במחצית השנייה של שנות ה -60 התברר כי פוטנציאל המודרניזציה של כוכב האזהרה EC-121 AWACS מותש כמעט. מנועי התא והבוכנה הדולפים לא אפשרו סיורים בגובה רב ומלוא הפוטנציאל של מכ"מים על הסיפון. השימוש בשני מכ"מים מסוגים שונים לצפייה בחצי הכדור התחתון והעליון הפחית משמעותית את האיכות האווירודינמית של המטוס והעלה את משקל הציוד. בנוסף, לצורך טיפול בתחנות שונות, נדרשו מפעילים משלהם, כך שבשינויים האחרונים של כוכב האזהרה הגיע מספר אנשי הצוות ל -26 איש, ורובם עסקו רק בשירותי מכ"ם וציוד תקשורת. למרות שבשנות ה -60 נעשו ניסיונות להעביר את בסיס האלמנטים של הציוד ממכשירי חשמל לאלמנטים של מוליכים למחצה, תחנות המכ"ם שנוצרו בשנות ה-40-50 הכילו מספר לא מבוטל של צינורות אלקטרוניים, מה שהפך אותם למסורבלים מאוד, עתירי אנרגיה ו לא אמין במיוחד.
בתחילת שנות ה -70, ההישגים בתחום בניית המטוסים ואלקטרוניקה במצב מוצק איפשרו ליצור מטוס AWACS כבד המסוגל לפטרל לטווח ארוך בגובה של 7-9 ק"מ ולנצל בצורה מיטבית את היכולות של מכ"ם מעקב. חישובים הראו כי המכ"ם בגובה של 9000 מ 'יהיה בעל טווח צפייה של עד 400 ק"מ. כפי שכבר הוזכר בחלק השני, בשנות ה -60 נבדקו בארצות הברית מטוס EC-121L AWACS עם מכ"ם AN / APS-82, שהיתה לו אנטנה מסתובבת במתקן בצורת דיסק. מכמה סיבות, גרסה זו לא נבנתה בסדרות, אך כבר אז התברר של"משאסת מכ"ם אוויר "עם אנטנה אחת מסתובבת מעל גוף המטוס יש סיכויים גדולים.
בשל העובדה שבשנות ה -70 הושג שוויון הטילים הגרעיניים בין שתי המעצמות, אסטרטגים מערביים כבר לא פחדו ממפציצים ארוכי טווח סובייטים, שתפקידם הלך ונדחק ברקע, אלא מפריצת דרך של מחלקות טנקים ורובים ממונעים. ממנהל ההגנה על פנים נאט"ו באירופה. עליונותן של ברית המועצות ומדינות ברית ורשה בנשק קונבנציונאלי הייתה להדוף נשק גרעיני טקטי ומפציצי קרב. ברור כי כדי לבצע תקיפות אוויריות נגד טנקים סובייטים הממהרים לערוץ האנגלי ולנפץ תקשורת מבלי שתהיה עליונות אווירית. זה היה, בלשון המעטה, קשה. האמריקאים ובני בריתם נזקקו למטוס AWACS בעל מכ"ם רב עוצמה, המסוגל לבצע סיורים ארוכים בגובה רב ולהודיע בזמן על התקרבות מטוסי האויב ולכוון את פעולות מטוסי הקרב שלהם. במקביל, ניתנה אותה תשומת לב לאפשרויות השימוש במטוס כתחנת פיקוד אווירית, באשר למאפייני מתחם המכ"ם.
כפי שכבר צוין, כוכב האזהרה EU-121 מיושן ללא תקנה, ול- E-2 Hawkeye שהשימש הצי האמריקאי בהיקף התיאטרון האירופי וההגנה האווירית של צפון אמריקה לא היה מספיק טווח וגובה טיסה. בנוסף, לשינויים הראשונים בהוקאי היו בעיות חמורות באמינות האוויוניקה, וניסיון ההפעלה של ה- E-2A עם מכ ם AN / APS-96 בדרום מזרח אסיה הוכיח את חוסר היכולת לזהות מטרות על רקע פני כדור הארץ.
במחצית השנייה של שנות ה -60 השיקה ארצות הברית את תכנית טכנולוגיית המכ"מים Overland (ORT) לפיתוח מכ"מים לאיתור מטרות אוויר על רקע כדור הארץ.במסגרת תוכנית זו, נוצר מכ"ם דופק-דופלר, הפועל על פי העיקרון של השוואת קצב החזרה של הפולסים של האות הנפלט לבין תדירות אות ההד המוחזר. במילים אחרות, תדר הדופלר חולץ ממטרה נעה על רקע אותות המוחזרים מהאדמה.
