През втората половина на 60-те години стана ясно, че модернизационният потенциал на EC-121 Warning Star AWACS е практически изчерпан. Непропускливите кабинни и бутални двигатели не позволяват патрулиране на височина и пълния потенциал на бордовите радари. Използването на два радара от различен тип за наблюдение на долното и горното полукълбо значително намалява аеродинамичното качество на самолета и увеличава теглото на оборудването. Освен това, за обслужване на различни станции, бяха необходими собствени оператори, така че при последните модификации на Warning Star броят на членовете на екипажа достигна 26 души и повечето от тях просто се занимаваха с обслужване на радарно и комуникационно оборудване. Въпреки че през 60-те години се правят опити за прехвърляне на елементарната база на оборудването от електровакуумни устройства към полупроводникови елементи, създадените през 40-50-те години радарни станции съдържат значителен брой електронни лампи, което ги прави много тромави, енергоемки и не е много надежден.
В началото на 70-те години постиженията в областта на самолетостроенето и полупроводниковата електроника направиха възможно създаването на тежък самолет AWACS, способен да патрулира дългосрочно на височина 7-9 км и оптимално да използва възможностите на радар за наблюдение. Изчисленията показаха, че радарът на височина 9000 м ще има обсег на видимост до 400 км. Както вече беше споменато във втората част, през 60-те години самолетът EC-121L AWACS с радар AN / APS-82, който имаше въртяща се антена в обтекател във формата на диск, беше тестван в САЩ. По редица причини тази версия не е построена последователно, но дори тогава стана ясно, че "въздушната радарна пикет" с една въртяща се антена над фюзелажа има големи перспективи.
Поради факта, че през 70-те години ядрено-ракетният паритет беше постигнат между двете суперсили, западните стратези вече не се страхуваха от съветските бомбардировачи на далечни разстояния, чиято роля изчезна на заден план, а от пробив на танкови и мотострелкови дивизии на Дирекция „Вътрешни работи” на отбраната на НАТО в Европа. Превъзходството на СССР и страните от Варшавския договор в конвенционалните оръжия беше да отблъснат тактическите ядрени оръжия и изтребителите-бомбардировачи. Ясно е, че за да се нанесат въздушни удари срещу съветски танкове, които се втурват към Ламанша и да разбият комуникациите, без да имат превъзходство във въздуха. беше меко казано трудно. Американците и техните съюзници се нуждаеха от самолет AWACS с мощен радар, способен да извършва дълги патрули на голяма надморска височина и своевременно да уведомява за приближаването на вражеските самолети и да ръководи действията на бойните им самолети. Същевременно се обръщаше същото внимание на възможностите за използване на самолета като въздушен команден пункт, както и на характеристиките на радарния комплекс.
Както вече споменахме, предупредителната звезда EU-121 е безнадеждно остаряла, а E-2 Hawkeye, използвана от американския флот за мащаба на европейския театър и противовъздушната отбрана на Северна Америка, имаше недостатъчен обхват и височина на полета. В допълнение, първите модификации на Hokai имаха сериозни проблеми с надеждността на авиониката, а опитът от експлоатацията на E-2A с радара AN / APS-96 в Югоизточна Азия демонстрира невъзможността за откриване на цели на фона на земната повърхност.
През втората половина на 60 -те години САЩ стартираха програмата Overland Radar Technology (ORT) за разработване на радари за откриване на въздушни цели на фона на Земята. В рамките на тази програма е създаден импулсно-доплеров радар, работещ на принципа на сравняване на честотата на повторение на импулсите на излъчения сигнал с честотата на отразения ехо сигнал. С други думи, доплеровата честота е извлечена от движеща се цел на фона на сигнали, отразени от земята.
Създаването на радари, способни ефективно да работят по ниско надморски цели на голямо разстояние, мина с големи трудности. Първата сравнително работеща проба на радар Westinghouse AN / APY-1 имаше много недостатъци. В допълнение към доста предсказуеми проблеми с ниска надеждност, станцията даде много фалшиви засечки от обекти на земята. Например при ветровито време люлеещите се корони на дървета се възприемаха като ниско надморски цели. За да се премахне този недостатък, беше необходимо да се използва много мощен компютър по стандартите на 70 -те години, способен да избира цели и да показва само реални въздушни обекти и техните реални координати на екраните на операторите.
Определянето на азимута на прицела се извършва в резултат на няколко сканирания и сравняване на резултатите, получени от различни позиции на целта във времето и пространството. Този режим ви позволява да получите максимално количество информация, но обхватът е минимален. Когато обхватът на откриване на отдалечени цели е по-важен от информацията за височината им на полет, той преминава в режим на импулсно-доплерово сканиране, без да определя ъгъла на височината, и не се случва вертикално сканиране. Станцията може да работи и в режим на пасивно електронно разузнаване, като приема сигнали, излъчвани от радари от други самолети.
