Na segunda metade da década de 60, ficou claro que o potencial de modernização do EC-121 Warning Star AWACS estava praticamente esgotado. A cabine com vazamentos e os motores a pistão não permitiam patrulhas de alta altitude e todo o potencial dos radares a bordo. A utilização de dois radares de tipos diferentes para visualização dos hemisférios inferior e superior reduziu significativamente a qualidade aerodinâmica da aeronave e aumentou o peso do equipamento. Além disso, para atender as diferentes estações, eram necessários seus próprios operadores, portanto, nas últimas modificações do Warning Star, o número de tripulantes chegou a 26 pessoas, a maioria deles apenas engajados na manutenção de equipamentos de radar e comunicação. Embora na década de 60 tenham sido feitas tentativas de transferir a base de elementos do equipamento de dispositivos de eletrovácuo para elementos semicondutores, as estações de radar criadas na década de 40-50 continham um número significativo de tubos eletrônicos, o que os tornava muito pesados, intensivos em energia e não é muito confiável.
No início dos anos 70, conquistas no campo da construção de aeronaves e eletrônica de estado sólido tornaram possível criar uma aeronave AWACS pesada capaz de patrulhar a longo prazo a uma altitude de 7 a 9 km e usar de forma otimizada os recursos de um radar de vigilância. Os cálculos mostraram que o radar a uma altitude de 9000 m terá um alcance de visão de até 400 km. Conforme já mencionado na segunda parte, na década de 60, as aeronaves EC-121L AWACS com radar AN / APS-82, que possuíam antena rotativa em carenagem em forma de disco, foram testadas nos EUA. Por uma série de razões, essa versão não foi construída em série, mas mesmo assim ficou claro que o "piquete de radar aéreo" com uma antena giratória acima da fuselagem tinha grandes perspectivas.
Devido ao fato de que na década de 70 a paridade de mísseis nucleares havia sido alcançada entre as duas superpotências, os estrategistas ocidentais não temiam mais os bombardeiros soviéticos de longo alcance, cujo papel foi esquecido, mas de uma descoberta por divisões de tanques e rifles motorizados da Direcção de Assuntos Internos da Defesa da OTAN na Europa. A superioridade da URSS e dos países do Pacto de Varsóvia em armas convencionais era repelir as armas nucleares táticas e os caças-bombardeiros. É claro que fazer ataques aéreos contra tanques soviéticos correndo para o Canal da Mancha e destruir as comunicações sem ter superioridade aérea. foi, para dizer o mínimo, difícil. Os americanos e seus aliados precisavam de uma aeronave AWACS com um radar potente, capaz de realizar longas patrulhas em grandes altitudes e notificar em tempo hábil da aproximação de aeronaves inimigas e direcionar as ações de suas aeronaves de combate. Ao mesmo tempo, a mesma atenção foi dada às possibilidades de utilização da aeronave como posto de comando aéreo, bem como às características do complexo de radar.
Como já mencionado, o EU-121 Warning Star está irremediavelmente desatualizado, e o E-2 Hawkeye usado pela frota americana para a escala do teatro europeu e defesa aérea da América do Norte tinha alcance e altitude de vôo insuficientes. Além disso, as primeiras modificações do Hokai tiveram sérios problemas com a confiabilidade dos aviônicos, e a experiência de operar o E-2A com o radar AN / APS-96 no sudeste da Ásia demonstrou a incapacidade de detectar alvos contra o fundo da superfície da Terra.
Na segunda metade da década de 60, os Estados Unidos lançaram o programa Overland Radar Technology (ORT) para o desenvolvimento de radares para detecção de alvos aéreos contra o fundo da Terra. No âmbito deste programa, foi criado um radar pulso-Doppler, operando com o princípio de comparar a taxa de repetição dos pulsos do sinal emitido com a frequência do sinal de eco refletido. Em outras palavras, a frequência Doppler foi extraída de um alvo em movimento contra o fundo de sinais refletidos do solo.
