In de tweede helft van de jaren 60 werd duidelijk dat het moderniseringspotentieel van de EC-121 Warning Star AWACS praktisch uitgeput was. De lekkende cabine- en zuigermotoren maakten patrouilles op grote hoogte en het volledige potentieel van radars aan boord niet mogelijk. Het gebruik van twee verschillende soorten radars voor het bekijken van de onderste en bovenste hemisferen verminderde de aerodynamische kwaliteit van het vliegtuig aanzienlijk en verhoogde het gewicht van de apparatuur. Bovendien waren voor het onderhoud van verschillende stations hun eigen operators nodig, dus bij de laatste aanpassingen van de Warning Star bereikte het aantal bemanningsleden 26 mensen, en de meeste van hen waren alleen bezig met het onderhouden van radar- en communicatieapparatuur. Hoewel er in de jaren 60 pogingen werden ondernomen om de elementbasis van de apparatuur over te brengen van elektrovacuümapparaten naar halfgeleiderelementen, bevatten de radarstations die in de jaren 40-50 werden gecreëerd een aanzienlijk aantal elektronische buizen, waardoor ze erg omslachtig, energie-intensief en niet erg betrouwbaar.
In het begin van de jaren 70 maakten prestaties op het gebied van vliegtuigbouw en solid-state elektronica het mogelijk om een zwaar AWACS-vliegtuig te creëren dat langdurig kan patrouilleren op een hoogte van 7-9 km en optimaal gebruik kan maken van de mogelijkheden van een surveillanceradar. Uit berekeningen bleek dat de radar op een hoogte van 9000 m een kijkbereik heeft tot 400 km. Zoals reeds vermeld in het tweede deel, werden in de jaren 60 het EC-121L AWACS-vliegtuig met AN / APS-82-radar, die een roterende antenne in een schijfvormige stroomlijnkap had, getest in de VS. Om een aantal redenen werd deze versie niet in serie gebouwd, maar ook toen werd al duidelijk dat de "air radar piket" met één roterende antenne boven de romp grote perspectieven had.
Vanwege het feit dat in de jaren 70 nucleaire raketpariteit tussen de twee grootmachten was bereikt, waren westerse strategen niet langer bang voor Sovjet-langeafstandsbommenwerpers, wier rol naar de achtergrond verdween, maar voor een doorbraak door tank- en gemotoriseerde geweerdivisies van het Directoraat Binnenlandse Zaken van de NAVO-defensie in Europa. De superioriteit van de USSR en de landen van het Warschaupact op het gebied van conventionele wapens was het afweren van tactische kernwapens en jachtbommenwerpers. Het is duidelijk dat om luchtaanvallen uit te voeren tegen Sovjettanks die naar het Engelse Kanaal haasten en communicatie te vernietigen zonder luchtoverwicht te hebben. het was op zijn zachtst gezegd moeilijk. De Amerikanen en hun bondgenoten hadden een AWACS-vliegtuig nodig met een krachtige radar, in staat om lange patrouilles op grote hoogte uit te voeren en tijdig de nadering van vijandelijke vliegtuigen te melden en de acties van hun gevechtsvliegtuigen te sturen. Tegelijkertijd werd er evenveel aandacht besteed aan de mogelijkheden om het vliegtuig als luchtcommandopost te gebruiken als aan de kenmerken van het radarcomplex.
Zoals eerder vermeld, is de EU-121 Warning Star hopeloos verouderd en had de E-2 Hawkeye die door de Amerikaanse vloot werd gebruikt voor de schaal van de Europese theater- en luchtverdediging van Noord-Amerika onvoldoende bereik en vlieghoogte. Bovendien hadden de eerste Hokai-modificaties ernstige problemen met de betrouwbaarheid van avionica, en de ervaring met het bedienen van de E-2A met de AN / APS-96-radar in Zuidoost-Azië toonde aan dat het onvermogen om doelen tegen de achtergrond van het aardoppervlak te detecteren.
In de tweede helft van de jaren 60 lanceerden de Verenigde Staten het Overland Radar Technology (ORT) programma voor de ontwikkeling van radars voor het detecteren van luchtdoelen tegen de achtergrond van de aarde. In het kader van dit programma werd een puls-Doppler-radar gecreëerd die werkt volgens het principe van het vergelijken van de herhalingssnelheid van de pulsen van het uitgezonden signaal met de frequentie van het gereflecteerde echosignaal. Met andere woorden, de Doppler-frequentie werd geëxtraheerd uit een bewegend doel tegen de achtergrond van signalen die door de grond worden weerkaatst.
