Pada paruh kedua tahun 60-an, menjadi jelas bahwa potensi modernisasi AWACS Bintang Peringatan EC-121 praktis habis. Kabin bocor dan mesin piston tidak memungkinkan patroli ketinggian tinggi dan potensi penuh radar onboard. Penggunaan dua jenis radar yang berbeda untuk melihat belahan bawah dan atas secara signifikan mengurangi kualitas aerodinamis pesawat dan meningkatkan bobot peralatan. Selain itu, untuk melayani stasiun yang berbeda, diperlukan operator sendiri, sehingga pada modifikasi terbaru dari Bintang Peringatan, jumlah awak mencapai 26 orang, dan sebagian besar dari mereka hanya terlibat dalam perawatan radar dan peralatan komunikasi. Meskipun pada tahun 60-an, upaya dilakukan untuk mentransfer basis elemen peralatan dari perangkat elektrovakum ke elemen semikonduktor, stasiun radar yang dibuat pada tahun 40-50-an berisi sejumlah besar tabung elektronik, yang membuatnya sangat rumit, boros energi dan tidak terlalu dapat diandalkan.
Pada awal tahun 70-an, pencapaian di bidang konstruksi pesawat terbang dan elektronik solid-state memungkinkan terciptanya pesawat AWACS berat yang mampu melakukan patroli jangka panjang di ketinggian 7-9 km dan menggunakan kemampuan radar pengawasan secara optimal. Perhitungan menunjukkan bahwa radar pada ketinggian 9000 m akan memiliki jangkauan pandang hingga 400 km. Seperti yang telah disebutkan di bagian kedua, pada tahun 60-an, pesawat EC-121L AWACS dengan radar AN / APS-82, yang memiliki antena berputar dalam fairing berbentuk cakram, diuji di AS. Untuk beberapa alasan, versi ini tidak dibuat secara seri, tetapi bahkan kemudian menjadi jelas bahwa "piket radar udara" dengan satu antena berputar di atas badan pesawat memiliki prospek yang bagus.
Karena fakta bahwa pada tahun 70-an paritas rudal nuklir telah dicapai antara dua negara adidaya, ahli strategi Barat tidak lagi takut pada pembom jarak jauh Soviet, yang perannya memudar ke latar belakang, tetapi terobosan oleh divisi tank dan senapan bermotor. Direktorat Urusan Dalam Negeri pertahanan NATO di Eropa. Keunggulan Uni Soviet dan negara-negara Pakta Warsawa dalam senjata konvensional adalah menangkis senjata nuklir taktis dan pembom tempur. Jelas bahwa untuk melakukan serangan udara terhadap tank-tank Soviet yang bergegas ke Selat Inggris dan menghancurkan komunikasi tanpa memiliki keunggulan udara. itu, secara halus, sulit. Amerika dan sekutunya membutuhkan pesawat AWACS dengan radar yang kuat, yang mampu melakukan patroli jarak jauh di ketinggian dan memberi tahu tepat waktu tentang pendekatan pesawat musuh dan mengarahkan tindakan pesawat tempur mereka. Pada saat yang sama, perhatian yang sama diberikan pada kemungkinan penggunaan pesawat sebagai pos komando udara, untuk karakteristik kompleks radar.
Seperti yang telah disebutkan, EU-121 Warning Star sudah ketinggalan zaman, dan E-2 Hawkeye yang digunakan oleh armada Amerika untuk skala teater Eropa dan pertahanan udara Amerika Utara memiliki jangkauan dan ketinggian penerbangan yang tidak memadai. Selain itu, modifikasi Hokai pertama memiliki masalah serius dengan keandalan avionik, dan pengalaman mengoperasikan E-2A dengan radar AN / APS-96 di Asia Tenggara menunjukkan ketidakmampuan untuk mendeteksi target dengan latar belakang permukaan bumi.
Pada paruh kedua tahun 60-an, Amerika Serikat meluncurkan program Overland Radar Technology (ORT) untuk pengembangan radar untuk mendeteksi target udara dengan latar belakang bumi. Dalam kerangka program ini, radar Doppler pulsa dibuat, beroperasi berdasarkan prinsip membandingkan tingkat pengulangan pulsa dari sinyal yang dipancarkan dengan frekuensi sinyal gema yang dipantulkan. Dengan kata lain, frekuensi Doppler diekstraksi dari target yang bergerak dengan latar belakang sinyal yang dipantulkan dari tanah.