יצירת מכ"מים המסוגלים לעבוד ביעילות על מטרות בגובה נמוך ממרחק רב הלכו עם קשיים גדולים. למדגם הראשון הניתן לעבודה יחסית של מכ"ם Westinghouse AN / APY-1 היו הרבה חסרונות. בנוסף לבעיות צפויות למדי עם אמינות נמוכה, התחנה נתנה הרבה סרטי שווא מאובייקטים בשטח. לדוגמה, במזג אוויר סוער, כתרי עצים מתנדנדים נתפשו כיעדים בגובה נמוך. כדי לחסל את החיסרון הזה, היה צורך להשתמש במחשב חזק מאוד בסטנדרטים של שנות ה -70, המסוגל לבחור מטרות ולהציג רק אובייקטים אוויריים אמיתיים והקואורדינטות האמיתיות שלהם על מסכי המפעילים.
קביעת אזימוט המטרה מתבצעת כתוצאה מכמה סריקות והשוואת התוצאות המתקבלות ממיקומים שונים של המטרה בזמן ובמרחב. מצב זה מאפשר לך לקבל את כמות המידע המרבית, אך הטווח הוא מינימלי. כאשר טווח הזיהוי של מטרות רחוקות חשוב יותר מאשר מידע על גובה הטיסה שלהם, הוא עובר למצב סריקת הדופק-דופלר מבלי לקבוע את זווית הגובה, ולא מתרחשת סריקה אנכית. התחנה יכולה לפעול גם במצב סיור אלקטרוני פסיבי, ולקבל אותות הנפלטים מכ מים ממטוסים אחרים.
בתחילה, עבור המטוסים הכבדים החדשים AWACS (מערכת אזהרה ובקרה מוטס), באנלוגיה לסיפון E-2 Hawkeye, תוכנן ליצור פלטפורמה מיוחדת חדשה עם 8 מנועי מטוס טורבואן מסוג General Electric TF34, המקובצים בזוגות. מנועים אלה הותקנו על מטוס התקיפה A-10 Thunderbolt II ועל מטוס ה- S-3 ויקינג נגד הצוללות שהושק בתחילת שנות ה -70 בסדרה. עם זאת, מסלול זה נחשב יקר מדי, חישובים הראו כי ניתן להציב את הציוד, המפעילים ואנטנת מכ"ם חיצונית על דגמים קיימים של מטוסי תובלה צבאיים או מטוסי נוסעים ארוכי טווח. בואינג 707-320, שנמצא בשימוש נרחב באותה תקופה, עם מנועי Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) המקומיים נבחר כבסיס. עד אז, חיל האוויר האמריקאי כבר הפעיל מטוסי מיכלית, מטוסי סיור, עמדות פיקוד אוויריות ורכבי תחבורה ונוסעים המבוססים על בואינג 707.
עם משקל המראה מרבי של כ -157,300 ק"ג, המטוס מסוגל להישאר באוויר מבלי לתדלק במשך 11 שעות. המהירות המרבית מגיעה ל 855 קמ"ש. התקרה היא 12,000 מטר. הטווח הטקטי הוא 1600 ק"מ. הסיור מתבצע בדרך כלל בגובה של 8000-10000 מטר במהירות של 750 קמ"ש.
שני אב הטיפוס הראשונים שנבנו ידועים בשם EC-137D. מטוסי AWACS סידוריים קיבלו את מדד הזקיפים E-3A (Sentry English). בניית מטוסים של מערכת AWACS החלה בשנת 1975. תוך 8 שנים בלבד נבנו 34 מכונות של שינוי E-3A.
זקיף E-3A
המטוס הראשון בשנת 1977 נכנס לכנף האזהרה המוקדמת 552 המוטסת בבסיס חיל האוויר טינקר באוקלהומה. 27 מטוסי AWACS הוקצו לטינקר. ארבעה מהם במשמרת סיירו במזרח הרחוק והוצבו בבסיס התעופה קאדנה ביפן, שני מטוסים נוספים בבסיס התעופה אלמנדורף באלסקה. לאחר תחילת משלוחי ה- E-3A, המשולבים עם מערכת ההגנה האווירית של ארצות הברית וקנדה, החלה פירוק מאסיבי של מטוסי E-121 AWACS מיושנים. למרות האמינות הנמוכה בתחילה של המכ ם ובעיות החיבור למערכת ההגנה האווירית הריכוזית של צפון אמריקה, מטוסי ההתראה והבקרה המוקדמים החדשים הראו בתחילה פוטנציאל גבוה לאיתור מפציצים סובייטים ולכוון לעברם מיירטים.
