中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

ZDK-03预警机是巴基斯坦的“明星级”军事装备,是巴基斯坦军事指挥体系中的重要一环。

巴基斯坦亲切的称呼ZDK-03预警机为“喀喇昆仑鹰”,其寓意是高高翱翔在克什米尔最高巅峰之上的、拥有洞察一切锐利目光的雄鹰。由此可见,巴基斯坦对ZDK-03预警机的喜爱与重视,从这个侧面也能折射出ZDK-03预警机的性能优良和功能的强大。

2005年,中国与巴基斯坦确立“全天候战略合作伙伴关系”,随后中巴开启了全方位、体系化深入合作的新篇章。ZDK-03预警机项目就是在这样的大背景下展开,其研制与改进的过程极具“互惠互利、共同发展”的“共赢”特色……

当我们重新回顾、审视这段历史时候,就会发现,这是一段充满各种“机缘巧合”的传奇故事……

“费尔康”与“中电科”(ZDK)

1987年,以色列飞机公司(IAI)与其下属公司(ELLA)共同开发预警机项目,搅风搅雨“费尔康”由此诞生。“费尔康”预警机最大的特点是选择使用相控阵雷达技术替代传统的机械旋转式雷达,这在当时属于“革命性”的设计。“费尔康”针对战斗机最大探测距离为370千米,可同时跟踪60个空中目标,同时指挥12架飞机作战。

1993年,智利空军订购的“费尔康”预警机还参加当年的巴黎航展,并进行飞行表演。

中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

智力空军的“费尔康”,只能连续探测260°区域

1996年,中国与以色列签署合作协议,初步达成采购四套“费尔康”预警机,以色列将重新整合相控阵雷达天线,将雷达、敌我识别、电子压制、电子情报搜集、通讯情报搜集、通讯支持等诸多传感器集于“费尔康”预警机一身。中国采购的“费尔康”预警机载体选用俄罗斯IL76MD运输机做为平台,由以色列飞机公司在其本土进行改装与测试。中以双方签署的“费尔康”协议中还注明,中方拥有优先购买权和技术转让等一系列附属(附件)权利。

中以合作的“费尔康”在某些“纸面”性能指标上已经超出美国E-3“望楼”预警机。1999年下旬,中以合作的“费尔康”项目已经完成对俄罗斯IL76MD(A-50H)的整机改装,雷达及其电子通讯系统已经安装调试完成。在准备首飞、测试阶段,突然遭到美国极力反对,美国以终止“军事合作与军事援助”为要挟条件,极力阻止中以“费尔康”合作项目。2001年12月底,在美国持续的极力反对压力下,以色列单方宣布中止与中国签订的预警机合同。

2002年3月,中国相关部门通过整合全国电子研究院所、高科技企业等资源,成立“中电科”集团(即,CETC),

主要从事军事领域的各类信息化武器装备和电子信息产品的研制与研发。2002年底,由王小谟担任总师,“中电科”启动战略预警机“空警-2000”研发项目。2003年11月,“空警-2000”(模拟阵)完成第一次试飞。2003年5月,“中电科”立项空警-200预警机研发项目,2004年10月,“空警200”首飞成功。(2006年6月3日,空警200在测试新型装备时,发生坠机事故,5名机组人员和35位雷达、电子、通讯领域专家遇难。在这里向中国英烈们致以崇高的敬礼!

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空警2000---------------------空警200

“中电科”就此强势出击,开创中国军事工业电子信息化领域的“大跃进”。先后完成“2号数据链”、“3号数据链”、“军用保密移动通信系统、“军用网格系统”、“美国空中电子侦查四大系统的逆向、仿制、顺向三个阶段的研究工作”、“歼10与歼11机载有源相控阵雷达火控系统研制”等一系列对中国军事科技发展影响意义深远的科研项目与技术储备。

2010年12月底,“中电科”推出第一款商用版“华睿1号”高性能DSP芯片。2012年11月底,“中电科”推出第一款军用版“魂芯1号”高性能DSP芯片。2018年中旬,推出第二代商用版“华睿2号”高性能DSP芯片。同期,第二代军用版“魂芯2A号”高性能DSP芯片问世。

“中电科”通过近20年飞速发展,已经成为世界军事工程电子与信息领域一流的综合性科技集团,特别是在雷达(全领域、全空域)、通讯、信息等领域成为亚洲无可争议第一。

A-50EI VS SAAB-2000

2003年10月,在美国的默许下,印度、以色列、俄罗斯三方经过协商,签署印度采购“费尔康”预警机的协议(即,A-50EI),三架“费尔康”总价达到10亿美元。三架“费尔康”分别于2008年11月、2009年4月、2010年8月交付印度空军服役。

