Boeing E-3 Sentry

Geliştirilmesi

Haziran 1965'te Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri (USAF) kullanılmakta olan EC-121 Warning Star uçaklarının yerine geçecek, mevcut sistemlerin yer ekosu nedeniyle belirleyemediği alçaktan uçan hava platformlarını ve hatta yer hedeflerini tespit edebilecek şekilde modern hava radarıyla donatılmış bir havadan erken uyarı ve kontrol sistemi geliştirilmesi için fizibilite çalışması başlattı. Bu kapsamda Boeing, Douglas Aircraft Company ve Lockheed firmalarıyla sözleşme imzalandı, Temmuz 1966'da Lockheed ile olan sözleşme iptal edildi. 1967 yılında yeni uçağın radarının geliştirilmesi için Westinghouse Electric ve Hughes Aircraft firmalarının rekabet edeceği paralel bir program başlatıldı. 1968 yılında tasarım doğrulama testleri modifiye edilmiş bir EC-121Q üzerinde uygulanmaktayken program Kara Radarı Teknolojisi((İngilizce:  Overland Radar Technology (ORT))) olarak adlandırılmaktaydı. Yarışmanın sonucuna bakılmaksızın Westinghouse'un radar anteninin kullanılması kararlaştırılmıştı.İlk iki sistem test uçaklarına yerleştirilerek Mart 1972'de başlanılan testler Temmuz 1972'de sona erdi. Westinghouse, Bell Labs 'tan Gardner Fox'un adıyla Fox Faz Kaydırıcısı olarak da bilinen yüksek güçlü RF faz kaydırıcılarının tasarımında öncülük etmiştir.
Temmuz 1970'te Boeing'in sekiz adet General Electric TF34 motoruyla donatılmış, radarın gövde üzerindeki bir döner kubbeye yerleştirildiği bir Boeing 707'den uyarlanmış teklifi McDonnell Douglas'ın Douglas DC-8 tabanlı tasarımına üstün görülerek tercih edildi.
EC137D olarak adlandırılan ve radar sisteminlerinin test edileceği ilk iki uçak için sipariş verildi. Test uçaklarında orijinal üretim uçaklarındaki 14 saatlik uçuş idame zorunluluğu bulunmadığından uçakların üzerindeki standart Pratt & Whitney JT3D motorları değiştirilmedi. EC-137'lerin ilki ilk uçuşunu 9 Şubat 1972'de yaptı. İki radar sistemi arasındaki karşılştırmalı uçuşlar aynı yılın Mart ayında başlayıp Temmuz ayında sona erdi. Testler sonucunda, üretilecek uçakta Westinghouse radar sistemi kullanılmasına karar verildi. İlk başlarda tasarımının büyük kısmı F-15 radar programında kullanılacak olan Hughes radarının seçilmesine kesin gözüyle bakılmaktaydı. Hughes radarının F-15 tasarımından gelen analog frekans filtrelerine karşılık Westinghouse'ın radarı Edwin Sloane ve ekibi tarafından geliştirilen Ardışık Hızlı Fourier Dönüşümü((İngilizce:  FFT(Fast Fourier Transform)))yöntemini kullanarak 128 Doppler frekansını  sayısal olarak ayrıştırabilmekteydi. Westinghouse ekibi her uçuş öncesinde programı modifiye edilen 18-bit programlanabilir bilgisayar ve Darbeli Doppler Modu 'nu ((İngilizce:  Pulse Doppler Mode)) tamamlayan Ufuk Ötesi Modu((İngilizce:  Beyond The Horizon (BTH))) ile müsabakayı kazandı. BTH modunun ufuk ötesi gemileri belirlemede yararlı olduğu kanıtlandı.
26 Ocak 1973'te tam donanımlı AWACS uçağı geliştirilmesi için onay verildi ve uçağın sistemlerinin daha geliştirilmesinde kullanılmak üzere 3 adet ön üretim uçağı sipariş edildi. Bu uçaklardan ilki Şubat 1975'te uçmaya başladı. Yapılan bir değişiklik uçuş idame süresi gereksiniminin azaltılarak 4 adet JT-3D(Amerikan askeri dökümanlarında TF-33 olarak adlandırılmıştır) motorunun yeterli görülmesiydi. Görev bilgisayarı ve monitör sistemlerinin geliştirilmesi için IBM ve Hazeltine firmaları seçildi. IBM tarafından geliştirilen bilgisayar 4PI olarak adlandırıldı ve yazılımı için JOVIAL dili kullanıldı. Bir SAGE ya da BUIC kullanıcısı izleme ve tablolama ekranlarına anında erişebilecekti, ancak semboloji farklılıkları Link-11 (TADIL-A) üzerinden İzlanda, Avrupa ülkeleri ve Kore'deki taktiksel yer radarı sistemleri ile uyumluluk sorunları teşkil edebilmekteydi.
E-3 Sentry için Boeing 707 uçağında yapılan değişiklikler döner bir radar kubbesi, yerde ve havada tek noktadan yakıt ikmal donanımı ve acil durum tahliye kapısı eklenmesiydi. İlk tasarımda önde ve arkada iki adet tahliye kapısı varken daha sonra montaj masraflarını azaltmak amacıyla arkadaki iptal edilmiştir. Eğitim ve malzeme maliyetlerinin kısılması amacıyla 1980'lerde paraşüt kullanımı da iptal edilmiştir. Paraşütler mürettebata verilmek yerine uçağın arka kısmında depo edildiğinden ilave edilen donanımlardan sonra bunları depolayacak alan kalmamıştır. Bu değişiklikler aynı zamanda ABD ve NATO 'nun mürettebata dağıtılacak başlıkların tetkiki, onarımı ve bakımı için gereken yıllık yüzlerce adam-saat'lik işçilikten tasarruf etmesine olanak sağlamıştır.

