候知健|航母也不过待宰鱼肉，舰载预警机成功上天的背后：没有它 8月对于预警机发

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【候知健|航母也不过待宰鱼肉，舰载预警机成功上天的背后：没有它】8月对于预警机发展史来说，是个很特殊的时间段：在70多年前的1944年， 8月份就是人类历史上第一种预警机、同时也是舰载预警机首飞成功的月份。
按美国官方史学（英国对此有分歧）的观点，人类历史上第一种预警机，应该是基于TBM-3复仇者鱼雷机平台，加装AN/APS-20雷达形成的TBM-3W机型。

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图：TBM-3W
从一开始，远程雷达探测飞机其实就是海军的刚性需求，而驻扎在陆地上的陆军和空军对它的依赖则较为有限，尤其是在40-50年代期间。原因也很简单：
随着海军航空兵的快速成熟，舰队如果没有能伴随行动的空中远程探测雷达，包括航母在内，所有的主力军舰都会变成待宰的鱼肉。
一：海军比空军、陆军更需要空中远程雷达
正如在之前文章中着重强调过的，雷达的探测距离——特别是在要求高探测精度、高数据刷新率、虚假目标的疏漏/虚假率低的前提下，是被限制在直视距离内的。因此没有足够的雷达安装高度，雷达探测距离会变得非常短：

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这意味着当时的多数主力军舰（实际上今天也没什么区别），在桅杆上安装的雷达，对掠海飞行的目标只有30多公里。即使是面对飞行速度较慢的老式鱼雷机，也只能形成4分钟的预警时间。而预警机可以提供29分钟甚至更长时间的预警能力。

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图：海边制高点上部署的雷达站，军舰桅杆再高也到不了这个高度
而陆军和空军相比，这方面的烦恼要轻得多。无论是在海岸线还是腹地，总能找到高山和悬崖峭壁一类的地方，进行固定式雷达的建设；而且他们的战场范围相对也是比较固定的，不像海军的交战区域极可能是在完全脱离后方雷达网支持、而且事前完全无法确定的大洋某处。

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图：航母远洋作战时，只能依靠舰队自带的雷达作为主要手段
这种需求上的显著差异，使得虽然由于重量和空间上的苛刻制约，技术上实现难度更大，最终性能指标更低，功能局限性更多；但把远程雷达搬上飞机这个工程，却始终是海军最为热衷。这注定了预警机问世的最初形态，一定是依托在舰载机平台上。
二：早期型号的实际作战价值有限，证明舰载预警机必须开发专用平台
在1944年之后，美国和英国出现了几个基于或者类似TBM-3W思路型号的预警机。它们的统一特征都是在现有的飞机平台上进行改装，雷达安装在机身腹部的透波整流罩内——这种大肚子设计在今天的一些特种飞机上，依然不时可见。
大肚子设计的好处，是对飞机的气动和结构布局影响小，对下方的视界不受遮挡阻碍。

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图：安-225在安-124基础上改H垂尾，也是为了避让背负的航天飞机的尾流
气动上，气流在经过雷达罩之后，对垂尾和水平尾翼的干扰较小，因此不必把原来的常规布局尾翼做大幅度更改，比如彻底换成H型、甚至类似E-2的尾翼设计。
这种整流罩与载机平台的气动外形矛盾冲突，在舰载机上比陆基飞机要剧烈得多。因为舰载机受限于航母起降，尺寸不能做的太大，而为了探测性能，整流罩又要尽力做的大。

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图：E-2天线罩直径与翼展比例为1：3.6；E-3的比例是1：4.9 。比例差异一目了然。
结构上，对于舰载机而言，腹部的隆起挤占的是原来鱼雷/炸弹等挂载物的空间；因此对于机翼折叠设计不会形成冲突，彼此互不干涉。但如果采用背负式的设计，则很可能带来一些额外的问题，比如会占据原本机翼折叠上翻的位置，导致飞机折叠后的高度大大增加，进不了航母机库。

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图：腹部天线被遮挡和限制过于严重

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图：整流罩打开后的雷达
后来舰载预警机不再采用腹部天线设计的关键，在于它在雷达的视界、探测能力上，存在致命的问题。
由于机身和机翼的严重遮挡，腹部的天线在前后、左右上，对高度与自己相近、甚至更高的目标都存在着非常巨大的盲区，很多时候与瞎子无异。而这个缺陷，是无法通过加大天线尺寸来改善的——特别是在天线尺寸还被起落架布置所限制的前提下。分页标题

