發展沿革
研制背景
50年代美國的防空警戒體系是由地面預警雷達和預警機EC-121組成。60年代初，由于轟炸機速度的提高，低空突防方式的廣泛采用與遠距離空－地導彈的出現，原有防空警戒系統無論從預警距離、預警時間、還是從搜索低空目标的能力來說均已不能滿足需要。
從1962年起，美國空軍開始考慮發展新的警戒系統，并研究了這種飛機在戰術空戰中作為空中監控與指揮站的可能性。1963年，美空軍防空司令部與戰術空軍司令部提出對空中警戒和控制系統的要求。1964年，美空軍系統司令部在分析當時的雷達技術水平後開展了“下視雷達技術”計劃。1966年3月簽訂雷達技術鑒定合同，1967年決定采用脈沖多普勒體制，經兩輪對比試飛的篩選，于1973年選取了威斯汀豪斯公司研制的雷達。
“空中警戒和控制系統”的研究合同于1966年4月簽訂，通過方案競争于1970年選取了波音公司的方案。首先由該公司用波音707-302B型民航機改裝兩架試驗機，用于試驗機載電子設備。試驗機代号為EC-137D，于1972年2月7日首次試飛。首先對比了威斯汀豪斯公司的雷達，然後用3年時間對雷達、數據處理、顯示和通信系統進行了各分系統的樣機驗證試飛與全系統的綜合試飛。随後又以波音707為基礎研制了3架E-3A的原型機，1975年E-3A的第一架原型機首次試飛，用這些飛機對生産型電子設備進行了飛行試驗。
定型生産
1977年3月，第一架生産型E-3交付使用。到1978年5月，由首批8架飛機形成了初步作戰能力。到1984年6月，34架E-3(含3架原型機)全部交付完畢。這些飛機在美國本土、歐洲和遠東等地進行過多次演習。按計劃，這些E-3中的1/3駐紮在國外，作為防空警戒與戰術空軍的空中指揮機，其餘駐紮在美國本土，用于本土防空和作為後備力量。
E-3已被北大西洋公約組織采用，該組織以20億美元的費用引進18架E-3，組成北大西洋公約組織的防空預警系統。由于在設想的歐洲空戰中，飛機密度比美國原設想的高，因此該型須加大目标處理能力，并改裝抗幹擾通信系統。
E-3預警機是直接采用波音707商用機的機身加上旋轉雷達模組、陸空加油模組，雷達直徑9.1m中央厚度1.8m用兩根4.2m支撐架撐在機體上方。AN/APY-1/2水平旋轉雷達可以監控地面到同溫層之間的空間，包含水面，四具引擎可以提供1兆瓦特的電量給雷達。
所用的多普勒脈沖雷達有250英裡半徑以上的範圍可以偵測高海拔低速飛行體（以雷達地平線為準），水平脈沖波（BTH）有400英裡範圍偵測中低海拔（以雷達地平線為準）的空中載具，雷達組中的副監督雷達子系統可以進一步對目标進行辨認和标出敵我機，并消去地面物體造成的雜亂訊号
其他主要子系統是導航、通訊、電腦（資料解讀）。電腦控制台上顯示器把資料以圖形和表格方式呈現，監視、确認目标、兵器控制調度、戰術管制、通訊...等都是在電腦控制台上完成的。E-3的雷達和電腦子系統可以綜整顯示當下戰場狀态，資料随時收集随時更新。包含敵機敵船的持續追蹤，資料可以傳給後方指揮中心，緊急時還可以直接傳給美國的國家指揮中心。
在支援空對地行動時，它可以協調禁飛，偵查，空運和近距離轟炸支援等等多種戰術，還有全面的空中資訊提供給指揮官進行空戰部署，所以也是極大的空中防禦資産，E-3可以偵測，辨識，追蹤美國和北約遠方邊境的任何飛機并直接調派戰機攔截。
E-3在美國和北約服役的機型一次加油可滞空8小時（4000英裡），新型的英、法、沙特版本換裝CFM56-2引擎後一次可以飛10小時（5000英裡）。航程還可以用空中加油來延長，機上還有組員輪班休息區。
