Ve druhé polovině 60. let vyšlo najevo, že potenciál modernizace AW-ACS EC-121 Warning Star byl prakticky vyčerpán. Děravé kabinové a pístové motory neumožňovaly vysokohorské hlídky a plný potenciál palubních radarů. Použití dvou radarů různých typů pro prohlížení spodní a horní polokoule výrazně snížilo aerodynamickou kvalitu letadla a zvýšilo hmotnost zařízení. Navíc pro servis různých stanic byli požadováni jejich vlastní operátoři, takže při nejnovějších úpravách Varovné hvězdy dosáhl počet členů posádky 26 lidí a většina z nich se právě zabývala údržbou radarových a komunikačních zařízení. Ačkoli v 60. letech byly učiněny pokusy o přenos základny zařízení z elektrovakuových zařízení na polovodičové prvky, radarové stanice vytvořené ve 40. až 50. letech 20. století obsahovaly značný počet elektronických trubic, což je činilo velmi těžkopádnými, energeticky náročnými a nepříliš spolehlivý.
Počátkem 70. let úspěchy v oblasti konstrukce letadel a polovodičové elektroniky umožnily vytvořit těžké letadlo AWACS schopné dlouhodobého hlídkování ve výšce 7–9 km a optimálně využívat schopnosti přehledového radaru. Výpočty ukázaly, že radar ve výšce 9000 m bude mít pozorovací dosah až 400 km. Jak již bylo zmíněno ve druhé části, v 60. letech byly v USA testovány letouny EC-121L AWACS s radarem AN / APS-82, které měly rotující anténu v kapotáži ve tvaru disku. Z řady důvodů nebyla tato verze stavěna sériově, ale už tehdy se ukázalo, že „hlídka vzdušného radaru“s jednou rotující anténou nad trupem má velké vyhlídky.
Vzhledem k tomu, že v 70. letech bylo mezi oběma velmocemi dosaženo parity jaderných raket, západní stratégové se již nebáli sovětských bombardérů dlouhého doletu, jejichž role se vytratila do pozadí, ale průlomu tankových a motorizovaných puškových divizí ředitelství pro vnitřní záležitosti obrany NATO v Evropě. Nadřazenost SSSR a zemí Varšavské smlouvy v konvenčních zbraních spočívala v odrazení taktických jaderných zbraní a stíhacích bombardérů. Je jasné, že provádět nálety proti sovětským tankům spěchajícím na kanál La Manche a rozbít komunikaci, aniž by měl vzdušnou převahu. bylo to, mírně řečeno, obtížné. Američané a jejich spojenci potřebovali letoun AWACS s výkonným radarem, který by byl schopen provádět dlouhé hlídky ve vysokých nadmořských výškách a včas upozorňovat na přiblížení nepřátelských letadel a řídit akce jejich bojových letadel. Současně byla stejná pozornost věnována možnostem využití letadla jako velitelského stanoviště vzduchu, jakož i charakteristice radarového komplexu.
Jak již bylo zmíněno, výstražná hvězda EU-121 je beznadějně zastaralá a letoun E-2 Hawkeye používaný americkou flotilou pro měřítko evropského divadla a protivzdušné obrany Severní Ameriky měl nedostatečný dolet a výšku letu. První úpravy Hokai navíc měly vážné problémy se spolehlivostí avioniky a zkušenosti s provozem E-2A s radarem AN / APS-96 v jihovýchodní Asii prokázaly neschopnost detekovat cíle na pozadí zemského povrchu.
Ve druhé polovině 60. let zahájily Spojené státy program Overland Radar Technology (ORT) na vývoj radarů pro detekci vzdušných cílů na pozadí Země. V rámci tohoto programu byl vytvořen pulsně-dopplerovský radar fungující na principu porovnání rychlosti opakování pulzů vyzařovaného signálu s frekvencí odraženého signálu ozvěny. Jinými slovy, Dopplerova frekvence byla extrahována z pohybujícího se cíle na pozadí signálů odražených od země.