Gelecekteki Hedefler

Boeing 707 artık üretimde olmadığından Japonya Hava Savunma Gücü için üretilen E-3'lerdeki görev sistemleri Boeing E-767 hava platformuna uyarlanmıştır. E-10 MC2A 'nın RC-135 ve E-8 Joint STARS ile birlikte Birleşik Devletler'in kullandığı E-3'lerin yerini alması planlanmış, ancak sonrasında E-10 programı iptal edilmiştir. Günümüzde USAF, E-3 platformunun güncel teknolojik standartlara yükseltilmesi için yeni bir çalışma yapmaktadır. Bu çalışma kapsamında Boeing, Blok 40/45 modifikasyonu yaptığı uçakları test etmektedir. Bu uçaklar USAF'un gelecekte E-3 filolarına Görev Mürettebatı Bölmesi ve Hava Muharebe İdare Bölmesi eklemesi yönündeki hedeflerini temsil etmektedir. Değerlendirilmekte olan bir diğer program da Hava Platformu Modernizasyonu 'dur ((İngilizce: Airframe Modernization Program (AMP))). AMP programı E-3'ün kokpitinin tamamen bilgisayarlı sistemlerle donatılması ve şimdikinden daha güvenilir ve %19~22 oranında yakıt tasarrufu sağlayacak motorlarla donatılmasını kapsamaktadır (yeni motorların 4-5 yıllık kullanımda sağlayacakları yakıt tasarrufu ile masraflarını amorti etmesi öngörülmektedir). Yeni motorlarla E-3'ün hem daha iyi sensör görüş alanına sahip olması hem de daha uzun menzil, daha uzun görev idame süresi ve daha kısa kritik kalkış mesafesi kazandırılması planlanmaktadır (şu anda bir E-3 tam yakıt yüküyle havalanabilmek için en kötü şartlarda 10,000 fit uzunluğunda bir piste gereksinim duymaktadır). E-8 Joint STARS 'a takılmakta olan Pratt & Whitney JT8D motorlarının yeni 707 CFM-56 motorlarının yarı fiyatına malolduğunun açıklanması üzerine Hava Kuvvetleri mevcut motorları yenileme olasılığını araştırmaktadır. Ancak içinde bulunulan savaş ortamı gözönüne alındığında E-3 filosunun yenilenmesi için ödenek ayrılması öncelikli görülmemektedir. Bu yenileme programları gerçekleştiğinde üretimden kalkmış pek çok sistemin değiştirilmesini de beraberinde getireceğinden Hava Kuvvetlerindeki AEW&C mevcudiyeti muhafaza edilecektir.

