相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)突破對中國空軍戰(zhàn)力影響深遠(yuǎn)
自從二戰(zhàn)以來,雷達(dá)已經(jīng)成為戰(zhàn)場上最主要、最核心和最關(guān)鍵的傳感器。在發(fā)現(xiàn)即為摧毀的現(xiàn)代戰(zhàn)場上,雷達(dá)的地位和重要性與日俱增??梢哉f,一個(gè)國家的雷達(dá)水平就是其軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的決定因素。隨著軍工科技的發(fā)展和戰(zhàn)爭態(tài)勢的繼續(xù)演進(jìn),雷達(dá)的概念和技術(shù)特點(diǎn)更加多樣化,未來的雷達(dá)將不僅僅是作為單純的傳感器存在,還會是多功能頻譜管理和電子對抗的核心設(shè)備。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/128220.htm就像航空發(fā)動(dòng)機(jī)是航空工業(yè)之花,雷達(dá)也是一個(gè)國家軍用電子工業(yè)發(fā)展的結(jié)晶。由于工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,經(jīng)濟(jì)力量有限,我國的航空動(dòng)力和雷達(dá)都是曾經(jīng)或者正在制約我軍裝備性能提升和裝備發(fā)展的瓶頸因素。航電,結(jié)構(gòu),材料,隱身,飛控,工藝,制造標(biāo)準(zhǔn)都比原準(zhǔn)機(jī)蘇27大幅度提升的殲十一B戰(zhàn)斗機(jī)現(xiàn)在正由于沒有合格的航空發(fā)動(dòng)機(jī)而無法大批量裝備,殲八戰(zhàn)斗機(jī)換裝昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)以后的使用情況也被部隊(duì)詬病不已,更別提老式渦噴13壽命、可靠性、性能和維護(hù)性的全面落后。我國要出口小巴梟龍戰(zhàn)斗機(jī)都要先山寨俄羅斯RD93發(fā)動(dòng)機(jī),唯恐被動(dòng)力卡了脖子。就連我們最為驕傲的殲十的改進(jìn)型殲十B也在等待從國外進(jìn)口更先進(jìn)的三代改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)。殲七改進(jìn)需要山寨以色列雷達(dá),殲八2戰(zhàn)斗機(jī)因?yàn)?08雷達(dá)研制嚴(yán)重落后而遲遲不能具備超視距空戰(zhàn)能力,要知道霹靂4半主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)彈和208雷達(dá)是殲八升級的核心,但是后來霹靂4下馬,208延后,殲八改型拖到上世紀(jì)九十年代中期才進(jìn)行了第一次超視距空空導(dǎo)彈攻擊實(shí)驗(yàn)。殲八2M出口戰(zhàn)斗機(jī)也需要進(jìn)口俄羅斯的甲蟲雷達(dá)。
筆者曾經(jīng)走訪中國空軍司令部高層人員,這位為共和國空軍強(qiáng)大奉獻(xiàn)了大半生的威武老軍人欣慰又感慨的透露,相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)突破對中國空軍戰(zhàn)力影響是非常深遠(yuǎn)的,值得一書,中國戰(zhàn)機(jī)從此具備了和外國戰(zhàn)機(jī)直面較量的底氣。
不過與在徘徊中艱難前進(jìn)的中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)不同,中國的軍用電子工業(yè)在改革開放后乘著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力提升和廣泛的國際交流的東風(fēng)迅速發(fā)展。近幾年,我國雷達(dá)工業(yè)仿佛瞬間綻放。時(shí)過境遷,往日的辛酸化作進(jìn)步的動(dòng)力,如今殲八E/F戰(zhàn)斗機(jī),飛豹戰(zhàn)斗轟炸機(jī),殲十,殲十一B都裝備了國產(chǎn)PD多功能機(jī)載火控雷達(dá),具備完善全面的空空空地模式。而052C級區(qū)域防空驅(qū)逐艦、新近露面的空警2000和空警200預(yù)警機(jī)更是裝備了國際上最為流行的相控陣?yán)走_(dá)。