Hệ thống kiểm soát và cảnh báo trên không AEW&C (airborne early warning and control) là hệ thống radar trên không được thiết kế để phát hiện máy bay, tàu, phương tiện, tên lửa và các loại đạn đang bay tới khác ở tầm xa và thực hiện chỉ huy và kiểm soát không gian chiến đấu trong một cuộc giao tranh trên không bằng cách chỉ đạo máy bay chiến đấu và tấn công các cuộc tấn công của máy bay. Các đơn vị AEW&C cũng được sử dụng để thực hiện giám sát, bao gồm các mục tiêu trên mặt đất và thường xuyên thực hiện quản lý chiến đấu, chỉ huy và kiểm soát (BMC2). Khi được sử dụng ở độ cao, radar trên máy bay cho phép người điều khiển phát hiện và theo dõi mục tiêu cũng như phân biệt giữa máy bay bạn và máy bay thù địch ở khoảng cách xa hơn nhiều so với radar mặt đất tương tự. Giống như radar trên mặt đất, nó có thể bị lực lượng đối phương phát hiện, nhưng do tính cơ động và phạm vi cảm biến mở rộng nên nó ít bị phản công hơn nhiều.
Máy bay AEW&C được sử dụng cho cả các hoạt động phòng không và tấn công, đồng thời đối với NATO và các lực lượng không quân do Hoa Kỳ huấn luyện hoặc huấn luyện, trung tâm thông tin chiến đấu giống như một tàu chiến hải quân, ngoài ra còn là một nền tảng radar mạnh mẽ và có tính cơ động cao. Hệ thống này được sử dụng trong tấn công để hướng máy bay chiến đấu đến vị trí mục tiêu và phòng thủ, chỉ đạo các cuộc phản công vào lực lượng đối phương, cả trên không và trên bộ. Ưu điểm của máy bay chỉ huy và điều khiển hoạt động ở độ cao lớn đến mức một số hải quân vận hành những máy bay như vậy từ tàu chiến của họ trên biển. Trong trường hợp của Hải quân Hoa Kỳ, máy bay Northrop Grumman E-2 Hawkeye AEW&C được giao cho siêu tàu sân bay của nước này để bảo vệ họ và tăng cường các trung tâm thông tin chỉ huy trên tàu CIC (command information centers). Ký hiệu “cảnh báo sớm trên không” AEW (airborne early warning) đã được sử dụng cho các máy bay tương tự trước đó được sử dụng trong vai trò thu thập radar ít đòi hỏi hơn, chẳng hạn như Fairey Gannet AEW.3 và Lockheed EC-121 Warning Star, và tiếp tục được RAF sử dụng cho Sentry AEW1 của nó, trong khi kiểm soát và cảnh báo soát sớm trên không AEW&C (airborne early warning and control) nhấn mạnh khả năng chỉ huy và kiểm soát có thể không có trên các máy bay thu thập radar nhỏ hơn hoặc đơn giản hơn. Hệ thống điều khiển và cảnh báo trên không AWACS (Airborne Warning and Control System) là tên của hệ thống cụ thể được cài đặt trong E-3 và Boeing E-767 của Nhật Bản khung máy bay AEW&C, nhưng thường được dùng làm từ đồng nghĩa chung cho AEW&C.
Cuộc giao tranh trên không đầu tiên được biết đến với cả hai bên đối lập sử dụng máy bay Kiểm soát và Cảnh báo sớm trên không là ở tiểu lục địa Ấn Độ, trong các cuộc giao tranh trên không giữa Ấn Độ và Pakistan vào tháng 2/2019, trong đó Ấn Độ sử dụng A-50I Phalcon và DRDO Netra và Pakistan sử dụng Saab 2000.
