60年代艰苦的夜间防空作战，体现出地面雷达为主的指挥体系上的很多问题。尤其是东南沿海省份的山区，造成了大量的雷达盲区，使台湾飞机的窜扰频频得手，夜间的艰苦拦截战斗持续了近11年。大陆空军需要能够覆盖大量低空盲区的雷达预警系统才能有效遏止窜扰。
1969年秋季，文革的狂热有所消停。9月26日中央军委发出了研制空中预警机的指示。当年11月25日，空军司令部发布通知，以六院为主、空一所、空二所、空军十二厂为主，抽调人员进行空中预警机的研制。同时，空军党委决定改装一架图-4飞机为空中预警机，代号926任务，改装工作在陕西咸阳以西的武功空36师基地进行，基地附近是5702工厂，该厂有相关的大型加工和维修设备。当时在图-4基础上改装是非常实际的做法，因为当时大陆的大型飞机很少，可选用的机型只有伊尔-18、三*戟、波音707、子爵、图104、图-4等，这些飞机都是英国、苏联或美国产品，当时中苏和中美关系都处于紧张状态，零配件战时难以保证，英国产的“子爵”飞机已经停产，而机械状况比较好且能加工零部件的只有图-4，因此，采用图-4作预警机平台合乎情理。
1969年底，603所会同其他所派出人员组建了150人的设计队伍，以603所的楼国耀担任型号的技术总负责人，后期改由周光耀担任。空军决定由六院为主设计，5702厂生产，空36师执行试飞任务。当时要求全国各单位对926计划所需材料加工资料等全部开绿灯放行，只能倾全力配合不得过问。
空警一号首先遇见的问题是机身上携带7米直径的雷达罩后，重量增加5吨，飞行阻力增大30%，原先的四台АЩ-73ТК发动机功率不足。为此，决定改装已经国产化了的涡桨-6发动机，当时也只有这一款发动机能满足要求。改装工作由空军一所担任。由于АЩ-73ТК风冷活塞发动机短舱小，根本装不下长大的涡桨6，因此需要在活塞发动机舱前，加装一段过度舱段与原发动机舱连接。制造和安装这个舱段时，由于没有型架保证精度，技术工人们把木匠拉线和水平仪等家什用于测量安装焊接位置，结果不仅精度非常好，而且时间只用了一个月就顺利完成。
虽然顺利改装了发动机舱，但是加长了的发动机向前伸出达2.3米，影响了飞机的安定性和操纵性。工程师解决这个问题也是采取快刀斩乱麻，用加大平尾面积，并且在平尾两端加装端板，同时增加腹鳍和加大背鳍来保证安定性。平尾的面积展向加长2米，弦向加长了400毫米。
改装最主要的部分是雷达和机载系统。为装下这些系统，拆除飞机上原有的“钴”雷达和所有炮塔。在机背上加装了7米直径、厚度为1.2米的玻璃钢雷达罩。由于原型机体没有相应的承力结构能用于安装雷达罩支架，普通框架承受不了雷达罩在飞行中产生应力，因此在图-4的机身内加装了承力框架，然后再把雷达罩架安装在这些承力结构件上。
图-4飞机中段的炸弹舱等几个舱段全部改装成密封舱，用于安排雷达操作员和控制人员。当时由于国内对于世界预警机技术水平和观念上相差很大。空警一号的主要分系统包括警戒雷达系统、数据处理系统、数据显示和控制系统、敌我识别系统、通信和数据传输系统、导航和引导系统、电子对抗系统。在空警一号上采用的是布置多个雷达P型显示器，2个A型显示器，UHF和VHF波段的电台分别担任空地和空空通话，当时数据传输设备采用无线电传机改装，空域的空情显示主要以图板作图表示。由于雷达P显当时只有长余辉一种，操纵员和控制员必须紧盯显示器，不然很可能漏看空情。实质上空警一号只是将雷达站移到空中拓展探测范围和减小盲区，性能与50年代早期的预警机相当，并非真正意义上的现代预警机。根据已经公开的当时资料，空警一号对低空目标的探测面积相当于40个П-3雷达站，这对于当时的大陆防空是非常有实用价值的。
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