Vytvoření radarů schopných efektivně pracovat na nízko výškových cílech na velkou vzdálenost šlo s velkými obtížemi. První relativně funkční vzorek radaru Westinghouse AN / APY-1 měl spoustu nedostatků. Kromě docela předvídatelných problémů s nízkou spolehlivostí stanice dala spoustu falešných patek z objektů na zemi. Například za větrného počasí byly houpající se koruny stromů vnímány jako nízko výškové cíle. Abychom tuto nevýhodu odstranili, bylo nutné použít velmi výkonný počítač podle standardů 70. let, který byl schopen vybírat cíle a zobrazovat na obrazovkách operátorů pouze skutečné vzdušné objekty a jejich skutečné souřadnice.
Určení azimutu cíle se provádí jako výsledek několika skenů a porovnání výsledků získaných z různých pozic cíle v čase a prostoru. Tento režim vám umožňuje získat maximální množství informací, ale dosah je minimální. Když je rozsah detekce vzdálených cílů důležitější než informace o jejich letové výšce, přepne se do režimu pulzního Dopplerova skenování bez určení výškového úhlu a nedochází k vertikálnímu skenování. Stanice může také pracovat v pasivním elektronickém průzkumném režimu, přijímat signály vysílané radary z jiných letadel.
Zpočátku bylo pro nový těžký letoun AWACS (Airborne Warning And Control System), analogicky s palubou E-2 Hawkeye, plánováno vytvoření nové specializované platformy s 8 motory proudových letadel General Electric TF34, seskupených do dvojic. Tyto motory byly instalovány na útočné letouny A-10 Thunderbolt II a protiponorkové letouny S-3 Viking vypuštěné na začátku 70. let v sérii. Tato trasa však byla považována za příliš nákladnou, výpočty ukázaly, že zařízení, operátory a externí radarovou anténu lze umístit na stávající modely vojenských dopravních letadel nebo dálkových osobních letadel. Jako základ byl zvolen v té době široce používaný Boeing 707-320 s nativními motory Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D). V té době již americké letectvo provozovalo tankerová letadla, průzkumná letadla, velitelská stanoviště letectví a dopravní a osobní vozidla na základě Boeingu 707.
S maximální vzletovou hmotností asi 157 300 kg je letadlo schopné zůstat ve vzduchu bez tankování po dobu 11 hodin. Maximální rychlost dosahuje 855 km / h. Strop je 12 000 metrů. Taktický dosah je 1600 km. Hlídkování se obvykle provádí ve výšce 8 000-10 000 metrů rychlostí 750 km / h.
První dva postavené prototypy jsou známé jako EC-137D. Sériová letadla AWACS obdržela index E-3A Sentry (anglicky Sentry). Stavba letadel systému AWACS začala v roce 1975. Za pouhých 8 let bylo postaveno 34 strojů modifikace E-3A.
E-3A Sentry
První letoun v roce 1977 vstoupil do operačního 552. výsadkového křídla včasného varování na letecké základně Tinker v Oklahomě. Dvacet sedm letadel AWACS bylo přiděleno Tinkerovi. Čtyři z nich na směně hlídkovali na Dálném východě a byli umístěni na letecké základně Kadena v Japonsku, další dvě letadla na letecké základně Elmendorf na Aljašce. Po zahájení dodávek E-3A integrovaného do systému protivzdušné obrany USA a Kanady začalo masivní vyřazování zastaralých letadel E-121 AWACS z provozu. Navzdory původně nízké spolehlivosti radaru a problémům s napojením na centralizovaný systém protivzdušné obrany v Severní Americe nové letadlo včasného varování a řízení zpočátku prokázalo vysoký potenciál pro detekci sovětských bombardérů a míření stíhačů na ně.
