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日志

 
 

【转载】长空一线-雅安地震中的我国空军空中指挥引导系统  

2013-05-02 21:53:16|  分类: 公共资讯 |  标签: |举报 |字号 订阅

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长空一线-雅安地震中的我国空军空中指挥引导系统 - 小飞猪 - 小飞猪的博客
 执行灾区空中指挥与引导任务的我国空军空警-200预警机


在雅安地震中,人民解放军再次发挥了中流砥柱的作用,广大官兵不畏危险战斗在抗灾第一线,再现了人民子弟兵的本色。

这次抗灾最大一个特点就是我军技术含量明显增加,许多高技术装备在第一线发挥了重要作用,其中空中指挥与引导体系可谓标志性装备之一。

根据电视报道,我国空军在此次抢险救灾中出动了空警-200空中预警机和运-8“高新工程”空中指挥飞机,它们在灾区上空形成了一套完整的战区空中指挥与引导体系,这套体系上连国家及战区指挥中心,下联各参战单元,执行抢险救灾飞机的指挥引导、通信联络等任务,出色的完成了保空中交通线、各救灾部队的保障支援任务,也表明我国空军已经具备迅速在战区布置完整的空中指挥引导体系的能力,为我国空军乃至人民解放军打胜高技术条件下的局部战争打下了坚实的基础。

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 直升机在高原地区的性能会显著下降,图为我国陆航的黑鹰直升机,它是我国陆航执行高原任务的主力


我们知道此次地震灾区雅安市海拨较高,全境大部分地区是高度1000-3000左右的山区,甚至有些地区海拨超过5000,只有少部分在1000以下,这样的地理环境给直升机的运用带来的非常大的困难,首先是在如此的高度下直升机的性能会下降,例如高原空气稀薄,氧气少,现代航空发动机需要氧气助燃,以便把热能转化为机械能或者动能,因此对于航空发动机来说,如果没有技术措施,高度越大,动力就会随之下降,对于直升机来说,就意味着发动机功率的下降但直升机起飞又需要一定的功重比,直升机本身的重量是不会变的,那么只能降低飞机的燃料及载荷,才能让直升机直飞,以美国UH-1直升机为例,在海平面上可以搭载1吨左右的货物执行任务,但是当高度上升到3000米的时候,载荷就会下降到300公斤左右。

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 高原地区直升机救援能力会下降

另外就是空中结冰,高原地区气温一般较低,直升机容易出现结冰等故障,特别是发动机和旋翼结冰,虽然多数直升机在结冰条件下性能有某种程度的下降,但仍具有继续飞行的性能。但是,如果主旋冀桨叶结冰时直接影响航空器的适航性能了,甚至会有飞行事故的发生,非常危险。主旋翼桨叶是直升机旋转的翼,结冰的影响度与固定翼航空器的主机翼相似,不仅会引起桨叶面的气流流失、升力减少、阻力增加,而且还会突然增大振动负荷和扭矩阻力,为了满足维持航空器的飞行状态,需要更大的发动机功率,但是是涡轮发动机,附着,推迟在进气道的冰,因为吹散后会被吸进发动机内,所以是非常危险的.而且因为减少空气流量而造成功率下降,这样对飞机救灾抢险,运送物资、输送伤员等极为不利。

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 高原限制了直升机的运输能力和航程
 
    

还有一点就是高原地区山脉高度较高,而直升机的升限较低,一般直升机的动升限都在6000米以下,我国陆军航空兵大量的米-17、黑鹰直升机为5600米,需要指出的是直升机并不能在这样一些极限的性能上持续太多的时间,我们看到直升机涡轴发动机可以看到应急状态等模式,在这种情况下,其功率可以达到最大,但是时间不能超超过3分钟,否则就会对发动机造成损害,因此在高原多山地区飞行,直升机只能沿着高度较低的山谷飞行,而山谷空间较小、气流比较复杂,同时还有高压线等障碍物。对于安全飞行影响较大。不利于大编队飞行。
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 现代空中交通需要完善、发达的空中交通控制系统

