U drugoj polovici 60-ih postalo je jasno da je potencijal modernizacije EC-121 Warning Star AWACS praktično iscrpljen. Propusna kabina i klipni motori nisu dopuštali patrole na visokim nadmorskim visinama i puni potencijal radara na brodu. Upotreba dva radara različitih tipova za pregled donje i gornje hemisfere značajno je smanjila aerodinamičku kvalitetu aviona i povećala težinu opreme. Osim toga, za servisiranje različitih stanica bili su potrebni njihovi vlastiti operateri, pa je tako, prema najnovijim izmjenama Zvijezde upozorenja, broj članova posade dosegao 26 ljudi, a većina njih samo se bavila servisiranjem radara i komunikacijske opreme. Iako se 60-ih godina pokušavalo prenijeti bazu elemenata opreme s elektrovakuumskih uređaja na poluvodičke elemente, radarske stanice stvorene u 40-50-ima sadržavale su značajan broj elektronskih cijevi, što ih je činilo vrlo glomaznim, energetski intenzivnim i nije baš pouzdan.
Početkom 70-ih postignuća na području konstrukcije aviona i elektronike u čvrstom stanju omogućila su stvaranje teškog aviona AWACS sposobnog za dugotrajno patroliranje na nadmorskoj visini od 7-9 km i optimalno korištenje sposobnosti nadzornog radara. Proračuni su pokazali da će radar na nadmorskoj visini od 9000 m imati domet gledanja do 400 km. Kao što je već spomenuto u drugom dijelu, 60-ih godina prošlog stoljeća u SAD-u su testirani avioni EC-121L AWACS s radarom AN / APS-82, koji je imao rotirajuću antenu u oblogu u obliku diska. Iz više razloga, ova verzija nije bila serijski izrađena, ali je već tada postalo jasno da "zračni radarski piket" s jednom rotirajućom antenom iznad trupa ima velike izglede.
Zbog činjenice da je do 70-ih postignut nuklearno-raketni paritet između dviju velesila, zapadni stratezi više se nisu plašili sovjetskih bombardera dugog dometa, čija je uloga nestala u drugom planu, već proboja tenkovskih i motoriziranih pušačkih divizija Direkcije za unutrašnje poslove odbrane NATO -a u Evropi. Superiornost SSSR-a i zemalja Varšavskog pakta u konvencionalnom naoružanju bila je odbrana od taktičkog nuklearnog oružja i lovačkih bombardera. Jasno je da za zračne napade na sovjetske tenkove koji hrle prema La Mancheu i razbijanje komunikacija bez zračne nadmoći. bilo je, blago rečeno, teško. Amerikancima i njihovim saveznicima bio je potreban avion AWACS sa moćnim radarom, sposoban za obavljanje dugih patrola na velikim visinama i pravovremeno obavještavanje o približavanju neprijateljskih zrakoplova i usmjeravanje akcija njihovih borbenih aviona. Istovremeno, jednaka pažnja posvećena je mogućnostima korištenja aviona kao vazdušnog komandnog mjesta, kao i karakteristikama radarskog kompleksa.
Kao što je već spomenuto, EU-121 Warning Star je beznadno zastario, a E-2 Hawkeye koje je američka flota koristila za razmjere europskog kazališta i protuzračne obrane Sjeverne Amerike nije imao dovoljan domet i visinu leta. Osim toga, prve Hokai modifikacije imale su ozbiljnih problema s pouzdanošću avionike, a iskustvo rada E-2A s radarom AN / APS-96 u jugoistočnoj Aziji pokazalo je nemogućnost otkrivanja ciljeva na pozadini zemljine površine.
U drugoj polovici 60 -ih, Sjedinjene Države pokrenule su program Overland Radar Technology (ORT) za razvoj radara za otkrivanje zračnih ciljeva na pozadini Zemlje. U okviru ovog programa kreiran je pulsno-doplerovski radar koji radi na principu upoređivanja brzine ponavljanja impulsa emitovanog signala sa frekvencijom odbijenog eho signala. Drugim riječima, Dopplerova frekvencija je izvučena iz pokretne mete na pozadini signala reflektiranih od tla.
