性能參數
乘員:10-12人
機長:30.18米
翼展:43.05米
機高:9.22米
機翼面積:161.7平方米
起飛滑跑距離:780米
著陸滑跑距離:817米
動力裝置:原機裝Ash-73TK螺槳發動機。換裝渦槳六渦槳發動機4台,單台功率4250馬力。
最大起飛重量:54,500千克
最大航程:5,100千米
最大速度:558千米/小時
主要設備:“843”雷達,雷達鏇轉天線罩直徑7米,厚2米。中型目標高度1,500米,控測距離220千米;目標高度1,000米,探測距離208千米;目標高度500米,控測距離200千米。小型目標高度10,000米,探測距離269千米。
研製背景
60年代艱苦的夜間防空作戰,體現出地面雷達為主的指揮體系上的很多問題。尤其是東南沿海省份的山區,造成了大量的雷達盲區,使台灣飛機的竄擾頻頻得手,夜間的艱苦攔截戰鬥持續了近11年。大陸空軍需要能夠覆蓋大量低空盲區的雷達預警系統才能有效遏止竄擾。
研製經過
1969年秋季,文革的狂熱有所消停。9月26日中央軍委發出了研製空中預警機的指示。當年11月25日,空軍司令部發布通知,以六院為主、空一所、空二所、空軍十二廠為主,抽調人員進行空中預警機的研製。同時,空軍黨委決定改裝一架圖-4飛機為空中預警機,代號926任務,改裝工作在陝西鹹陽以西的武功空36師基地進行,基地附近是5702工廠,該廠有相關的大型加工和維修設備。當時在圖-4基礎上改裝是非常實際的做法,因為當時大陸的大型飛機很少,可選用的機型只有伊爾-18、三叉戟、波音707、子爵、圖104、圖-4等,這些飛機都是英國、蘇聯或美國產品,當時中蘇和中美關係都處於緊張狀態,零配件戰時難以保證,英國產的“子爵”飛機已經停產,而機械狀況比較好且能加工零部件的只有圖-4,因此,採用圖-4作預警機平台合乎情理。
1969年底,603所會同其他所派出人員組建了150人的設計隊伍,以603所的樓國耀擔任型號的技術總負責人,後期改由周光耀擔任。空軍決定由六院為主設計,5702廠生產,空36師執行試飛任務。當時要求全國各單位對926計畫所需材料加工資料等全部開綠燈放行,只能傾全力配合不得過問。
“空警一號”首先遇見的問題是機身上攜帶7米直徑的雷達罩後,重量增加5噸,飛行阻力增大30%,原先的四台АЩ-73ТК發動機功率不足。為此,決定改裝已經國產化了的渦槳-6發動機,當時也只有這一款發動機能滿足要求。改裝工作由空軍一所擔任。由於АЩ-73ТК風冷活塞發動機短艙小,根本裝不下長大的渦槳6,因此需要在活塞發動機艙前,加裝一段過度艙段與原發動機艙連線。製造和安裝這個艙段時,由於沒有型架保證精度,技術工人們把木匠拉線和水平儀等家什用於測量安裝焊接位置,結果不僅精度非常好,而且時間只用了一個月就順利完成。
雖然順利改裝了發動機艙,但是加長了的發動機向前伸出達2.3米,影響了飛機的安定性和操縱性。工程師解決這個問題也是採取快刀斬亂麻,用加大平尾面積,並且在平尾兩端加裝端板,同時增加腹鰭和加大背鰭來保證安定性。平尾的面積展向加長2米,弦向加長了400毫米。
改裝最主要的部分是雷達和機載系統。為裝下這些系統,拆除飛機上原有的“鈷”雷達和所有炮塔。在機背上加裝了7米直徑、厚度為1.2米的玻璃鋼雷達罩。由於原型機體沒有相應的承力結構能用於安裝雷達罩支架,普通框架承受不了雷達罩在飛行中產生應力,因此在圖-4的機身內加裝了承力框架,然後再把雷達罩架安裝在這些承力結構件上。