反導(dǎo)L波段預(yù)警相控陣?yán)走_(dá),反導(dǎo)X波段跟蹤火控相控陣?yán)走_(dá),機(jī)載有源相控陣火控雷達(dá),機(jī)載有源相控陣預(yù)警雷達(dá),艦載有源相控陣?yán)走_(dá),路基相控陣預(yù)警搜索雷達(dá),區(qū)域防空系統(tǒng)搜索跟蹤照射有源相控陣?yán)走_(dá)……相控陣?yán)走_(dá)成為我國軍事裝備和軍事電子工業(yè)發(fā)展的縮影和代名詞,也成為關(guān)鍵技術(shù)突破影響整個(gè)戰(zhàn)爭態(tài)勢的經(jīng)典案例。
影響一:相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)突破使我國具備了遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈預(yù)警和中段攔截能力。彈道導(dǎo)彈防御已經(jīng)成為國際社會游戲規(guī)則中最有分量的一個(gè)籌碼。具備彈道導(dǎo)彈預(yù)警和攔截能力對于我國戰(zhàn)略發(fā)展具有極為關(guān)鍵的意義。而在空間中飛行的彈道導(dǎo)彈雷達(dá)反射信號極為微弱,并且具有極高的飛行速度,發(fā)現(xiàn)并且準(zhǔn)確跟蹤彈道導(dǎo)彈彈頭可以說是對于雷達(dá)系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)。相控陣天線增益高,波束掃描快的優(yōu)點(diǎn)就在這里找到了用武之地。冷戰(zhàn)期間,核陰云籠罩地球,為了避免本土被敵方的核武器炙烤成毫無生機(jī)的焦土。美俄兩國在彈道導(dǎo)彈預(yù)警和攔截體系建設(shè)發(fā)展上可謂是超額投入。美國和前蘇聯(lián)相繼研制和裝備了多部地面大型相控陣?yán)走_(dá),用于彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng),如美國的ANI/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR,前蘇聯(lián)的“雞籠”和“狗窩”等。
常規(guī)的單脈沖雷達(dá)采用機(jī)械掃描和窄波束只能跟蹤已知大概位置的航天器并且進(jìn)行精密測控并不具備大空域目標(biāo)搜索和預(yù)警能力。通過大功率發(fā)射機(jī)和巨大的電掃描雷達(dá)雷達(dá)陣列的組合,這些雷達(dá)中的龐然大物具有極強(qiáng)的發(fā)射功率,靈活的大空域掃描能力和靈敏的接受能力。在經(jīng)典的反導(dǎo)系統(tǒng)中,傳感器分為兩個(gè)部分,一個(gè)是反導(dǎo)預(yù)警雷達(dá),另外一個(gè)是反導(dǎo)跟蹤火控雷達(dá)。這兩者都必須采用相控陣技術(shù)。一般預(yù)警相控陣?yán)走_(dá)采用L波段,跟蹤火控相控陣?yán)走_(dá)采用X波段。根據(jù)相關(guān)資料敘述:“某雷達(dá)是我國研制的首臺L波段目標(biāo)特性測量雷達(dá),為大型,高功率陸基有源相掃雷達(dá),主要用于戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈目標(biāo)特性測量、識別、兼顧部分低空目標(biāo)的測量”??梢耘袛噙@就是我國反導(dǎo)系統(tǒng)中的導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá),其關(guān)鍵技術(shù)不僅已被全部攻克而且雷達(dá)本身很可能已經(jīng)完成研制。反導(dǎo)跟蹤火控雷達(dá)也隨著我國對于大型相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)的掌握和關(guān)鍵器件的突破而研制成功。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上流傳的圖片推測,其很可能是單面機(jī)械掃描大型相控陣?yán)走_(dá),主要用于對彈道導(dǎo)彈的精密跟蹤。
出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的我國彈道導(dǎo)彈跟蹤火控雷達(dá),雖然有人猜測是早期預(yù)警相控陣?yán)走_(dá),但是顯然單面機(jī)械掃描加相控陣電掃的組合是為了實(shí)現(xiàn)精密跟蹤。