Stvaranje radara sposobnih za učinkovit rad na niskim ciljevima na velikoj udaljenosti išlo je s velikim poteškoćama. Prvi relativno funkcionalan uzorak Westinghouseovog radara AN / APY-1 imao je mnogo nedostataka. Pored prilično predvidljivih problema s niskom pouzdanošću, stanica je dala i mnoge lažne serife sa objekata na zemlji. Na primjer, po vjetrovitom vremenu, njišuće se krošnje drveća doživljavale su kao mete na niskim nadmorskim visinama. Da bi se uklonio ovaj nedostatak, bilo je potrebno koristiti vrlo moćan računar prema standardima 70 -ih godina, sposoban za odabir ciljeva i prikazivanje samo stvarnih zračnih objekata i njihovih stvarnih koordinata na ekranima operatera.
Određivanje azimuta cilja vrši se kao rezultat nekoliko skeniranja i usporedbe rezultata dobivenih s različitih položaja mete u vremenu i prostoru. Ovaj način rada omogućuje vam da dobijete maksimalnu količinu informacija, ali je raspon minimalan. Kad je domet otkrivanja udaljenih ciljeva važniji od podataka o njihovoj visini leta, prelazi se u pulsno-Doppler način skeniranja bez određivanja kuta nadmorske visine i ne dolazi do vertikalnog skeniranja. Stanica može raditi i u pasivnom načinu elektronskog izviđanja, primajući signale koje emituju radari iz drugih aviona.
U početku je za nove teške avione AWACS (Airborne Warning And Control System), po analogiji sa palubom E-2 Hawkeye, bilo planirano stvaranje nove specijalizovane platforme sa 8 turboventilatorskih motora General Electric TF34, grupisanih u parove. Ovi motori su ugrađeni u jurišne avione A-10 Thunderbolt II i protupodmorničke avione S-3 Viking lansirane početkom 70-ih u seriji. Međutim, ova se ruta smatrala preskupom, proračuni su pokazali da se oprema, operateri i vanjska radarska antena mogu postaviti na postojeće modele vojnih transportnih aviona ili putničkih aviona velikog dometa. Boeing 707-320, tada široko korišten, s izvornim motorima Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) odabran je za bazu. Do tada su američke zračne snage već upravljale avionima cisternama, izviđačkim avionima, zračnim komandnim mjestima te transportnim i putničkim vozilima na bazi Boeinga 707.
Sa maksimalnom težinom pri polijetanju od oko 157.300 kg, zrakoplov je u stanju ostati u zraku bez punjenja gorivom 11 sati. Maksimalna brzina doseže 855 km / h. Plafon je 12.000 metara. Taktički domet je 1600 km. Patroliranje se obično vrši na nadmorskoj visini od 8000-10000 metara pri brzini od 750 km / h.
Prva dva prototipa izgrađena su poznata kao EC-137D. Serijski avioni AWACS dobili su indeks E-3A Sentry (engleski Sentry). Izgradnja aviona sistema AWACS započela je 1975. Za samo 8 godina izgrađene su 34 mašine modifikacije E-3A.
E-3A Straža
Prvi avion je 1977. godine ušao u operativno 552. vazdušno -desantno krilo ranog upozoravanja u vazduhoplovnoj bazi Tinker u Oklahomi. Tinkeru je dodijeljeno 27 aviona AWACS. Četiri od njih su smjenski patrolirali Dalekim istokom i bili su stacionirani u zračnoj bazi Kadena u Japanu, a još dva zrakoplova u zračnoj bazi Elmendorf na Aljasci. Nakon početka isporuke E-3A, integriranog sa sustavom protuzračne obrane Sjedinjenih Država i Kanade, počelo je masovno gašenje zastarjelih aviona E-121 AWACS. Unatoč isprva niskoj pouzdanosti radara i problemima s povezivanjem sa centraliziranim sustavom protuzračne obrane Sjeverne Amerike, novi zrakoplovi za rano upozorenje i kontrolu u početku su pokazali veliki potencijal za otkrivanje sovjetskih bombardera i ciljanje lovaca-presretača na njih.
