķini parādīja, ka aprīkojumu, operatorus un ārējo radara antenu var novietot uz esošajiem militāro transporta lidaparātu modeļiem vai tālsatiksmes pasažieru lidmašīnām. Par pamatu tika izvēlēts tolaik plaši izmantotais Boeing 707-320 ar vietējiem Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) dzinējiem. Līdz tam laikam ASV gaisa spēki jau ekspluatēja tankkuģus, izlūkošanas lidmašīnas, gaisa komandpunkti un transporta un pasažieru transportlīdzekļus, kuru pamatā bija Boeing 707.
Ar maksimālo pacelšanās svaru aptuveni 157 300 kg lidmašīna spēj uzturēties gaisā bez degvielas uzpildīšanas 11 stundas. Maksimālais ātrums sasniedz 855 km / h. Griesti ir 12 000 metru. Taktiskais diapazons ir 1600 km. Patrulēšana parasti tiek veikta 8000-10000 metru augstumā ar ātrumu 750 km / h.
Pirmie divi uzbūvētie prototipi ir pazīstami kā EC-137D. Sērijas AWACS lidmašīnas saņēma E-3A Sentry indeksu (angļu Sentry). AWACS sistēmas lidmašīnu būvniecība sākās 1975. gadā. Tikai 8 gadu laikā tika uzbūvētas 34 E-3A modifikācijas mašīnas.
E-3A Sentry
Pirmā lidmašīna 1977. gadā ielidoja operatīvajā 552. gaisa kuģa agrīnās brīdināšanas spārnā Tinker gaisa spēku bāzē Oklahomā. Divdesmit septiņas AWACS lidmašīnas tika piešķirtas Tinker. Četri no viņiem maiņu režīmā patrulēja Tālajos Austrumos un atradās Japānas Kadenas gaisa spēku bāzē, vēl divi lidaparāti - Elmendorfas aviācijas bāzē Aļaskā. Pēc ASV un Kanādas pretgaisa aizsardzības sistēmā integrētās lidmašīnas E-3A piegādes sākšanas sākās masveida novecojušo E-121 AWACS lidmašīnu ekspluatācijas pārtraukšana. Neskatoties uz sākotnēji zemo radara uzticamību un problēmām saistībā ar savienošanu ar Ziemeļamerikas centralizēto pretgaisa aizsardzības sistēmu, sākotnēji jaunās agrīnās brīdināšanas un kontroles lidmašīnas parādīja lielu potenciālu atklāt padomju bumbvedējus un mērķēt uz tiem iznīcinātājus-pārtvērējus.
Papildus ASV gaisa spēkiem pirmās modifikācijas AWACS tika piegādāti NATO sabiedrotajiem; kopumā uz Eiropu tika nosūtīti 18 E-3A. No 1984. līdz 1990. gadam pieci E-3A ar saīsinātiem sakariem un radaru iekārtām tika pārdoti Saūda Arābijai. Irāna 70. gadu beigās arī pasūtīja 10 AWACS, taču pēc šaha gāšanas šo pasūtījumu nevarēja izpildīt. Kopā no 1977. līdz 1992. gadam Tika saražotas 68 E-3 Sentry lidmašīnas.
1982. gadā lidmašīnas, kas paredzētas operācijām Eiropas operāciju zālē, tika aprīkotas ar operatīvo sistēmu taktiskās informācijas pārsūtīšanai JITIDS, kas ļauj apmainīties ne tikai ar balss informāciju, bet arī pārraidīt vizuāli attēlotu simbolisku informāciju līdz 600 attālumā km. Šī aprīkojuma izmantošana ievērojami vienkāršoja mijiedarbību ar kaujas lidmašīnām un ļāva kontrolēt vairāku desmitu pārtvērēju darbību.