 

尤其是受到高山的遮挡,地面空中交通控制雷达很难发现空中的直升机,这样就对飞机的空中交通控制造成较大的影响,所谓空中交通控制就是指确定出若干空中航路,使飞机按一定顺序从各自机场起飞,进入航路并保持飞机间的一定距离间隔,到达终点前脱离航路并按一定顺序降落。接受管制的飞机依靠目视、无线电通信和导航手段执行管制规则。防止飞机在空中相撞、防止飞机在跑道滑行时与障碍物或其他行驶中的飞机、车辆相撞;保证飞机按计划有秩序地飞行;提高飞行空间的利用率。雷达是空中交通控制的关键探测器之一,用来发现大范围内的空中目标,形成统一的态势图,供指挥引导人员对空中目标进行指挥和控制。但是在高原多山的环境下,当直升机飞入山谷的时候,地面雷达就会失去对它的控制,这样就无法地面空中交通控制中心就无法形成对空中态势的全面掌握,也就无法对空中交通进行全面、安全的控制。

根据雷达视距公式,提高雷达探测距离特别是低空目标掌握范围,必须提高雷达天线高度,高度越大,雷达探测距离越远,这样预警机就出现了,它居高临下,探测距离远,同时掌握目标多,可以较好的完成空中交通指挥控制任务,实际上预警机就相当于战区的空域控制系统,它的主要任务也包括为空中飞机提供导航、执行战区空中交通控制、对战备飞机下达升空作战命令等。

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 预警机的空中信息显示系统

 

在预警机的显示系统上可以显示叠加了空情信息的战区数字地图,包括数字地图作为战场态势的背景, 提供山脉、河流、道路、城市、政治边界、经纬度等地理信息, 并为目标信息叠加显示提供背景依据。雷达/二次雷达扇区以相对于载机中心的扇形区域存在, 对于空警-200预警机来说,操作员可根据工作任务的不同设置并显示不同类型的扇区,扇区不仅涵盖了相控阵雷达的波束扫描区域, 而且其参数也确定了雷达/二次雷达的工作方式。不同模式的工作扇区作为任务剖面之一, 可使雷达的最大潜能集中在最需要的区域, 充分体现了相控阵雷达波束调度的灵活性。工作扇区及其波束扫描点的实时显示。这样就可以最大限度的扩展雷达在敏感地区方向的探测能力,这对于探测直升机这样RCS较小、速度较低的目标非常有用。

从相关新闻可以看出,地震发生后,我国空军迅速从南京军区调集一架空警-200支援成都军区,执行空中监视与交通控制任务,较好的解决了对于运输机及直升机的指挥引导任务,为灾区开通了一条生命航线,能够在山区这样复杂地形背景下发现直升机这样的低速目标,也说明我国相控阵预警雷达的信号及数据处理能力较强,具备了较高的技术水平,有效的提高我国空军的作战能力。

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 灾区也需要应急通信,图为我军布置在灾区的应急通信车

 

如果想实现空中引导,仅仅雷达还是不够的,因为相关的数据和指令需要发送给直升机,目前地面指挥引导系统对于直升机的通信主要采用高频和甚高频两种通信方式,其中以甚高频为主,它的波长较小,因此波束指向性能较好,传输效率较高,但是它的缺点就是受地形地貌影响较大,。甚高频通信作用距离在山区一般就是100公里至200公里,极为有限。 尤其是直升机在山区河谷里面飞行,高度随着地势调整,不能有效的接受通信信号,地空通信是很棘手的,严重的影响飞行安全。经常导致不能建立有效联系或者不能反馈飞行信息,使机场空管人员不能掌握飞行状态。虽然可以通过空中飞越飞机转报,但是在单位时间内.没有空中飞机,致使地空通信不畅,出现通信中断飞行一般差错。高频通信受地理条件限制虽然比甚高频要小,但是在山区环境下的性能依然不足,且存在着,受其他通信干扰影响严重,通信质量差、声音小,在空管地空通信中不是理想的通信方式。