首架E-3的工程測試評估在1975年十月開始，1977年三月552空中預警管制中隊(現為552空中管制中隊，在Tinker空軍基地，奧克拉荷馬州），投入首架E-3服役。
生産裝備
總共有68架生産，兩架半成品（一架是北約、一架是美國空軍）
美國空軍就有33架E-3現役。28架在Tinker空軍基地屬于空中指揮部。四架E-3在太平洋空軍部的Kadena基地，日本沖繩和阿拉斯加Elmendorf基地等處。一架TS-3型則是波音測試機。
北約組織有18架E-3A和相關支援設施。自從規定所有航空器都要有注冊國，北約的18架都注冊在盧森堡，這個沒有空軍的國家。第一架北約E-3于1982年1月交貨。
E-3A以波音707-320B型民航客機為基礎
E-3A以波音707-320B型民航客機為基礎
北約成員英國和法國并不使用北約的E-3A而是參加研發專案。英法都有自己的E-3。英國有7架。法國有4架，全部都是新型CFM56-2引擎。英國在1970年代曾經預計用Hawker Siddeley Nimrod飛機去接替Avro Shackleton作為預警機平台，後來測試結果不理想而采用E-3。
沙特阿拉伯也有五架，也都是CFM56-2引擎。日本有四架波音767預警機上面的裝備和E-3幾乎一樣。
E-3第一次參戰是海灣戰争的沙漠盾牌行動；建立一個全方位雷達網去防堵伊拉克。而沙漠風暴期間，E-3完成400次任務和超過5,000小時飛行。曆史上第一次有預警機雷達紀錄下了所有空戰經過，除了提供即時的敵軍動态，E-3也支援了40次空對空擊落中的38次。
升級方案
雷達系統升級方案（RSIP）由美國和北約共同開發，加強E-3的電子反制措施和系統可靠度、可用性、維護性，軟硬件的提升加強了偵測目标的能力尤其是那些低雷達反射度的物體（如導彈、匿蹤塗料物體），增強電子反反制來對抗現今威脅的能力，雷達的可靠性和可維護性（R&M）以内建在控制面闆和維修面闆的嵌入式測試裝置來達成。
升級利用多普勒脈沖壓縮波增加資料采樣率、處理範圍、速率分辨率，減少訊号完成時間，新的訊号處理算法加強敏感度和明确範圍判定，也加強雷達設定和監控。（RSIP）方案是多方面的跳躍式進步，為了在更遠距離偵測和追蹤更小的目标，好比給雷達加上了望遠鏡。加強雷達硬件的可靠度和可維護性能夠減少備品數量和維修時間。控制和處理算法可以防止敵人用電戰反制系統或欺敵假目标。
美軍在2004會計年度完成了升級，法國在2005年完成。
波音707機體已經很久沒有生産，所以日本自衛隊的E-3預警機規劃要用767機體，也就是E-10MC2A将來也會用來替換美軍的E-3，RC-135和E-8聯合之星指揮機也都是用767機體；然而國防預算的減低為此計劃投下不确定性。
衍生型号
E-3的主要型别有E-3A、B、C，D四種。EC-137D是用波音707-302B改裝的試驗機，裝4台JT3D-9渦扇發動機，共改裝兩架，其中一架在試飛工作完成後返廠改裝成E-3A生産型。
E-3A
E-3A為美軍的首批生産型。機艙内作了很大的改動，改裝後的機艙内可載乘員17名。其中機組4人，系統操縱人員12名，值勤官1名。系統操作人員分别負責操作通信設備、計算機、雷達和9個多用途控制台。機載設備可分成搜索雷達、敵我識别器、數據處理、通信、導航與導引、數據顯示與控制等六個部分。