Osim američkih zračnih snaga, saveznicima NATO-a isporučeni su AWACS prve izmjene; ukupno je 18 E-3A poslano u Europu. 1984 do 1990 pet E-3A sa skraćenom komunikacijom i radarskom opremom prodato je Saudijskoj Arabiji. Iran je krajem 70 -ih također naredio 10 AWACS -a, ali nakon svrgavanja šaha, ovo naređenje nije se moglo ispuniti. Ukupno od 1977. do 1992. godine Proizvedeno je 68 aviona porodice E-3 Sentry.
Godine 1982. zrakoplovi namijenjeni operacijama na evropskom pozorištu operacija opremljeni su operativnim sistemom za prijenos taktičkih informacija JITIDS, koji omogućava razmjenu ne samo glasovnih informacija, već i odašiljanje vizualno prikazanih simboličkih informacija na udaljenosti do 600 km. Upotreba ove opreme uvelike je pojednostavila interakciju s lovačkim zrakoplovima i omogućila kontrolu djelovanja nekoliko desetina presretača.
Najuočljiviji dio aviona AWACS bio je rotirajući plastični radio-prozirni radarski oklop u obliku diska postavljen na dva nosača od 3,5 metara iznad trupa aviona. Unutar plastičnog diska težine oko 1,5 tona, promjera 9,1 metar i debljine 1,8 metara, pored pasivne antenske rešetke s elektroničkim skeniranjem, ugrađene su antene sistema za prepoznavanje prijatelja ili neprijatelja i komunikacijska oprema. Antena bi mogla dovršiti potpuni zaokret za 10 sekundi. Hlađenje glavne antene radara i druge opreme vršilo se nadolazećim strujanjem zraka kroz posebne rupe. Radio i komunikacijska oprema, računarski kompleks i objekti za prikazivanje informacija trošili su električnu energiju nekoliko puta više od opreme baze Boeing 707-320. S tim u vezi, snaga generatora na E-3A povećana je na 600 kW.
Pola radara
Iako je avion stvoren uglavnom za operacije izvan Sjedinjenih Država, oprema je uključivala sisteme SAGE i BUIC dizajnirane za automatizirano navođenje presretača po teritoriju Sjeverne Amerike. Podsistem za obradu podataka prva 23 aviona, izgrađen na bazi IBM CC-1 računara sa brzinom obrade podataka od 740.000 operacija u sekundi, omogućava stabilno praćenje do 100 ciljeva istovremeno. Podaci o cilju prikazani su na 9 monitora. IBM CC-2 računar instaliran na dvadeset četvrtom proizvodnom avionu ima glavnu memoriju od 665.360 riječi. Ovaj avion je takođe uveo integrisani sistem prikrivene razmjene taktičkih informacija između aviona AWACS, lovaca i kopnenih kontrolnih tačaka. Omogućava brze i sigurne komunikacijske kanale za hiljade korisnika.
Radna mjesta operatera British Sentry AEW.1
Radne stanice operatora radara i komunikacija nalaze se u tri reda preko kabine odmah iza kokpita i odjeljka za avioniku. Iza njih je radno mjesto komandira i odjeljak letačkog inženjera. Straga se nalazi kuhinja i prostor za sjedenje. Posada može imati 23 osobe, od kojih su četiri letačko osoblje, ostalo su operateri i tehničko osoblje.
Ali čak i sa moćnim radarom i modernim kompjuterskim sistemima u to vrijeme, sposobnost prvog E-3A da vidi niskoleteće ciljeve na pozadini Zemlje bila je niska. Stoga je ugrađena oprema aviona AWACS prošla reviziju. Zadatak efikasnog naoružavanja zračnih ciljeva na pozadini zemljine površine riješen je nakon što je na avion instaliran poboljšani radar dometa AN / APY-2 od 10 cm. Na moderniziranim avionima AWACS, osim povećanja energetskog potencijala radara, povećana je i moć računara. Masa jedinica za obradu digitalnog signala bila je gotovo 25% težine samog radara - više od 800 kg. Ukupna težina radarske opreme iznosila je približno 3,5 tone. Radar AN / APY-2 ima visoku otpornost na buku zbog niskog nivoa stražnjih i bočnih režnjeva antene.