Đặc điểm chung
Các hệ thống AEW&C hiện đại có thể phát hiện máy bay ở khoảng cách lên tới 400 km nằm ngoài tầm bắn của hầu hết các tên lửa đất đối không. Một máy bay AEW&C bay ở độ cao 9.000 m có thể bao phủ diện tích 312.000 km2. Ba chiếc máy bay như vậy trong các quỹ đạo chồng chéo nhau có thể bao phủ toàn bộ Trung Âu. Hệ thống AEW&C liên lạc với máy bay bạn, điều khiển máy bay chiến đấu hướng tới máy bay thù địch hoặc bất kỳ vật thể bay không xác định nào, cung cấp dữ liệu về các mối đe dọa và mục tiêu, giúp mở rộng phạm vi cảm biến của chúng và khiến máy bay tấn công khó theo dõi hơn vì chúng không còn cần phải duy trì hoạt động của radar riêng nữa (có thể bị kẻ thù phát hiện) để phát hiện các mối đe dọa.
Lịch sử phát triển
Sau khi phát triển Chain Home – hệ thống phát hiện radar cảnh báo sớm trên mặt đất đầu tiên – vào những năm 1930, người Anh đã phát triển một bộ radar có thể được mang trên máy bay cho cái mà họ gọi là “Đánh chặn có kiểm soát trên không”. Mục đích là nhằm che chắn các hướng tiếp cận Tây Bắc nơi máy bay tầm xa Focke-Wulf Fw 200 Condor của Đức đang đe dọa hoạt động vận chuyển hàng hải. Một máy bay ném bom Vickers Wellington (số hiệu R1629) được trang bị một dãy ăng-ten quay. Nó đã được thử nghiệm để sử dụng chống lại các mục tiêu trên không và sau đó có thể sử dụng để chống lại các tàu E của Đức. Một radar khác được trang bị cho Wellington với một hệ thống lắp đặt khác được sử dụng để hướng các máy bay Bristol Beaufighter về phía Heinkel He 111, bom bay V-1 phóng từ trên không.
Vào tháng 2/1944, Hải quân Hoa Kỳ đã ra lệnh phát triển một hệ thống radar có thể được đưa lên máy bay thuộc Dự án Cadillac. Một hệ thống nguyên mẫu đã được chế tạo và bay thử vào tháng 8 trên máy bay ném ngư lôi TBM Avenger cải tiến. Các thử nghiệm đã thành công, hệ thống có thể phát hiện đội hình bay thấp ở phạm vi lớn hơn 160 km. Hải quân Hoa Kỳ sau đó đã đặt hàng sản xuất TBM-3W, chiếc máy bay AEW sản xuất đầu tiên được đưa vào sử dụng. Những chiếc TBM-3W được trang bị radar AN/APS-20 được đưa vào sử dụng từ tháng 3/1945, với 27 chiếc cuối cùng được chế tạo. Người ta cũng nhận thấy rằng một chiếc máy bay lớn hơn trên đất liền sẽ rất hấp dẫn, do đó, theo chương trình Cadillac II, nhiều Máy bay ném bom Pháo đài bay Boeing B-17G cũng được trang bị radar tương tự.
Lockheed WV và Ngôi sao cảnh báo EC-121, bay lần đầu tiên vào năm 1949, phục vụ rộng rãi trong Lực lượng Không quân và Hải quân Hoa Kỳ. Nó cung cấp phạm vi bảo hiểm AEW chính cho lực lượng Hoa Kỳ trong chiến tranh Việt Nam. Nó vẫn hoạt động cho đến khi được thay thế bằng E-3 AWACS. Được phát triển gần như song song, khinh khí cầu lớp N cũng được sử dụng làm máy bay AEW, lấp đầy khoảng trống trong phạm vi phủ sóng radar của lục địa Hoa Kỳ, khả năng hoạt động vượt trội hơn 200 giờ của chúng là tài sản lớn của máy bay AEW. Sau một vụ tai nạn, Hải quân Hoa Kỳ quyết định ngừng các hoạt động nhẹ hơn trên không vào năm 1962.
