Ngay sau sự xuất hiện của radar, câu hỏi đặt ra về việc tăng phạm vi phát hiện các mục tiêu trên không. Vấn đề này đã được giải quyết theo một số cách. Trong khả năng có thể, họ cố gắng đặt các trạm radar ở độ cao vượt trội, điều này không chỉ giúp tăng khu vực quan sát mà còn tránh bị che khuất các vật thể trên mặt đất. Với mục đích tương tự, các ăng-ten thu và phát của radar đã được lắp đặt trên các tháp và thậm chí được cố gắng nâng lên trên các khí cầu. Với việc tăng độ cao của ăng-ten, phạm vi phát hiện có thể tăng thêm 30-40%, đồng thời, theo quy luật, các radar đầu tiên không thể cố định các mục tiêu trên không so với nền của bề mặt trái đất.
Ý tưởng lắp đặt radar trên máy bay lần đầu tiên xuất hiện ở Anh vào cuối những năm 1930. Sau khi bắt đầu các cuộc không kích ban đêm lớn của máy bay ném bom Đức ở Anh, việc sản xuất máy bay chiến đấu ban đêm hai động cơ Blenheim IF với radar AI Mk III đã bắt đầu được sản xuất. Các máy bay chiến đấu hạng nặng Blenheim được trang bị radar hoạt động rất tốt trong các cuộc đánh chặn ban đêm và sau đó được thay thế bằng các loại Beaufighter và Mosquito tiên tiến hơn bằng các radar AI Mk. IV. Tuy nhiên, máy bay chiến đấu ban đêm không phải là máy bay tuần tra radar theo nghĩa hiện đại, radar trên máy bay thường được sử dụng để tìm kiếm mục tiêu trên không riêng lẻ và việc trao đổi thông tin với các máy bay đánh chặn và điểm kiểm soát mặt đất khác không được thực hiện.
Nguyên mẫu đầu tiên của máy bay AWACS là vi mạch Vickers Wellington thử nghiệm, trên đó đặt một ăng ten radar xoay phía trên thân máy bay và thiết bị được đặt ở vị trí của khoang chứa bom.
Máy bay thử nghiệm của tàu tuần tra radar Vickers Wellington IC
Việc chế tạo cỗ máy này trên cơ sở máy bay ném bom hai động cơ Wellington được bắt đầu sau khi các máy bay ném bom đơn của Đức tấn công nước Anh, bỏ qua các radar trên mặt đất được triển khai trên bờ biển phía đông của Quần đảo Anh. Tuy nhiên, sau những đợt giao hàng lớn SCR-584 và GL Mk. III, ý tưởng về một máy bay điều khiển radar với một ăng-ten radar quay đã bị bỏ rơi. Đồng thời, những chiếc Wellington được trang bị radar với ăng ten cố định đã được sản xuất hàng loạt. Những máy bay ném bom này đã được sử dụng thành công để chống lại các tàu ngầm Đức nổi lên vào ban đêm để sạc lại pin của chúng. Vào cuối năm 1944, đã có trường hợp những chiếc Wellington được chuyển đổi đặc biệt với ăng ten cố định được sử dụng để nhắm mục tiêu đánh chặn Mosquito vào máy bay ném bom Heinkel-111 của Đức - tàu sân bay "bom bay" V-1. Đó là lần sử dụng chiến đấu đầu tiên của liên kết "radar hàng không - máy bay đánh chặn" trong lịch sử.
Hoa Kỳ
Vào giữa những năm 40 của thế kỷ trước, mức độ thu nhỏ và hiệu suất của các radar đã đạt đến mức có thể triển khai các radar giám sát với phạm vi phát hiện hơn 100 km không chỉ trên các máy bay lớn hai và bốn động cơ, mà còn trên các máy một động cơ tương đối nhỏ.
Người Mỹ là những người đầu tiên bắt đầu chế tạo hàng loạt máy bay AWACS. Sau khi chiến sự bùng nổ ở Thái Bình Dương, Hải quân Mỹ cần phải di chuyển khu vực kiểm soát radar ra khỏi các căn cứ và tàu của mình để có được khoảng thời gian cần thiết để nâng đủ số lượng máy bay chiến đấu yểm hộ lên không trung. Ngoài ra, máy bay tuần tra radar có thể kiểm soát các hoạt động của hàng không của họ ở khoảng cách từ tàu sân bay.