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图：E-2C及之前， E-2拥有3名任务操作员。依靠电子技术的进步， D型开始，驾驶舱中的一名驾驶员可以兼任第四任务操作员；后方航母/陆地指挥机构中，可以支持第5、第6、甚至第7人，通过高速数据链，作为远程任务操作员。
除了布局上的问题，早期舰载预警机的经验还表明，它需要尽可能多的相关人员，专门负责雷达和通讯、指挥等任务的操作，才能在实际作战中较好的响应各种突发情况。
这意味着舰载预警机，必须在气动外形和结构布局/机身重量上，都必须在航母运作范围内所许可的最大尺寸/重量下，压榨出最大的比例拿来装雷达、装人。只有专门设计的新型平台，才能较好的达到这个目的。
三：E-2家族构型至今依然是最佳选择，中国自研型号延续E-2基础设计的概率极高
在之前的文章中，笔者从设计者的角度简单的讲述了E-2家族在诸多核心设计点上的选择，直到今天依然是最优解。但E-2的基础设计，本身也是历经改进而成的结果。

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图：S-2 ，机翼折叠方式和尾翼布局，都无法容纳背负式雷达罩的安装
在E-2家族的成功，建筑在E-1的探索经验上。 E-1的机体平台不是专门设计的，而是基于S-2追踪者双发反潜机大改而来。 E-1的设计核心围绕着AN/APS-82雷达展开，为了获得遮挡尽可能少的视界、尽可能大的探测距离，它采用了背负式的椭圆整流罩。

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图：注意E-1的机尾起落架，以及前起落架正处于悬空状态
为了妥协整流罩带来的气动和重心变化，飞机的尾端改成了H式垂尾，前机身进行了加长。为了不让机翼撞击雷达罩，且折叠后飞机尺寸最小，机翼不再向上方折叠，而是翻转向后折叠——这使得飞机在折叠状态下，重心大大后移，飞机的屁股会直接墩地，为了解决这个问题，机尾上又不得不加装第4起落架。
从照片中显而易见， E-1已经具备了E-2的相当部分设计要素。后来E-2的平台重新设计，主要就是针对E-1表现的各种缺陷——尤其是继承自S-1平台的局限而展开的。比如在垂尾的设计上， E-1同时存在两方面的问题：

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图：E-1的尾部轻、便宜、可靠、易于维护，但控制能力显著不足
一方面是为了减重、简化结构，采用了“性能够用就好”的H式垂尾，只是简单的避让了雷达天线罩的尾流，这导致飞行稳定性上的表现在后来的使用中有所不足，这是设计上的轻视。
一方面是早期格鲁曼公司对于飞机和雷达的使用整合并不熟练，实际上E-1的第一版设计就因此被迫报废。为了保持远程雷达的探测能力，载机平台在转弯过程中的姿态控制能力比反潜机要求更高，这一点则是格鲁曼公司设计人员在设计E-1时没有想到的思维盲区。

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图：E-2的复杂垂尾设计，以重量、造价、可靠性、维护性为代价，换取了更强的姿态控制能力
这些问题在E-1上暴露之后， E-2才变成了非常复杂的带3个转轴方向舵的4垂尾设计。在类似的各种缺陷都被针对性处理之后， E-2家族的基础设计从一开始就达到了一个相当完善的高度；在气动和结构布局的大方向上，几乎改无可改。

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图：前苏联的雅克44方案没有任何实际参考价值
对于现阶段的中国来说， E-2C/D就是最好的参照对象。在“求异”这个环节，最值得投入精力的问题，绝不是基于形象、影响等因素，从外观上去刻意的彰显自主特色。
而应该是从最初的气动/结构详细设计上，就着重考虑如何减轻乘员舱内的强烈振动和噪声，改善机组成员的舒适性——至今为止， E-2家族的最大战斗力短板，从来都在于机组人员对于恶劣工作环境的耐受能力上。
结语：
以上观点只是从纯粹的技术合理性角度出发的产物。国产舰载预警机的详细情况，有待于未来官方的披露，相信那一天已经为时不远。