Dans la seconde moitié des années 60, il est devenu évident que le potentiel de modernisation de l'EC-121 Warning Star AWACS était pratiquement épuisé. La cabine et les moteurs à pistons qui fuyaient ne permettaient pas les patrouilles à haute altitude et le plein potentiel des radars embarqués. L'utilisation de deux radars de types différents pour visualiser les hémisphères inférieur et supérieur a considérablement réduit la qualité aérodynamique de l'avion et augmenté le poids de l'équipement. De plus, pour l'entretien des différentes stations, leurs propres opérateurs étaient nécessaires. Ainsi, sur les dernières modifications du Warning Star, le nombre de membres d'équipage a atteint 26 personnes, et la plupart d'entre eux n'étaient occupés qu'à l'entretien des radars et des équipements de communication. Bien que dans les années 60, des tentatives aient été faites pour transférer l'élément de base de l'équipement des appareils à électrovide aux éléments semi-conducteurs, les stations radar créées dans les années 40-50 contenaient un nombre important de tubes électroniques, ce qui les rendait très encombrantes, énergivores et pas très fiable.
Au début des années 70, les réalisations dans le domaine de la construction aéronautique et de l'électronique à semi-conducteurs ont permis de créer un avion AWACS lourd capable de patrouiller à long terme à une altitude de 7 à 9 km et d'utiliser de manière optimale les capacités d'un radar de surveillance. Les calculs ont montré que le radar à une altitude de 9000 m aura une portée de vision allant jusqu'à 400 km. Comme déjà mentionné dans la deuxième partie, dans les années 60, les avions EC-121L AWACS avec radar AN/APS-82, qui avaient une antenne tournante dans un carénage en forme de disque, ont été testés aux USA. Pour un certain nombre de raisons, cette version n'a pas été construite en série, mais même alors, il est devenu clair que le "piquet de radar aérien" avec une antenne rotative au-dessus du fuselage avait de grandes perspectives.
Du fait que dans les années 70, la parité des missiles nucléaires avait été atteinte entre les deux superpuissances, les stratèges occidentaux n'avaient plus peur des bombardiers soviétiques à longue portée, dont le rôle s'est estompé, mais d'une percée des divisions de chars et de fusils motorisés. de la Direction des affaires intérieures de la défense de l'OTAN en Europe. La supériorité de l'URSS et des pays du Pacte de Varsovie en matière d'armes conventionnelles était de repousser les armes nucléaires tactiques et les chasseurs-bombardiers. Il est clair que pour livrer des frappes aériennes contre les chars soviétiques se précipitant vers la Manche et briser les communications sans avoir la supériorité aérienne. c'était, pour le moins, difficile. Les Américains et leurs alliés avaient besoin d'un avion AWACS doté d'un radar puissant, capable d'effectuer de longues patrouilles à haute altitude et de signaler à temps l'approche d'avions ennemis et de diriger les actions de leurs avions de combat. Parallèlement, la même attention a été portée aux possibilités d'utilisation de l'avion comme poste de commandement aérien, qu'aux caractéristiques du complexe radar.
Comme déjà mentionné, l'EU-121 Warning Star est désespérément obsolète, et l'E-2 Hawkeye utilisé par la flotte américaine pour l'échelle du théâtre européen et de la défense aérienne de l'Amérique du Nord avait une portée et une altitude de vol insuffisantes. De plus, les premières modifications Hokai présentaient de sérieux problèmes de fiabilité de l'avionique, et l'expérience de l'exploitation de l'E-2A avec le radar AN / APS-96 en Asie du Sud-Est a démontré l'incapacité à détecter des cibles sur le fond de la surface terrestre.
Dans la seconde moitié des années 60, les États-Unis ont lancé le programme Overland Radar Technology (ORT) pour le développement de radars permettant de détecter des cibles aériennes sur le fond de la terre. Dans le cadre de ce programme, un radar impulsionnel Doppler a été créé, fonctionnant sur le principe de comparer le taux de répétition des impulsions du signal émis avec la fréquence du signal d'écho réfléchi. En d'autres termes, la fréquence Doppler a été extraite d'une cible en mouvement sur fond de signaux réfléchis par le sol.