影響二:相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)突破使我國第四代戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載雷達(dá)裝備成為可能。前蘇聯(lián)自從在米格31戰(zhàn)斗機(jī)上安裝了鐵氧體移相器無源相控陣?yán)走_(dá)以后,就一直努力研制有源機(jī)載相控陣火控雷達(dá)。在最近的一些航空展上,俄羅斯聲稱米格35戰(zhàn)斗機(jī)開始裝備有源相控陣機(jī)載火控雷達(dá),但是雷達(dá)陣列只有不到一千個(gè)收發(fā)模塊而且離實(shí)用還尚有距離。俄羅斯T50五代機(jī)首飛之前,俄羅斯媒體播放了關(guān)于五代機(jī)裝備的大型有源相控陣?yán)走_(dá)的相關(guān)視頻。視頻中的機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)據(jù)推測大概有兩千左右的模塊數(shù)量,但是根據(jù)五代機(jī)裝備的時(shí)間表推算,那個(gè)雷達(dá)也尚處于原型機(jī)完成,尚未定型的研制階段。英德法三國也聯(lián)合開展了機(jī)載多功能固態(tài)有源相控陣?yán)走_(dá)項(xiàng)目計(jì)劃,在2001年完成了1200個(gè)收發(fā)模塊的全尺寸樣機(jī),具有戰(zhàn)斗力的型號可能于今幾年才能定型裝備。事實(shí)上,歐洲的臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)一直裝備的都是捕手機(jī)械掃描雷達(dá),而且系統(tǒng)整合工作還在進(jìn)行中。美帝自從上世紀(jì)60年代就開始進(jìn)行機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)研究,經(jīng)過40多年三個(gè)階段的預(yù)研工作,于21世紀(jì)初拿出了APG77機(jī)載有源相控陣火控雷達(dá)。
正如上文所述,我國的機(jī)載火控雷達(dá)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)一直是制約我國空軍裝備發(fā)展的主要瓶頸。但隨著我國三代PD機(jī)載火控的研制和裝備,我國對于現(xiàn)代機(jī)載火控雷達(dá)的研制積累了大量經(jīng)驗(yàn)。就預(yù)研角度來說,我國對于第四代相控陣機(jī)載火控雷達(dá)的研制起步其實(shí)很晚,但是技術(shù)起點(diǎn)并不低,直接跳過了無源相控陣機(jī)載火控雷達(dá)研制階段進(jìn)入有源相控陣機(jī)載雷達(dá)研制。我國在上世紀(jì)70年代就開始無源相控陣?yán)走_(dá)原樣機(jī)的研究,進(jìn)入90年代后我國機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)研制工作開始加快,21世紀(jì)初機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)研制進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。根據(jù)媒體報(bào)道:“2001年開始著手相控陣?yán)走_(dá)的研發(fā),2008年完成飛機(jī)驗(yàn)證試飛……相控陣?yán)走_(dá)研制,開創(chuàng)了國內(nèi)機(jī)載火控雷達(dá)的新紀(jì)元,填補(bǔ)了國內(nèi)X波段相控陣火控雷達(dá)的空白,為我國×代機(jī)的研制打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),標(biāo)志著我國第×代戰(zhàn)斗機(jī)提升戰(zhàn)斗力的時(shí)機(jī)已經(jīng)到來。”高度綜合化的航電系統(tǒng)是四代戰(zhàn)斗機(jī)的要素之一,多功能有源相控陣機(jī)載火控雷達(dá)是綜合化航電的核心傳感器。我國在機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)上的突破使得我國未來的第四代重型戰(zhàn)斗機(jī)能裝備上先進(jìn)的傳感器系統(tǒng),在信息化戰(zhàn)場上獲得單向透明的巨大優(yōu)勢。