Penciptaan radar yang mampu bekerja secara efektif pada target ketinggian rendah pada jarak yang sangat jauh berjalan dengan kesulitan besar. Sampel radar Westinghouse AN / APY-1 pertama yang relatif bisa diterapkan memiliki banyak kekurangan. Selain masalah yang cukup dapat diprediksi dengan keandalan yang rendah, stasiun ini memberikan banyak serif palsu dari objek di lapangan. Misalnya, dalam cuaca berangin, tajuk pohon yang bergoyang dianggap sebagai target ketinggian rendah. Untuk menghilangkan kelemahan ini, perlu menggunakan komputer yang sangat kuat dengan standar tahun 70-an, yang mampu memilih target dan hanya menampilkan objek udara nyata dan koordinat sebenarnya di layar operator.
Penentuan azimuth target dilakukan sebagai hasil dari beberapa scan dan perbandingan hasil yang diperoleh dari berbagai posisi target dalam ruang dan waktu. Mode ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan jumlah informasi maksimum, tetapi jangkauannya minimal. Ketika jangkauan deteksi target jauh lebih penting daripada informasi tentang ketinggian penerbangan mereka, itu beralih ke mode pemindaian pulsa-Doppler tanpa menentukan sudut elevasi, dan tidak ada pemindaian vertikal yang terjadi. Stasiun ini juga dapat beroperasi dalam mode pengintaian elektronik pasif, menerima sinyal yang dipancarkan oleh radar dari pesawat lain.
Awalnya, untuk pesawat berat baru AWACS (Airborne Warning And Control System), dengan analogi dengan dek E-2 Hawkeye, direncanakan untuk membuat platform khusus baru dengan 8 mesin pesawat turbofan General Electric TF34, dikelompokkan berpasangan. Motor ini dipasang pada pesawat serang A-10 Thunderbolt II dan pesawat anti-kapal selam S-3 Viking yang diluncurkan pada awal tahun 70-an dalam seri tersebut. Namun, rute ini dianggap terlalu mahal, perhitungan menunjukkan bahwa peralatan, operator dan antena radar eksternal dapat ditempatkan pada model yang ada dari pesawat angkut militer atau pesawat penumpang jarak jauh. Boeing 707-320, yang banyak digunakan pada waktu itu, dengan mesin asli Pratt & Whitney TF33-P-100 / 100A (JT3D) dipilih sebagai pangkalan. Pada saat itu, Angkatan Udara AS sudah mengoperasikan pesawat tanker, pesawat pengintai, pos komando udara dan kendaraan angkut dan penumpang berbasis Boeing 707.
Dengan berat lepas landas maksimum sekitar 157.300 kg, pesawat ini mampu bertahan di udara tanpa mengisi bahan bakar selama 11 jam. Kecepatan maksimalnya mencapai 855 km/jam. Langit-langitnya 12.000 meter. Jangkauan taktis adalah 1600 km. Patroli biasanya dilakukan pada ketinggian 8000-10000 meter dengan kecepatan 750 km/jam.
Dua prototipe pertama yang dibangun dikenal sebagai EC-137D. Pesawat serial AWACS menerima indeks E-3A Sentry (English Sentry). Pembangunan pesawat sistem AWACS dimulai pada tahun 1975. Hanya dalam 8 tahun, 34 mesin modifikasi E-3A dibangun.
Penjaga E-3A
Pesawat pertama pada tahun 1977 memasuki operasional 552nd Airborne Early Warning Wing di Tinker Air Force Base di Oklahoma. Dua puluh tujuh pesawat AWACS ditugaskan ke Tinker. Empat dari mereka secara shift berpatroli di Timur Jauh dan ditempatkan di pangkalan udara Kadena di Jepang, dua pesawat lagi di pangkalan udara Elmendorf di Alaska. Setelah dimulainya pengiriman E-3A, yang terintegrasi dengan sistem pertahanan udara Amerika Serikat dan Kanada, penonaktifan besar-besaran pesawat AWACS E-121 yang usang dimulai. Meskipun awalnya rendah keandalan radar dan masalah dengan menghubungkan ke sistem pertahanan udara terpusat Amerika Utara, peringatan dini baru dan pesawat kontrol awalnya menunjukkan potensi tinggi untuk mendeteksi pembom Soviet dan mengarahkan pencegat tempur pada mereka.