Năm 1958, Cục thiết kế Tupolev của Liên Xô được lệnh thiết kế một máy bay AEW. Sau khi xác định rằng thiết bị radar dự kiến sẽ không vừa với Tupolev Tu-95 hoặc Tupolev Tu-116, quyết định được đưa ra là sử dụng Tupolev Tu-114 mạnh mẽ hơn để thay thế. Điều này giải quyết được các vấn đề về làm mát và không gian vận hành tồn tại với thân máy bay Tu-95 và Tu-116 hẹp hơn. Để đáp ứng các yêu cầu về tầm hoạt động, các mẫu sản xuất được trang bị một đầu dò tiếp nhiên liệu trên không. Hệ thống thu được là Tupolev Tu-126, được đưa vào sử dụng trong Lực lượng Không quân Liên Xô vào năm 1965 và tiếp tục phục vụ cho đến khi được thay thế Tupolev Tu-126 bằng Beriev A-50 năm 1984
Trong Chiến tranh Lạnh, Vương quốc Anh đã triển khai khả năng AEW đáng kể, ban đầu là với Douglas AD-4W Skyraider của Mỹ, được chỉ định là Skyraider AEW.1, sau đó được thay thế bằng Fairey Gannet AEW.3, sử dụng cùng radar AN/APS-20. Với việc các tàu sân bay thông thường ngừng hoạt động, Gannet đã bị rút đi và Lực lượng Không quân Hoàng gia (RAF) đã lắp đặt các radar từ Gannet trên khung máy bay Avro Shackleton MR.2, được đặt tên lại là Shackleton AEW.2. Để thay thế Shackleton AEW.2, một biến thể AEW của Hawker Siddeley Nimrod, được gọi là Nimrod AEW3, được đặt hàng vào năm 1974. Sau một quá trình phát triển kéo dài và gặp nhiều vấn đề, việc này đã bị hủy bỏ vào năm 1986 và thay vào đó, 7 chiếc E-3D, được chỉ định là Sentry AEW.1 trong biên chế của RAF, đã được mua.
Hệ thống hiện tại
Nhiều quốc gia đã phát triển hệ thống AEW&C của riêng mình, mặc dù Boeing E-3 Sentry và Northrop Grumman E-2 Hawkeye là những hệ thống phổ biến nhất trên toàn thế giới.
Hệ thống kiểm soát và cảnh báo trên không (AWACS)
Boeing sản xuất một hệ thống cụ thể với mái vòm radar quay “rotodome” kết hợp với radar Westinghouse (nay là Northrop Grumman). Nó được gắn trên máy bay E-3 Sentry (Boeing 707) hoặc gần đây hơn là Boeing E-767 (Boeing 767), chiếc sau này chỉ được Lực lượng phòng vệ trên không Nhật Bản sử dụng.
Khi AWACS lần đầu tiên được đưa vào sử dụng, nó thể hiện một bước tiến lớn về khả năng, là AEW đầu tiên sử dụng radar xung Doppler, cho phép nó theo dõi các mục tiêu thường bị mất tích trên mặt đất. Trước đây, máy bay bay thấp chỉ có thể dễ dàng theo dõi trên mặt nước. AWACS có radar ba chiều đo đồng thời góc phương vị, phạm vi và độ cao; thiết bị được lắp đặt trên E-767 có khả năng giám sát trên mặt nước vượt trội so với hệ thống AN/APY-1 trên các mẫu E-3 trước đó.
E-2 Hawkeye
E-2 Hawkeye là máy bay AEW được thiết kế đặc biệt. Khi được đưa vào sử dụng vào năm 1965, ban đầu nó gặp khó khăn do các vấn đề kỹ thuật, khiến nó bị hủy bỏ (sau đó đã bị hủy bỏ). Hoạt động mua sắm được tiếp tục sau những nỗ lực cải thiện độ tin cậy, chẳng hạn như thay thế máy tính trống quay ban đầu được sử dụng để xử lý thông tin radar bằng máy tính kỹ thuật số Litton L-304. Ngoài việc được Hải quân Mỹ mua, E-2 Hawkeye còn được bán cho các lực lượng vũ trang của Ai Cập, Pháp, Israel, Nhật Bản, Singapore và Đài Loan.