Vào tháng 8 năm 1944, trong các trận đánh chiếm Okinawa, hạm đội Mỹ đã trải qua các cuộc tấn công kamikaze dữ dội, và các đô đốc Mỹ đã khẩn cấp đặt hàng máy bay AWACS TVM-3W đặt trên boong. Phương tiện này được tạo ra trên cơ sở máy bay ném ngư lôi chạy trên tàu sân bay TBM-3 Avenger. Không đợi kết thúc các cuộc thử nghiệm, đội bay đã đặt mua 40 chiếc với thời gian bắt đầu giao hàng vào tháng 3 năm 1945.
Máy bay boong AWACS TVM-3W
Lần đầu tiên "radar bay" TVM-3W cất cánh vào tháng 8 năm 1944, trùng với thời điểm chính thức kết thúc đơn đặt hàng cho nó. Một radome với ăng ten radar AN / APS-20, được tạo ra như một phần của dự án Cadillac, đã được lắp đặt trên máy bay dưới phần giữa của thân máy bay. Sắp tới, tôi sẽ nói rằng các phiên bản hiện đại hóa của trạm này, hoạt động trong phạm vi 1-3 mét, đã được sử dụng ở Mỹ và NATO cho đến cuối những năm 70, tức là trong hơn 30 năm. Lần sửa đổi đầu tiên của AN / APS-20 có đặc điểm rất tốt cho thời điểm đó, đài này, trong trường hợp không bị nhiễu, có thể nhìn thấy mục tiêu loại máy bay ném bom ở khoảng cách 120 km.
Bên ngoài, TVM-3W rất khác với máy bay ném ngư lôi. Ngoài bộ chắn sóng radome hình giọt nước, để duy trì sự ổn định về hướng, các bề mặt thẳng đứng bổ sung phải được lắp đặt trên các bộ ổn định - bộ phận đuôi trở thành ba ke. Việc hạ cánh của TVM-3W cần được chú ý đặc biệt, vì khoảng sáng gầm nhỏ do "bụng" treo.
Phi hành đoàn bao gồm hai người - một phi công và một người điều khiển radar. Phần lớn, các phương tiện của đơn đặt hàng đầu tiên không được chế tạo mới mà được chuyển đổi từ máy bay ném ngư lôi. Trong vai trò nền tảng cho máy bay, AWACS "Avenger" không lý tưởng. Khối lượng bên trong nhỏ của thân máy bay khiến nó chỉ có thể chứa một người điều khiển radar và trong điều kiện rất chật chội.
Mặc dù mọi thứ diễn ra rất suôn sẻ đối với chiếc máy bay AWACS đầu tiên của Mỹ, việc điều chỉnh nó đã bị trì hoãn. Sau khi các vấn đề về hoạt động không đáng tin cậy của hệ thống điện tử hàng không được giải quyết, các nhân viên kỹ thuật và chuyến bay phải mất thời gian phát triển các máy nối tiếp. Do đó, TVM-3W không còn thời gian tham chiến và bắt đầu gia nhập các phi đội radar chiến đấu vào đầu năm 1946. Lựa chọn đầu tiên được theo sau là sửa đổi TBM-3W2 với một radar cải tiến, có thể hoạt động trên các mục tiêu trên bề mặt và thậm chí phát hiện kính tiềm vọng của tàu ngầm.
Khi thiết kế máy bay TBM-3W2, người ta cho rằng máy bay sẽ có 3 chỗ ngồi, phi hành đoàn đã bổ sung thêm một nhân viên điều khiển radar, người phụ trách thiết bị liên lạc và truyền dữ liệu về các mục tiêu trên không đã phát hiện được. Nhưng do không có chỗ trống trên máy bay nên theo quy định, thành viên phi hành đoàn thứ ba đã không được đưa lên chuyến bay.
