平衡木式的出現是為了解決以小飛機為平台發展預警機的問題，另一個原因是不需要旋轉雷達天線的相控陣技術已經成熟。飛機很小，如果背上圓盤，圓盤的直徑可能很小，裏麵的天線尺寸也很小，雷達自然就“看”不遠。從氣動性能上分析，飛機對天線罩在翼展和厚度方向的尺寸要比在機身長度方向上的尺寸更為敏感，因為前兩個方向上的尺寸決定了迎風麵積。那麼，有什麼辦法能在小飛機上架設大天線呢？平衡木式就是個很好的解決辦法。平衡木式能夠充分利用飛機從機頭至機尾這個方向上的長度，天線陣麵在長度方向上的尺寸很大；又由於其在翼展方向尺寸很小，給飛機帶來的阻力也小。這樣的非對稱布局顯然是不能旋轉的，但幸好，通過采用相控陣技術，可以不用旋轉天線。
平衡木式這種非對稱設計是否也帶來了雷達探測性能上的不均衡？
是的。世界上沒有十全十美的事，總是在各種邊界條件下的折衷，這是工程設計中的基本法則。工程師的主要任務之一，就是找到各種影響因素，然後進行權衡和選擇。平衡木式構型幫助人們以小飛機為平台發展出預警機，但代價是造成了雷達探測性能的缺陷。平衡木的天線是布置在平衡木的兩個側麵的，在迎頭方向沒有天線，而一塊相控陣天線要保證性能，最多隻能掃描到天線中心法線兩側的各60度共120度範圍，兩塊天線隻有240度，機頭機尾存在盲區。
有沒有什麼技術手段能夠彌補平衡木的方位盲區呢？
可以采用端射天線技術。美國“和平之眼”計劃最近出口韓國的波音737AEW&C預警機基本上也是平衡木式構型，通過在平衡木頂端加裝“頂帽”結構來彌補機頭機尾的方位盲區。頂帽結構內部就是端射天線，它發出的波束朝向機頭機尾並在兩例大約各30度的範圍掃描。為了理解端射天線，我們可以用一本平放在桌子上的書打比方。常規的平板天線，波束從“書”的中心射出，垂直於“書”的表麵朝上，稱為“側射”；端射天線的波束則是從“書”的頂邊或底邊方向射出，射出方向與桌麵是平行的。但端射天線也有它的問題，目前的技術水平還不能使端射天線性能優於側射天線，所以，雷達在機頭機尾的探測性能還是要比兩側差。
同樣是基於相控陣天線的雷達罩外形，以色列在波音707“費爾康”上搞的共形陣是不是就沒有平衡木的問題？
“費爾康”上的共形陣基本上相當於把平衡木兩側的天線陣麵移到前機身兩側安裝，然後在機頭機尾布置兩個雷達罩和兩個雷達天線去補盲（實際上，它在機尾並沒有布置天線，所以方位上有盲區）。共形陣的優點是對載機氣動性能影響小，並且相比於圓形罩，由於可以更充分地利用機身表麵空間，所以天線麵積可以更大。它的問題是，由於機頭機尾的空間沒有機身兩側大，所以補盲雷達的天線較小，探測距離低於機身兩側的雷達，因此雷達性能在全方位上仍然不均衡。在波音707“費爾康”上，機身兩側的天線罩是長方形的，麵積是10米×2米，這麼大的麵積如果采用圓盤構型，幾乎是不可能達到的；而機頭天線罩是圓形的，直徑隻有2米，兩者的麵積相差6倍以上。當然，嚴格地說，在天線麵積較小的情況下，可以讓雷達工作在較短的波長上來彌補距離；所以，後來以色列搞的“海雕”共形陣預警機在頭尾部的雷達，其工作波長為lO厘米左右，而機身兩側的雷達，其工作波長為25厘米左右。但是，即使這樣做，由於波長的差異無法完全彌補天線麵積上的差異，仍然難以保證全方位探測距離的均衡，並且係統的複雜性也大大增加。
我們的空瞽2000仍然采用圓形罩而不是共形陣，是不是出於探測性能均衡方麵的考慮？