Selain Angkatan Udara AS, AWACS dari modifikasi pertama dipasok ke sekutu NATO, secara total, 18 E-3A dikirim ke Eropa. 1984 hingga 1990 lima E-3A dengan peralatan komunikasi dan radar terpotong dijual ke Arab Saudi. Iran pada akhir 70-an juga memerintahkan 10 AWACS, tetapi setelah penggulingan Shah, perintah ini tidak dapat dipenuhi. Total dari 1977 hingga 1992 68 pesawat dari keluarga E-3 Sentry diproduksi.
Pada tahun 1982, pesawat yang dimaksudkan untuk operasi di teater operasi Eropa dilengkapi dengan sistem operasional untuk mentransmisikan informasi taktis JITIDS, yang memungkinkan untuk bertukar tidak hanya informasi suara, tetapi juga mengirimkan informasi simbolis yang ditampilkan secara visual pada jarak hingga 600 km. Penggunaan peralatan ini sangat menyederhanakan interaksi dengan pesawat tempur dan memungkinkan untuk mengontrol tindakan beberapa lusin pencegat.
Bagian yang paling terlihat dari pesawat AWACS adalah fairing radar plastik radio-transparan berbentuk cakram berputar yang dipasang pada dua penyangga 3,5 meter di atas badan pesawat. Di dalam piringan plastik dengan berat sekitar 1,5 ton, diameter 9,1 meter dan tebal 1,8 meter, selain susunan antena pasif dengan pemindaian elektronik, antena sistem pengenalan teman-atau-musuh dan peralatan komunikasi dipasang. Antena bisa menyelesaikan satu putaran penuh dalam 10 detik. Pendinginan antena utama radar dan peralatan lainnya dilakukan oleh aliran udara yang datang melalui lubang khusus. Peralatan radio dan komunikasi, kompleks komputasi, dan fasilitas tampilan informasi mengkonsumsi listrik beberapa kali lebih banyak daripada peralatan pangkalan Boeing 707-320. Dalam hal ini, daya generator pada E-3A ditingkatkan menjadi 600 kW.
Setengah radar fairing
Meskipun pesawat dibuat terutama untuk operasi di luar Amerika Serikat, peralatannya termasuk sistem SAGE dan BUIC yang dirancang untuk pemandu otomatis pencegat di wilayah Amerika Utara. Subsistem pemrosesan data dari 23 pesawat pertama, yang dibuat berdasarkan komputer IBM CC-1 dengan kecepatan pemrosesan data 740.000 operasi per detik, menyediakan pelacakan yang stabil hingga 100 target secara bersamaan. Informasi target ditampilkan pada 9 monitor. Komputer IBM CC-2 yang dipasang pada pesawat produksi ke-24 memiliki memori utama 665.360 kata. Pesawat ini juga telah memperkenalkan sistem pertukaran rahasia informasi taktis yang terintegrasi antara pesawat AWACS, pesawat tempur dan titik kontrol darat. Ini menyediakan saluran komunikasi yang cepat dan aman untuk ribuan pengguna.
Tempat kerja operator British Sentry AEW.1
Tempat kerja operator radar dan komunikasi terletak di tiga baris di seberang kabin tepat di belakang kokpit dan kompartemen avionik. Di belakang mereka adalah tempat kerja petugas kontrol dan kompartemen insinyur penerbangan. Di bagian belakang terdapat dapur dan area tempat duduk. Jumlah kru bisa 23 orang, empat di antaranya adalah personel penerbangan, sisanya operator dan personel teknis.
Tetapi bahkan dengan radar yang kuat dan sistem komputer modern pada waktu itu, kemampuan E-3A pertama untuk melihat target terbang rendah dengan latar belakang bumi rendah. Oleh karena itu, peralatan on-board pesawat AWACS mengalami revisi. Tugas mempersenjatai target udara secara efektif dengan latar belakang permukaan bumi diselesaikan setelah memasang radar jarak 10-cm AN / APY-2 yang ditingkatkan di pesawat. Pada pesawat AWACS yang dimodernisasi, selain meningkatkan potensi energi radar, kekuatan komputer juga meningkat. Massa unit pemrosesan sinyal digital hampir 25% dari berat radar itu sendiri - lebih dari 800 kg. Berat total peralatan radar adalah sekitar 3,5 ton. Radar AN / APY-2 memiliki kekebalan kebisingan yang tinggi karena rendahnya tingkat lobus belakang dan samping dari pola arah antena.