Năm 1953, Hải quân Mỹ có 156 máy bay TBM-3W / W2, vào thời điểm đó chúng không chỉ được sử dụng để theo dõi tình hình trên không mà còn dùng để tìm kiếm tàu ngầm cùng với máy bay chống ngầm TBM-3S. Nhưng sau một vài năm, cùng với sự xuất hiện của nhiều máy móc tiên tiến hơn, việc ngừng hoạt động của radar "Avengers" bắt đầu. Ngoài Hoa Kỳ, máy bay TBM-3W2 đã được phục vụ tại Canada, Hà Lan và Lực lượng Phòng vệ Hàng hải Nhật Bản. Hơn nữa, ở khắp mọi nơi chúng được sử dụng độc quyền như phương tiện tuần tra kiểm soát vùng biển.
Vào cuối những năm 40, Avenger, được sản xuất từ năm 1941, đã trở nên khá lỗi thời và Hải quân cần một nền tảng mới cho một máy bay tuần tra radar trên tàu sân bay. Năm 1949, một chiếc máy bay được chế tạo trên cơ sở máy bay tấn công dựa trên tàu sân bay AD-1 Skyraider được đưa vào thử nghiệm.
Phiên bản radar đầu tiên của "Skyrader" với radar ăng-ten xoay AN / APS-20 trong một khung cồng kềnh dưới thân máy bay nhận định danh AD-3W. Máy này được chế tạo với số lượng nhỏ gồm 30 bản và được sử dụng chủ yếu để kiểm tra và tinh chỉnh thiết bị. Vì những đường viền đặc trưng, các thủy thủ có lưỡi sắc bén đã nhanh chóng dán biệt danh vui nhộn "Guppy" lên máy bay. Cũng giống như trên TBM-3, các vòng đệm bổ sung đã được lắp đặt trên bộ phận đuôi để cải thiện độ ổn định của đường ray.
AD-3W
Trong một phi hành đoàn ba người, có sự phân chia trách nhiệm rõ ràng. Ngoài phi công và nhân viên điều hành radar, còn có một nơi làm việc khác dành cho nhân viên vô tuyến điện, những người giữ liên lạc vô tuyến liên tục với tàu sân bay hoặc máy bay chiến đấu dẫn đường trên không. Dựa trên kinh nghiệm vận hành máy bay TBM-3W2, một mục đích khác của AD-3W là tìm kiếm tàu ngầm, trong đó một từ kế được ép lên máy bay. Ngoài ra, radar AN / APS-31 đã được thử nghiệm trên Skyraders, nhưng nó không phát huy tác dụng.
Kết quả là, sau tất cả các thử nghiệm, họ quyết định từ bỏ chức năng chống tàu ngầm, và AD-4W với radar AN / APS-20A trở thành phiên bản tiêu chuẩn của "bộ gắp radar bay" trên boong. So với phiên bản gốc, các đặc tính về phạm vi phát hiện và độ tin cậy của trạm đã được cải thiện đáng kể.
Việc sửa đổi này, được chế tạo với số lượng 158 chiếc, thay thế cho TBM-3W2 đã cũ nát trên boong tàu sân bay. So với Avenger, điều kiện làm việc trên Skyrader thoải mái hơn nhiều, và máy bay mới có bán kính tuần tra lớn gần gấp đôi - 650 km. Tuy nhiên, AD-4W thừa hưởng nhiều nhược điểm của TBM-3W - loại máy bay này sử dụng một động cơ, trong trường hợp nhà máy điện gặp sự cố khi bay trên đại dương, phi hành đoàn có rất ít cơ hội sống sót. Những rung động đáng kể của động cơ piston nằm cạnh radar và thiết bị liên lạc đã ảnh hưởng tiêu cực đến độ tin cậy của nó. Và do vị trí của ăng-ten radar dưới thân máy bay, việc phát hiện các mục tiêu ở độ cao rất khó khăn.
Tuy nhiên, radar Skyraders được Hải quân đánh giá cao và chúng đóng một vai trò quan trọng trong Chiến tranh Triều Tiên. Các máy bay AD-3W và AD-4W liên tục bay lượn trên hàng không mẫu hạm Mỹ, cảnh báo sự tiếp cận của các máy bay phản lực MiG.
AEW của Anh.1.
Sau khi một số máy bay đặt trên tàu sân bay piston Sea Fury FB. Mk 11 của Anh từ tàu sân bay HMS Ocean (R68) bị MiG-15 tấn công bất ngờ, người Anh bày tỏ mong muốn mua 50 máy bay AWACS trên tàu sân bay. Chúng nhận được ký hiệu AEW.1 trong Hải quân Hoàng gia và phục vụ cho đến năm 1962.