La création de radars capables de travailler efficacement sur des cibles à basse altitude à grande distance s'est déroulée avec de grandes difficultés. Le premier échantillon relativement exploitable du radar Westinghouse AN / APY-1 présentait de nombreuses lacunes. En plus de problèmes assez prévisibles avec une faible fiabilité, la station a donné beaucoup de faux empattements à partir d'objets au sol. Par exemple, par temps venteux, les cimes oscillantes des arbres étaient perçues comme des cibles à basse altitude. Pour éliminer cet inconvénient, il était nécessaire d'utiliser un ordinateur très puissant aux normes des années 70, capable de sélectionner des cibles et d'afficher uniquement des objets aériens réels et leurs coordonnées réelles sur les écrans des opérateurs.
La détermination de l'azimut de la cible est effectuée à la suite de plusieurs balayages et de la comparaison des résultats obtenus à partir de différentes positions de la cible dans le temps et dans l'espace. Ce mode vous permet d'obtenir le maximum d'informations, mais la portée est minimale. Lorsque la plage de détection des cibles éloignées est plus importante que les informations sur leur altitude de vol, il passe en mode de balayage impulsion-Doppler sans déterminer l'angle d'élévation, et aucun balayage vertical ne se produit. La station peut également fonctionner en mode de reconnaissance électronique passive, en recevant les signaux émis par les radars d'autres aéronefs.
Initialement, pour le nouvel avion lourd AWACS (Airborne Warning And Control System), par analogie avec le pont E-2 Hawkeye, il était prévu de créer une nouvelle plateforme spécialisée avec 8 turboréacteurs General Electric TF34, regroupés par paires. Ces moteurs ont été installés sur l'avion d'attaque A-10 Thunderbolt II et l'avion anti-sous-marin S-3 Viking lancé au début des années 70 dans la série. Cependant, cette route étant considérée comme trop coûteuse, les calculs ont montré que l'équipement, les opérateurs et une antenne radar externe peuvent être placés sur des modèles existants d'avions de transport militaire ou d'avions de ligne long-courriers. Le Boeing 707-320, largement utilisé à l'époque, avec des moteurs natifs Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) a été choisi comme base. À cette époque, l'US Air Force exploitait déjà des avions ravitailleurs, des avions de reconnaissance, des postes de commandement aérien et des véhicules de transport et de passagers basés sur le Boeing 707.
Avec une masse maximale au décollage d'environ 157 300 kg, l'avion est capable de rester en l'air sans ravitaillement pendant 11 heures. La vitesse maximale atteint 855 km/h. Le plafond est de 12.000 mètres. La portée tactique est de 1600 km. Les patrouilles s'effectuent généralement à une altitude de 8000-10000 mètres à une vitesse de 750 km/h.
Les deux premiers prototypes construits sont connus sous le nom d'EC-137D. Les avions AWACS de série ont reçu l'indice E-3A Sentry (English Sentry). La construction d'avions du système AWACS a commencé en 1975. En seulement 8 ans, 34 machines de la modification E-3A ont été construites.
Sentinelle E-3A
Le premier avion en 1977 est entré dans la 552e escadre d'alerte aéroportée opérationnelle à la base aérienne Tinker en Oklahoma. Vingt-sept avions AWACS ont été affectés à Tinker. Quatre d'entre eux patrouillaient à tour de rôle en Extrême-Orient et étaient stationnés à la base aérienne de Kadena au Japon, deux autres à la base aérienne d'Elmendorf en Alaska. Après le début des livraisons de l'E-3A, intégré au système de défense aérienne des États-Unis et du Canada, le déclassement massif des avions E-121 AWACS obsolètes a commencé. Malgré la faible fiabilité initiale du radar et des problèmes de liaison avec le système de défense aérienne centralisé de l'Amérique du Nord, le nouvel avion d'alerte précoce et de contrôle a d'abord démontré un potentiel élevé pour détecter les bombardiers soviétiques et viser des chasseurs-intercepteurs sur eux.