Visievērojamākā AWACS lidmašīnas daļa bija rotējošs diska formas plastmasas radio caurspīdīgs radara apvalks, kas uzstādīts uz diviem 3,5 metru balstiem virs fizelāžas. Plastmasas diska iekšpusē, kas sver aptuveni 1,5 tonnas, diametrs ir 9,1 metrs un biezums ir 1,8 metri, papildus pasīvai antenu masīvai ar elektronisku skenēšanu ir uzstādītas draugu vai ienaidnieku atpazīšanas sistēmas antenas un sakaru aprīkojums. Antena varētu pabeigt pilnīgu apgriezienu 10 sekundēs. Radara un citas iekārtas galvenās antenas dzesēšanu veica pretimnākošā gaisa plūsma caur īpašiem caurumiem. Radio un sakaru iekārtas, skaitļošanas kompleksi un informācijas displeja iekārtas patērēja elektrību vairākas reizes vairāk nekā bāzes Boeing 707-320 aprīkojums. Šajā sakarā E-3A ģeneratoru jauda tika palielināta līdz 600 kW.
Puse radara pārklājums
Lai gan lidmašīna tika radīta galvenokārt operācijām ārpus ASV, aprīkojumā bija iekļautas SAGE un BUIC sistēmas, kas paredzētas pārtvērēju automatizētai vadīšanai Ziemeļamerikas teritorijā. Pirmās 23 lidmašīnas datu apstrādes apakšsistēma, kas veidota, pamatojoties uz IBM CC-1 datoru ar datu apstrādes ātrumu 740 000 operāciju sekundē, nodrošina stabilu līdz 100 mērķu izsekošanu vienlaicīgi. Mērķa informācija tika parādīta 9 monitoros. Divdesmit ceturtajā sērijveida lidmašīnā uzstādītā datora IBM CC-2 galvenā atmiņa ir 665 360 vārdi. Šis lidaparāts ir ieviesis arī integrētu taktiskas informācijas apmaiņas sistēmu starp AWACS lidmašīnām, iznīcinātājiem un zemes vadības punktiem. Tas nodrošina ātrus un drošus saziņas kanālus tūkstošiem lietotāju.
Lielbritānijas Sentry AEW operatora darba vietas.1
Radara un sakaru operatoru darba vietas atrodas trijās rindās pāri salonam tūlīt aiz kabīnes un avionikas nodalījuma. Aiz tiem atrodas kontroles virsnieka darba vieta un lidojumu inženiera nodalījums. Aizmugurē ir virtuve un atpūtas zonas. Apkalpes skaits var būt 23 cilvēki, no kuriem četri ir lidojumu personāls, pārējie ir operatori un tehniskais personāls.
Bet pat ar spēcīgu radaru un mūsdienīgām datorsistēmām pirmā E-3A spēja saskatīt zemu lidojošus mērķus uz zemes fona bija zema. Tāpēc tika pārskatīta AWACS lidmašīnu borta iekārta. Uzdevums efektīvi apbruņot gaisa mērķus uz zemes virsmas fona tika atrisināts pēc uzlabota AN / APY-2 10 cm diapazona radara uzstādīšanas lidmašīnā. Modernizētajā AWACS lidmašīnā papildus radara enerģijas potenciāla palielināšanai ir palielinājusies datoru jauda. Digitālo signālu apstrādes iekārtu masa bija gandrīz 25% no paša radara svara - vairāk nekā 800 kg. Radara iekārtas kopējais svars bija aptuveni 3,5 tonnas. AN / APY-2 radaram ir augsta trokšņa necaurlaidība, jo antenas virziena modelis ir zems aizmugurējās un sānu daivas.
AN / APY-2 radars var darboties vairākos režīmos:
1. Pulse-Doplers, neskenējot staru vertikālā plaknē.
2. Impulsu doplers ar staru skenēšanu augstumā, lai novērtētu gaisa mērķu lidojuma augstumu.
3. Pārmērīga meklēšana ar signāla izslēgšanu zem horizonta līnijas bez Doplera izvēles.
4. Ūdens virsmas apsekošana ar īsiem impulsiem (lai apslāpētu atstarojumus no jūras virsmas).