A criação de radares capazes de funcionar eficazmente em alvos de baixa altitude a grandes distâncias foi com grandes dificuldades. A primeira amostra relativamente funcional do radar Westinghouse AN / APY-1 tinha muitas deficiências. Além de problemas bastante previsíveis com baixa confiabilidade, a estação emitia muitas serifas falsas de objetos no solo. Por exemplo, em tempo ventoso, as copas das árvores oscilantes eram percebidas como alvos de baixa altitude. Para eliminar esse inconveniente, era necessário utilizar um computador muito potente para os padrões dos anos 70, capaz de selecionar alvos e exibir apenas objetos aéreos reais e suas coordenadas reais nas telas dos operadores.
A determinação do azimute do alvo é realizada como resultado de várias varreduras e comparação dos resultados obtidos de diferentes posições do alvo no tempo e no espaço. Este modo permite obter o máximo de informações, mas o intervalo é mínimo. Quando o alcance de detecção de alvos distantes é mais importante do que a informação sobre sua altitude de vôo, ele muda para o modo de varredura Doppler de pulso sem determinar o ângulo de elevação, e nenhuma varredura vertical ocorre. A estação também pode operar em modo de reconhecimento eletrônico passivo, recebendo sinais emitidos por radares de outras aeronaves.
Inicialmente, para as novas aeronaves pesadas AWACS (Airborne Warning And Control System), por analogia com o convés E-2 Hawkeye, foi planejada a criação de uma nova plataforma especializada com 8 motores turbofan General Electric TF34, agrupados em pares. Esses motores foram instalados na aeronave de ataque A-10 Thunderbolt II e na aeronave anti-submarina S-3 Viking lançada no início dos anos 70 da série. No entanto, esta rota foi considerada muito cara, os cálculos mostraram que o equipamento, os operadores e uma antena de radar externa podem ser colocados em modelos existentes de aeronaves de transporte militar ou aviões de passageiros de longo alcance. O Boeing 707-320, amplamente utilizado na época, com motores nativos Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) foi escolhido como base. Naquela época, a Força Aérea dos Estados Unidos já operava aviões-tanque, aviões de reconhecimento, postos de comando aéreo e veículos de transporte e passageiros baseados no Boeing 707.
Com peso máximo de decolagem de cerca de 157,300 kg, a aeronave é capaz de voar 11 horas sem reabastecimento. A velocidade máxima chega a 855 km / h. O teto é de 12.000 metros. O alcance tático é de 1600 km. O patrulhamento é normalmente realizado a uma altitude de 8.000-10000 metros a uma velocidade de 750 km / h.
Os primeiros dois protótipos construídos são conhecidos como EC-137D. Aeronave AWACS serial recebeu o índice E-3A Sentry (English Sentry). A construção das aeronaves do sistema AWACS começou em 1975. Em apenas 8 anos, 34 máquinas da modificação E-3A foram construídas.
Sentinela E-3A
A primeira aeronave entrou em 1977 na 552ª Asa de Alerta Aéreo Antecipado na Base Aérea de Tinker em Oklahoma. Vinte e sete aeronaves AWACS foram atribuídas à Tinker. Quatro deles em turnos patrulhavam o Extremo Oriente e estavam estacionados na base aérea de Kadena, no Japão, e mais duas aeronaves na base aérea de Elmendorf, no Alasca. Após o início das entregas do E-3A, integrado ao sistema de defesa aérea dos Estados Unidos e Canadá, teve início o descomissionamento massivo de aeronaves obsoletas E-121 AWACS. Apesar da confiabilidade inicialmente baixa do radar e dos problemas de conexão com o sistema de defesa aérea centralizado da América do Norte, a nova aeronave de controle e alerta antecipado demonstrou inicialmente um alto potencial para detectar bombardeiros soviéticos e apontar caças-interceptores contra eles.