AD-5W
Một phiên bản tiếp theo của sự phát triển radar "Skyrader" là AD-5W (từ năm 1962 - EA-1E). Tổng cộng, hạm đội Mỹ đã nhận được 239 chiếc thuộc đợt sửa đổi này. So với AD-3W và AD-4W, đế phần tử của hệ thống điện tử hàng không tiên tiến đã có một tỷ lệ phần tử bán dẫn đáng kể, giúp giảm đáng kể kích thước và mức tiêu thụ điện năng. Hoạt động của EA-1E trong Hải quân Hoa Kỳ tiếp tục cho đến giữa những năm 60.
Vào đầu những năm 50, máy bay tuần tra radar một động cơ không còn phù hợp với các đô đốc Mỹ. Sau khi xuất hiện thông tin tình báo về sự phát triển của tên lửa hành trình trên biển và trên không ở Liên Xô, hạm đội Mỹ cần một "bộ thu thập radar trên không" có bán kính và tầm bắn lớn hơn "Skyrader".
E-1B Tracer
Chiếc máy bay mới, được gọi là E-1B Tracer, được trang bị đầy đủ các thiết bị trên khoang, cất cánh lần đầu tiên vào ngày 1 tháng 3 năm 1957. Việc chế tạo nối tiếp "Treser" tiếp tục cho đến đầu năm 1958, tổng cộng 88 chiếc đã được bàn giao cho hạm đội. Cơ sở cho "bộ chọn radar" trên boong mới là thiết bị theo dõi chống tàu ngầm S-2F. Phi hành đoàn của máy bay gồm bốn người: hai phi công và hai người điều khiển radar.
Không giống như máy bay AWACS đầu tiên của Mỹ thời hậu chiến, nơi trạm AN / APS-20 được sử dụng, một radar AN / APS-82 mới đã được lắp đặt trên Tracer, hoạt động trong dải bước sóng 30-100 cm. cao khoảng một mét phía trên tấm chắn giọt nước trên thân máy bay với các kích thước 9, 76x6, 0x1, 25 m. Giải pháp này cho phép giảm "vùng chết", do các bộ phận kim loại của cấu trúc máy bay được tạo bóng. So với AD-5W, phạm vi phát hiện đã tăng lên và đặc biệt là khả năng chọn mục tiêu trên nền mặt nước. Trong trường hợp không bị nhiễu, phạm vi phát hiện mục tiêu tầm cao của loại B-29 là 180 km, tốc độ cập nhật thông tin của radar là 10 giây.
Tuy nhiên, rõ ràng là chiếc máy bay mới cũng không có những nhược điểm đáng kể. Mặc dù khối lượng bên trong tăng lên, nhưng không có chỗ trên tàu cho một sĩ quan điều khiển chiến đấu và các chức năng của anh ta phải được thực hiện bởi phi công phụ. Ngoài ra, máy bay không có thiết bị truyền dữ liệu radar tự động, và thông tin đầu tiên được truyền bằng giọng nói qua radio tới tàu sân bay, từ đó các máy bay chiến đấu đã được điều khiển. Khả năng chuyên chở hạn chế của khung gầm cơ sở đã ngăn cản việc đưa người vận hành xử lý và truyền dữ liệu vào tổ lái, việc lắp đặt các thiết bị hiện đại hơn và mở rộng thành phần của nó. Ngoài ra, vào đầu những năm 60, máy bay boong piston đã trông rất cổ xưa. Tất cả những điều này đã hạn chế đáng kể thời gian phục vụ của E-1B trong Hải quân Hoa Kỳ, chiếc máy bay cuối cùng thuộc loại này đã được đưa về niêm cất vào tháng 11 năm 1977.
Như đã đề cập, nhược điểm của máy bay tuần tra radar trên tàu sân bay đầu tiên bao gồm khối lượng tự do nhỏ trên máy bay, phạm vi bay và thời gian tuần tra tương đối ngắn. Tuy nhiên, nó phải được trang bị khi sử dụng từ boong tàu sân bay. Tuy nhiên, trong trường hợp căn cứ trên bờ, không có gì ngăn cản việc sử dụng các máy lớn hơn với thời gian bay dài hơn làm nền tảng.