雷達系統有諾斯羅普·格魯曼公司研制的AN/APY-1型S波段脈沖多普勒雷達，可以根據不同的作戰條件把360度方位圓劃分成32個扇形區，分别在每個扇形區内選用恰當的工作方式組合。敵我識别系統在一次掃描中能詢問200個以上裝有應答器的空中、海上和陸上目标。
美國太平洋戰區共有4架E-3預警機。分别隸屬961空中管制中隊，基地設在日本，以及阿拉斯加州埃曼多夫基的962中隊。此外，沙特阿拉伯訂購E-3A5架，于1987年交付完畢。
英國訂購7架，法國訂購4架，于1989～1992年間交付。到1991年共交付59架E-3。法國采購價格為1.833億美元/架，英國采購價格為2.06億美元/架。日本已提出采購E-3，因波音707已停産，改為采用波音767機體和E-3的電子設備，這表明原E-3的生産已告終止。
E-3A為美軍的首批生産型。機艙内作了很大的改動，改裝後的機艙内可載乘員17名。其中機組4人，系統操縱人員12名，值勤官1名。系統操作人員分别負責操作通信設備、計算機、雷達和9個多用途控制台。機載設備可分成搜索雷達、敵我識别器、數據處理、通信、導航與導引、數據顯示與控制等六個部分。雷達系統有諾斯羅普·格魯曼公司研制的AN/APY-1型S波段脈沖多普勒雷達，可以根據不同的作戰條件把360度方位圓劃分成32個扇形區，分别在每個扇形區内選用恰當的工作方式組合。敵我識别系統在一次掃描中能詢問200個以上裝有應答器的空中、海上和陸上目标。
E-3還有一些其他的重要子系統，包括導航、通信和計算機數據處理系統等。E-3的導航與導引系統可達到綜合導航精度不大于3.7公裡。數據顯示和控制系統主要由數據顯示器、多用途控制台、電傳打字機和輔助顯示器組成。顯示有正常與放大32倍兩種倍率，後一種可用于監控和指揮多架戰鬥機的空中格鬥。數據處理系統，能記錄、存儲和處理來自雷達、敵我識别器、通信、導航和引導系統以及其它機載數據搜集和顯示系統的數據。據稱能處理400個不同目标；為适應歐洲的需要，還要把容量加大到600個。機上的操作員通過控制台上的顯示器，以文字或者圖形的多種格式查看各種信息，并做出各種監視、識别、武器控制、戰場管理和通信的操作指令。
E-3B
E-3B是美軍用頭兩架E-3改進發展的，與A型比提高了目标處理能力，并改善了探測艦艇的能力。E-3C和E-3D是給北大西洋公約組織及英國空軍的型号，基本與E-3B相同。
北約組織以20億美元的費用引進了18架E-3。第一架于1982年1月交付。1981年沙特阿拉伯訂購了5架E-3A和6架KE-3加油機(E-3的加油型号)以及配件、訓練和後勤設備，1984年沙特将KE-3的定貨量提高到8架。英國己經周折，削減了定購數量，于1987年訂購了6架E-3，價格為2.06億美元/架，後追加了一架；法國訂購了3架，價格為3.3億美元/架，交貨時間為1989年至1992年，也追加了一架訂貨。
E-3C
美軍E-3最後10架及北大西洋公約組織使用型，其基本特點與E-3B相似，但要改裝适合歐洲作戰環境的抗幹擾通信系統。為配合E-3C的使用，還将改裝其防空體系中的地面台站的通信設備。
E-3D
英國型，裝CFM-56-2A-3渦扇發動機，1991年開始交付，1992年3月交付完畢。
E-3F
法國型，裝CFM-56-2A-3渦扇發動機，采用部分法國電子設備，1991年5月22日向法軍交付，1992年4架全部交付完畢。2017年7月法國對E-3F預警機隊進行航電系統升級，使其至少服役到2035年。
KE-3A
利用E-3機體為沙特制造的加油機，共8架，無雷達天線罩，用CFM-56發動機。