是的。在能夠滿足雷達探測距離要求的前提下，圓盤可能是最好的選擇。如果為了滿足距離要求，圓盤所能提供的天線尺寸不夠，那就要采取其他一些天線罩形式，但同時可能會以犧牲全方位性能為代價。一方麵，圓盤不管是轉的，還是不轉的，都能夠滿足全方位均勻覆蓋的要求。空警2000采用基於圓盤的三麵陣，是我國的獨創。一個相控陣天線陣麵隻能覆蓋120度，三塊天線就能覆蓋全方位。另外一點，我們注意到，A-50隻有一麵天線，而靠旋轉來實現360度覆蓋，而同樣載機的空警2000則是布置三塊固定式的陣麵，因此，圓盤的兼容性非常好，既能做轉的，又能做不轉的，兩個都有優勢。空客軍用公司新近推出的C-295預警機之所以采用圓盤構型，追求全方位探測及其均衡性可能是重要的原因。在C-295這種最大起飛重量隻有20多噸的飛機上，此前一般都是采用平衡木構型的，例如薩博－2000、EMB－145等等。
您剛才講到，機械掃描天線相比相控陣天線也有自己的優勢？
對。機械掃描天線在圓盤內隻有一塊就可以了，可以布置在直徑的地方，而如果要布置三塊陣麵，為保證全方位探測性能一致，三塊陣麵必須一樣大，也就是成等邊三角形放置，等邊三角形的邊長肯定比直徑要小。另外一方麵，為了改善雷達對目標的高度測量精度，天線在高度方向上的尺寸越大越好，由於圓盤實質上是一個橢球；在高度方向，如果隻放一塊天線，這塊天線就放在橢球中央處，高度也是最大的；而如果要成等邊三角形放置，三塊天線就不能再位於橢球中央，必須靠外，而橢球是越靠外越“扁”或者說越“薄”。這樣，天線在高度方向上的尺寸也要減小，這對測量目標的高度不利。因此，單麵陣相比三麵陣，天線麵積能夠更大一些。再者，機械掃描天線的副瓣一般要比相控陣的低，這對於反雜波好處很大。這主要是因為旋轉天線的波束始終垂直於天線麵積，對波束性能起作用的是整個天線麵積；而相控陣的波束進行掃描時，由於波束方向偏離了天線陣麵法向，與波束垂直的天線麵積隻是全部天線麵積的一部分投影麵積，相當於有效天線麵積減小，因此天線性能降低。
這使我們想起了美國新一代艦載固定翼預警機E-2D，據報道說，它已經采用了有源相控陣技術，可從外觀上看雷達仍是旋轉的，是這樣嗎？
是這樣。E-2D的這種設計是為了兼顧機械掃描天線可以獲得大的麵積以及相控陣天線的時間或能量利用率很高的優點。E-2D的雷達天線在旋轉過程中，如果發現有某個方向有威脅目標，需要馬上再次用波束照射目標，就可以用計算機控製波束進行回掃，克服了單純機械掃描再次觀察目標隻有等到轉了一圈以後的弱點。當然，回掃的角度不會超過天線法線兩側60度範圍。而如果僅需要觀測120度空域而不是全空域，天線可以不旋轉，僅用相控陣方式工作。
除了前麵提到的各種雷達罩外形，還有沒有其他的類型？
答：還有很多。例如美國曾經在S-3預警機上提出了三角形罩（或盾形罩）的方案，在波音747上提出了背負式四麵陣的方案，外觀像一個遊泳池，另外還在波音747上提出了聯合翼的方案。聯合翼飛機把機翼設計成四邊形，前兩邊與機首兩側連接，而後兩邊與垂尾相連接，因此稱為聯合翼。由於各種原因，這些方案都沒有能變成現實。總的來說，圍繞著在飛機上如何能夠增加雷達天線麵積（即天線在方位和高度上的尺寸），雷達罩的外形可以有很多，但要受到對飛機飛行性能和飛行品質影響的限製。
各種各樣的雷達天線罩在飛機上的布置與飛機的外形有沒有關係？