Tasarım

E-3 Sentry modifiye edilmiş bir Boeing 707 ticari uçağıdır. Yapılan değişiklikler döner bir radar kubbesi, yerde ve havada tek noktadan yakıt ikmal donanımı ve acil durum tahliye kapısı eklenmesidir.
Basınçsız kubbenin çapı 30 fit (9.1 m) dir. Merkezi 6 fit (1.8 m) kalınlıktadır ve gövdeden 14 fit (4.2 m) yükseklikte iki dikme üzeride durur. Kalkışta ve mukavemet hızında seyrederken sürüklenmeyi azaltmak için 6 derece aşağı eğilir (bundan kaynaklanan hata radar ve antendeki SSR faz kaydırıcılar ile düzeltilir). Ortam sıcaklığını muhafaza etmek için kubbe hem hava tahliye hem de soğutma kapıları kullanır. Hidrolik sistemle dönen anten AN/APY-1/2 "Pasif Elektronik Taramalı Dizi Radarı" 'na ((İngilizce:  Passive Electronically Scanned Array Radar)) kara ve hava üzerinde, yer yüzeyinden stratosfer'e kadar gözetleme olanağı verir.
E-3'ün diğer önemli sistemleri seyrüsefer, iletişim ve bilgisayar sistemleridir(veri işleme). Bilgisayarlı konsollar işlenen verileri grafik ve tablo formatında ekrana yansıtırlar. Konsol operatörleri gözetleme, tanımlama, silah kontrolü, muharebe sevk ve idaresi ile iletişim görevlerini icra ederler.
E-3 Sentry'deki radar ve bilgisayar sistemleri geniş ve detaylı muharebe alanı bilgisini toparlayıp sunabilmektedir. Aktiviteler gerçekleştikçe veri toplanır. Bu veriler düşman hava araçları ve gemilerinin pozisyon ve izleme bilgileri, dost hava ve deniz unsurlarının konum ve durumlarını ihtiva eder. Bilgiler cephe gerisindeki komuta ve kontrol merkezleri ile gemilere aktarılabilir. Kriz durumlarında veriler RC-135 ya da Deniz Taşıma Grupları tarafından Birleşik Devletler Ulusal Komuta Merkezine aktarılabilir.
Her dört motorda bulunan jeneratörler radar için gerekli bir megawatt'lık gücü üretirler. Pulse Doppler radarı alçaktan uçan hedefler için 250 mil (400 km)'lik menzile sahiptir. Ufuk ötesi radar ise orta ve yüksek irtifada seyreden hedefler için yaklaşık 400 mil (650 km)'lik bir menzile sahiptir.Radar sistemi alçaktan uçan dost ve düşman hedeflerini saptayıp izleyebilmek, aynı zamanda yer ekosu'nu elimine etmek için bir ikincil gözetleme radarı da içerir.
Havadan tecrit, gözetleme, havadan nakil ve ikmal, dost yer unsurlarına yakın hava desteği için gerekli bilgiler doğrudan sağlanarak havadan yere operasyonlar desteklenmiş olur. Hava operasyon komuta merkezlerine hava muharebesinde inisiyatifi elde tutmak için gerekli bilgiler sağlanır, ayrıca hava savunmasında düşman uçakları çok önceden tespit edilerek Amerika Birleşik Devletleri ve NATO avcı-önleme uçakları bu hedeflere yönlendirilir.
USAF ve NATO'da kullanılan E-3'ler yakıt ikmali yapmadan 8 saat ya da 4,000 mil uçabilirken İngiliz, Fransız ve Suudi Hava kuvvetlerindeki CFM56-2 motoruyla dınatılmış daha yeni modeller yakıt ikmali yapmadan 10 saat ya da 5,000 mil uçabilmektedirler. Menzili ve görev süresi havada yakıt ikmal donanımı ve mürettebat dinlenme odası ilavesiyle uzatılabilecektir. Menzil ve havada kalış süresi uçuş planı ve operasyonel gereksinimlere göre ayarlanabilmektedir.

