第二代预警机的作用已经大为拓展，主要功能可概括为“预警侦察+控制引导”。其主要代表机型有E-2系列预警机、E-3系列预警机、A-50预警机等。这一阶段预警机的雷达下视性能已经比较完善，加装了电子/通信侦察设备、敌我识别设备等，采用了一定数量的短波、超短频电台，加装了先进数据链分发雷达情报并进行控制引导。飞机上可容纳一定数量的控制引导人员，成为空中C3I的核心节点。
屈指可数的“娘家”与能力非凡的空中“指挥所”
世界上装备预警机的国家/地区较多，但有能力完全独立自主研制预警机的国家不多，主要有美国、俄罗斯、中国以及以色列等国。主要代表机型有E-2系列预警机、E-3系列预警机、E-7预警机、A-50系列预警机、A-100预警机、空警-2000和空警-500预警机等。
E-2系列预警机是美国海军装备的舰载预警机，主要为航母编队提供空中警戒、空战引导与辅助海上搜救服务，也可在陆地上使用。E-2系列预警机有多种改型。
E-3系列预警机是波音公司为美空军“空中警戒和控制系统”计划研制的预警机，具有较强的预警探测与空中引导能力。主要包括E-3A、E-3B、E-3C、E-3D、E-3F等型号，先后进行过多次升级改进。除美军外，还装备了英军、法军及其他一些北约国家的军队。
A-50系列预警机是俄罗斯空军装备的预警机，可探测空中与海面目标，控制引导作战飞机执行拦截/突击任务。A-50预警机1984年开始交付使用，有A-50、A-50U、A-50EI等机型。其中的A-50预警机是在伊尔-76运输机上改装的，机身头部有空中受油装置，机身上部有直径约9米的雷达天线，配装有“熊蜂”预警指挥系统，主要包括预警雷达、敌我识别、通信设备、自卫对抗设备和操作员工作站等。
A-100预警机是俄罗斯正在研制的新型预警机，该机以伊尔-76MD-90A运输机为平台，换装新型PS-90A76发动机，航程与航时比A-50预警机有较大提高，并且具备空中受油能力，采用新型预警雷达，具备一定对隐身飞机的探测能力。
空警-2000和空警-500预警机是我国研制的预警机，主要能力达到世界先进水平。
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