中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

ZDK-03預警機是巴基斯坦的“明星級”軍事裝備,是巴基斯坦軍事指揮體系中的重要一環。

巴基斯坦親切的稱呼ZDK-03預警機為“喀喇崑崙鷹”,其寓意是高高翱翔在克什米爾最高巔峰之上的、擁有洞察一切銳利目光的雄鷹。由此可見,巴基斯坦對ZDK-03預警機的喜愛與重視,從這個側面也能折射出ZDK-03預警機的性能優良和功能的強大。

2005年,中國與巴基斯坦確立“全天候戰略合作伙伴關係”,隨後中巴開啟了全方位、體系化深入合作的新篇章。ZDK-03預警機項目就是在這樣的大背景下展開,其研製與改進的過程極具“互惠互利、共同發展”的“共贏”特色……

當我們重新回顧、審視這段歷史時候,就會發現,這是一段充滿各種“機緣巧合”的傳奇故事……

“費爾康”與“中電科”(ZDK)

1987年,以色列飛機公司(IAI)與其下屬公司(ELLA)共同開發預警機項目,攪風攪雨“費爾康”由此誕生。“費爾康”預警機最大的特點是選擇使用相控陣雷達技術替代傳統的機械旋轉式雷達,這在當時屬於“革命性”的設計。“費爾康”針對戰鬥機最大探測距離為370千米,可同時跟蹤60個空中目標,同時指揮12架飛機作戰。

1993年,智利空軍訂購的“費爾康”預警機還參加當年的巴黎航展,並進行飛行表演。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

智力空軍的“費爾康”,只能連續探測260°區域

1996年,中國與以色列簽署合作協議,初步達成採購四套“費爾康”預警機,以色列將重新整合相控陣雷達天線,將雷達、敵我識別、電子壓制、電子情報蒐集、通訊情報蒐集、通訊支持等諸多傳感器集於“費爾康”預警機一身。中國採購的“費爾康”預警機載體選用俄羅斯IL76MD運輸機做為平臺,由以色列飛機公司在其本土進行改裝與測試。中以雙方簽署的“費爾康”協議中還註明,中方擁有優先購買權和技術轉讓等一系列附屬(附件)權利。

中以合作的“費爾康”在某些“紙面”性能指標上已經超出美國E-3“望樓”預警機。1999年下旬,中以合作的“費爾康”項目已經完成對俄羅斯IL76MD(A-50H)的整機改裝,雷達及其電子通訊系統已經安裝調試完成。在準備首飛、測試階段,突然遭到美國極力反對,美國以終止“軍事合作與軍事援助”為要挾條件,極力阻止中以“費爾康”合作項目。2001年12月底,在美國持續的極力反對壓力下,以色列單方宣佈中止與中國簽訂的預警機合同。

2002年3月,中國相關部門通過整合全國電子研究院所、高科技企業等資源,成立“中電科”集團(即,CETC),

主要從事軍事領域的各類信息化武器裝備和電子信息產品的研製與研發。2002年底,由王小謨擔任總師,“中電科”啟動戰略預警機“空警-2000”研發項目。2003年11月,“空警-2000”(模擬陣)完成第一次試飛。2003年5月,“中電科”立項空警-200預警機研發項目,2004年10月,“空警200”首飛成功。(2006年6月3日,空警200在測試新型裝備時,發生墜機事故,5名機組人員和35位雷達、電子、通訊領域專家遇難。在這裡向中國英烈們致以崇高的敬禮!

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

空警2000---------------------空警200

“中電科”就此強勢出擊,開創中國軍事工業電子信息化領域的“大躍進”。先後完成“2號數據鏈”、“3號數據鏈”、“軍用保密移動通信系統、“軍用網格系統”、“美國空中電子偵查四大系統的逆向、仿製、順向三個階段的研究工作”、“殲10與殲11機載有源相控陣雷達火控系統研製”等一系列對中國軍事科技發展影響意義深遠的科研項目與技術儲備。

2010年12月底,“中電科”推出第一款商用版“華睿1號”高性能DSP芯片。2012年11月底,“中電科”推出第一款軍用版“魂芯1號”高性能DSP芯片。2018年中旬,推出第二代商用版“華睿2號”高性能DSP芯片。同期,第二代軍用版“魂芯2A號”高性能DSP芯片問世。

“中電科”通過近20年飛速發展,已經成為世界軍事工程電子與信息領域一流的綜合性科技集團,特別是在雷達(全領域、全空域)、通訊、信息等領域成為亞洲無可爭議第一。

A-50EI VS SAAB-2000

2003年10月,在美國的默許下,印度、以色列、俄羅斯三方經過協商,簽署印度採購“費爾康”預警機的協議(即,A-50EI),三架“費爾康”總價達到10億美元。三架“費爾康”分別於2008年11月、2009年4月、2010年8月交付印度空軍服役。