En plus de l'US Air Force, les AWACS de la première modification ont été fournis aux alliés de l'OTAN; au total, 18 E-3A ont été envoyés en Europe. 1984 à 1990 cinq E-3A avec des équipements de communication et de radar tronqués ont été vendus à l'Arabie saoudite. L'Iran à la fin des années 70 a également commandé 10 AWACS, mais après le renversement du Shah, cet ordre n'a pas pu être exécuté. Total de 1977 à 1992 68 avions de la famille E-3 Sentry ont été produits.
En 1982, les aéronefs destinés aux opérations sur le théâtre d'opérations européen ont été équipés d'un système opérationnel de transmission d'informations tactiques JITIDS, qui permet d'échanger non seulement des informations vocales, mais également de transmettre des informations symboliques affichées visuellement à une distance pouvant aller jusqu'à 600 km. L'utilisation de cet équipement a grandement simplifié l'interaction avec les avions de chasse et a permis de contrôler les actions de plusieurs dizaines d'intercepteurs.
La partie la plus visible de l'avion AWACS était un carénage de radar en plastique radiotransparent en forme de disque rotatif monté sur deux supports de 3,5 mètres au-dessus du fuselage. À l'intérieur d'un disque en plastique pesant environ 1,5 tonne, 9,1 mètres de diamètre et 1,8 mètre d'épaisseur, en plus d'un réseau d'antennes passives à balayage électronique, des antennes du système de reconnaissance ami ou ennemi et des équipements de communication sont installés. L'antenne pouvait effectuer un tour complet en 10 secondes. Le refroidissement de l'antenne principale du radar et d'autres équipements a été effectué par le flux d'air venant en sens inverse à travers des trous spéciaux. Les équipements de radio et de communication, le complexe informatique et les installations d'affichage d'informations ont consommé plusieurs fois plus d'électricité que les équipements de la base Boeing 707-320. À cet égard, la puissance des générateurs de l'E-3A a été portée à 600 kW.
Demi carénage radar
Bien que l'avion ait été créé principalement pour des opérations à l'extérieur des États-Unis, l'équipement comprenait les systèmes SAGE et BUIC conçus pour le guidage automatisé des intercepteurs sur le territoire de l'Amérique du Nord. Le sous-système de traitement des données des 23 premiers avions, construit sur la base d'un ordinateur IBM CC-1 avec une vitesse de traitement des données de 740 000 opérations par seconde, permet un suivi stable jusqu'à 100 cibles simultanément. Les informations sur les cibles étaient affichées sur 9 moniteurs. L'ordinateur IBM CC-2 installé sur le vingt-quatrième avion de série a une mémoire principale de 665 360 mots. Cet avion a également introduit un système intégré d'échange secret d'informations tactiques entre les avions AWACS, les chasseurs et les points de contrôle au sol. Il fournit des canaux de communication rapides et sécurisés à des milliers d'utilisateurs.
Postes de travail des opérateurs du British Sentry AEW.1
Les postes de travail des opérateurs radar et communication sont répartis sur trois rangées dans la cabine immédiatement derrière le cockpit et le compartiment avionique. Derrière eux se trouve le poste de travail de l'officier de contrôle et le compartiment du mécanicien navigant. A l'arrière, il y a une cuisine et des coins salons. Le nombre de membres d'équipage peut être de 23 personnes, dont quatre membres du personnel navigant, le reste étant des opérateurs et du personnel technique.
Mais même avec un radar puissant et des systèmes informatiques modernes à cette époque, la capacité du premier E-3A à voir des cibles volant à basse altitude sur le fond de la terre était faible. Par conséquent, l'équipement de bord des avions AWACS a été révisé. La tâche consistant à armer efficacement les cibles aériennes sur le fond de la surface de la terre a été résolue après l'installation d'un radar amélioré AN / APY-2 de 10 cm sur l'avion. Sur l'avion AWACS modernisé, en plus d'augmenter le potentiel énergétique du radar, la puissance des ordinateurs a augmenté. La masse des unités de traitement du signal numérique représentait près de 25 % du poids du radar lui-même - plus de 800 kg. Le poids total de l'équipement radar était d'environ 3,5 tonnes. Le radar AN/APY-2 a une immunité élevée au bruit en raison du faible niveau des lobes arrière et latéraux du diagramme directionnel de l'antenne.