Kromě amerického letectva byly AWACS první modifikace dodány spojencům NATO; celkem bylo do Evropy odesláno 18 letounů E-3A. 1984 až 1990 pět E-3A se zkráceným komunikačním a radarovým vybavením bylo prodáno do Saúdské Arábie. Írán na konci 70. let také nařídil 10 AWACS, ale po svržení šáha nebylo toto nařízení možné splnit. Celkem od roku 1977 do roku 1992 Bylo vyrobeno 68 letadel rodiny E-3 Sentry.
V roce 1982 byla letadla určená k provozu v evropském prostoru provozu vybavena operačním systémem pro přenos taktických informací JITIDS, který umožňuje výměnu nejen hlasových informací, ale také přenos vizuálně zobrazených symbolických informací na vzdálenost až 600 km. Použití tohoto zařízení výrazně zjednodušilo interakci se stíhacími letouny a umožnilo řídit akce několika desítek stíhačů.
Nejnápadnější částí letounu AWACS byla rotující disková plastová radioprůhledná radarová kapotáž namontovaná na dvou 3,5metrových podpěrách nad trupem. Uvnitř plastového disku o hmotnosti asi 1,5 tuny o průměru 9,1 metru a tloušťce 1,8 metru jsou kromě pasivního anténního pole s elektronickým skenováním nainstalovány antény systému rozpoznávání přátel nebo nepřátel a komunikačního zařízení. Anténa dokázala dokončit úplnou revoluci za 10 sekund. Chlazení hlavní antény radaru a dalšího zařízení bylo prováděno protijedoucím prouděním vzduchu speciálními otvory. Rádiová a komunikační zařízení, výpočetní komplex a zařízení pro zobrazování informací spotřebovávaly elektřinu několikrát více než vybavení základny Boeing 707-320. V tomto ohledu byl výkon generátorů na E-3A zvýšen na 600 kW.
Poloviční radarová kapotáž
Přestože byl letoun vytvořen hlavně pro operace mimo USA, součástí vybavení byly systémy SAGE a BUIC určené pro automatické navádění interceptorů nad území Severní Ameriky. Subsystém zpracování dat prvních 23 letadel, postavený na základě počítače IBM CC-1 s rychlostí zpracování dat 740 000 operací za sekundu, poskytuje stabilní sledování až 100 cílů současně. Informace o cíli byly zobrazeny na 9 monitorech. Počítač IBM CC-2 instalovaný na dvacátém čtvrtém produkčním letadle má hlavní paměť 665 360 slov. Toto letadlo také zavedlo integrovaný systém skryté výměny taktických informací mezi letadly AWACS, stíhačkami a body pozemní kontroly. Poskytuje rychlé a bezpečné komunikační kanály pro tisíce uživatelů.
Provozovatelská pracoviště British Sentry AEW.1
Pracovní stanice radarových a komunikačních operátorů jsou umístěna ve třech řadách napříč kabinou bezprostředně za kokpitem a prostorem pro avioniku. Za nimi je pracoviště řídícího důstojníka a prostor letového inženýra. V zadní části je kuchyň a posezení. Počet členů posádky může být 23 lidí, z toho čtyři letový personál, zbytek operátoři a technický personál.
Ale dokonce i v té době s výkonným radarem a moderními počítačovými systémy byla schopnost prvního E-3A vidět nízko letící cíle na pozadí Země nízká. Palubní zařízení letadel AWACS proto prošlo revizí. Úkol efektivně vyzbrojit vzdušné cíle na pozadí zemského povrchu byl vyřešen po instalaci vylepšeného radaru s dosahem 10 cm AN / APY-2 na letadlo. Na modernizovaném letadle AWACS se kromě zvýšení energetického potenciálu radaru zvýšil výkon počítačů. Hmotnost jednotek digitálního zpracování signálu činila téměř 25% hmotnosti samotného radaru - více než 800 kg. Celková hmotnost radarového zařízení byla přibližně 3,5 tuny. Radar AN / APY-2 má vysokou odolnost proti rušení díky nízké úrovni zadních a bočních laloků směrového obrazce antény.
