预警机通常由中、大型固定翼飞机改装而来，也有很少数使用直升飞机作为雷达平台。预警机装有雷达，可以搜索空中和海面的敌方目标；安装有完善的通讯指挥系统，虽然本身不携带武器，但可以像一个“会飞”的指挥所一样指挥其他部队进行作战。目前比较常见的预警机是在飞机的机身上方架起一个巨大的碟型或长条状像平衡木一样的天线罩，内部装有雷达天线，可以向不同的方向发射电波，探测远距离的目标。

预警机除了驾驶飞机的飞行员以外，通常还在后舱搭载若干名雷达操作和指挥人员。预警机的航程越远，能够留探测敌方的时间就越久；作为搭载预警雷达的飞机，内部空间越舒适，雷达操作员可以持续高效率工作的时间就越长；而飞机本身的性能的先进程度，一定程度上也决定了它可以搭载的雷达的大小。大型预警机一般都是在陆地机场起降的，而航空母舰也能搭载体型较小的预警机。

预警机的使用最早可以追溯到二战末期。英国空军将旋转的雷达天线安装在一架轰炸机上，用来尽早探测到空袭英国本土的德军飞机和导弹，以及海面上的德国海军快艇。

目前被广泛使用的大型预警机中，E-2和E-3系列是广为人所熟知的型号。

E-3是在美国制造的波音707大型客机的基础上研制的预警机，1977年进入美国空军服役。目前除了美国外，英国、沙特阿拉伯和北约多国都在使用，1992年停产时总共生产了接近70架。E-3最远可以飞行8000公里，连续飞行11小时。经过空中加油后还能进一步增加航程。外观上E-3非常容易识别：机体上方架起了一部宽大的飞碟形状的雷达罩，里面平行安装了两排预警雷达天线。通过机械驱动旋转这个雷达罩，可以扫描探测360度全方位的区域。

这套雷达系统可以探测650公里内的中高空目标和400公里内的低空目标，但受到雷达罩转动速度的限制，扫描时会有一定的死角。E-3最早是因为1991年的海湾战争而为人熟知。在沙漠风暴行动中，它作为联军空中力量的指挥中枢发挥了巨大的作用。

E-2是航空母舰搭载的空中预警机，上世纪60年代开始进入美国海军服役，经过多次改装升级，是美国海军现在使用的唯一一款舰载预警机。E-2使用螺旋桨发动机，安装在航母上降落使用的尾钩，机翼能够折叠，可以弹射起飞。受制于机身和航母机库的尺寸，E-2的预警雷达天线罩较小。但探测距离丝毫不逊色于大型预警机，最新型号的E-2D最大探测距离超过480公里，并且能够作为作战信息“上传下达”的中枢，具备高度先进的网络化作战能力。

空警2000是中国以俄罗斯伊尔76为基础自主研发生产的大型预警机，2003年11月首飞成功。空警2000在外形上与俄罗斯的A-50预警机很类似，都是在伊尔76运输机的背部架设碟形天线罩。有所区别的是，空警2000拥有目前世界范围内尺寸最大的雷达罩，而且固定不旋转。其内部安装的是中国自行研制的先进有源相控阵雷达，功率强大，对空中目标的探测距离超过400公里。三块大型天线阵面组成三角形，不需要转动就可以实现雷达波360度覆盖、不间断扫描。除了探测空中目标外，这套有源相控阵雷达还能够实现跟踪和监视地面和海上目标，以及地形测绘等多种功能。

空警2000创造了世界预警机发展史上的多个第一，对于促进中国空军从“国土防空”向“攻防兼备”转变具有里程碑意义。美国也认为其技术水平领先E-3一代。空警2000除了多次参加联合演习和实兵对抗演练玩，还担负2008年北京奥运会等重大活动的安全保障任务，并参加了新中国60周年国庆阅兵以及抗日战争胜利70周年阅兵空中分列式。

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