预警机系统的载机选型一般有三个要求:足够大的载荷,足够大的机舱容量,足够长的巡航能力。目前世界各国使用运输机和客机改装预警机的案例都有,如俄罗斯的A-50利用伊尔-76运输机平台,日本的E-767使用波音767-200ER平台,总的来说,这些平台都能大致满足预警机改装的三点要求,但改装后的品质也分高下。
从载机的载荷和规模角度,一般预警机的雷达探测距离不能低于200千米,距离误差不能小于100米,高度误差不能小于1000米,因而这种雷达一定是中型或大型的,因而改装预警机的运输机平台自然也要足够大。目前,全世界的预警机分为小型、中型和大型三类,其中大型预警机的电子任务系统在12吨-20吨之间,运-20的载重绰绰有余,其他性能也基本全部满足,即:最大起飞重量大于150吨,空载机中大于60吨,载油量大于30吨,续航能力7-9小时。
但满足基础性能不代表最合适,对预警机而言,确保最大的探测范围、最长的续航时间至关重要,而在这两个参数上,运-20与客机相比时,就会稍显不足,下面以日本的E-767预警机的波音767-200ER平台为参考对象说明这一问题。
波音767-200ER的航程超过11000千米,巡航速度也在900千米左右,翼展 47.57米,长度 48.51米,翼面积290平米,正常载重时,续航时间为12小时以上。显然超过运-20,这会给客机改装的预警机带来2大优势:
一是可维持更长的在位执勤时间和更少的出动架次。陆基预警机一般要求在距基地500-1500千米处执勤,约0.85马赫的巡航速度计,起飞进入阵位到从阵位返回基地大约平均耗时2小时。这就意味着,如果运-20改装的预警机能维持7个小时的执勤时间,那么E-767就能维持10个小时,大约是前者的1.42倍,优势较为明显。二是可实现更大的探测范围。机载预警雷达系统对目标的最大可见距离受限于自身巡逻阵位高度。客机一般采取大展弦比机翼构造,波音-767的展弦比较运-20高40%,根据升力系数和展弦比的关系,波音767客机的机翼升力要比运-20大7%,这就意味着,在任务系统重量相等的情况下,波音767的升限要高于运-20,自然也能站得高、看得远,实现更大的探测范围。
需要说明的是,虽然波音767的确可以比运-20看得远,但由于预警机巡逻阵位一般处于10000米高空的最经济高度,因而这种看得远在执行战术任务时只有很少一部分时间被运用。但即便如此,运-20改装的预警机真实探测范围也要小于E-767,这是因为,预警机的圆盘状雷达天线在飞行时会产生较大的诱导阻力(即圆盘天线的升力的后向分力),该力会将机身往上升方向提,导致预警机巡航时容易出现抬头现象失去平衡,为了消除这种影响,预警机一般都将圆盘天线装在机身后部,但如此安装就会让飞机的前机身和机翼阻挡雷达系统下视探测,相对波音767飞机,由于运-20运输机的设计要求使得机翼弦长和机身体积更大,遮挡效应会更明显,下部探测盲区也更大。
当预警机的任务系统,特别是圆盘状天线被安装上之后,飞机的整体气动布局发生重大改变,平台的整体飞行性能明显变差,运输机的性能下降效果要高于客机,如以A-50预警机的巡航速度下降为600千米/小时,E-767的巡航速度下降为855千米每小时,这使得空中作战时,E-767可以和战斗机编队飞行,而A-50则难以与战斗机巡航速度保持一致,对于作战不利。
此外,从上述列出的数据里可见,波音767-200ER的整机长度为 48米,运-20为47米,长度相近,但是波音767的机身截面更为规整,可充分减少机舱阻力,运-20机身更为粗短,虽然机舱阻力增加不少,但装载大宽度货物的能力更强,在空中飞行时,由于力臂较短,使用操纵面保持飞行平衡的难度更低。但也正是这个设计,让运-20改装的预警机较E-767在飞行性能上有所短缺。即,在后部机身安装圆盘状天线罩之后,飞机在飞行过程中,该天线罩不符合流线形空气动力学原理,因而会在后部产生较大的紊流,该紊流会直接影响到飞机尾翼,导致飞机飞行维持平衡、操作机动难度加大,波音767由于机身形态较为稳定,但运-20的紊流会直接输送给尾翼,因而,如果不对尾翼实施重新调整,运-20预警机的震颤、失控效应会非常强烈。
此外,就飞行平稳性而言,运输机考虑的首先是如何运输货物,即便对运输空降兵时,也不要求对飞机遇到强气流时的控制,而客机必须注重旅客体验,因而尽一切可能的办法,将飞机震颤降到了最低,对于预警机机组成员而言,客机改装预警机的操作和生活舒适性显然更好,运输机的操作和生活舒适性也能接收。但对于雷达任务系统而言,却没有那么可以接收,因为这会加宽雷达主瓣波束、降低主瓣增益、提高旁瓣电平,带来的效果是探测距离、精度和抗电子干扰能力的下降。
客机的最后一个优势是安全性、维护性极佳,客机的使用寿命和平均维修时间远远超过军用飞机,维护保障方法先进,程序简单,单架次飞机成本低,而运输机在这方面就被远远的甩在了后面。
论述至此,可以看出,客机改装预警相对运输机是十分明显的,但这并不表明运输机完全没有任何优势:一是运输机改装的预警机的机动性和防护性更好。运输机设计之处就考虑在危险区域、航线上作业的需求,因而在盘旋、下降、机体防护性能上更加用心,一般一枚导弹难以击落,而客机则不然。二是运输机改装的预警机机场适应性强。运输机非常强调短距起降能力,甚至可以在野战机场、平地上降落,以增加可进入、使用机场的数量,而客机对跑道的长度、平整度都有极大的要求,难以在前线作业。
综合评估预警机和运输机改装预警各自拥有优势,就实践而言,大型预警机平台应尽量使用客机改装预警机,以最大限度的实现长时间巡航、大范围探测、操作人员舒适执勤。执勤时布设于远离危险区域的空域即可保障空地作战需求。而中小型预警机,由于雷达任务系统探测距离近,巡航时间短,需要深入到危险区域边缘,对于紧急起飞、战场防护、紧急备降的需求强烈,最好使用运输机平台,以增强其生存能力和紧急起降能力。事实上也的确如此,E-2系列预警机的载机为C-2A运输机(但更多考虑的是航母起降能力),美军曾研发的中型预警机EC-130V使用C-130作为载机平台。
更多的时候,选择预警机载机也是被迫无奈,主要与研发国拥有的运输机、客机种类、成熟度、产量有关。如我国没有完全国产化客机,因此研发大型预警机就只能选择运输机,美国客机产品较多,具备选择客机的能力。