Първоначално за новите тежки самолети AWACS (Airborne Warning And Control System), по аналогия с палубата E-2 Hawkeye, беше планирано създаването на нова специализирана платформа с 8 турбовентилаторни двигатели General Electric TF34, групирани по двойки. Тези двигатели са инсталирани на щурмовиците A-10 Thunderbolt II и противолодочния самолет S-3 Viking, изстрелян в началото на 70-те години от поредицата. Този маршрут обаче се смяташе за твърде скъп, изчисленията показаха, че оборудването, операторите и външната радарна антена могат да бъдат поставени върху съществуващи модели военно-транспортни самолети или пътнически самолети с дълъг обсег. Boeing 707-320, широко използван по това време, с местни двигатели Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) е избран за база. По това време ВВС на САЩ вече експлоатират самолети -танкери, разузнавателни самолети, въздушни командни пунктове и транспортни и пътнически превозни средства на базата на Boeing 707.
С максимално тегло при излитане от около 157 300 кг, самолетът може да остане във въздуха без зареждане с гориво за 11 часа. Максималната скорост достига 855 км / ч. Таванът е 12 000 метра. Тактическият обхват е 1600 км. Патрулирането обикновено се извършва на височина 8000-10000 метра със скорост 750 км / ч.
Първите два построени прототипа са известни като EC-137D. Серийният самолет AWACS получи индекса E-3A Sentry (английски Sentry). Строителството на самолети от системата AWACS започва през 1975 г. Само за 8 години са построени 34 машини от модификацията E-3A.
E-3A Sentry
Първият самолет през 1977 г. влезе в оперативното 552 -ро десантно крило за ранно предупреждение във военновъздушната база Тинкер в Оклахома. На Tinker бяха назначени 27 самолета AWACS. Четирима от тях на смяна са патрулирали в Далечния изток и са били разположени във въздушната база Кадена в Япония, още два самолета в авиобазата Елмендорф в Аляска. След началото на доставките на Е-3А, интегриран със системата за ПВО на САЩ и Канада, започна масовото извеждане от експлоатация на остарелите самолети Е-121 AWACS. Въпреки първоначално ниската надеждност на радара и проблемите със свързването към централизираната система за противовъздушна отбрана на Северна Америка, новият самолет за ранно предупреждение и управление първоначално демонстрира голям потенциал за откриване на съветски бомбардировачи и насочване към тях на изтребители-прехващачи.
В допълнение към ВВС на САЩ, AWACS от първата модификация бяха доставени на съюзниците от НАТО; общо 18 E-3A бяха изпратени в Европа. 1984 до 1990 г. пет Е-3А с пресечена комуникация и радарно оборудване бяха продадени на Саудитска Арабия. Иран в края на 70 -те години също поръча 10 AWACS, но след свалянето на шаха тази заповед не можеше да бъде изпълнена. Общо от 1977 до 1992 г. Произведени са 68 самолета от семейство E-3 Sentry.
През 1982 г. самолетите, предназначени за операции в европейския театър на военните действия, са оборудвани с оперативна система за предаване на тактическа информация JITIDS, която дава възможност за обмен не само на гласова информация, но и на предаване на визуално показана символична информация на разстояние до 600 км. Използването на това оборудване значително опрости взаимодействието с изтребители и направи възможно да се контролират действията на няколко десетки прехващачи.
Най-забележимата част от самолета AWACS беше въртящ се пластмасов радиопрозрачен обтекател с форма на диск, монтиран на две 3,5-метрови опори над фюзелажа. Вътре в пластмасов диск с тегло около 1,5 тона, диаметър 9,1 метра и дебелина 1,8 метра, в допълнение към пасивна антенна решетка с електронно сканиране, са инсталирани антени на системата за разпознаване на приятели или врагове и комуникационно оборудване. Антената може да завърши пълен оборот за 10 секунди. Охлаждането на основната антена на радара и друго оборудване се осъществяваше от настъпващия въздушен поток през специални отвори. Радио и комуникационно оборудване, изчислителни комплекси и средства за показване на информация консумират електроенергия няколко пъти повече от оборудването на базата Boeing 707-320. В тази връзка мощността на генераторите на E-3A беше увеличена до 600 kW.
Половин радар обтекач
Въпреки че самолетът е създаден главно за операции извън САЩ, оборудването включва системи SAGE и BUIC, предназначени за автоматизирано насочване на прехващачи над територията на Северна Америка. Подсистемата за обработка на данни на първите 23 самолета, изградена на базата на компютър IBM CC-1 със скорост на обработка на данни от 740 000 операции в секунда, осигурява стабилно проследяване на до 100 цели едновременно. Информацията за целта беше показана на 9 монитора. Компютърът IBM CC-2, инсталиран на двадесет и четвъртия сериен самолет, има основна памет от 665 360 думи. Този самолет също въведе интегрирана система за скрит обмен на тактическа информация между самолети AWACS, изтребители и наземни контролни пунктове. Той осигурява бързи и сигурни комуникационни канали за хиляди потребители.