Het creëren van radars die effectief kunnen werken op doelen op lage hoogte op grote afstand verliep met grote problemen. Het eerste relatief werkbare exemplaar van de Westinghouse AN / APY-1-radar had veel tekortkomingen. Naast vrij voorspelbare problemen met een lage betrouwbaarheid, gaf het station veel valse schreven van objecten op de grond. Bij winderig weer werden wuivende boomkronen bijvoorbeeld waargenomen als doelen op lage hoogte. Om dit nadeel te elimineren, was het noodzakelijk om een zeer krachtige computer te gebruiken volgens de normen van de jaren 70, die doelen kon selecteren en alleen echte luchtobjecten en hun echte coördinaten op de schermen van operators kon weergeven.
Bepaling van het doelazimut wordt uitgevoerd als resultaat van verschillende scans en vergelijking van de resultaten verkregen uit verschillende posities van het doel in tijd en ruimte. In deze modus kunt u de maximale hoeveelheid informatie krijgen, maar het bereik is minimaal. Wanneer het detectiebereik van verre doelen belangrijker is dan informatie over hun vlieghoogte, schakelt het over naar de pulse-Doppler-scanmodus zonder de elevatiehoek te bepalen en vindt er geen verticale scanning plaats. Het station kan ook werken in een passieve elektronische verkenningsmodus en signalen ontvangen die worden uitgezonden door radars van andere vliegtuigen.
Aanvankelijk was het de bedoeling om voor het nieuwe zware vliegtuig AWACS (Airborne Warning And Control System), naar analogie met het dek E-2 Hawkeye, een nieuw gespecialiseerd platform te creëren met 8 General Electric TF34 turbofan-vliegtuigmotoren, gegroepeerd in paren. Deze motoren werden geïnstalleerd op het A-10 Thunderbolt II-aanvalsvliegtuig en het S-3 Viking-anti-onderzeeërvliegtuig dat in de vroege jaren 70 in de serie werd gelanceerd. Deze route werd echter als te duur beschouwd, berekeningen toonden aan dat de apparatuur, operators en een externe radarantenne op bestaande modellen van militaire transportvliegtuigen of langeafstandspassagiersvliegtuigen kunnen worden geplaatst. Als basis werd gekozen voor de Boeing 707-320, destijds veel gebruikt met native Pratt & Whitney TF33-P-100/100A (JT3D) motoren. Tegen die tijd had de Amerikaanse luchtmacht al tankvliegtuigen, verkenningsvliegtuigen, luchtcommandoposten en transport- en passagiersvoertuigen op basis van de Boeing 707.
Met een maximaal startgewicht van ongeveer 157.300 kg kan het vliegtuig 11 uur in de lucht blijven zonder te tanken. De maximale snelheid bereikt 855 km/u. Het plafond is 12.000 meter. Het tactische bereik is 1600 km. Patrouilleren wordt meestal uitgevoerd op een hoogte van 8000-10000 meter met een snelheid van 750 km / u.
De eerste twee gebouwde prototypes staan bekend als de EC-137D. Seriële AWACS-vliegtuigen ontvingen de E-3A Sentry-index (English Sentry). De bouw van vliegtuigen van het AWACS-systeem begon in 1975. In slechts 8 jaar tijd werden 34 machines van de E-3A-modificatie gebouwd.
E-3A schildwacht
Het eerste vliegtuig ging in 1977 de operationele 552nd Airborne Early Warning Wing binnen op Tinker Air Force Base in Oklahoma. Zevenentwintig AWACS-vliegtuigen werden toegewezen aan Tinker. Vier van hen patrouilleerden in ploegendienst in het Verre Oosten en waren gestationeerd op vliegbasis Kadena in Japan, nog twee vliegtuigen op vliegbasis Elmendorf in Alaska. Na de start van de leveringen van de E-3A, geïntegreerd met het luchtverdedigingssysteem van de Verenigde Staten en Canada, begon de massale ontmanteling van verouderde E-121 AWACS-vliegtuigen. Ondanks de aanvankelijk lage betrouwbaarheid van de radar en problemen met de koppeling met het gecentraliseerde luchtverdedigingssysteem van Noord-Amerika, vertoonden de nieuwe vliegtuigen voor vroegtijdige waarschuwing en controle aanvankelijk een groot potentieel voor het detecteren van Sovjet-bommenwerpers en het erop richten van jager-onderscheppers.