JE-3C
1987年波音接受美軍2.415億美元改型計劃合同。要求在美國與北約的E-3上加裝AN/AYR-1電子支援測量系統，以發現來自敵/友機的電磁信号，為美國與北約改裝的各一架試驗機于1991年交付。
技術特點
E-3還有一些其他的重要子系統，包括導航、通信和計算機數據處理系統等。E-3的導航與導引系統可達到綜合導航精度不大于3.7公裡。數據顯示和控制系統主要由數據顯示器、多用途控制台、電傳打字機和輔助顯示器組成。顯示有正常與放大32倍兩種倍率，後一種可用于監控和指揮多架戰鬥機的空中格鬥。數據處理系統，能記錄、存儲和處理來自雷達、敵我識别器、通信、導航和引導系統以及其它機載數據搜集和顯示系統的數據。據稱能處理400個不同目标；為适應歐洲的需要，還要把容量加大到600個。機上的操作員通過控制台上的顯示器，以文字或者圖形的多種格式查看各種信息，并做出各種監視、識别、武器控制、戰場管理和通信的操作指令。
E-3能将收集到的戰場信息實時的傳送給不同的部隊，這些信息包括敵機敵艦、和友機友艦的位置和航向等。當情況緊急時，如核襲擊，這些信息還可以直接被送往美國本土的最高指揮機關。
由于E-3作戰時在空中飛行，它在戰場上生存率較高。其飛行路徑可根據任務和生存需求迅速改變。E-3在空中巡航執勤的時間約為8小時，通過空中加油可大大的延長。
動力裝置
翼下吊艙内裝4台普拉特·惠特尼公司的TF33-PW-100/100A渦扇發動機，單台推力93.4千牛（9525公斤），駕駛艙後上方有空中加油受油口。
座艙
第一批生産型可載17名乘員，其中駕駛員4名，系統操作員12名，後者分别負責操作通信設備、計算機、雷達和9台多用途控制台，另有值勤軍官1名。
在上層機艙内，由駕駛艙向後依次排列有：通信設備機櫃與通信操作台，數據處理設備機櫃與計算機操作員工作台，3個一排的9台多用途控制台，值勤軍官工作台，雷達接收機與雷達操作員工作台，以及信号處理機機櫃。機尾處是乘員休息間和備用救生器具存放櫃。機艙前部計算機工作台左側有跳傘投放機構。原波音-707前貨艙處經改裝後裝有飛行控制設備機櫃，通信設備機櫃，中心配電盤，直流電源機櫃和救生傘櫃。後貨艙改裝後裝有雷達發射機和輔助動力裝置，艙壁上開有輔助動力裝置進氣口。參加海灣戰争的E-3飛機乘員增為機組4人，系統操作員19～29名。
系統
一套液冷系統，用于冷卻雷達發射機，一套循環式空調系統與一套閉回路沖壓冷卻式空調系統用于乘員和電子設備的空調。發電機容量為600千伏安。後貨艙内有輔助動力裝置。有兩套互不連通的獨立液壓系統；應急時，每一套系統都能滿足操縱飛機和驅動旋轉雷達天線罩的需要。
機載設備可分成搜索雷達、敵我識别器、數據處理、通信、導航與導引和數據顯示與控制6個分系統。
雷達
威斯汀豪斯公司研制的AN/APY-1型S波段脈沖多普勒雷達主要由尺寸為7.3米×1.52米的平闆隙縫陣天線、雷達發射機、雷達接收機與數字式信号處理機組成。可選用脈沖或脈沖多普勒、高脈沖重複頻率或低脈沖重複頻率、垂直掃描或不垂直掃描、主動或被動等多種工作方式。可以根據不同的作戰條件把360°方位圓劃分成32個扇形區，分别在每一扇形區内選用恰當的工作方式組合，排出雷達掃描工作程序，以适應下視、超地平線遠程搜索、海上目标搜索和幹擾方位測定等不同作戰任務的需要。雷達有主波瓣窄、旁瓣低、有跳頻、多脈沖重複頻率、動目标顯示等技術特點，能有效地抗禦電子幹擾。雷達天線罩是橢圓形截面，直徑9.1米，厚1.8米。中央段為鋁蒙皮加強肋結構，下方通過轉台結構和兩根支柱固定在後機身上。在轉台上有轉動軸承和電器與波導管旋轉關節系統。雷達天線、敵我識别天線、高速戰術情報數據傳輸天線、雷達天線冷卻系統、雷達罩空調系統和玻璃鋼天線罩等均固定在中央段上。雷達工作時，旋轉天線罩由液壓驅動，每分鐘6轉；雷達不工作時，每分鐘1/4轉，以保持軸承的潤滑。