Работни места на оператора на британската Sentry AEW.1
Работните станции на радарните и комуникационните оператори са разположени на три реда в кабината непосредствено зад пилотската кабина и отделението за авионика. Зад тях е работното място на офицера за управление и отделението на бордовия инженер. Отзад има кухня и кът за сядане. Броят на екипажа може да бъде 23 души, от които четирима са летателен персонал, останалите са оператори и технически персонал.
Но дори и с мощен радар и съвременни компютърни системи по онова време, способността на първия Е-3А да вижда нисколетящи цели на фона на земята е ниска. Следователно бордовото оборудване на самолети AWACS претърпя ревизия. Задачата за ефективно въоръжаване на въздушни цели на фона на земната повърхност беше решена след инсталирането на подобрен радар AN / APY-2 с обхват 10 см на самолета. На модернизирания самолет AWACS освен увеличаване на енергийния потенциал на радара, мощността на компютрите се е увеличила. Масата на цифровите единици за обработка на сигнала беше почти 25% от теглото на самия радар - повече от 800 кг. Общото тегло на радарното оборудване е приблизително 3,5 тона. Радарът AN / APY-2 има висока устойчивост на шум поради ниското ниво на задните и страничните лобове на схемата за насочване на антената.
Радарът AN / APY-2 може да работи в няколко режима:
1. Пулс-доплер без сканиране на лъча във вертикалната равнина.
2. Импулсно-доплер с сканиране на лъча във височина за оценка на височината на полета на въздушните цели.
3. Търсене над хоризонта, с прекъсване на сигнала под линията на хоризонта без избор на Доплер.
4. Изследване на водната повърхност с къси импулси (за потискане на отраженията от морската повърхност).
5. Пасивно определяне на посоката на източници на смущения в честотния диапазон на радара AN / APY-2.
Също така е възможно да се комбинират всички горепосочени режими във всяка комбинация.
Модернизираната версия, означена като E-3B, се строи от 1984 г. 24 самолета Е-3А са преобразувани в тази модификация. Едновременно с радара са разработени средства за пасивно откриване, записващи работата на бордови радари и други авиационни радиотехнически системи.
Самолетът, модернизиран до ниво AWACS Block 30/35, получи станция за електронно разузнаване AB / AYR-1. Визуално те се различават от по -ранните модификации със странични антени (от дясната и лявата страна), с размери приблизително 4x1 метър, които излизат на около 0,5 метра извън контурите на фюзелажа. Има и антени в носа и опашката на самолета. Станцията се състои от 23 модула с общо тегло 850 кг. След инсталирането на RTR станцията на борда на самолета беше необходимо да се оборудва работно място за друг оператор. В допълнение към самолетите на ВВС на САЩ подобна ревизия претърпяха и самолетите на НАТО AWACS.
Станцията се основава на два цифрови приемника, обединени от процесор. Които, в допълнение към моменталното измерване на честотата, извършват амплитудно определяне на посоката и параметрично разпознаване на типа на прихванатия източник на радиация. Според данни, публикувани в отворени източници, системата за разпознаване AB / AYR-1 е способна да идентифицира повече от 500 вида наземни и въздушни радари. Станцията, работеща в честотния диапазон 2-18 GHz, осигурява кръгово сканиране в сектор от 360 градуса и определяне на посоката на източници на радиоизлъчване с грешка не повече от 3 градуса на разстояние 250 км. Неговата производителност е приблизително 100 разпознаване на източници на радиация за 10 s. Максималният работен обхват на разузнавателното радиосъоръжение AB / AYR-1 над мощни източници на сигнал надвишава 500 км.
След варианта E-3B се появи E-3C с отлична авионика. На този модел, освен нови, по-високопроизводителни компютри, бяха инсталирани навигационният радар APS-133 и цифровото комуникационно оборудване AIL APX-103 IFF / TADIL-J. При тази модификация е актуализирано и оборудването за показване на радарна информация. Всички монитори с електронно -лъчеви тръби са заменени с плазмени или LCD панели.
Британски самолет AWACS Sentry AEW.1, придружен от прехващачи Tornado F.3
Модификацията с CFM International CFM56-2A двигатели за британските ВВС получи обозначението E-3D (Sentry AEW.1). Първият самолет беше предаден на RAF през март 1991 г.; общо Обединеното кралство поръча 7 самолета. Четири самолета AWACS E-3F със същите двигатели, но различна авионика са закупени от Франция.
Модернизация на E-3 Sentry на авиобаза Tinker
През 2003 г. САЩ отпуснаха 2,2 млрд. Долара за модернизиране на съществуващия флот на Sentry. Първият E-3G на ВВС на САЩ достигна пълна бойна готовност през 2015 г. Планира се да се преоборудват всички американски самолети от системата AWACS с достатъчен полетен ресурс в тази версия.