Radar Sistemi Yenileme Programı

Radar Sistemi Yenileme Programı((İngilizce:  The Radar System Improvement Program (RSIP))) ABD ve NATO tarafından ortaklaşa gerçekleştirildi. RSIP E-3 radar elektronik karşı-tedbirlerini geliştirerek sistemin güvenilirliğini, sürdürülebilirliğini ve mevcudiyetini ciddi ölçüde artırmıştır. Program kapsamında artık kullanılmakta olmayan eski TTL ve MECL elektronik standartları yeni model bilgisayarlarla değiştirildi. Bu bilgisayarlar assembler yerine, yüksek düzeyli programlama dilleriyle programlanabilmektedir. Önemli bir yenilik 8-bit FFT yerine 24-bit FFT ve 12-bit A/D yerine 15-bit A/D çevrimleri kullanılmasıdır. Bu donanım ve yazılım modifikasyonları radar performansını artırmakta ve radar kesit alanı küçük olan hedeflerin daha hassas olarak tespit edilmesini sağlamaktadır.
Temel avantajlar şunardan ibarettir: Cruise füzeleri de dahil olmak üzere radar kesit alanı küçük olan hedefleri daha uzun menzilden tespit edebilme; mevcut tehditlere karşı daha gelişmiş radar elektronik karşı-tedbirleri uygulanması; güvenilirlik ve sürdürülebilirliği artırılmış radar sistemi ile, gömülü test ekipmanları ihtiva eden gelişmiş bir radar kontrol ve bakım paneli. RSIP bir çeşit Darbeli Doppler Darbe Sıkıştırma ((İngilizce:  Pulse Doppler Pulse Compression (PDPC))) tekniği kullanır. Ayrıca örnekleme oranı ile menzil ve hız çözünürlüğü artırılmış, işaret birleştirme süresi kısaltılıp algılama hassasiyetini ve mutlak menzili artıracak, radar seti izleme ve kontrolünü iyileştirecek yeni sinyal işleme algoritmaları eklenmiştir. RSIP pek çok yönden büyük bir aşama olmuştur. Daha küçük hedeflerin daha uzak mesafelerden algılanıp takibi olanaklı hale getirilmiş, bir başka deyişle mevcut radar sistemine bir mercek eklenmştir. Ayrıca radar donanımının güvenilirliği ve sürdürülebilirliği artırılmış, bu da onarım için gerekli atıl zamanı ve tutulması gerekli yedek miktarlarını düşürmüştür. İleri kontrol ve işlem algoritmaları kullanılarak radar elektronik karşı-tedbirleri güncel tehditlere uyarlanmış ve kabiliyet artırılmıştır. Bu da AWACS radarının düşman kuvvetleri tarafından hatalı elektronik sinyaller gönderilerek karıştırmasının zorlaşması anlamına gelmektedir.
RSIP programı ile Hava Radarı Teknisyeni'nin konsoluna radar çalışma parametrelerine karşılık gelen elektromanyetik spektrumu izleyebileceği bir "İzge Çözümleyici"((İngilizce:  Spectrum Analyzer)) ve sayısal FFT ekranı konulmuştur.
Birleşik Krallık'ta ABD ile birlikte kendi uçaklarındaki radarlara RSIP programını uygulamıştır. Filonun yenilenmesi Aralık 2000'de tamamlanmıştır. RSIP programının yanı sıra uçaklara konumlandırma hassasiyetini ciddi oranda artıran "Küresel Konumlandırma Sistemi"((İngilizce:  Global Positioning System(GPS))) ve "Ataletsel Seyrüsefer Sistemi"((İngilizce:  Inertial Navigation System(INS))) de yerleştirilmiştir. 2002 yılında Boeing Fransız AWACS filosuna da RSIP donanımı eklenmesi ihalesini aldı. Proje 2006 yılında tamamlandı.