預警機的雷達一般都利用多普勒頻移來區分目标和地物雜波，但所用天線卻多種多樣。E-3家族不同于其他飛機的突出特征是，機背上裝有一個直徑近10m的“鐵餅”形旋轉天線罩。其内裝的天線在方位上機械轉動掃描，在仰角上電子掃描。它的水平波束很窄，能精确分辨開在方位上靠得很近的目标。
E-3飛機上除了裝有有源和無源雷達探測設備之外，還裝有通信設備、敵我識别設備、導航設備和信息處理設備等，構成一個小的C31系統，成為戰區C31系統的重要組成環節。這種預警機可同時探測60多個目标，跟蹤其中的200多個，可同時引導和指揮10多架飛機對敵作戰，能保證每天指揮數千架次的飛機對上百個目标采取動。因此可以說，預警機是奪取戰場主動權和赢得勝利的最關鍵的因素之一。據報道，美國進行的一次計算機模拟表明，預警機可把對敵作戰的效能提高15~30倍。
敵我識别器
雙卡特勒·哈默公司研制的AN/APX-103詢問機為基礎的高方向性詢問－接收編碼式敵我識别系統。其天線與雷達天線背靠背地安裝在雷達天線旋轉罩内。其詢問與接收信号均經信号處理機由中央數據處理機控制。通過該系統能獲取裝有編碼應答機的目标的方位與距離信息。敵我識别系統在一次掃描中能詢問200個以上裝有應答機的空中、海上或陸上目标，給“空中警戒和控制系統”指揮官以完整的陸、海、空力量配置情況。
通信系統
裝有14種高頻、甚高頻、超高頻通信設備，以确保E-3對E-3、對空、對地和應急通信。在第三批批生産飛機中加裝三軍通用的時分數字數據傳輸系統。
導航與導引系統
裝有兩套德爾科公司的輪盤木馬Ⅳ慣導系統，諾斯羅普公司的ARN-99奧米加導航設備和瑞安公司的APN-200多普勒導航儀，綜合導航誤差不大于3.7公裡。
性能數據
服役事件
E-3在海灣戰争的沙漠盾牌行動中，是最早投入部署的飛機之一。在戰争期間，E-3執行了超過400項任務，記錄下的執勤時間長達5000小時。在聯軍40次空戰勝利中，E-3參與了其中38次。
舉世矚目的為期42天的海灣戰争以伊拉克徹底戰敗，無條件接受聯合國安理會有關決議而宣告結束。以美國為首的28個參戰國的多國部隊取得完全的勝利。這次海灣戰争顯示了美國的軍事實力，特别是空中優勢。這次部署在海灣地區的飛機有3000多架，20多種型号，如F-15，F-16，F/A-18等戰鬥機F-14護航機，F-117A隐身機，B-52轟炸機，E-3預警機……等等。在42天戰争中，空襲有38天，多國部隊出動10萬多架次飛機平均每天出動2500架次，絕大部分在夜間進行。投彈量達50萬噸，朝鮮戰争三年才為68萬噸。空襲消耗、壓制、摧毀伊拉克兵力的百分之五十。這場空戰對整個戰争的進程和結局産生了重大影響。這場戰争進一步豐富和充實了“空地一體戰”的概念。
在這次“沙漠風暴”行動中，美空軍E-3預警機大規模地參加實戰尚屬首次，但其戰功卓絕，這是以說明，現代戰争大有無預警機不可之勢。這次海灣戰争，多國部隊動用34架預警機，其中E-3為15架(E-2“鷹眼”艦載預警機為19架)，美國7架是從美國俄克拉何馬洲空軍基地552空中預警飛行聯隊中抽調，進駐沙特的。北約3架。北約從1977年起決定采用“E-3”預警機作為歐洲主要空防體系，”北約“共訂購18架，美國從1985年起陸續交貨。沙特阿拉伯自1981年訂購5架，于1987年9月美國已全部交貨。“E-3預警機”具有預警與指揮雙重功能，在空戰中有兩大作用：