בנוסף לחיל האוויר האמריקני, AWACS של השינוי הראשון סופקו לבעלות ברית נאט"ו; בסך הכל נשלחו 18 E-3A לאירופה. 1984 עד 1990 חמישה E-3A עם תקשורת קטומה וציוד מכ"ם נמכרו לסעודיה. איראן בסוף שנות ה -70 הזמינה גם היא 10 AWACS, אך לאחר הפלת השאה לא ניתן היה למלא צו זה. סך הכל בין 1977 ל -1992 יוצרו 68 מטוסים ממשפחת E-3 Sentry.
בשנת 1982, מטוסים המיועדים לפעולות בתיאטרון הפעולות האירופאי היו מצוידים במערכת מבצעית להעברת מידע טקטי JITIDS, המאפשרת להחליף לא רק מידע קולי, אלא גם לשדר מידע סמלי המוצג חזותית במרחק של עד 600 ק מ. השימוש בציוד זה פישט מאוד את האינטראקציה עם מטוסי קרב ואפשר לשלוט בפעולותיהם של כמה עשרות מיירטים.
החלק הבולט ביותר במטוס AWACS היה מסגרת מכ"ם שקופה רדיו שקופה בצורת דיסק המורכבת על שני תומכים של 3.5 מטר מעל גוף המטוס. בתוך דיסק פלסטיק במשקל של כ -1.5 טון, קוטר 9.1 מטר ועובי 1.8 מטר, בנוסף למערך אנטנות פסיבי עם סריקה אלקטרונית, מותקנות אנטנות של מערכת זיהוי חבר או אויב וציוד תקשורת. האנטנה יכולה להשלים מהפכה שלמה תוך 10 שניות. קירור האנטנה הראשית של המכ"ם וציוד אחר בוצע על ידי זרימת האוויר המתקרבת דרך חורים מיוחדים. ציוד רדיו ותקשורת, מתחם מחשוב ומתקני תצוגת מידע צרכו חשמל פי כמה מאשר הציוד של בואינג 707-320 הבסיסית. בהקשר זה, כוחם של הגנרטורים ב- E-3A הוגדל ל -600 קילוואט.
חצי ציפוי מכ ם
למרות שהמטוס נוצר בעיקר לפעולות מחוץ לארצות הברית, הציוד כלל את מערכות SAGE ו- BUIC המיועדות להנחיה אוטומטית של מיירטים על שטח צפון אמריקה. תת-מערכת עיבוד הנתונים של 23 המטוסים הראשונים, שנבנתה על בסיס מחשב IBM CC-1 במהירות עיבוד נתונים של 740,000 פעולות בשנייה, מספקת מעקב יציב של עד 100 מטרות בו זמנית. מידע היעד הוצג על 9 צגים. מחשב IBM CC-2 המותקן במטוס הייצור העשרים וארבע בעל זיכרון ראשי של 665,360 מילים. מטוס זה הציג גם מערכת משולבת של חילופי מידע טקטי חשאי בין מטוסי AWACS, לוחמים ונקודות בקרה קרקעיות. הוא מספק ערוצי תקשורת מהירים ומאובטחים לאלפי משתמשים.
מקומות עבודה של מפעילת חיל הזרוע הבריטי AEW.1
תחנות העבודה של מכשירי המכ ם והתקשורת ממוקמות בשלוש שורות על פני תא הנוסעים מיד מאחורי תא הטייס ותא האוויוניקה. מאחוריהם נמצא מקום העבודה של קצין הבקרה ותא של מהנדס הטיסה. מאחור יש מטבח ופינות ישיבה. מספר הצוות יכול להיות 23 איש, מתוכם ארבעה אנשי טיסה, השאר מפעילים ואנשי טכני.
אך אפילו עם מכ"ם רב עוצמה ומערכות מחשוב מודרניות באותה תקופה, היכולת של ה- E-3A הראשון לראות מטרות נמוכות על רקע כדור הארץ הייתה נמוכה. לכן הציוד המשולב של מטוסי AWACS עבר תיקון. המשימה של חימוש יעיל של מטרות אוויר על רקע פני כדור הארץ נפתרה לאחר התקנת מכ"ם משופרת מסוג AN / APY-2 באורך 10 ס"מ על המטוס. במטוסי AWACS המודרניים, בנוסף להגדלת פוטנציאל האנרגיה של המכ"ם, כוח המחשבים גדל. מסת יחידות עיבוד האותות הדיגיטליים הייתה כמעט 25% ממשקל המכ"ם עצמו - יותר מ -800 ק"ג. המשקל הכולל של ציוד המכ"ם היה כ -3.5 טון. למכ"ם AN / APY-2 יש חסינות לרעש גבוהה בשל הרמה הנמוכה של האונות האחוריות והצדדיות של תבנית הכיוון של האנטנה.