Phiên bản E-2 mới nhất là E-2D Advanced Hawkeye, có radar AN/APY-9 mới. Radar APY-9 được suy đoán là có khả năng phát hiện máy bay tàng hình cỡ máy bay chiến đấu, thường được tối ưu hóa để chống lại các tần số cao như Ka, Ku, X, C và các phần của băng tần S. Trong lịch sử, radar UHF có các vấn đề về độ phân giải và phát hiện khiến chúng không hiệu quả trong việc nhắm mục tiêu và kiểm soát hỏa lực chính xác; Northrop Grumman và Lockheed tuyên bố rằng APY-9 đã giải quyết những thiếu sót này trong APY-9 bằng cách sử dụng chức năng quét điện tử tiên tiến và sức mạnh tính toán kỹ thuật số cao thông qua xử lý thích ứng không gian/thời gian.
Beriev A-50
Không quân Nga hiện đang sử dụng khoảng 15-20 Beriev A-50 và A-50U “Shmel” trong vai trò AEW. “Mainstay” dựa trên khung máy bay Ilyushin Il-76, với một mái vòm đĩa lớn không quay ở thân sau. Những chiếc này thay thế 12 chiếc Tupolev Tu-126 đảm nhiệm vai trò trước đó. A-50 và A-50U cuối cùng sẽ được thay thế bằng Beriev A-100, có tính năng AESA trong mái vòm và dựa trên Il-476 được cập nhật.
KJ-2000
Vào tháng 5/1997, Nga và Israel đã đồng ý cùng nhau thực hiện đơn đặt hàng từ Trung Quốc để phát triển và cung cấp hệ thống cảnh báo sớm. Trung Quốc được cho là đã đặt mua một chiếc Phalconvới giá 250 triệu USD, bao gồm việc trang bị thêm một máy bay chở hàng Ilyushin-76 do Nga sản xuất (cũng được báo cáo không chính xác là Beriev A-50 Mainstay) với hệ thống điện tử, máy tính, radar và thông tin liên lạc tiên tiến Elta. Bắc Kinh dự kiến sẽ mua một số hệ thống AEW của Phalcon, và được cho là có thể mua thêm ít nhất 3 (và có thể lên đến 8) hệ thống này, nguyên mẫu của chúng đã được lên kế hoạch thử nghiệm bắt đầu từ năm 2000. Vào tháng 7/2000, Mỹ gây áp lực buộc Israel phải rút lại thỏa thuận trị giá 1 tỷ USD bán cho Trung Quốc 4 hệ thống radar mảng pha Phalcon. Sau khi thỏa thuận A-50I/Phalcon bị hủy bỏ, Trung Quốc chuyển sang các giải pháp nội địa. Radar Phalcon và các hệ thống điện tử khác được tháo dỡ từ chiếc Il-76 chưa hoàn thiện, và khung máy bay được Nga chuyển giao cho Trung Quốc vào năm 2002. AWACS của Trung Quốc có radar mảng pha PAR (phased array radar) độc đáo được đặt trong một mái vòm radar hình tròn. Không giống như máy bay AWACS của Mỹ vốn xoay mái vòm để có phạm vi bao phủ 360 độ, ăng-ten radar của AWACS của Trung Quốc không xoay. Thay vào đó, ba mô-đun ăng-ten PAR được đặt theo cấu hình tam giác bên trong mái vòm tròn để cung cấp phạm vi phủ sóng 360 độ. Việc lắp đặt thiết bị tại Il-76 bắt đầu vào cuối năm 2002 bởi Tập đoàn công nghiệp máy bay Xian (Xian Aircraft Industry Co.). Chuyến bay đầu tiên của máy bay Việc lắp đặt thiết bị tại Il-76 bắt đầu vào cuối năm 2002 bởi Tập đoàn công nghiệp máy bay Xian. Chuyến bay đầu tiên của máy bay Việc lắp đặt thiết bị tại Il-76 bắt đầu vào cuối năm 2002 bởi Tập đoàn công nghiệp máy bay Xian. Chuyến bay đầu tiên của máy bay KJ-2000 được sản xuất vào tháng 11/2003. Cả bốn máy sẽ được trang bị loại này. Chiếc cuối cùng sẽ được đưa vào sử dụng trong Không quân Trung Quốc cho đến cuối năm 2007. Trung Quốc cũng đang phát triển máy bay AEW&C dành cho tàu sân bay, Xian KJ-600 thông qua thử nghiệm Xian JZY-01 có nguồn gốc từ Y-7.