圖-4飛機中段的炸彈艙等幾個艙段全部改裝成密封艙,用於安排雷達操作員和控制人員。當時由於國內對於世界預警機技術水平和觀念上相差很大。空警一號的主要分系統包括警戒雷達系統、數據處理系統、數據顯示和控制系統、敵我識別系統、通信和數據傳輸系統、導航和引導系統、電子對抗系統。在“空警一號”上採用的是布置多個雷達P型顯示器,2個A型顯示器,UHF和VHF波段的電台分別擔任空地和空空通話,當時數據傳輸設備採用無線電傳機改裝,空域的空情顯示主要以圖板作圖表示。由於雷達P顯當時只有長餘輝一種,操縱員和控制員必須緊盯顯示器,不然很可能漏看空情。實質上“空警一號”只是將雷達站移到空中拓展探測範圍和減小盲區,性能與50年代早期的預警機相當,並非真正意義上的現代預警機。根據已經公開的當時資料,空警一號對低空目標的探測面積相當於40個П-3雷達站,這對於當時的大陸防空是非常有實用價值的。
在預警機的製造史上,中國人的改裝速度是世界之最。從1969年12月開始畫圖,只用了一年零七個月,1971年6月10日空警一號就開始了首次試飛,隨後進入試飛階段。在起飛過程中,首先發現飛機跑偏,飛行員極力控制飛機,才使得沿跑道中線扭秧歌一樣地滑跑起飛和降落,升空後在飛行也有偏航滾轉的趨勢,飛行員在數小時的飛行中,時刻要用力把登舵。後來經過測試,發現是發動機功率加大後,螺鏇槳側洗流打在垂尾上造成的偏航力矩所致。圖-4原裝的АЩ-73ТК活塞發動機是右鏇,而渦槳6是左鏇,原設計對右鏇的氣動力矩補償措施全部失效,造成飛機左偏右傾。而中國的技術人員解決這個看來很棘手的問題卻只需一把扳手,將左右發動機油門推桿調整成固定8度的油門,造成左右推力不同來補償這個偏航力矩。
另一個在試飛中出現的問題卻沒有如此簡單。由於位於垂尾前方的雷達罩厚度大且邊沿鈍,飛行中罩後氣流產生分離引起紊流,作用在垂尾上就產生振顫。這種振顫飛行員在飛行中都能明顯感覺到。振顫不僅容易使空勤人員感覺疲勞,也容易使結構疲勞。從1972年9月開始,設計組開始著手排除振顫。採取的手段是在天線架上安裝船形整流罩,並在垂尾上加裝動力吸振器。經過反覆試驗,證明這些手段是有效的,成功地將振顫遏止在允許範圍內。
“空警一號”全部改裝完成後,進行了幾百小時的飛行測試。中高空模擬目標是轟-6轟炸機,海上低空目標以安-24運輸機模擬。“空警一號”對轟-6的探測距離能夠達到300~350公里,對海上低空飛行的安-24飛機探測距離達250公里。“空警一號”也針對海上艦船進行了試驗,探測大型獵潛艇一類的目標距離達300公里。雖然當時空警一號採用的全是電子管系統,連指揮計算機都是電子管電晶體混合電路,但在探測距離上也能與國外同時代的先進預警機相比美。“空警一號”落後在雷達數據處理和信息傳送環節上,缺乏實用的人機界面,不得不折中依靠手工標圖和語音通信傳報空情。
遺憾與新生
“空警一號”研製成功後,並沒有進入空軍服役。進入20世紀70年代,台灣國民黨飛機的襲擾漸漸平息,大陸的雷達網已經逐漸完善,覆蓋了大多數國土。對於空中預警機填補盲區的緊迫程度減緩,如此以來,大陸有時間更進一步認識預警機作戰體系。到20世紀80年代共和國空軍依舊在停留在50年代末期的水平,主要戰機依舊是米格-17和米格-19的國產型殲-5和殲-6,而地面雷達也還是當年的П-3和П-20。1982年爆發的敘利亞與以色列的戰爭中,以色列成功的瓦解了敘利亞的地面雷達網的防空體系,這場戰爭警醒了共和國空軍。落後的戰術思想和落後的裝備才是敘利亞人失敗的原因。80年代末期,“空警一號”第一次展現在國人眼前的時候,已經不再能遨遊長空,而是北京小湯山航空博物館的展品。這對於希望中國有自己的預警機的人們也許有些許遺憾,但對共和國空軍卻意味著戰略思想和觀念的新生,“空警一號”是中國防空史上的一個里程碑。