Além da Força Aérea dos EUA, AWACS da primeira modificação foram fornecidos aos aliados da OTAN, no total, 18 E-3A foram enviados para a Europa. 1984 a 1990 cinco E-3A com comunicações truncadas e equipamento de radar foram vendidos para a Arábia Saudita. O Irã no final dos anos 70 também encomendou 10 AWACS, mas após a derrubada do Xá, essa ordem não pôde ser cumprida. Total de 1977 a 1992 Foram produzidos 68 aviões da família E-3 Sentry.
Em 1982, as aeronaves destinadas a operações no teatro de operações europeu foram equipadas com um sistema operacional de transmissão de informações táticas JITIDS, que permite a troca não só de informações de voz, mas também de transmitir informações simbólicas visualmente exibidas a uma distância de até 600 km. O uso desse equipamento simplificou muito a interação com aviões de caça e tornou possível controlar as ações de várias dezenas de interceptadores.
A parte mais notável da aeronave AWACS era uma carenagem de radar de plástico transparente para rádio em forma de disco giratória montada em dois suportes de 3,5 metros acima da fuselagem. Dentro de um disco plástico de cerca de 1,5 toneladas, 9,1 metros de diâmetro e 1,8 metros de espessura, além de um arranjo de antenas passivas com varredura eletrônica, estão instaladas antenas do sistema de reconhecimento amigo-ou-inimigo e equipamentos de comunicação. A antena pode completar uma revolução completa em 10 segundos. O resfriamento da antena principal do radar e de outros equipamentos foi realizado pelo fluxo de ar que se aproximava através de orifícios especiais. Equipamentos de rádio e comunicação, complexo de informática e instalações de exibição de informações consumiram eletricidade várias vezes mais do que os equipamentos da base do Boeing 707-320. A este respeito, a potência dos geradores no E-3A foi aumentada para 600 kW.
Meia carenagem radar
Embora a aeronave tenha sido criada principalmente para operações fora dos Estados Unidos, o equipamento incluía os sistemas SAGE e BUIC projetados para a orientação automatizada de interceptores sobre o território da América do Norte. O subsistema de processamento de dados das primeiras 23 aeronaves, construído com base em um computador IBM CC-1 com uma velocidade de processamento de dados de 740.000 operações por segundo, fornece rastreamento estável de até 100 alvos simultaneamente. As informações do alvo foram exibidas em 9 monitores. O computador IBM CC-2 instalado na vigésima quarta aeronave de produção tem uma memória principal de 665.360 palavras. Esta aeronave também introduziu um sistema integrado de troca secreta de informações táticas entre aeronaves AWACS, caças e pontos de controle de solo. Ele fornece canais de comunicação rápidos e seguros para milhares de usuários.
Locais de trabalho do operador do British Sentry AEW.1
As estações de trabalho dos operadores de radar e comunicação estão localizadas em três fileiras na cabine, imediatamente atrás da cabine e do compartimento dos aviônicos. Atrás deles está o local de trabalho do oficial de controle e o compartimento do engenheiro de vôo. Na parte traseira há uma cozinha e áreas de estar. A tripulação pode chegar a 23 pessoas, das quais quatro são tripulantes, o restante são operadores e pessoal técnico.
Mas mesmo com um radar poderoso e sistemas de computador modernos naquela época, a capacidade do primeiro E-3A de ver alvos voando baixo contra o pano de fundo da Terra era baixa. Portanto, o equipamento de bordo das aeronaves AWACS passou por revisão. A tarefa de armar alvos aéreos com eficácia contra o fundo da superfície terrestre foi resolvida após a instalação de um radar de alcance de 10 cm AN / APY-2 aprimorado na aeronave. Nas aeronaves AWACS modernizadas, além de aumentar o potencial energético do radar, a potência dos computadores aumentou. A massa das unidades de processamento de sinal digital era quase 25% do peso do próprio radar - mais de 800 kg. O peso total do equipamento de radar era de aproximadamente 3,5 toneladas. O radar AN / APY-2 possui alta imunidade a ruído devido ao baixo nível dos lóbulos traseiros e laterais do padrão direcional da antena.