Naast de US Air Force werden AWACS van de eerste modificatie geleverd aan de NAVO-bondgenoten; in totaal werden 18 E-3A's naar Europa gestuurd. 1984 tot 1990 vijf E-3A met afgeknotte communicatie- en radarapparatuur werden verkocht aan Saoedi-Arabië. Iran bestelde eind jaren 70 ook 10 AWACS, maar na de omverwerping van de sjah kon dit bevel niet worden uitgevoerd. Totaal van 1977 tot 1992 Er werden 68 vliegtuigen van de E-3 Sentry-familie geproduceerd.
In 1982 werden vliegtuigen die bedoeld waren voor operaties in het Europese operatiegebied uitgerust met een operationeel systeem voor het verzenden van tactische informatie JITIDS, waarmee niet alleen gesproken informatie kan worden uitgewisseld, maar ook visueel weergegeven symbolische informatie kan worden verzonden op een afstand van maximaal 600 kilometer. Het gebruik van deze apparatuur vereenvoudigde de interactie met jachtvliegtuigen aanzienlijk en maakte het mogelijk om de acties van enkele tientallen interceptors te controleren.
Het meest opvallende onderdeel van het AWACS-vliegtuig was een roterende schijfvormige plastic radiotransparante radarkuip gemonteerd op twee 3,5 meter hoge steunen boven de romp. In een plastic schijf met een gewicht van ongeveer 1,5 ton, een diameter van 9,1 meter en een dikte van 1,8 meter zijn, naast een passieve antenne-array met elektronische scanning, antennes van het vriend-of-vijandherkenningssysteem en communicatieapparatuur geïnstalleerd. De antenne zou in 10 seconden een volledige omwenteling kunnen maken. De koeling van de hoofdantenne van de radar en andere apparatuur werd uitgevoerd door de aankomende luchtstroom door speciale gaten. Radio- en communicatieapparatuur, computercomplexen en informatieweergavefaciliteiten verbruikten meerdere keren meer elektriciteit dan de apparatuur van de basis Boeing 707-320. In dit opzicht werd het vermogen van de generatoren op de E-3A verhoogd tot 600 kW.
Halve radarkuip
Hoewel het vliegtuig voornamelijk is gemaakt voor operaties buiten de Verenigde Staten, omvatte de apparatuur de SAGE- en BUIC-systemen die waren ontworpen voor de geautomatiseerde geleiding van onderscheppingsjagers over het grondgebied van Noord-Amerika. Het subsysteem voor gegevensverwerking van de eerste 23 vliegtuigen, gebouwd op basis van een IBM CC-1-computer met een gegevensverwerkingssnelheid van 740.000 bewerkingen per seconde, zorgt voor een stabiele tracking van maximaal 100 doelen tegelijk. Doelinformatie werd weergegeven op 9 monitoren. De IBM CC-2-computer die op het vierentwintigste productievliegtuig is geïnstalleerd, heeft een hoofdgeheugen van 665.360 woorden. Dit vliegtuig heeft ook een geïntegreerd systeem geïntroduceerd voor geheime uitwisseling van tactische informatie tussen AWACS-vliegtuigen, jagers en grondcontrolepunten. Het biedt snelle en veilige communicatiekanalen voor duizenden gebruikers.
Operatorwerkplekken van de Britse Sentry AEW.1
De werkstations van de radar- en communicatie-operators bevinden zich in drie rijen in de cabine, direct achter de cockpit en het luchtvaartelektronicacompartiment. Achter hen is de werkplek van de controleur en het compartiment van de boordwerktuigkundige. Aan de achterzijde is er een keuken en zithoeken. Het aantal bemanningsleden kan 23 personen zijn, waarvan vier vliegpersoneel, de rest operators en technisch personeel.
Maar zelfs met een krachtige radar en moderne computersystemen in die tijd, was het vermogen van de eerste E-3A om laagvliegende doelen tegen de achtergrond van de aarde te zien laag. Daarom onderging de uitrusting aan boord van AWACS-vliegtuigen een revisie. De taak om luchtdoelen effectief te bewapenen tegen de achtergrond van het aardoppervlak was opgelost na het installeren van een verbeterde AN / APY-2 10-cm range radar op het vliegtuig. Op de gemoderniseerde AWACS-vliegtuigen is niet alleen het energiepotentieel van de radar vergroot, maar ook de kracht van computers toegenomen. De massa van digitale signaalverwerkingseenheden was bijna 25% van het gewicht van de radar zelf - meer dan 800 kg. Het totale gewicht van de radarapparatuur was ongeveer 3,5 ton. De AN / APY-2-radar heeft een hoge ruisimmuniteit vanwege het lage niveau van de achter- en zijlobben van het richtingspatroon van de antenne.