Netra
Năm 2003, Lực lượng Không quân Ấn Độ (IAF) và Tổ chức Nghiên cứu và Phát triển Quốc phòng (DRDO) đã bắt đầu nghiên cứu các yêu cầu để phát triển hệ thống Kiểm soát và Cảnh báo sớm trên không (AWAC). Vào năm 2015, DRDO đã giao 3 chiếc AWAC, được gọi là Netra, cho IAF với hệ thống radar AESA tiên tiến của Ấn Độ được trang bị trên khung máy bay Embraer EMB-145 của Brazil. Netra cung cấp phạm vi bao phủ không phận 240 độ. Emb-145 còn có khả năng tiếp nhiên liệu trên không để có thời gian giám sát lâu hơn. IAF cũng vận hành ba hệ thống EL/W-2090 của Israel, gắn trên khung máy bay Ilyushin Il-76, chiếc đầu tiên được giao đến nơi lần đầu tiên vào ngày 25/5/2009. DRDO đã đề xuất một AWACS tiên tiến hơn với tầm bay xa hơn và phạm vi bao phủ 360 độ tương tự như hệ thống Phalcon, dựa trên khung máy bay Airbus A330, nhưng do chi phí liên quan nên cũng có khả năng chuyển đổi máy bay chở khách A320 đã qua sử dụng.
Boeing 737 AEW&C
Không quân Hoàng gia Australia, Không quân Hàn Quốc và Không quân Thổ Nhĩ Kỳ đang triển khai máy bay Boeing 737 AEW&C. Boeing 737 AEW&C có ăng-ten radar quét mảng điện tử chủ động, cố định thay vì ăng-ten quay cơ học và có khả năng đồng thời tìm kiếm trên không và trên biển, điều khiển máy bay chiến đấu và tìm kiếm khu vực, với phạm vi tối đa hơn 600 km (tra cứu) cách thức). Ngoài ra, mảng ăng-ten radar cũng được tăng gấp đôi thành mảng ELINT, với tầm bắn tối đa trên 850 km ở độ cao 9.000 m.
Erieye/GlobalEye
Không quân Thụy Điển sử dụng S 100D Argus ASC890 làm nền tảng AEW. S 100D Argus dựa trên Saab 340 với radar Ericsson Erieye PS-890. Saab cũng cung cấp GlobalEye dựa trên Bombardier Global 6000. Đầu năm 2006, Không quân Pakistan đã đặt mua 6 chiếc Saab 2000 được trang bị AEW Erieye từ Thụy Điển. Vào tháng 12/2006, Hải quân Pakistan yêu cầu 3 máy bay P-3 Orion dư thừa được trang bị hệ thống AEW Hawkeye 2000. Trung Quốc và Pakistan cũng ký biên bản ghi nhớ (MoU) để cùng phát triển các hệ thống AEW&C.
Không quân Hy Lạp, Không quân Brazil và Không quân Mexico sử dụng Embraer R-99 với radar Ericsson Erieye PS-890, giống như trên S 100D.