印度空军装备“费尔康”预警机,必然会在空中指挥能力上获得巨大的技术优势,从而促使印度空中打击战术与打击力度变得更加高效,这让巴基斯坦国土防空压力陡然剧增。

2004年,巴基斯坦与瑞典签署协议,将采购6架配备有PS-890相控阵预警雷达的SAAB-2000预警机(萨博2000), 总合同价值高达11亿美元,首架SAAB-2000将于2009年12月底交付。

巴基斯坦通过技术验证对比,发现SAAB-2000由于机体空间有限,计算机设备安装较少,其处理能力有限。SAAB-2000探测到的雷达信息,需要通过数据链传回地面站进行处理。这种近似于“地面站控制”的空中监视系统,在信息处理能力、自动化程度方面与“费尔康”相距甚远,根本无法独自承担空中预警与指挥任务。

中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

印度“费尔康”的预警雷达由于经历了近10年的“蹉跎”,在技术指标方面不在显得极为突出,其数据链系统也存在“先天”缺陷。但“费尔康”具备的机体大空间、长航时、空中受油能力和360°全空域探测能力是毋庸置疑的。

巴基斯坦空军急需一款能够在边境与克什米尔地区长时间持续预警执勤,能够同时指挥更多飞机协同作战,并且,使用效费比高,采购价格便宜的预警机。用以填补巴基斯坦空军不具备“真正空中预警指挥能力”的技术短板。

中国“全数字阵”的诞生

“我国以机载预警雷达为突破口,实现了机载雷达装备从机械扫描到有源相控阵的跨越,没有搞无源相控阵,在世界上首次装备二维有源相控阵预警雷达,也就是说雷达波束在水平方向上和高度方向上都能电子扫描,由此也带动了战斗机火控雷达装备采用有源相控阵。”★摘自《ZDK-03预警机项目常务副总设计师、“中电科”集团曹晨研究员——访谈录》

华东电子工程研究所是“中电科”第38研究所的前身,早在1993年,就提出“直接数字波束控制系统”的概念。并对基于DDS(数字式频率合成器)的数字T/R组件进行了深入研究。1998年,华东电子工程研究所研制基于DDS技术的DBF(数字波束合成技术)4单元发射阵。2000年9月成功研制“8单元一维全数字波束发射阵”试验系统,实现对10km以内的汽车、飞机等目标观测,构成全数字相控阵雷达的雏形。

2004年,“中电科”第14、第38研究所联合完成“64个单元两维全数字阵列”雷达演示与验证系统的研制。全数字阵雷达工作频率为S波段,通过对20多个批次的民航目标进行了连续跟踪试验,全数字雷达系统功能得到完全的验证。

2005年,“中电科”第14、第38研究所采用模块化设计,研制成功高度集成、稳定可靠的DAM(数字阵列模块),联合完成“512个单元两维全数字阵列”雷达演示验证系统的研究和试验。这是典型的缩小版DAR(数字阵列雷达),其作用距离大于100km。至此,“中电科”通向“全数字阵列”雷达的大门,已经完全被打开……

“全数字”相控阵相较于“模拟”相控阵具备诸多优势:

  1. “全数字”阵列整体结构更加简单与紧凑,集成化程度更高,增大空间利用率
  2. “全数字”阵列摒弃了传统的移相器和衰减器,以及大量的电源电缆、控制电缆(光纤替代),因此重量大幅度降低
  3. “全数字”阵列内部损耗低,雷达波束副瓣低;
  4. “全数字”阵列系统动态范围更大,特别有利于精确观测小目标(低可探测)
  5. “全数字”阵列容易实现“多波束”,针对多批次目标,“多波束”可同时满足高精度、高速搜索与跟踪的高数据率;
  6. “全数字”阵列是基于软件控制的数字化雷达,利用软件实现“多种用途的雷达功能”,从而减少设备数量,降低电磁干扰概率;
  7. “全数字”阵列全周期维护费用低
  8. “全数字”阵列系统任务可靠性高;

ZDK-03的由来

中国能够成功的独立研制空中预警机,让巴基斯坦的预警机引进之路,多出了一种选择。借助“全天侯”伙伴的身份,以及中巴联合研制FC-1“枭龙”战斗机项目的契机。巴基斯坦多次表示希望中国在预警机方面能够提供一定的帮助,巴基斯坦希望获得一款中型预警机,在技术与功能上不逊色于印度“费尔康”预警机。