Görev Tarihçesi

İlk E-3 Sentry üzerindeki mühendislik, test ve doğrulama çalışmaları Ekim 1975'te başladı. Mart 1977'de 552. Havadan Erken Uyarı ve Kontrol Kanadı (Halihazırda Tinker Hava Üssü, Oklahoma'da konuşlu 552. Hava Kontrol Kanadı'dır) ilk E-3 uçağını teslim aldı.
Toplam olarak 68 adet uçak üretildi, bunlardan ikisi kaybedildi (bir USAF, bir NATO uçağı).
Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri'nde toplam 33 adet E-3 görev yapmaktadır. Bunlardan 28 tanesi Hava Muharebe Komutanlığı 'na bağlı Tinker Hava Kuvvetleri Üssü, Oklahoma 'da konuşlandırılmıştır. 4 tanesi Pasifik Hava Kuvvetleri Komutanlığı 'nda görevlendirilmiş ve Kadena Hava Üssü, Okinawa ile Elmendorf Hava Kuvvetleri Üssü, Alaska 'da konuşlandırılmıştır. Bir uçak ise (TS-3) Boeing firması tarafından test ve geliştirme amaçlı kullanılmaktadır.
NATO hava savunma gücü için 18 adet E-3A ve destek ekipmanı alınmıştır. Her bir hava aracının bir belirli bir ülkeye kayıtlı olması zorunlu olduğundan 18 adet NATO AWACS uçağının bir NATO üyesi olan ancak o zamana kadar hava gücü bulunmayan Lüksemburg üzerine kaydedilmesi kararlaştırıldı. NATO'ya ait ilk E-3 uçağı Ocak 1982'de teslim edildi. Bir NATO E-3 uçağı kazada kaybedildiğinden halihazırda NATO envanterinde 17 adet E-3 bulunmaktadır.
Birleşik Krallık ve Fransa NATO üyesi olmalarına rağmen NATO E-3A unsurunun parçası değildirler, bunun yerine ortak bir proje kapsamında kendi E-3 uçaklarını almışlardır. Birleşik Krallık ve Fransa kendi E-3 uçaklarını birbirlerinden ve NATO'dan bağımsız olarak işletmektedirler. 
Birleşik Krallık 7 adet, Fransa 4 adet, tamamı yeni CFM56-2 motoruyla donatılmış uçağa sahiptirler. 
Birleşik Krallık E-3 uçaklarını Avro Shackleton 'un yerine geçmesi düşünülen ancak testlerde başarısız olan Hawker Siddeley Nimrod uçaklarının yerine Şubat 1987'de sipariş etmiştir ve 1990 yılında teslimatlara başlanmıştır
Uçağın diğer bir kullanıcısı ise Suudi Arabistan'dır. Envanterinde tamamı CFM56-2 motoruyla donatılmış 5 adet uçak bulunmaktadır. Japonya'da benzer standartlarda donatılmış 4 adet Boeing E-767 uçağına sahiptir.
E-3 Sentry'ler Körfez Savaşı Çöl Kalkanı Operasyonu 'nda ilk görevlendirilen filolardan olup Irak savunma güçlerine karşı 24 saat hava savunma radar perdesi oluşturmuşlardır. Çöl Fırtınası Operasyonu boyunca E-3'ler 400'den fazla görev uçuşu yapıp 5,000 saatin üzerinde gözetleme yapmışlardır. E-3 radar ve bilgisayar sistemlerinin veri toplama kabiliyeti sayesinde tarihte ilk kez bir hava muharebesi başından sonuna kadar kayıt altına alınabilmiştir. Düşman unsurlarına ait gerçek zamanlı eylem istihbaratını sağlamanın yanında çatışmalar sırasında kayda geçen 40 adet hava düellosu'nun 38'ine destek vermişlerdir.
Mart 1996'da Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri Yedek Birlikler Programı kapsamında Hava Kuvvetleri Yedek Komutanlığı 'na bağlı 513. Hava Kontrol Grubu'nu kurdu.552. Hava Kontrol Kanadı ile birlikte konuşlanan 513. Hava Kontrol Grubu uçakları ortaklaşa kullanarak benzer görevler ifa etmektedir.