V druhej polovici 60. rokov vyšlo najavo, že modernizačný potenciál EC-121 Warning Star AWACS je prakticky vyčerpaný. Dieravá kabína a piestové motory neumožňovali výškové hliadky a plný potenciál palubných radarov. Použitie dvoch radarov rôznych typov na sledovanie spodnej a hornej hemisféry výrazne znížilo aerodynamickú kvalitu lietadla a zvýšilo hmotnosť zariadenia. Okrem toho boli na údržbu rôznych staníc potrební ich vlastní operátori, takže pri najnovších úpravách výstražnej hviezdy dosiahol počet členov posádky 26 osôb a väčšina z nich sa zaoberala servisom radarových a komunikačných zariadení. Aj keď sa v 60. rokoch uskutočnili pokusy o prenos základne zariadenia z elektrovakuových zariadení na polovodičové prvky, radarové stanice vytvorené v 40. až 50. rokoch minulého storočia obsahovali značný počet elektronických elektrónok, vďaka ktorým boli veľmi ťažkopádne, energeticky náročné a nie veľmi spoľahlivé.
Začiatky 70. rokov, úspechy v oblasti konštrukcie lietadiel a polovodičovej elektroniky umožnili vytvoriť ťažké lietadlo AWACS schopné dlhodobého hliadkovania vo výške 7-9 km a optimálne využiť možnosti sledovacieho radaru. Výpočty ukázali, že radar vo výške 9000 m bude mať dosah pozorovania až 400 km. Ako už bolo uvedené v druhej časti, v 60. rokoch boli v USA testované lietadlá EC-121L AWACS s radarom AN / APS-82, ktoré mali rotujúcu anténu v kapotáži v tvare disku. Z viacerých dôvodov nebola táto verzia stavaná sériovo, ale už vtedy sa ukázalo, že „vzdušný radarový piket“s jednou rotujúcou anténou nad trupom má veľké vyhliadky.
Vzhľadom na to, že v 70. rokoch bola medzi týmito dvoma superveľmocami dosiahnutá parita jadrových rakiet, západní stratégovia sa už nebáli sovietskych bombardérov dlhého doletu, ktorých úloha sa vytratila do pozadia, ale prielomu tankových a motorizovaných divízií riaditeľstva pre vnútorné záležitosti obrany NATO v Európe. Nadradenosť ZSSR a krajín Varšavskej zmluvy v oblasti konvenčných zbraní spočívala v odrazení taktických jadrových zbraní a stíhacích bombardérov. Je zrejmé, že vykonávať nálety na sovietske tanky rútiace sa na Lamanšský prieliv a rozbíjať komunikáciu bez toho, aby mali leteckú prevahu. bolo to, mierne povedané, ťažké. Američania a ich spojenci potrebovali lietadlo AWACS s výkonným radarom, schopné vykonávať dlhé hliadky vo vysokých nadmorských výškach a včas upozorňovať na prístup nepriateľských lietadiel a riadiť akcie ich bojových lietadiel. Súčasne sa rovnaká pozornosť venovala možnostiam použitia lietadla ako veliteľského stanovišťa vzduchu, ako aj charakteristike radarového komplexu.
Ako už bolo spomenuté, výstražná hviezda EU-121 je beznádejne zastaraná a E-2 Hawkeye, ktorý americká flotila používala na rozsah európskeho divadla a protivzdušnej obrany Severnej Ameriky, nemal dostatočný dosah a letovú výšku. Navyše prvé úpravy Hokai mali vážne problémy so spoľahlivosťou avioniky a skúsenosti s obsluhou E-2A s radarom AN / APS-96 v juhovýchodnej Ázii demonštrovali neschopnosť detekovať ciele na pozadí zemského povrchu.
V druhej polovici 60. rokov Spojené štáty spustili program Overland Radar Technology (ORT) na vývoj radarov na zisťovanie vzdušných cieľov na pozadí Zeme. V rámci tohto programu bol vytvorený pulzný Dopplerov radar, pracujúci na princípe porovnávania rýchlosti opakovania impulzov vysielaného signálu s frekvenciou odrazeného signálu ozveny. Inými slovami, dopplerovská frekvencia bola extrahovaná z pohybujúceho sa cieľa na pozadí signálov odrazených od zeme.
