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波音的超级预警机计划——747 ASTT

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案479本文1843字,13图,预计阅读时间9分钟747 ASTTASTT747 ASTT

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案479

本文1843字,13图,预计阅读时间9分钟

747 ASTT

ASTT

747 ASTT

20世纪80年代末,美国空军系统司令部电子系统部(ESD)提出了ASTT——先进监视与跟踪技术(Advanced Surveillance & Tracking Technology)计划,当时预计未来的巡航导弹会更加难以探测,因此,空军的机载预警和控制系统(AWACS)平台E-3哨兵,可能必须升级或更换。ASTT即试图开发将在2000年以后使用,替代E-3的全新AWACS平台。

1990年AWST封面上747 ASTT的风洞模型

ASTT作为战略防御计划(SDI)的子项目支持防空计划(ADI)的一部分,在1989年ESD邀请了通用电气、波音、休斯飞机公司、雷神和西屋公司参与这些研究,每一家最高资助金额达200万美元。

巨大天线

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在80年代后期,先进的相控阵雷达技术已经趋于成熟,可能已准备好进行机载演示。ASTT供应商首先要评估的对象时是在移动平台上安装和集成先进的相控阵雷达的难度,并研究诸如机载处理系统和系统性能等问题。GE/E-Systems的工作是ESD在1989年8月委托的五项概念定义研究之一,是一种大型L波段相控阵雷达。

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通用电气最初打算使用一个70英尺(21.3米)的等边三角形雷达罩来容纳其先进的L波段相控阵雷达。这种设计将提供最佳的360度雷达覆盖特性,但从空气动力学的角度来看,这种雷达罩是不可接受的。这种雷达罩会对搭载飞机造成巨大的阻力和控制问题,而这些问题将难以解决。传统的碟形、矩形和水滴形雷达罩都进行了研究,最终方案是一种称为“协同式”的组合体雷达罩

协同式雷达罩全貌

协同式雷达罩是一个巨型冲浪板状天线罩,前部呈方形,在后部更为圆润。长131.3英尺(40米),宽47.5英尺(14.5米),高12.5英尺(3.8米)。从 747 飞机上层甲板后部凸起部分延伸到机身与垂直尾翼交界处稍后的位置。安装位置必须和机身保持15英尺(4.5米)间隙。为此,考察了为数不多的几种看起来能够携带E-Systems雷达的飞机。

超级预警机

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最终的选择在747-200和麦克唐纳·道格拉斯MD-11之间。经过设计分析,747被选为最适合的机身,应该主要是因为MD-11的背部引擎显然和天线天然不兼容,同时四发发动机飞机相比三发可靠性更优,747的大型机翼设计允许其将大型重型雷达系统携带到比其他机身更高的高度。根据相关资料,安装雷达系统后,747的重量分布和平衡特性也更佳。

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整个协同式雷达罩通过一组W型桁架结构固定在747背部,重量为60,000到80,000磅(27-36吨)。雷达罩将容纳发射/接收天线和雷达冷却系统,处理单元和显示设备将安装在747机身内。穹顶的最高点将比747机身顶部高出27.5英尺(8.32米)。GE 对雷达系统的概念定义工作在1990年早些时候完成,随后进行了适航性设计和测试,在德州农工大学进行了低速风洞测试。使用了一架带有雷达天线的波音 747-200 缩尺模型。那里的工作重点是起飞和着陆配置以及低攻角时的飞机可控性。高速风洞工作在波音跨声速设施完成,涵盖马赫数0.4-0.85的速度范围,并强调在巡航速度下的可控性和机动性。

TAM风洞测试

迎角测试,范围从2度到失速角度。同时也研究了侧滑、地面效应以及起落架和襟翼伸展的影响。在测试中,襟翼在伸展到20度时进行了测试。起飞配置以及在着陆模式下达到30度。该飞机在德州农工风洞中进行了有无水平尾翼端板的测试,类似于747航天飞机运输机上的端板。获得了良好的数据已被采纳为设计的一部分。机头驾驶舱前方机身两侧的鸭翼控制面也在进行测试。这些测试旨在提供最稳定的飞行状态,以获得最佳雷达性能。

TAM风洞测试

在德州农工大学的风洞测试表明,机顶舱的升力中心比最初预想的略微靠后,这是一个优势。预计机顶舱产生的升力会在飞行中使747机体产生机头上仰的运动,而鸭翼则设计用于抵消这一点。雷达罩+机体组合的平衡特性也进行了测试,且进行了一系列压力测点测量。在747的垂直尾翼上安装了动态和静态应变计,以记录相关载荷,这些载荷在垂直尾翼上的表现可能与机上航天飞机不同。

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雷达的关键技术开发始于1989年。开发计划的第二阶段暂定于1991年进行,将主要集中于雷达的设计和测试。美国空军的要求是雷达能够在高杂波、重干扰和目标密集的环境中探测小型目标,例如巡航导弹。通用电气的雷达采用了四面相控阵天线设计,工作在L波段。长度不等的四阵列设计比三面阵提供更大的重叠区域,提供最佳的360°覆盖。雷达将仅为预警和目标探测雷达使用,没有生成地形成像的能力。

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如果一切顺利,在获得下一阶段测试计划的8亿美元预算之后,飞机的全尺寸飞行测试版本计划在1995年后实现,传闻其服役后将使用E-10编号。但最终一切都没有发生,海湾战争加上苏联解体之后的军费紧缩,让国会无法在预算上支持这个冷战遗留项目,这个强大的预警机项目最终遗留在绘图板上。@nordland 今日头条 原创首发

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