Radar AN / APY-2 može raditi u nekoliko načina:
1. Puls-Doppler bez skeniranja snopa u okomitoj ravnini.
2. Puls-Doppler sa skeniranjem zraka u visini za procjenu visine leta zračnih ciljeva.
3. Traženje preko horizonta, sa prekidom signala ispod linije horizonta bez Doppler odabira.
4. Snimanje vodene površine kratkim impulsima (za suzbijanje refleksije s morske površine).
5. Pasivno određivanje smjera izvora smetnji u frekvencijskom rasponu radara AN / APY-2.
Također je moguće kombinirati sve gore navedene načine u bilo kojoj kombinaciji.
Modernizirana verzija, nazvana E-3B, gradila se od 1984. U ovu su modifikaciju pretvorena 24 aviona E-3A. Paralelno s radarom razvijena su sredstva za pasivno otkrivanje koja bilježe rad radara u vozilu i drugih zrakoplovnih radiotehničkih sistema.
Avion, nadograđen na nivo AWACS Block 30/35, dobio je stanicu za elektronsko izviđanje AB / AYR-1. Vizualno se razlikuju od ranijih modifikacija bočnim antenama (s desne i lijeve strane), veličine približno 4x1 metar, koje strše oko 0,5 metara izvan kontura trupa. Postoje i antene u nosu i repu aviona. Stanica se sastoji od 23 modula ukupne težine 850 kg. Nakon ugradnje RTR stanice u avion, bilo je potrebno opremiti radno mjesto za drugog operatera. Osim aviona američkog ratnog vazduhoplovstva, sličnu reviziju prošli su i avioni NATO AWACS.
Stanica je zasnovana na dva digitalna prijemnika ujedinjena procesorskom jedinicom. Koji, osim trenutnog mjerenja frekvencije, provode amplitudno određivanje smjera i parametarsko prepoznavanje vrste presretnutog izvora zračenja. Prema podacima objavljenim u otvorenim izvorima, sistem prepoznavanja AB / AYR-1 sposoban je identificirati više od 500 vrsta radara na zemlji i u zraku. Stanica, koja radi u frekvencijskom opsegu 2-18 GHz, pruža kružno skeniranje u sektoru od 360 stepeni i određivanje smjera izvora radio-emisije sa greškom od najviše 3 stepena na udaljenosti od 250 km. Njegove performanse su približno 100 prepoznavanja izvora zračenja za 10 sekundi. Maksimalni radni domet izviđačke radio-opreme AB / AYR-1 preko snažnih izvora signala prelazi 500 km.
Nakon varijante E-3B, pojavio se E-3C sa poboljšanom avionikom. Na ovom modelu, osim novih računara visokih performansi, instalirani su navigacijski radar APS-133 i digitalna komunikacijska oprema AIL APX-103 IFF / TADIL-J. Na ovoj izmjeni ažurirana je i oprema za prikaz radarskih informacija. Svi monitori sa katodnim cijevima zamijenjeni su plazma ili LCD panelima.
Britanski avioni AWACS Sentry AEW.1, u pratnji presretača Tornado F.3
Modifikacija sa CFM International CFM56-2A motorima za britansko vazduhoplovstvo dobila je oznaku E-3D (Sentry AEW.1). Prvi avion je predat RAF -u u martu 1991. godine; ukupno je Ujedinjeno Kraljevstvo naručilo 7 aviona. Četiri aviona AWACS E-3F sa istim motorima, ali različitom avionikom, kupila je Francuska.
Modernizacija straže E-3 u zračnoj bazi Tinker
Godine 2003. Sjedinjene Države su izdvojile 2,2 milijarde dolara za modernizaciju postojeće flote Sentry. Prvi E-3G američkih zračnih snaga dostigao je punu borbenu gotovost 2015. Planirano je ponovno opremanje svih američkih aviona sistema AWACS sa dovoljnim resursima leta u ovu verziju.