巴基斯坦希望获得“中型预警机”的需求,与中国军事装备发展“预警机小型化”的需求和王小谟总师提出的“小载具、大预警”(空警500)的构想不谋而合。

“中电科”并不是孤立的承接巴基斯坦中型预警机项目,而是将巴基斯坦中型预警机项目做为中国“预警机小型化”预研项目一部分。空警200预警机对低空目标、对海上目标探测性能出色,但存在不能全空域探测与预警弱点。若要将“大圆盘”搬上“运八的脊背”,就必须让空警2000的“模拟阵”更换为“数字阵”。

运-8“背上大圆盘”会对飞机的气动结构造成严重影响,如何调整运-8的飞行性能,这个验证过程将由巴基斯坦中型预警机项目来承担。还有部分配套的电子设备在电磁兼容与电子干扰方面的问题,也可以放到巴基斯坦中型预警机项目中提前解决。巴基斯坦中型预警机项目可以说是中国空警500预警机的“堂哥”,为中国空警500载机平台的顺利研制起到了保驾护航的作用。

巴基斯坦中型预警机项目是“中电科”做为“预警机总设计师单位”研制的第三个预警机型号,也是中国的第一款出口型预警机。“中电科”对巴基斯坦中型预警机寄以厚望。因此,“中电科”为巴基斯坦中型预警机项目命名为“ZDK-03”。

“ZDK-03”的诞生

“中电科”为满足巴基斯坦关于“价格低廉”的要求,为“ZDK-03”预警机选择安装中国第二代空中预警雷达(无源)。该型雷达采用“行波阵波导裂缝天线”,并按照“背靠背”布局,形成双面S波段雷达,布置在蘑菇形雷达罩中,以每分钟6转,实现进行对空、对地(对海)360°的搜索。

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ZDK-03预警雷达罩内部示意图

中国第二代空中预警雷达与“三面结构有源相控阵”的竞争中失败,没能运用到空警2000预警机的研制上,但作为技术储备,一直在进行改进、发展与完善。该型雷达工作频率在S波段,其主要性能已经达到美国E-3预警机AN/APY-1雷达的水平。虽然运-8飞机背部承载能力有限,雷达天线比美国E-3预警机略小,在最远探测距离上有所降低,但探测精度非常高。

中国第二代空中预警雷达具备抗电子干扰能力和一定的电子反制能力。通过针对性优化,利用新的“多波形数字脉冲压缩”技术,借助高性能DSP芯片的信号与数据处理能力,提高雷达的数据采样率,其强化的针对小目标(即,巡航导弹)的远距离探测能力,已经接近美国E-3C预警机的水平。

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ZDK-03预警机(原型机)

“中电科”依靠在空警2000、空警200研发工作中积累的大量经验,利用中国军事科技成熟的技术储备,仅用20个月,就实现“ZDK-03”的从无到有。

2007年,以运-8F-400运输机为平台的“ZDK-03”原型机抵达巴基斯坦空军基地进行实地测试。起初,这架涂装“丑陋”,且“技术落后”(没有使用有源相控阵)的预警机,让巴基斯坦空军完全提不起兴趣。但随着测试项目的不断展开,“ZDK-03”合理的系统设计展现出的优良性能,让巴基斯坦军方欣喜不已。

巴基斯坦将“ZDK-03”与SAAB-2000的有源相控阵雷达进行对比时发现:

  1. “ZDK-03”在最大探测距离上要远大于萨伯-2000,特别是针对RCS=2㎡的目标其探测距离也能达到300千米。
  2. SAAB-2000只具备对目标的“一维”探测能力(即,只能给出目标的方位角信息),“ZDK-03”可以像美国E-3预警机一样,给出目标的高度、航向、航速等完整信息。
  3. “ZDK-03”由于机体空间更大,可以容纳大量的信息处理、计算设备,以及数个独立的监控操作平台,能够同时处理200批次以上的目标。可以独立的完成空中监视、监控、跟踪、预警和指挥的全部工作。

“ZDK-03”原型机让巴基斯坦军方印象深刻,无论是雷达性能还是完备的功能设计,均让SAAB-2000相形见绌。巴基斯坦军方坦言,SAAB-2000相对于“ZDK-03”只能称之为空中警戒巡逻机,作为配合“ZDK-03”空中执勤的角色,进行中低空补盲探测更为合适。

中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

巴基斯坦对“ZDK-03”原型机的性能十分满意,正式与中方签订引进4架“ZDK-03”预警机的协议。同时,提出进一步增加“ZDK-03”的续航能力。

2011年11月26日,首架ZDK-03预警机正式交付巴基斯坦空军。量产的“ZDK-03”预警机载机平台采用运-9(运-8高新工程三类平台)为载机平台,机身从33米,增加到36米,续航能力增加到8小时以上。由于采用了新型动力系统,并换装新型六叶复合材料螺旋桨,因此,耐高温与高原起降性能都得以改善。