流動的空中雷達站。“E-3”預警機在空中生存力強，它可長時間地警戒、識别、跟蹤敵方空中力量，成為一個強有力的流動空中雷達站。它從基地至值勤站可遠達160多公裡，工作時間為6小時，識别低空飛行目标的探測距離為40公裡，中、高空探測目标的距離為500多公裡。一旦發現敵方目标，如是飛機，則“E-3”機立即通知巡邏機隊或地面空戰司令部，準備迎戰，并給出具體攔截路線和方位，很容易将敵機擊落。如是低空導彈，則也通過空一地通信數據鍵與“愛國者”防空導彈控制中心取得聯系之後，發射導彈攔截。
空中指揮中心。“E-3”預警機作為指揮和控制中心，它可通過戰術空軍司命部來支援快速反應，部署和采取戰術行動。這次海灣戰争的第一天，即1991年1月17日淩晨2:30，多國部隊空襲巴格達，出動飛機數千架次，共有16個機種。例如大家熟悉的F-15，F-16，F-17A隐身機，B-52轟炸機，其中也有“E-3”預警機。在空襲中，“E-3”預警機的空中指揮起到極其重要的作用。“E-3”機一般巡航高度為9000米，居高臨下，同時可跟蹤600個目标，可指揮10架飛機作戰。根據戰場變化，随時部署飛行計劃，充分顯示“實時”指揮的威力，同時也可實時地進行協調，保證每天數千架次飛機對上千個目标進行有序的作戰行動。它通過通信數據鍊引導戰鬥機到攻擊點，如1月27日空戰中，在“E-3”引導下，兩架美F-16以三枚“麻雀”AIM-7、兩枚AIM-9打下伊方三架米格23，一架幻影F1。飛行員說：”空中預警與指揮系統飛機棒極了”。”E-3”機還用于監視和引導被占領的科威特和伊拉克南部上空的繁忙空中交通。
裝備情況
E-3預警機總産量68架，除裝備美國外，還出口英國、法國、沙特阿拉伯。
北約
駐紮在德國北約基地Geilenkirchen的有18架，後來一架在希臘墜毀。所有飛機的注冊地都在盧森堡，負責監控歐洲區域。
中隊1
中隊2
中隊3
訓練隊
法國
法國有四架E-3F，裝備類似英國E-3D。
戰術偵查隊01.036
戰術偵查隊02.036
沙特阿拉伯
沙特阿拉伯有五架E-3A和八架KE-3A加油機，1983年購買。
第十八中隊3
英國
英國皇家空軍原本有六架E-3D，後增為七架。于1986年12月購買。英國把其命名為為Sentry AEW1。
第8中隊
第23中隊
美國
美軍有34架現役E-3A（24架升級為E-3B、10架升級為E-3C）。1995年9月22日一架E-3B因為左邊兩個引擎吸入鴿子而墜毀，導緻24人死亡。另有部份飛機借回波音作測試研發之用。
552d空中管制隊有28架E-3，駐于奧克拉荷馬州Tinker基地
960th空中管制隊
963rd空中管制隊
964th空中管制隊
965th空中管制隊
966th空中管制隊
3rd飛行中隊（其中兩架在阿拉斯加Elmendorf基地）
962nd空中管制隊
18th飛行中隊（其中兩架在日本嘉手納基地）
961st空中管制隊
總體評價
E-3哨兵式預警機（又稱望樓式）是波音公司生産的全天候空中預警機（AWACS），主力提供管制、控制、通訊、偵察等功能。美國、英國、沙特阿拉伯、法國、北約組織等國家或組織都有使用，1992年生産線關閉前一共生産了68架。