有的。對於各種形式的雷達天線罩來說，下單翼飛機相比上單翼飛機，似乎都是更好的選擇。對於布置在機身背部的雷達天線罩，無論是圓盤式還是平衡木式，下單翼飛機對雷達波束的遮擋更小；反過來，為了減輕機翼對波束的遮擋，需要將支架架得更高，這會帶來較大的阻力，對支架的強度要求也會提高，對飛機的操穩也會帶來影響。對於布置在前機身兩側的共形陣來說，發動機下吊式的下單翼飛機則有利於減少發動機短艙對波束的遮擋，而且稍微凸起的雷達天線陣也不會對發動機進氣產生太大影響，例如，“海雕”和波音707“費爾康”的載機都是下單翼的。對於上單翼、下吊式發動機的飛機，則由於波束的遮擋以及影響發動機進氣等原因，很可能無法采用共形陣。
信息化正引起飛機設計理念的重大變革
通過您剛才對預警機氣動構型的介紹，我們感覺到，雷達在預警機上的加裝，也就是飛機的信息化對飛機的設計或改裝的影響竟然如此巨大，是這樣嗎？
答：是的。預警機是最典型的信息化武器裝備之一，從預警機的研製實踐來看，我感到信息化正在使飛機的設計理念發生重大改變。我的基本觀點有兩個，一是要從信息優先的角度去考慮飛機設計，二是要從體係的角度去考慮飛機設計。對於第一個觀點，實際上我們回顧戰鬥機的發展過程，就已經能夠看到端倪；對於第二個觀點，我認為我們的飛機設計正在經曆從技術主導從應用主導再到體係主導的過程，這個過程則從預警機的研製看得更為清楚。而在飛機設計從技術主導邁入體係主導的過程中，預警機這種作戰支援平台或者說空中C4ISR平台應該同戰鬥機等作戰飛機的設計緊密結合。
如何理解從戰鬥機的發展過程已經能夠看到信息化對飛機設計的重大影響？
我們可以看一個比較早的例子。最早的信息化武器裝備之一就是雷達，雷達自誕生之後很快投入了機載應用。早期的一些噴氣式戰鬥機雖然也搭載雷達，但最有利於發動機進氣的機頭位置卻是給發動機的，雷達隻好“靠邊站”。但越往後發展，由於雷達在感知戰場信息和控製火力方麵的重大作用，到現在幾乎所有噴氣式戰鬥機的機頭位置都讓位給了雷達，因為對雷達來說，最有利的位置仍然是機頭，雷達的視線能夠最少地受到機身的遮擋，也能獲得與機身直徑尺寸接近的天線。也就是說，如果之前的飛機設計是能量優先的話，那麼，作為同屬客觀世界的三大要素（物質、能量和信息）之一，在對機頭這樣一個黃金位置的爭奪中，信息打敗了能量。
此後戰鬥機的發展，信息化又是如何施加影響的？
答：越往後，人們越來越認識到阻礙敵方雷達獲取信息和控製火力的重要意義，也就是必須要實現雷達隱身，F－117被認為是電子工程師設計的飛機，由於隱身的需要，飛機的氣動性能被犧牲了很多，飛機的氣動外形相比傳統飛機變化非常大，這標誌著信息化對飛機的影響開始從機頭向全機身蔓延，或者說，信息化開始全麵影響飛機的氣動總體設計。到了F-22這一代隱身飛機的發展，雖然氣動性能與隱身性能的結合大幅度地進步了，但我們仍然能夠看到信息化對飛機的設計產生的深刻影響。此時，隱身性能以及包括有源相控陣雷達和數據鏈在內的先進航電係統已經成為新一代戰鬥機的主要標誌，航電係統不僅涉及到戰鬥機的信息獲取、傳輸與在火力方麵的應用，而且也用於控製飛機，支持了諸如無尾設計和翼身融合等新的飛機氣動外形，也就是說，不需要配置像傳統飛機那樣的完整操縱機構，飛機仍然能夠有很好的飛行性能和飛行品質。這些改變標誌著信息化開始全麵滲透飛機設計的各個專業領域。