O radar AN / APY-2 pode operar em vários modos:
1. Pulso-Doppler sem escanear o feixe no plano vertical.
2Doppler de pulso com varredura de feixe em elevação para estimar a altitude de vôo de alvos aéreos.
3. Pesquisa além do horizonte, com corte de sinal abaixo da linha do horizonte sem seleção Doppler.
4. Levantamento da superfície da água com pulsos curtos (para suprimir reflexos da superfície do mar).
5. Identificação da direção passiva de fontes de interferência na faixa de frequência do radar AN / APY-2.
Também é possível combinar todos os modos acima em qualquer combinação.
A versão modernizada, designada E-3B, está em construção desde 1984. 24 aeronaves E-3A foram convertidas nesta modificação. Simultaneamente ao radar, foram desenvolvidos meios de detecção passiva, que registram o funcionamento dos radares de bordo e de outros sistemas rádio-técnicos de aviação.
A aeronave, atualizada para o nível AWACS Block 30/35, recebeu uma estação de reconhecimento eletrônico AB / AYR-1. Visualmente, eles diferem das modificações anteriores por antenas laterais (nos lados direito e esquerdo), de tamanho aproximado de 4x1 metros, que se projetam cerca de 0,5 metros além dos contornos da fuselagem. Também existem antenas no nariz e na cauda da aeronave. A estação consiste em 23 módulos com um peso total de 850 kg. Após a instalação da estação RTR a bordo da aeronave, foi necessário equipar um local de trabalho para outro operador. Além das aeronaves da Força Aérea dos EUA, as aeronaves AWACS da OTAN passaram por uma revisão semelhante.
A estação é baseada em dois receptores digitais unidos por uma unidade de processamento. Que, além da medição instantânea da frequência, realizam a busca da direção da amplitude e o reconhecimento paramétrico do tipo de fonte de radiação interceptada. De acordo com dados publicados em fontes abertas, o sistema de reconhecimento AB / AYR-1 é capaz de identificar mais de 500 tipos de radares terrestres e aerotransportados. A estação, operando na faixa de frequência de 2 a 18 GHz, fornece varredura circular em um setor de 360 graus e localização de fontes de emissão de rádio com erro de não mais de 3 graus a uma distância de 250 km. Seu desempenho é de aproximadamente 100 reconhecimentos de fontes de radiação em 10 s. O alcance máximo de operação do equipamento de rádio de reconhecimento AB / AYR-1 sobre fontes de sinal poderosas excede 500 km.
Seguindo a variante E-3B, o E-3C apareceu, apresentando aviônicos aprimorados. Neste modelo, além de novos computadores de mais alto desempenho, foram instalados o radar de navegação APS-133 e os equipamentos de comunicação digital AIL APX-103 IFF / TADIL-J. Nessa modificação, também foi atualizado o equipamento de exibição de informações do radar. Todos os monitores de tubo de raios catódicos foram substituídos por painéis de plasma ou LCD.
Aeronave britânica AWACS Sentry AEW.1, acompanhada pelos interceptores Tornado F.3
A modificação com motores CFM International CFM56-2A para a Força Aérea Britânica recebeu a designação E-3D (Sentry AEW.1). A primeira aeronave foi entregue à RAF em março de 1991. No total, o Reino Unido encomendou 7 aeronaves. Quatro aeronaves AWACS E-3F com os mesmos motores, mas aviônicos diferentes, foram compradas pela França.
Modernização do E-3 Sentry na base aérea de Tinker
Em 2003, os Estados Unidos alocaram $ 2,2 bilhões para modernizar a frota Sentry existente. Em 2007, o trabalho prático para modificar o Bloco 40/45 começou na base aérea de Tinker. O primeiro E-3G da Força Aérea dos EUA atingiu o estado de prontidão total para combate em 2015. Está planejado reequipar todas as aeronaves americanas do sistema AWACS com recursos de vôo suficientes para esta versão.