Radar AN/APY-2 dapat beroperasi dalam beberapa mode:
1. Pulse-Doppler tanpa memindai berkas pada bidang vertikal.
2. Pulse-Doppler dengan pemindaian sinar di ketinggian untuk memperkirakan ketinggian penerbangan target udara.
3. Pencarian over-horizon, dengan sinyal cut-off di bawah garis horizon tanpa seleksi Doppler.
4. Survei permukaan air dengan pulsa pendek (untuk menekan refleksi dari permukaan laut).
5. Pencarian arah pasif sumber gangguan pada rentang frekuensi radar AN/APY-2.
Dimungkinkan juga untuk menggabungkan semua mode di atas dalam kombinasi apa pun.
Versi modern, yang disebut E-3B, telah dibangun sejak 1984. 24 pesawat E-3A diubah menjadi modifikasi ini. Bersamaan dengan radar, alat deteksi pasif dikembangkan, merekam operasi radar on-board dan sistem radio-teknis penerbangan lainnya.
Pesawat, yang ditingkatkan ke level AWACS Block 30/35, menerima stasiun pengintaian elektronik AB / AYR-1. Secara visual, mereka berbeda dari modifikasi sebelumnya dengan antena samping (di sisi kanan dan kiri), berukuran sekitar 4x1 meter, yang menonjol sekitar 0,5 meter di luar kontur badan pesawat. Ada juga antena di hidung dan ekor pesawat. Stasiun ini terdiri dari 23 modul dengan berat total 850 kg. Setelah pemasangan stasiun RTR di pesawat, perlu untuk melengkapi tempat kerja untuk operator lain. Selain pesawat Angkatan Udara AS, pesawat AWACS NATO juga mengalami revisi serupa.
Stasiun ini didasarkan pada dua penerima digital yang disatukan oleh unit prosesor. Yang, selain pengukuran frekuensi sesaat, melakukan pencarian arah amplitudo dan pengenalan parametrik dari jenis sumber radiasi yang dicegat. Menurut data yang dipublikasikan di sumber terbuka, sistem pengenalan AB/AYR-1 mampu mengidentifikasi lebih dari 500 jenis radar darat dan udara. Stasiun, yang beroperasi pada rentang frekuensi 2-18 GHz, menyediakan pemindaian melingkar di sektor 360 derajat dan pencarian arah sumber emisi radio dengan kesalahan tidak lebih dari 3 derajat pada jarak 250 km. Performanya sekitar 100 pengenalan sumber radiasi dalam 10 detik. Jangkauan operasi maksimum peralatan radio pengintai AB / AYR-1 melalui sumber sinyal yang kuat melebihi 500 km.
Mengikuti varian E-3B, E-3C muncul, menampilkan avionik yang ditingkatkan. Pada model ini, selain komputer baru yang lebih berkinerja tinggi, radar navigasi APS-133 dan peralatan komunikasi digital AIL APX-103 IFF / TADIL-J dipasang. Pada modifikasi ini, peralatan untuk menampilkan informasi radar juga diperbarui. Semua monitor tabung sinar katoda telah diganti dengan panel plasma atau LCD.
Pesawat AWACS Inggris Sentry AEW.1, didampingi pencegat Tornado F.3
Modifikasi dengan mesin CFM International CFM56-2A untuk Angkatan Udara Inggris menerima penunjukan E-3D (Sentry AEW.1). Pesawat pertama diserahkan kepada RAF pada Maret 1991; total, Inggris memesan 7 pesawat. Empat pesawat AWACS E-3F dengan mesin yang sama tetapi avionik yang berbeda dibeli oleh Prancis.
Modernisasi E-3 Sentry di pangkalan udara Tinker
Pada tahun 2003, Amerika Serikat mengalokasikan $ 2,2 miliar untuk memodernisasi armada Sentry yang ada. Pada tahun 2007, pekerjaan praktis untuk memodifikasi Blok 40/45 dimulai di pangkalan udara Tinker. E-3G Angkatan Udara AS pertama mencapai kesiapan tempur penuh pada tahun 2015. Direncanakan untuk melengkapi kembali semua pesawat Amerika dari sistem AWACS dengan sumber daya penerbangan yang cukup ke dalam versi ini.