Radar AN / APY-2 může pracovat v několika režimech:
1. Pulzní Doppler bez skenování paprsku ve svislé rovině.
2. Pulzní Doppler se skenováním paprsků ve výšce pro odhad výšky letu vzdušných cílů.
3. Hledání nad horizontem, s přerušením signálu pod čarou horizontu bez výběru Dopplera.
4. Průzkum vodní hladiny krátkými pulzy (k potlačení odrazů od hladiny moře).
5. Pasivní zjišťování směru zdrojů rušení ve frekvenčním rozsahu radaru AN / APY-2.
Je také možné kombinovat všechny výše uvedené režimy v jakékoli kombinaci.
Modernizovaná verze s označením E-3B se staví od roku 1984. Na tuto úpravu bylo převedeno 24 letadel E-3A. Souběžně s radarem byly vyvinuty pasivní detekční prostředky, zaznamenávající provoz palubních radarů a dalších leteckých radiotechnických systémů.
Letoun, upgradovaný na úroveň AWACS Block 30/35, obdržel elektronickou průzkumnou stanici AB / AYR-1. Vizuálně se od dřívějších úprav liší bočními anténami (na pravé a levé straně), přibližně 4x1 metr velké, které přesahují asi 0,5 metru za kontury trupu. V přídi a ocasu letadla jsou také antény. Stanice se skládá z 23 modulů o celkové hmotnosti 850 kg. Po instalaci stanice RTR na palubu letadla bylo nutné vybavit pracoviště pro jiného operátora. Podobnou revizí prošlo kromě letadel amerického letectva také letadlo NATO AWACS.
Stanice je založena na dvou digitálních přijímačích spojených procesorovou jednotkou. Které kromě měření okamžité frekvence provádějí vyhledávání směru amplitudy a parametrické rozpoznávání typu zachyceného zdroje záření. Podle údajů publikovaných v otevřených zdrojích je rozpoznávací systém AB / AYR-1 schopen identifikovat více než 500 typů pozemních a vzdušných radarů. Stanice, pracující ve frekvenčním rozsahu 2-18 GHz, poskytuje kruhové skenování v sektoru 360 stupňů a směrové vyhledávání zdrojů radiových emisí s chybou nejvýše 3 stupně ve vzdálenosti 250 km. Jeho výkon je přibližně 100 rozpoznávání zdrojů záření za 10 s. Maximální provozní dosah průzkumných rádiových zařízení AB / AYR-1 přes výkonné zdroje signálu přesahuje 500 km.
Po variantě E-3B se objevil E-3C s vylepšenou avionikou. Na tomto modelu byl kromě nových, výkonnějších počítačů nainstalován také navigační radar APS-133 a digitální komunikační zařízení AIL APX-103 IFF / TADIL-J. U této úpravy bylo také aktualizováno zařízení pro zobrazování radarových informací. Všechny monitory s katodovými trubicemi byly nahrazeny plazmovými nebo LCD panely.
Britský letoun AWACS Sentry AEW.1, doprovázený stíhači Tornado F.3
Modifikace s motory CFM International CFM56-2A pro britské vojenské letectvo obdržela označení E-3D (Sentry AEW.1). První letoun byl předán RAF v březnu 1991; Spojené království objednalo celkem 7 letadel. Francie koupila čtyři letadla AWACS E-3F se stejnými motory, ale odlišnou avionikou.
Modernizace E-3 Sentry na letecké základně Tinker
V roce 2003 Spojené státy vyčlenily 2,2 miliardy USD na modernizaci stávající flotily Sentry. V roce 2007 začaly na letecké základně Tinker praktické práce na úpravách bloku 40/45. První americké vojenské letectvo E-3G dosáhlo plné bojeschopnosti v roce 2015. Do této verze se plánuje vybavení všech amerických letadel systému AWACS dostatečným letovým zdrojem.