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 据说是我国运-8高新工程-空中指挥机的图片

对于抢险救灾这些的场合来说,需要解决的并不仅仅是直升机等救灾工具的通信问题,灾区本身也需要通信系统的支持,我们常用的手机、平板电脑等网络设备需要电信信息网来支持,才能正常使用,而星罗棋布的基站以及电信部门的机房是这个网络的关键节点,虽然这些节点都经过抗震设计,但是在强烈地震条件下也不能避免这些节点受损,无法工作,这样就导致灾区对外通信联络中断,在正常的情况下,电信部门会派出应急通信车支援灾区,但是应急通信车受限于地面交通情况中,象雅安震区这样的山区,地面交通特别是一些交通要道在地震中损坏,就造成电信部门的应急通信车无法进入灾区。形成了“信息孤岛”的局面。虽然可以采用卫星通信来弥补,卫星通信的优点就是范围大,不受地形的限制,但是它的缺点就是信道有限,卫星距离地面较远,损耗较多,延时大,成本也高。

在这种情况下,我国派出了运-8高新工程-空中指挥机来进行灾区指挥及无线电中继任务,它的优点就是配置地域广、随时待命的优点,命令下达后可快速机动到指定空域;部署快速灵活,可多点组网,滞空时间较长,内部空间大,可以搭载多种通信系统,迅速在灾区构建应急通信网,保障救灾部队和灾区人民群众的通信联络。

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 美国EC-130空中指挥飞机的内部

 

从海外的资料来看,我国运-8高新工程-空中指挥机配备多种系统,包括短波和超短波通信系统,可以靠地面波、空间波和散射波传输,形成综合的通信保障手段。其中超短波通信的工作频率较宽,传送多路话路或数据信号,同时,超短波具有相当强的绕射能力,从而可进行超视距通信。超短波的绕射和可在城市建筑物间反射的性能特别适合在高天线条件下用于城市的广播和移动通信业务。根据这个特点可以 在升空的一架飞机同时部署超短波通信与小型移动基站,从而扩大通信范围。可以任意选择周边未受灾地区的电信部门的光纤为接入点。通过地面超短波与机载超短波通信系统进行传输。这样通过超短波通信技术与移动通信技术相结合,实现通信网的无缝连接。快速的建立起适应环境需求的通信网络系统。可以在应急通信环境中广泛应用,并发挥出机动灵活、安全可靠、实时畅通等优点。

从相关新闻来看,我国空军派出的运-8高新工程-空中指挥机迅速在灾区建立了应急通信网,保障了抢险部队、飞机、灾区群众的对外联络,可以说发挥了关键作用。需要说明的是运-8高新工程-空中指挥飞机在空中指挥引导体系中的位置要高于空警-200,它相当于空中的战区空中前线指挥中心,负责制订空中作战计划,下达作战命令,对空中作战进行指挥和控制,这个从它的保密级别就可以看出来,我们在新闻中可以看到空警-200,甚至可以看到它的驾驶舱,但是运-8高新工程-空中指挥飞机却是神龙见首不见尾,甚至没有一张图片都没有出现过,从中就可以显现它的敏感度要比空警-200要高的多。

 

需要指出的是这并不是我国空军第一次在灾区迅速布置空中指挥引导体系,上一次汶川地震,我国空军就迅速派出空警-2000预警机和运-8高新工程-空中指挥飞机用于灾区空中指挥、交能控制与引导,这一次空军空中指挥引导体系再一次发挥了重要的作用,体现了我国空军空中指挥引导体系日趋完善,也为我国空军执行相关任务积累了经验,打下了基础。

 

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空中指挥引导体系的进步,我国空军打胜高技术条件下局部战争打下了基础
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