Vytvorenie radarov schopných efektívne pracovať na nízko výškových cieľoch na veľkú vzdialenosť išlo s veľkými ťažkosťami. Prvá relatívne funkčná vzorka radaru Westinghouse AN / APY-1 mala veľa nedostatkov. Okrem celkom predvídateľných problémov s nízkou spoľahlivosťou stanica poskytla aj veľa falošných pätiek z predmetov na zemi. Napríklad vo veternom počasí boli rozkývané koruny stromov vnímané ako nízko výškové ciele. Na odstránenie tejto nevýhody bolo potrebné použiť veľmi výkonný počítač podľa štandardov 70. rokov, ktorý bol schopný vyberať ciele a zobrazovať na obrazovkách operátorov iba skutočné vzdušné objekty a ich skutočné súradnice.
Stanovenie azimutu cieľa sa vykonáva ako výsledok niekoľkých skenov a porovnania výsledkov získaných z rôznych polôh cieľa v čase a priestore. Tento režim vám umožňuje získať maximálne množstvo informácií, ale dosah je minimálny. Keď je dosah detekcie vzdialených cieľov dôležitejší ako informácie o ich letovej výške, prepne sa do režimu pulzného dopplerovského skenovania bez určenia výškového uhla a nedochádza k vertikálnemu skenovaniu. Stanica môže fungovať aj v pasívnom elektronickom prieskumnom režime, pričom prijíma signály vysielané radarmi z iných lietadiel.
Pôvodne sa pre nové ťažké lietadlo AWACS (Airborne Warning And Control System), analogicky s palubou E-2 Hawkeye, plánovalo vytvoriť novú špecializovanú platformu s 8 turbovrtuľovými leteckými motormi General Electric TF34 zoskupenými do dvojíc. Tieto motory boli nainštalované do útočného lietadla A-10 Thunderbolt II a protiponorkového lietadla S-3 Viking, ktoré bolo v sérii zahájené začiatkom 70. rokov. Táto trasa však bola považovaná za príliš nákladnú, výpočty ukázali, že zariadenie, operátory a externú radarovú anténu je možné umiestniť na existujúce modely vojenských dopravných lietadiel alebo diaľkových osobných lietadiel. Ako základ bol zvolený v tej dobe široko používaný Boeing 707-320 s natívnymi motormi Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D). V tom čase už americké letectvo prevádzkovalo tankery, prieskumné lietadlá, veliteľské stanovištia letectva a dopravné a osobné vozidlá na základe lietadla Boeing 707.
S maximálnou vzletovou hmotnosťou asi 157 300 kg je lietadlo schopné zostať vo vzduchu bez tankovania 11 hodín. Maximálna rýchlosť dosahuje 855 km / h. Strop je 12 000 metrov. Taktický dosah je 1600 km. Hliadkovanie sa zvyčajne vykonáva vo výške 8 000-10 000 metrov pri rýchlosti 750 km / h.
Prvé dva vyrobené prototypy sú známe ako EC-137D. Sériové lietadlá AWACS získali index E-3A Sentry (anglicky Sentry). Konštrukcia lietadla systému AWACS sa začala v roku 1975. Len za 8 rokov bolo postavených 34 strojov modifikácie E-3A.
E-3A Sentry
Prvé lietadlo v roku 1977 vstúpilo do operačného 552. výsadkového krídla včasného varovania na leteckej základni Tinker v Oklahome. K Tinkerovi bolo pridelených dvadsaťsedem lietadiel AWACS. Štyria z nich na turnusovej báze hliadkovali na Ďalekom východe a boli umiestnení na leteckej základni Kadena v Japonsku, ďalšie dve lietadlá na leteckej základni Elmendorf na Aljaške. Po zahájení dodávok E-3A, integrovaného so systémom protivzdušnej obrany USA a Kanady, sa začalo s masívnym vyraďovaním zastaraných lietadiel E-121 AWACS. Napriek pôvodne nízkej spoľahlivosti radaru a problémom s napojením na centralizovaný systém protivzdušnej obrany v Severnej Amerike nové lietadlo včasného varovania a riadenia spočiatku ukázalo vysoký potenciál na detekciu sovietskych bombardérov a zameranie stíhačiek na ne.