印度空軍裝備“費爾康”預警機,必然會在空中指揮能力上獲得巨大的技術優勢,從而促使印度空中打擊戰術與打擊力度變得更加高效,這讓巴基斯坦國土防空壓力陡然劇增。

2004年,巴基斯坦與瑞典簽署協議,將採購6架配備有PS-890相控陣預警雷達的SAAB-2000預警機(薩博2000), 總合同價值高達11億美元,首架SAAB-2000將於2009年12月底交付。

巴基斯坦通過技術驗證對比,發現SAAB-2000由於機體空間有限,計算機設備安裝較少,其處理能力有限。SAAB-2000探測到的雷達信息,需要通過數據鏈傳回地面站進行處理。這種近似於“地面站控制”的空中監視系統,在信息處理能力、自動化程度方面與“費爾康”相距甚遠,根本無法獨自承擔空中預警與指揮任務。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

印度“費爾康”的預警雷達由於經歷了近10年的“蹉跎”,在技術指標方面不在顯得極為突出,其數據鏈系統也存在“先天”缺陷。但“費爾康”具備的機體大空間、長航時、空中受油能力和360°全空域探測能力是毋庸置疑的。

巴基斯坦空軍急需一款能夠在邊境與克什米爾地區長時間持續預警執勤,能夠同時指揮更多飛機協同作戰,並且,使用效費比高,採購價格便宜的預警機。用以填補巴基斯坦空軍不具備“真正空中預警指揮能力”的技術短板。

中國“全數字陣”的誕生

“我國以機載預警雷達為突破口,實現了機載雷達裝備從機械掃描到有源相控陣的跨越,沒有搞無源相控陣,在世界上首次裝備二維有源相控陣預警雷達,也就是說雷達波束在水平方向上和高度方向上都能電子掃描,由此也帶動了戰鬥機火控雷達裝備採用有源相控陣。”★摘自《ZDK-03預警機項目常務副總設計師、“中電科”集團曹晨研究員——訪談錄》

華東電子工程研究所是“中電科”第38研究所的前身,早在1993年,就提出“直接數字波束控制系統”的概念。並對基於DDS(數字式頻率合成器)的數字T/R組件進行了深入研究。1998年,華東電子工程研究所研製基於DDS技術的DBF(數字波束合成技術)4單元發射陣。2000年9月成功研製“8單元一維全數字波束髮射陣”試驗系統,實現對10km以內的汽車、飛機等目標觀測,構成全數字相控陣雷達的雛形。

2004年,“中電科”第14、第38研究所聯合完成“64個單元兩維全數字陣列”雷達演示與驗證系統的研製。全數字陣雷達工作頻率為S波段,通過對20多個批次的民航目標進行了連續跟蹤試驗,全數字雷達系統功能得到完全的驗證。

2005年,“中電科”第14、第38研究所採用模塊化設計,研製成功高度集成、穩定可靠的DAM(數字陣列模塊),聯合完成“512個單元兩維全數字陣列”雷達演示驗證系統的研究和試驗。這是典型的縮小版DAR(數字陣列雷達),其作用距離大於100km。至此,“中電科”通向“全數字陣列”雷達的大門,已經完全被打開……

“全數字”相控陣相較於“模擬”相控陣具備諸多優勢:

  1. “全數字”陣列整體結構更加簡單與緊湊,集成化程度更高,增大空間利用率
  2. “全數字”陣列摒棄了傳統的移相器和衰減器,以及大量的電源電纜、控制電纜(光纖替代),因此重量大幅度降低
  3. “全數字”陣列內部損耗低,雷達波束副瓣低;
  4. “全數字”陣列系統動態範圍更大,特別有利於精確觀測小目標(低可探測)
  5. “全數字”陣列容易實現“多波束”,針對多批次目標,“多波束”可同時滿足高精度、高速搜索與跟蹤的高數據率;
  6. “全數字”陣列是基於軟件控制的數字化雷達,利用軟件實現“多種用途的雷達功能”,從而減少設備數量,降低電磁干擾概率;
  7. “全數字”陣列全週期維護費用低
  8. “全數字”陣列系統任務可靠性高;

ZDK-03的由來

中國能夠成功的獨立研製空中預警機,讓巴基斯坦的預警機引進之路,多出了一種選擇。藉助“全天侯”夥伴的身份,以及中巴聯合研製FC-1“梟龍”戰鬥機項目的契機。巴基斯坦多次表示希望中國在預警機方面能夠提供一定的幫助,巴基斯坦希望獲得一款中型預警機,在技術與功能上不遜色於印度“費爾康”預警機。