5. Traucējumu avotu pasīvā virziena noteikšana AN / APY-2 radara frekvenču diapazonā.
Ir arī iespējams apvienot visus iepriekš minētos režīmus jebkurā kombinācijā.
Modernizētā versija ar nosaukumu E-3B tiek būvēta kopš 1984. gada. Šajā modifikācijā tika pārveidotas 24 E-3A lidmašīnas. Vienlaikus ar radaru tika izstrādāti pasīvās noteikšanas līdzekļi, kas reģistrēja borta radaru un citu aviācijas radiotehnisko sistēmu darbību.
Lidmašīna, kas tika modernizēta līdz AWACS Block 30/35 līmenim, saņēma elektronisko izlūkošanas staciju AB / AYR-1. Vizuāli tie atšķiras no iepriekšējām modifikācijām ar sānu antenām (labajā un kreisajā pusē), aptuveni 4x1 metrus lieli, kas izvirzās aptuveni 0,5 metrus aiz fizelāžas kontūrām. Lidmašīnas degunā un astē ir arī antenas. Stacija sastāv no 23 moduļiem ar kopējo svaru 850 kg. Pēc RTR stacijas uzstādīšanas lidmašīnā bija nepieciešams aprīkot darba vietu citam operatoram. Līdzās ASV gaisa spēku lidmašīnām NATO AWACS lidmašīnas tika līdzīgi pārskatītas.
Stacijas pamatā ir divi ciparu uztvērēji, kurus apvieno procesora bloks. Kas papildus momentānajam frekvences mērījumam veic arī amplitūdas virziena noteikšanu un pārtvertā starojuma avota veida parametru atpazīšanu. Saskaņā ar atklātajos avotos publicētajiem datiem AB / AYR-1 atpazīšanas sistēma spēj identificēt vairāk nekā 500 sauszemes un gaisa radaru veidus. Stacija, kas darbojas frekvenču diapazonā 2-18 GHz, nodrošina apļveida skenēšanu 360 grādu sektorā un radio emisijas avotu virziena noteikšanu ar kļūdu, kas nepārsniedz 3 grādus 250 km attālumā. Tās veiktspēja ir aptuveni 100 starojuma avotu atpazīšana 10 s laikā. Izlūkošanas radioiekārtas AB / AYR-1 maksimālais darbības diapazons virs jaudīgiem signālu avotiem pārsniedz 500 km.
Sekojot E-3B variantam, parādījās E-3C ar uzlabotu avioniku. Šajā modelī papildus jauniem, jaudīgākiem datoriem tika uzstādīts navigācijas radars APS-133 un digitālais sakaru aprīkojums AIL APX-103 IFF / TADIL-J. Veicot šo modifikāciju, tika atjaunināts arī aprīkojums radara informācijas parādīšanai. Visi katodstaru lampu monitori ir nomainīti pret plazmas vai LCD paneļiem.
Lielbritānijas AWACS lidmašīna Sentry AEW.1, ko papildina pārtvērēji Tornado F.3
Modifikācija ar CFM International CFM56-2A dzinējiem Lielbritānijas gaisa spēkiem saņēma apzīmējumu E-3D (Sentry AEW.1). Pirmā lidmašīna RAF tika nodota 1991. gada martā, kopumā Apvienotā Karaliste pasūtīja 7 lidmašīnas. Francija iegādājās četras AWACS E-3F lidmašīnas ar vienādiem dzinējiem, bet atšķirīgu avioniku.
E-3 Sentry modernizācija Tinker gaisa bāzē
2003. gadā ASV piešķīra 2,2 miljardus ASV dolāru, lai modernizētu esošo Sentry floti, 2007. gadā Tinker gaisa bāzē sākās praktiskais darbs pie 40./45. Pirmie ASV gaisa spēki E-3G sasniedza pilnu kaujas gatavību 2015. gadā. Šajā versijā plānots no jauna aprīkot visas AWACS sistēmas amerikāņu lidmašīnas ar pietiekamu lidojuma resursu.