Okrem amerického letectva bol AWACS prvej úpravy dodaný spojencom NATO; do Európy bolo vyslaných 18 lietadiel E-3A. 1984 až 1990 päť E-3A so skrátenými komunikačnými a radarovými zariadeniami bolo predaných do Saudskej Arábie. Irán na konci 70. rokov tiež nariadil 10 AWACS, ale po zvrhnutí šachu nebolo možné tento príkaz splniť. Celkom od roku 1977 do roku 1992 Vyrobených bolo 68 lietadiel z rodiny E-3 Sentry.
V roku 1982 boli lietadlá určené na prevádzku v európskom operačnom stredisku vybavené operačným systémom na prenos taktických informácií JITIDS, ktorý umožňuje výmenu nielen hlasových informácií, ale aj prenos vizuálne zobrazených symbolických informácií na vzdialenosť až 600 km. Použitie tohto zariadenia výrazne zjednodušilo interakciu so stíhacími lietadlami a umožnilo ovládať akcie niekoľkých desiatok interceptorov.
Najvýraznejšou časťou lietadla AWACS bola rotujúca plastová rádiopriehľadná radarová kapotáž namontovaná na dvoch 3,5-metrových podperách nad trupom. Vnútri plastového disku s hmotnosťou asi 1,5 tony s priemerom 9,1 metra a hrúbkou 1,8 metra sú okrem pasívnej anténnej sústavy s elektronickým skenovaním nainštalované antény systému rozpoznávania priateľov alebo nepriateľov a komunikačné zariadenia. Anténa dokázala dokončiť úplnú revolúciu za 10 sekúnd. Chladenie hlavnej antény radaru a ďalšieho zariadenia sa uskutočňovalo prichádzajúcim prúdením vzduchu cez špeciálne otvory. Rozhlasové a komunikačné zariadenia, počítačové komplexné zariadenia a zariadenia na zobrazenie informácií spotrebovali elektrickú energiu niekoľkonásobne viac ako vybavenie základne Boeing 707-320. V tomto ohľade bol výkon generátorov na E-3A zvýšený na 600 kW.
Polovičná radarová kapotáž
Napriek tomu, že lietadlo bolo vytvorené hlavne pre operácie mimo USA, súčasťou vybavenia boli systémy SAGE a BUIC určené na automatické navádzanie interceptorov nad územie Severnej Ameriky. Subsystém spracovania údajov prvých 23 lietadiel, postavený na základe počítača IBM CC-1 s rýchlosťou spracovania údajov 740 000 operácií za sekundu, poskytuje stabilné sledovanie až 100 cieľov súčasne. Informácie o cieli boli zobrazené na 9 monitoroch. Počítač IBM CC-2 nainštalovaný v dvadsiatom štvrtom výrobnom lietadle má hlavnú pamäť 665 360 slov. Toto lietadlo tiež zaviedlo integrovaný systém skrytej výmeny taktických informácií medzi lietadlami AWACS, stíhačkami a pozemnými riadiacimi bodmi. Poskytuje rýchle a bezpečné komunikačné kanály pre tisíce používateľov.
Operátorské pracoviská British Sentry AEW.1
Pracoviská radarových a komunikačných operátorov sú umiestnené v troch radoch v kabíne bezprostredne za kokpitom a priestorom pre avioniku. Za nimi je pracovisko riadiaceho dôstojníka a priestor letového inžiniera. V zadnej časti sa nachádza kuchyňa a posedenie. Počet členov posádky môže byť 23 osôb, z toho štyria sú letový personál, zvyšok sú operátori a technický personál.
Ale aj vtedy, keď bol v tej dobe výkonný radar a moderné počítačové systémy, bola schopnosť prvého E-3A vidieť nízko letiace ciele na pozadí Zeme nízka. Preto prešlo revíziou palubné zariadenie lietadiel AWACS. Úloha účinného vyzbrojovania vzdušných cieľov na pozadí zemského povrchu bola vyriešená po inštalácii vylepšeného radaru s dosahom 10 cm AN / APY-2 na lietadlo. Na modernizovanom lietadle AWACS sa okrem zvýšenia energetického potenciálu radaru zvýšil výkon počítačov. Hmotnosť jednotiek na spracovanie digitálneho signálu bola takmer 25% hmotnosti samotného radaru - viac ako 800 kg. Celková hmotnosť radarového zariadenia bola približne 3,5 tony. Radar AN / APY-2 má vysokú odolnosť proti šumu vďaka nízkej úrovni zadných a bočných lalokov smerového obrazca antény.