מכ ם AN / APY-2 יכול לפעול במספר מצבים:
1. דופק-דופלר מבלי לסרוק את הקורה במישור האנכי.
2.דופק-דופלר עם סורק קרן בגובה כדי לאמוד את גובה הטיסה של מטרות אוויר.
3. חיפוש באופק, עם ניתוק אות מתחת לקו האופק ללא בחירת דופלר.
4. סקר פני המים בפולסים קצרים (לדיכוי השתקפויות מפני הים).
5. מציאת כיוון פסיבי של מקורות הפרעה בטווח התדרים של מכ ם AN / APY-2.
כמו כן, ניתן לשלב את כל המצבים הנ ל בכל שילוב.
הגרסה המודרנית, שנקראת E-3B, נמצאת בבנייה מאז 1984. 24 מטוסי E-3A הוסבו לשינוי זה. במקביל למכ"ם, פותחו אמצעי גילוי פסיבי, המתעדים את פעולתם של מכ"מים על הסיפון ומערכות רדיו-טכניות תעופתיות אחרות.
המטוס, ששודרג לרמת AWACS Block 30/35, קיבל תחנת סיור אלקטרונית מסוג AB / AYR-1. מבחינה ויזואלית, הם נבדלים משינויים קודמים על ידי אנטנות צד (בצד ימין ושמאל), בגודל של כ -4 × 1 מטר, הבולטים כ- 0.5 מטרים מעבר למתאר גוף המטוס. יש גם אנטנות באף ובזנב המטוס. התחנה מורכבת מ -23 מודולים במשקל כולל של 850 ק"ג. לאחר התקנת תחנת ה- RTR על המטוס, היה צורך להצטייד במקום עבודה למפעיל אחר. בנוסף למטוסי חיל האוויר האמריקאי, מטוסי AWACS של נאט"ו עברו תיקון דומה.
התחנה מבוססת על שני מקלטים דיגיטליים המאוחדים על ידי יחידת מעבד. אשר, בנוסף למדידת תדר מיידי, מבצעים איתור כיוון משרעת וזיהוי פרמטרי של סוג מקור הקרינה שיירט. על פי נתונים שפורסמו במקורות פתוחים, מערכת הזיהוי AB / AYR-1 מסוגלת לזהות יותר מ -500 סוגים של מכ"מים קרקעיים ואוויריים. התחנה, הפועלת בטווח התדרים 2-18 גיגה-הרץ, מספקת סריקה מעגלית בגזרה של 360 מעלות ומציאת כיוון של מקורות פליטת רדיו עם שגיאה של לא יותר מ -3 מעלות במרחק של 250 ק"מ. הביצועים שלה הם כ -100 זיהוי של מקורות קרינה תוך 10 שניות. טווח הפעולה המרבי של ציוד רדיו AB / AYR-1 לסיור על מקורות אותות עוצמתיים עולה על 500 ק"מ.
בעקבות גרסת E-3B, הופיע ה- E-3C, הכולל אוויוניקה משופרת. בדגם זה, בנוסף למחשבים חדשים בעלי ביצועים גבוהים יותר, הותקנו מכ"ם הניווט APS-133 וציוד התקשורת הדיגיטלית AIL APX-103 IFF / TADIL-J. בשינוי זה עודכן גם הציוד להצגת מידע מכ"ם. כל צגי הצינור הקתודיים הוחלפו בלוחות פלזמה או LCD.
מטוס AWACS הבריטי Sentry AEW.1, בליווי מיירטים טורנדו F.3
השינוי במנועי CFM International CFM56-2A עבור חיל האוויר הבריטי קיבל את הכינוי E-3D (Sentry AEW.1). המטוס הראשון נמסר לידי RAF במרץ 1991; בסך הכל הזמינה בריטניה 7 מטוסים. צרפת קנתה ארבעה מטוסי AWACS E-3F עם אותם מנועים אך אוויוניקה שונים.
מודרניזציה של הזקיף E-3 בבסיס התעופה טינקר
בשנת 2003 הקצתה ארצות הברית 2.2 מיליארד דולר למודרניזציה של צי הזקיף הקיים. בשנת 2007 החלו עבודות מעשיות לשינוי בלוק 40/45 בבסיס התעופה טינקר. חיל האוויר האמריקאי E-3G הראשון הגיע למוכנות הקרב המלאה בשנת 2015. הוא מתוכנן לצייד מחדש את כל המטוסים האמריקאים של מערכת AWACS עם משאב טיסה מספיק לגרסה זו.