Nước khác
Israel đã phát triển hệ thống IAI/Elta EL/M-2075 Phalcon, sử dụng AESA (mảng quét điện tử chủ động) thay cho ăng-ten mái vòm. Hệ thống này là hệ thống đầu tiên như vậy được đưa vào sử dụng. Phalcon ban đầu được gắn trên một chiếc Boeing 707 và được phát triển cho Lực lượng Phòng vệ Israel và để xuất khẩu. Israel sử dụng hệ thống radar điều khiển và cảnh báo sớm trên không IAI EL/W-2085 trên Gulfstream G550; nền tảng này được coi là có khả năng hoạt động tốt hơn và ít tốn kém hơn so với đội Phalcon dựa trên Boeing 707 cũ hơn.
Hệ thống AEW trực thăng
Vào ngày 3/6/1957, chiếc đầu tiên trong số 2 chiếc HR2S-1W, một biến thể của Sikorsky CH-37 Mojave, được giao cho Hải quân Hoa Kỳ. Nó sử dụng AN/APS-32 nhưng tỏ ra không đáng tin cậy do rung động.
Trực thăng hải quân Sea King ASaC7 của Anh được vận hành từ cả tàu sân bay lớp Invincible và sau đó là tàu sân bay trực thăng HMS Ocean. Việc tạo ra Sea King ASaC7 và các mẫu AEW.2 và AEW.5 trước đó là kết quả của những bài học mà Hải quân Hoàng gia Anh đã rút ra trong Chiến tranh Falklands năm 1982 khi việc thiếu phạm vi phủ sóng AEW cho lực lượng đặc nhiệm là một trở ngại lớn về mặt chiến thuật, và khiến chúng dễ bị tấn công ở mức độ thấp. Sea King được xác định là vừa thực tế vừa phản ứng nhanh hơn so với giải pháp thay thế được đề xuất là dựa vào hạm đội Shackleton AEW.2 trên đất liền của RAF. Ví dụ đầu tiên là một cặp Sea King HAS2 có Thorn-EMI ARI 5980/3 Radar Searchwater LAST được gắn vào thân máy bay trên một cánh tay xoay và được bảo vệ bởi một mái vòm bơm hơi. Sea King ASaC7 cải tiến có radar Searchwater 2000AEW, có khả năng theo dõi đồng thời tới 400 mục tiêu, thay vì giới hạn trước đó là 250 mục tiêu. Hải quân Tây Ban Nha trang bị SH-3 Sea King với vai trò tương tự, được vận hành từ LPH Juan Carlos I.
AgustaWestland EH-101A AEW của Hải quân Ý được vận hành từ các tàu sân bay Cavour và Giuseppe Garibaldi. Trong những năm 2010, Hải quân Hoàng gia đã chọn thay thế Sea Kings bằng hệ thống mô-đun “Crowsnest” có thể trang bị cho bất kỳ hạm đội Merlin HM2 nào của họ. Hệ thống Crowsnest một phần dựa trên trang bị của Sea King ASaC7; một cuộc đấu thầu không thành công của Lockheed Martin đã đề xuất sử dụng cảm biến đa chức năng mới cho AW101 hoặc một máy bay khác.
Kamov Ka-31 do Nga chế tạo được Hải quân Ấn Độ triển khai trên tàu sân bay INS Vikramaditya và khinh hạm lớp Talwar và sẽ được triển khai trên INS Vikrant. Hải quân Nga có hai biến thể Ka-31R, ít nhất một biến thể đã được triển khai trên tàu sân bay Đô đốc Kuznetsov của họ vào năm 2016. Nó được trang bị radar tác chiến điện tử trên không E-801M Oko (Eye) có thể theo dõi cùng lúc 20 mục tiêu, phát hiện máy bay cách xa tới 150 km và tàu chiến mặt nước cách xa tới 200 km./.