Radar AN / APY-2 môže pracovať v niekoľkých režimoch:
1. Pulzný Doppler bez skenovania lúča vo vertikálnej rovine.
2. Pulzný Doppler so skenovaním lúčov vo výške na odhad letovej výšky vzdušných cieľov.
3. Hľadanie nad horizontom, s prerušením signálu pod čiarou horizontu bez výberu Dopplera.
4. Prieskum vodnej hladiny krátkymi impulzmi (na potlačenie odrazov od hladiny mora).
5. Pasívne zisťovanie zdrojov rušenia vo frekvenčnom rozsahu radaru AN / APY-2.
Je tiež možné kombinovať všetky vyššie uvedené režimy v akejkoľvek kombinácii.
Modernizovaná verzia s označením E-3B je vo výstavbe od roku 1984. Na túto úpravu bolo prerobených 24 lietadiel E-3A. Súčasne s radarom boli vyvinuté prostriedky pasívnej detekcie, zaznamenávajúce činnosť palubných radarov a ďalších leteckých technicko-technických systémov.
Lietadlo modernizované na úroveň AWACS Block 30/35 dostalo elektronickú prieskumnú stanicu AB / AYR-1. Vizuálne sa od predchádzajúcich úprav líšia bočnými anténami (na pravej a ľavej strane), ktoré majú veľkosť približne 4x1 meter a ktoré vyčnievajú asi 0,5 metra za kontúry trupu. V nose a na chvoste lietadla sú aj antény. Stanica sa skladá z 23 modulov s celkovou hmotnosťou 850 kg. Po inštalácii stanice RTR na palubu lietadla bolo potrebné vybaviť pracovisko pre iného operátora. Okrem lietadla amerického letectva prešlo podobnou revíziou aj lietadlo NATO AWACS.
Stanica je založená na dvoch digitálnych prijímačoch spojených procesorovou jednotkou. Ktoré okrem merania okamžitej frekvencie vykonávajú zisťovanie smeru amplitúdy a parametrické rozpoznávanie typu zdroja zachytávaného žiarenia. Podľa údajov publikovaných v otvorených zdrojoch je rozpoznávací systém AB / AYR-1 schopný identifikovať viac ako 500 typov pozemných a vzdušných radarov. Stanica pracujúca vo frekvenčnom rozsahu 2-18 GHz poskytuje kruhové skenovanie v sektore 360 stupňov a smerové zisťovanie rádiových zdrojov žiarenia s chybou nie viac ako 3 stupne vo vzdialenosti 250 km. Jeho výkon je približne 100 rozpoznaní zdrojov žiarenia za 10 s. Maximálny prevádzkový dosah prieskumných rádiových zariadení AB / AYR-1 na výkonných zdrojoch signálu presahuje 500 km.
Po variante E-3B sa objavil E-3C s vylepšenou avionikou. Na tomto modeli bol okrem nových, výkonnejších počítačov nainštalovaný aj navigačný radar APS-133 a digitálne komunikačné zariadenie AIL APX-103 IFF / TADIL-J. Pri tejto úprave bolo aktualizované aj zariadenie na zobrazenie radarových informácií. Všetky monitory s katódovou trubicou boli nahradené plazmovými alebo LCD panelmi.
Britské lietadlo AWACS Sentry AEW.1 sprevádzané stíhačmi Tornado F.3
Modifikácia s motormi CFM International CFM56-2A pre britské vojenské letectvo dostala označenie E-3D (Sentry AEW.1). Prvé lietadlo bolo odovzdané RAF v marci 1991; Spojené kráľovstvo objednalo 7 lietadiel. Francúzsko kúpilo štyri lietadlá AWACS E-3F s rovnakými motormi, ale odlišnou avionikou.
Modernizácia E-3 Sentry na leteckej základni Tinker
V roku 2003 Spojené štáty vyčlenili 2,2 miliardy dolárov na modernizáciu existujúcej flotily Sentry. V roku 2007 sa na leteckej základni Tinker začali praktické práce na úprave bloku 40/45. Prvé americké vojenské letectvo E-3G dosiahlo plnú bojaschopnosť v roku 2015. Do tejto verzie sa plánuje vybavenie všetkých amerických lietadiel systému AWACS dostatočným letovým zdrojom.