巴基斯坦希望獲得“中型預警機”的需求,與中國軍事裝備發展“預警機小型化”的需求和王小謨總師提出的“小載具、大預警”(空警500)的構想不謀而合。

“中電科”並不是孤立的承接巴基斯坦中型預警機項目,而是將巴基斯坦中型預警機項目做為中國“預警機小型化”預研項目一部分。空警200預警機對低空目標、對海上目標探測性能出色,但存在不能全空域探測與預警弱點。若要將“大圓盤”搬上“運八的脊背”,就必須讓空警2000的“模擬陣”更換為“數字陣”。

運-8“背上大圓盤”會對飛機的氣動結構造成嚴重影響,如何調整運-8的飛行性能,這個驗證過程將由巴基斯坦中型預警機項目來承擔。還有部分配套的電子設備在電磁兼容與電子干擾方面的問題,也可以放到巴基斯坦中型預警機項目中提前解決。巴基斯坦中型預警機項目可以說是中國空警500預警機的“堂哥”,為中國空警500載機平臺的順利研製起到了保駕護航的作用。

巴基斯坦中型預警機項目是“中電科”做為“預警機總設計師單位”研製的第三個預警機型號,也是中國的第一款出口型預警機。“中電科”對巴基斯坦中型預警機寄以厚望。因此,“中電科”為巴基斯坦中型預警機項目命名為“ZDK-03”。

“ZDK-03”的誕生

“中電科”為滿足巴基斯坦關於“價格低廉”的要求,為“ZDK-03”預警機選擇安裝中國第二代空中預警雷達(無源)。該型雷達採用“行波陣波導裂縫天線”,並按照“背靠背”佈局,形成雙面S波段雷達,佈置在蘑菇形雷達罩中,以每分鐘6轉,實現進行對空、對地(對海)360°的搜索。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

ZDK-03預警雷達罩內部示意圖

中國第二代空中預警雷達與“三面結構有源相控陣”的競爭中失敗,沒能運用到空警2000預警機的研製上,但作為技術儲備,一直在進行改進、發展與完善。該型雷達工作頻率在S波段,其主要性能已經達到美國E-3預警機AN/APY-1雷達的水平。雖然運-8飛機背部承載能力有限,雷達天線比美國E-3預警機略小,在最遠探測距離上有所降低,但探測精度非常高。

中國第二代空中預警雷達具備抗電子干擾能力和一定的電子反制能力。通過針對性優化,利用新的“多波形數字脈衝壓縮”技術,藉助高性能DSP芯片的信號與數據處理能力,提高雷達的數據採樣率,其強化的針對小目標(即,巡航導彈)的遠距離探測能力,已經接近美國E-3C預警機的水平。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

ZDK-03預警機(原型機)

“中電科”依靠在空警2000、空警200研發工作中積累的大量經驗,利用中國軍事科技成熟的技術儲備,僅用20個月,就實現“ZDK-03”的從無到有。

2007年,以運-8F-400運輸機為平臺的“ZDK-03”原型機抵達巴基斯坦空軍基地進行實地測試。起初,這架塗裝“醜陋”,且“技術落後”(沒有使用有源相控陣)的預警機,讓巴基斯坦空軍完全提不起興趣。但隨著測試項目的不斷展開,“ZDK-03”合理的系統設計展現出的優良性能,讓巴基斯坦軍方欣喜不已。

巴基斯坦將“ZDK-03”與SAAB-2000的有源相控陣雷達進行對比時發現:

  1. “ZDK-03”在最大探測距離上要遠大於薩伯-2000,特別是針對RCS=2㎡的目標其探測距離也能達到300千米。
  2. SAAB-2000只具備對目標的“一維”探測能力(即,只能給出目標的方位角信息),“ZDK-03”可以像美國E-3預警機一樣,給出目標的高度、航向、航速等完整信息。
  3. “ZDK-03”由於機體空間更大,可以容納大量的信息處理、計算設備,以及數個獨立的監控操作平臺,能夠同時處理200批次以上的目標。可以獨立的完成空中監視、監控、跟蹤、預警和指揮的全部工作。

“ZDK-03”原型機讓巴基斯坦軍方印象深刻,無論是雷達性能還是完備的功能設計,均讓SAAB-2000相形見絀。巴基斯坦軍方坦言,SAAB-2000相對於“ZDK-03”只能稱之為空中警戒巡邏機,作為配合“ZDK-03”空中執勤的角色,進行中低空補盲探測更為合適。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

巴基斯坦對“ZDK-03”原型機的性能十分滿意,正式與中方簽訂引進4架“ZDK-03”預警機的協議。同時,提出進一步增加“ZDK-03”的續航能力。

2011年11月26日,首架ZDK-03預警機正式交付巴基斯坦空軍。量產的“ZDK-03”預警機載機平臺採用運-9(運-8高新工程三類平臺)為載機平臺,機身從33米,增加到36米,續航能力增加到8小時以上。由於採用了新型動力系統,並換裝新型六葉複合材料螺旋槳,因此,耐高溫與高原起降性能都得以改善。