Le radar AN/APY-2 peut fonctionner selon plusieurs modes:
1. Pulse-Doppler sans balayer le faisceau dans le plan vertical.
2. Pulse-Doppler avec balayage du faisceau en élévation pour estimer l'altitude de vol des cibles aériennes.
3. Recherche au-dessus de l'horizon, avec coupure du signal sous la ligne d'horizon sans sélection Doppler.
4. Relevé de la surface de l'eau avec de courtes impulsions (pour supprimer les reflets de la surface de la mer).
5. Radiogoniométrie passive des sources d'interférences dans la gamme de fréquences du radar AN/APY-2.
Il est également possible de combiner tous les modes ci-dessus dans n'importe quelle combinaison.
La version modernisée, désignée E-3B, est en construction depuis 1984. 24 avions E-3A ont été convertis dans cette modification. Parallèlement au radar, des moyens de détection passive ont été développés, enregistrant le fonctionnement des radars embarqués et d'autres systèmes radiotechniques de l'aviation.
L'avion, mis à niveau au niveau AWACS Block 30/35, a reçu une station de reconnaissance électronique AB / AYR-1. Visuellement, ils diffèrent des modifications précédentes par des antennes latérales (sur les côtés droit et gauche), d'environ 4x1 mètre, qui dépassent d'environ 0,5 mètre au-delà des contours du fuselage. Il y a aussi des antennes dans le nez et la queue de l'avion. La station se compose de 23 modules d'un poids total de 850 kg. Après l'installation de la station RTR à bord de l'avion, il a fallu équiper un poste de travail pour un autre opérateur. En plus des avions de l'US Air Force, les avions AWACS de l'OTAN ont subi une révision similaire.
La station est basée sur deux récepteurs numériques réunis par une unité de traitement. Qui, en plus de la mesure de fréquence instantanée, effectuent la goniométrie en amplitude et la reconnaissance paramétrique du type de source de rayonnement interceptée. Selon des données publiées dans des sources ouvertes, le système de reconnaissance AB/AYR-1 est capable d'identifier plus de 500 types de radars au sol et aéroportés. La station, fonctionnant dans la gamme de fréquences 2-18 GHz, fournit un balayage circulaire dans un secteur de 360 degrés et une radiogoniométrie des sources d'émission radio avec une erreur ne dépassant pas 3 degrés à une distance de 250 km. Sa performance est d'environ 100 reconnaissances de sources de rayonnement en 10 s. La portée de fonctionnement maximale de l'équipement radio de reconnaissance AB / AYR-1 sur des sources de signaux puissantes dépasse 500 km.
Après la variante E-3B, l'E-3C est apparu, doté d'une avionique améliorée. Sur ce modèle, en plus de nouveaux ordinateurs plus performants, le radar de navigation APS-133 et l'équipement de communication numérique AIL APX-103 IFF / TADIL-J ont été installés. Sur cette modification, l'équipement d'affichage des informations radar a également été mis à jour. Tous les moniteurs à tube cathodique ont été remplacés par des panneaux plasma ou LCD.
Avion AWACS britannique Sentry AEW.1, accompagné d'intercepteurs Tornado F.3
La modification avec les moteurs CFM International CFM56-2A pour la British Air Force a reçu la désignation E-3D (Sentry AEW.1). Le premier appareil a été remis à la RAF en mars 1991; au total, le Royaume-Uni a commandé 7 appareils. Quatre avions AWACS E-3F avec les mêmes moteurs mais une avionique différente ont été achetés par la France.
Modernisation du E-3 Sentry à la base aérienne de Tinker
En 2003, les États-Unis ont alloué 2,2 milliards de dollars pour moderniser la flotte Sentry existante. En 2007, les travaux pratiques de modification du bloc 40/45 ont commencé sur la base aérienne de Tinker. Le premier E-3G de l'US Air Force a atteint sa pleine préparation au combat en 2015. Il est prévu de rééquiper tous les avions américains du système AWACS avec une ressource de vol suffisante dans cette version.