De AN / APY-2-radar kan in verschillende modi werken:
1. Puls-Doppler zonder de bundel in het verticale vlak te scannen.
2. Pulse-Doppler met beam scanning in elevatie om de vlieghoogte van luchtdoelen te schatten.
3. Over-horizon zoeken, met signaalonderbreking onder de horizonlijn zonder Doppler-selectie.
4. Onderzoek van het wateroppervlak met korte pulsen (om reflecties van het zeeoppervlak te onderdrukken).
5. Passieve richtingbepaling van storingsbronnen in het frequentiebereik van de AN/APY-2 radar.
Het is ook mogelijk om alle bovenstaande modi in elke combinatie te combineren.
De gemoderniseerde versie, aangeduid als E-3B, is sinds 1984 in aanbouw. 24 E-3A vliegtuigen werden omgebouwd tot deze modificatie. Gelijktijdig met de radar werden passieve detectiemiddelen ontwikkeld die de werking van boordradars en andere luchtvaartradiotechnische systemen registreren.
Het vliegtuig, opgewaardeerd naar het AWACS Block 30/35-niveau, ontving een AB / AYR-1 elektronisch verkenningsstation. Visueel verschillen ze van eerdere aanpassingen door zijantennes (aan de rechter- en linkerkant), ongeveer 4x1 meter groot, die ongeveer 0,5 meter buiten de rompcontouren uitsteken. Er zijn ook antennes in de neus en staart van het vliegtuig. Het station bestaat uit 23 modules met een totaal gewicht van 850 kg. Na de installatie van het RTR-station aan boord van het vliegtuig was het noodzakelijk om een werkplek in te richten voor een andere operator. Naast de vliegtuigen van de Amerikaanse luchtmacht ondergingen de NAVO AWACS-vliegtuigen een soortgelijke revisie.
Het station is gebaseerd op twee digitale ontvangers die zijn verenigd door een processoreenheid. Die, naast onmiddellijke frequentiemeting, amplituderichtingsbepaling en parametrische herkenning van het type onderschepte stralingsbron uitvoeren. Volgens gegevens die in open bronnen zijn gepubliceerd, kan het AB / AYR-1-herkenningssysteem meer dan 500 soorten grond- en luchtradars identificeren. Het station, dat werkt in het frequentiebereik van 2-18 GHz, biedt circulair scannen in een sector van 360 graden en richtingsbepaling van radio-emissiebronnen met een fout van niet meer dan 3 graden op een afstand van 250 km. Zijn prestatie is ongeveer 100 herkenning van stralingsbronnen in 10 s. Het maximale bereik van de AB / AYR-1 verkenningsradioapparatuur over krachtige signaalbronnen is meer dan 500 km.
Na de E-3B-variant verscheen de E-3C, met verbeterde avionica. Op dit model werden, naast nieuwe, krachtigere computers, de APS-133 navigatieradar en de AIL APX-103 IFF / TADIL-J digitale communicatieapparatuur geïnstalleerd. Bij deze wijziging werd ook de apparatuur voor het weergeven van radarinformatie bijgewerkt. Alle kathodestraalbuismonitoren zijn vervangen door plasma- of LCD-panelen.
Brits AWACS-vliegtuig Sentry AEW.1, vergezeld van onderscheppingsjagers Tornado F.3
De modificatie met CFM International CFM56-2A-motoren voor de Britse luchtmacht kreeg de aanduiding E-3D (Sentry AEW.1). Het eerste toestel werd in maart 1991 overgedragen aan de RAF; in totaal bestelde het Verenigd Koninkrijk 7 toestellen. Frankrijk kocht vier AWACS E-3F-vliegtuigen met dezelfde motoren maar met verschillende avionica.
Modernisering van de E-3 Sentry op vliegbasis Tinker
In 2003 gaven de Verenigde Staten 2,2 miljard dollar om de bestaande Sentry-vloot te moderniseren. In 2007 begon op vliegbasis Tinker het praktische werk aan de aanpassing van Blok 40/45. De eerste E-3G van de Amerikaanse luchtmacht bereikte in 2015 volledige gevechtsgereedheid. Het is de bedoeling om alle Amerikaanse vliegtuigen van het AWACS-systeem opnieuw uit te rusten met voldoende vluchtmiddelen in deze versie.