2014年底,中方将最后一架ZDK-03预警机交付巴基斯坦空军。2015年2月26日,4架ZDK-03预警机齐聚巴基斯坦马苏尔空军基地,参加巴基斯坦第四预警机中队成军仪式。至此,全部4架ZDK-03预警机正是进驻位于卡拉奇附近的新基地进行战备值班。

“ZDK-03”项目对巴基斯坦的意义

巴基斯坦通过“ZDK-03”项目对中国军事科技的实力有了更为深刻的认识。以“ZDK-03”为核心的空中指挥体系的建立,成为推动巴基斯坦建立三军空地一体信息化、数字化、网络化指挥体系的催化剂。也正是在中巴“ZDK-03”项目成功合作之后, 、中国北斗 目相继展开,并结出硕果。

巴基斯坦以ZDK-03预警机、地面通讯中继指挥方舱、 、地面战术数据处理中心、巴基斯坦国家服务网为核心,初步建立起巴基斯坦三军空地一体的信息化、数字化、网络化指挥体系。

中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

巴基斯坦三军空地一体指挥体系

这一体系的建立与完善,使得巴基斯坦与印度在克什米尔的对抗中,掌握着信息化、数字化、网络化、体系化作战的先机。也让巴基斯坦的“精兵”策略得以有的放矢的开展。

“ZDK-03”项目对中国的意义

巴基斯坦的军事装备主要以西方军事装备为主。特别是巴基斯坦空军可以说是师承美国空军,是一支从装备体系、日常训练、作战指挥完全西方化的空中打击力量。中国研制的ZDK-03型预警机在于西方同类预警机(SAAB-2000、费尔康)的对抗中崭露头角,说明在中国军事领域的高科技实力是过硬的。

中国通过与巴基斯坦合作“ZDK-03”项目,悄然在巴基斯坦建立了一套独立于西方的、具有中国“血统”的军事装备体系。这是中国“撕开”以西方为代表的“军事装备高科技”技术壁垒的一次成功的尝试与范例。具有中国“血统”的指挥体系的建立,也为今后中巴合作的军事装备(或直接引进中国武器装备,例如歼十系列)快速融入巴基斯坦体系化作战提供了“先天”的便利条件。

中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

ZDK-03型预警机成功出口巴基斯坦,是中国军事装备对外军贸易的里程碑。中国以此成为继美国、俄罗斯、以色列、瑞典四国之后第五个具备出口预警机的国家。不仅如此,中国还成为能够提供军舰、陆军各类装备、预警机、战斗机、各类导弹(空空、空地、反舰、巡航)、精确制导炸弹(滑翔弹)、光电吊舱、无人机、通讯与数据链系统,以及指挥自动化设备等高科技军事装备的完整体系国家。

这不仅仅让中国的高科技军事装备在国际市场上更具竞争能力,同时也大大提高中国的国际形象与国际影响能力。

腾飞的“ZDK-03”预警机

ZDK-03预警机从最初丑陋的“原型机”(2007年)诞生,直至今天已经有12个年头。在这十几年里,在世界各大航展(防务展)上,总能看到“ZDK-03”的身影。“ZDK-03”已经成为中国军事工业科技水平的一张名片。“ZDK-03”一直在不停的进步、发展与演化。逐步发展成为可根据客户的资金需求和功能需求,能够灵活的对机载设备进行自由搭载的系列化出口型预警机机型。

中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机
中巴军事合作共赢的典范——ZDK-03预警机

2019年阿布扎比防务展上最新型ZDK-03预警机

2019年阿布扎比防务展上,最新型“ZDK-03”令人眼前一亮。新型“ZDK-03”预警机与空警500极为相似,机体背部主雷达使用全数字相控阵雷达(三面阵),机体侧后部配有专用的电子战天线阵列,机头也同样配有全数字相控阵雷达系统。

新型“ZDK-03”预警机与空警500最大的不同,在于机体背部雷达罩中间没有“小鼓包”。由此可知,新型“ZDK-03”没有加装类似空警500的“星链”收发器设备。

中国有关部门能够允许与空警500相类似的“ZDK-03”外贸型预警机出口,这预示着中国有更加先进的、更具前瞻性的预警机项目已经开始预研。同时也充分说明,中国不但完全掌握“全数字有源相控阵雷达”技术,并在该领域闯出了一条属于自己的道路。这也可以看做是对全世界无声的宣言:中国军事工业的科技体系在高精尖的征途上,正在以迅猛的速度大踏步前进……


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