PB-1W
Đồng thời với TBM-3W trên boong, hạm đội đã đặt mua 24 chiếc PB-1W bốn động cơ với cùng một radar AN / APS-20. Ăng-ten ra-đa được đặt dưới một tấm chắn hình giọt nước lớn tại vị trí có khoang chứa bom. Ngoài radar, PB-1W còn được trang bị hệ thống nhận dạng radar "bạn hay thù" cho máy bay và tàu. Ngoài các máy bay có radar thấp hơn, ít nhất một máy bay có radome ở mặt lưng đã được chế tạo.
Máy bay AWACS dựa trên bờ biển PB-1W được chế tạo trên cơ sở máy bay ném bom B-17G. So với "palubniks", máy bay 4 động cơ hạng nặng có phạm vi bay và thời gian tuần tra lớn hơn nhiều lần. Và điều kiện sống trên tàu TBM-3W thoải mái hơn nhiều, không giống như máy bay trên boong, người điều khiển radar không phải ngồi khom lưng do thiếu không gian trống. Bây giờ có thể có 2-3 người điều hành ca và một sĩ quan chỉ huy và kiểm soát trên tàu.
Giống như boong TBM-3W, AWACS PB-1W trên đất liền đã không tham chiến. Việc bàn giao 5 chiếc đầu tiên cho Hải quân Mỹ diễn ra vào tháng 4/1946. Vì các cuộc chiến đã kết thúc, tất cả vũ khí phòng thủ đã được tháo dỡ khỏi chúng, và số lượng thành viên phi hành đoàn giảm từ 10 xuống còn 8 người.
Máy bay PB-1W đã phục vụ trên cả bờ biển phía đông và phía tây của lục địa Hoa Kỳ. Năm 1952, bốn chiếc PB-1W đã được gửi đến Hawaii. Ngoài việc kiểm soát vùng trời và kiểm soát hành động của máy bay chiến đấu, trong các chuyến bay, các nhân viên điều hành được giao nhiệm vụ tìm kiếm tàu ngầm và trinh sát thời tiết. Các đặc tính của radar AN / APS-20 giúp nó có thể phát hiện các cơn bão đang đến gần ở khoảng cách hơn 120 km và thông báo kịp thời về mối đe dọa. Đồng thời, cường độ các chuyến bay PB-1W ở mức cao. Khi nguồn lực phát triển, máy bay sẽ ngừng hoạt động, đội bay chia tay chiếc PB-1W cuối cùng vào năm 1956.
Không quân Mỹ bắt đầu đối phó với các máy bay AWACS muộn hơn nhiều so với Hải quân và lúc đầu không chú ý đặc biệt đến chúng. Năm 1951, ba máy bay ném bom B-29 được chuyển đổi thành máy bay AWACS. Máy bay với radar AN / APS-20C và trạm gây nhiễu được chỉ định là P2B-1S. Phần lớn, những cỗ máy này không được sử dụng cho các chuyến bay tuần tra hoặc điều phối máy bay chiến đấu, mà để trinh sát thời tiết và tham gia vào nhiều loại chương trình thử nghiệm, thí nghiệm và bài tập khác nhau.
Vào thời điểm đó, Không quân vẫn chưa quyết định về vai trò và vị trí của máy bay tuần tra radar tầm xa. Không giống như các đô đốc, những người vẫn nhớ về hậu quả của cuộc tập kích tàn khốc vào Trân Châu Cảng và các cuộc tấn công kamikaze, các tướng lĩnh Không quân dựa vào rất nhiều radar trên mặt đất và máy bay đánh chặn. Tuy nhiên, ngay sau khi Liên Xô chế tạo vũ khí hạt nhân và áp dụng máy bay ném bom tầm xa có khả năng vươn tới lãnh thổ lục địa của Hoa Kỳ và quay trở lại, các chiến lược gia người Mỹ đã buộc phải chi một khoản kinh phí đáng kể để cải thiện hệ thống phòng không, bao gồm trên máy bay và thậm chí cả khí cầu mang theo radar mạnh mẽ phát hiện mục tiêu trên không. Nhưng điều này sẽ được thảo luận trong phần thứ hai của bài đánh giá.