2014年底,中方將最後一架ZDK-03預警機交付巴基斯坦空軍。2015年2月26日,4架ZDK-03預警機齊聚巴基斯坦馬蘇爾空軍基地,參加巴基斯坦第四預警機中隊成軍儀式。至此,全部4架ZDK-03預警機正是進駐位於卡拉奇附近的新基地進行戰備值班。

“ZDK-03”項目對巴基斯坦的意義

巴基斯坦通過“ZDK-03”項目對中國軍事科技的實力有了更為深刻的認識。以“ZDK-03”為核心的空中指揮體系的建立,成為推動巴基斯坦建立三軍空地一體信息化、數字化、網絡化指揮體系的催化劑。也正是在中巴“ZDK-03”項目成功合作之後, 、中國北斗 目相繼展開,並結出碩果。

巴基斯坦以ZDK-03預警機、地面通訊中繼指揮方艙、 、地面戰術數據處理中心、巴基斯坦國家服務網為核心,初步建立起巴基斯坦三軍空地一體的信息化、數字化、網絡化指揮體系。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

巴基斯坦三軍空地一體指揮體系

這一體系的建立與完善,使得巴基斯坦與印度在克什米爾的對抗中,掌握著信息化、數字化、網絡化、體系化作戰的先機。也讓巴基斯坦的“精兵”策略得以有的放矢的開展。

“ZDK-03”項目對中國的意義

巴基斯坦的軍事裝備主要以西方軍事裝備為主。特別是巴基斯坦空軍可以說是師承美國空軍,是一支從裝備體系、日常訓練、作戰指揮完全西方化的空中打擊力量。中國研製的ZDK-03型預警機在於西方同類預警機(SAAB-2000、費爾康)的對抗中嶄露頭角,說明在中國軍事領域的高科技實力是過硬的。

中國通過與巴基斯坦合作“ZDK-03”項目,悄然在巴基斯坦建立了一套獨立於西方的、具有中國“血統”的軍事裝備體系。這是中國“撕開”以西方為代表的“軍事裝備高科技”技術壁壘的一次成功的嘗試與範例。具有中國“血統”的指揮體系的建立,也為今後中巴合作的軍事裝備(或直接引進中國武器裝備,例如殲十系列)快速融入巴基斯坦體系化作戰提供了“先天”的便利條件。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

ZDK-03型預警機成功出口巴基斯坦,是中國軍事裝備對外軍貿易的里程碑。中國以此成為繼美國、俄羅斯、以色列、瑞典四國之後第五個具備出口預警機的國家。不僅如此,中國還成為能夠提供軍艦、陸軍各類裝備、預警機、戰鬥機、各類導彈(空空、空地、反艦、巡航)、精確制導炸彈(滑翔彈)、光電吊艙、無人機、通訊與數據鏈系統,以及指揮自動化設備等高科技軍事裝備的完整體系國家。

這不僅僅讓中國的高科技軍事裝備在國際市場上更具競爭能力,同時也大大提高中國的國際形象與國際影響能力。

騰飛的“ZDK-03”預警機

ZDK-03預警機從最初醜陋的“原型機”(2007年)誕生,直至今天已經有12個年頭。在這十幾年裡,在世界各大航展(防務展)上,總能看到“ZDK-03”的身影。“ZDK-03”已經成為中國軍事工業科技水平的一張名片。“ZDK-03”一直在不停的進步、發展與演化。逐步發展成為可根據客戶的資金需求和功能需求,能夠靈活的對機載設備進行自由搭載的系列化出口型預警機機型。

中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機
中巴軍事合作共贏的典範——ZDK-03預警機

2019年阿布扎比防務展上最新型ZDK-03預警機

2019年阿布扎比防務展上,最新型“ZDK-03”令人眼前一亮。新型“ZDK-03”預警機與空警500極為相似,機體背部主雷達使用全數字相控陣雷達(三面陣),機體側後部配有專用的電子戰天線陣列,機頭也同樣配有全數字相控陣雷達系統。

新型“ZDK-03”預警機與空警500最大的不同,在於機體背部雷達罩中間沒有“小鼓包”。由此可知,新型“ZDK-03”沒有加裝類似空警500的“星鏈”收發器設備。

中國有關部門能夠允許與空警500相類似的“ZDK-03”外貿型預警機出口,這預示著中國有更加先進的、更具前瞻性的預警機項目已經開始預研。同時也充分說明,中國不但完全掌握“全數字有源相控陣雷達”技術,並在該領域闖出了一條屬於自己的道路。這也可以看做是對全世界無聲的宣言:中國軍事工業的科技體系在高精尖的征途上,正在以迅猛的速度大踏步前進……


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