影響三:相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)突破使我國裝備了國際領(lǐng)先的預(yù)警機(jī)。裝備預(yù)警機(jī)一直以來是我國空軍的夢想。上世紀(jì)早期我國就開始了將雷達(dá)搬上飛機(jī)的嘗試。但是這種嘗試由于我國當(dāng)時(shí)的軍工技術(shù)有限而無果而終,小湯山航空博物館的空警1號默默的敘述著那久遠(yuǎn)年代的故事。在試圖引進(jìn)以色列費(fèi)爾康預(yù)警機(jī)系統(tǒng)失敗以后,蒙受恥辱的中國軍工發(fā)憤圖強(qiáng)。經(jīng)過多年的艱苦研制,在09年大閱兵的空中梯隊(duì)中,我們終于看到了中國自己的預(yù)警機(jī),而且我國自己的預(yù)警機(jī)在雷達(dá)體制、性能和網(wǎng)絡(luò)化方面走在了世界的前列。我國的空警2000預(yù)警機(jī)采用俄羅斯伊爾76作為平臺,搭載了重達(dá)14噸的雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)備。預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)采用的是國際上最先進(jìn)的有源相控陣平面陣列,分三個(gè)方向布置保證了預(yù)警機(jī)360°環(huán)視探測。這種將有源相控陣陣列采用盤狀布置形式安裝于載機(jī)上的設(shè)計(jì)方案既與機(jī)械掃描預(yù)警雷達(dá)盤狀天線設(shè)計(jì)相繼承又保證了雷達(dá)的環(huán)視探測可以說是我國軍工人員智慧的體現(xiàn)。空警200預(yù)警機(jī)采用了有源相控陣?yán)走_(dá)平衡木布置方式,既能單獨(dú)使用又可以與空警2000形成高中低空域無盲區(qū)掃描的預(yù)警體系。在國際上,已經(jīng)裝備的有源相控陣?yán)走_(dá)預(yù)警機(jī)并不多見。愛立眼,楔尾,費(fèi)爾康等著名預(yù)警機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)環(huán)視探測。我國不僅研制成功了有源相控陣預(yù)警機(jī)而且還研制了多種天線布置形式的兩種級別的預(yù)警機(jī),相控陣預(yù)警雷達(dá)技術(shù)的突破為我國空軍全面信息化的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
影響四:相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)突破使我國裝備了具備大空域防空反導(dǎo)能力的艦載和路基防空系統(tǒng)。美帝的宙斯盾防空反導(dǎo)系統(tǒng)中國軍迷可謂是如雷貫耳,其核心就是SPY1艦載無源相控陣?yán)走_(dá)。相控陣?yán)走_(dá)由于發(fā)射功率高,天線波束多,波束掃描快成為大空域防空反導(dǎo)和抗反艦導(dǎo)彈飽和攻擊的關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)。與在機(jī)載相控陣火控雷達(dá)研制思路相同,我國也直接跳過了艦載無源相控陣?yán)走_(dá)研制過程,直接在我國052C區(qū)域防空驅(qū)逐艦上裝備了機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá),并且整合進(jìn)艦隊(duì)防空體系。該雷達(dá)兼顧了搜索,預(yù)警,跟蹤和防空導(dǎo)彈制導(dǎo)等多種功能,具備高中低重復(fù)頻率和波形變換能力。遙想當(dāng)年,由于我國當(dāng)時(shí)根本沒有有效的艦載防空導(dǎo)彈系統(tǒng),在于越南的海戰(zhàn)中由于擔(dān)心其空軍對于我海軍艦艇的威脅,中國海軍在取得較大作戰(zhàn)優(yōu)勢之后都不敢貿(mào)然挺進(jìn)而是緊急回撤。再看今朝,由052C驅(qū)逐艦架構(gòu)起的防空保護(hù)傘足以保證一個(gè)大型海軍編隊(duì)的安全。值得注意的是,由于我國海軍裝備的海紅旗9具備一定的反導(dǎo)能力,我國未來裝備的區(qū)域防空驅(qū)逐艦還會成為我國反導(dǎo)系統(tǒng)的前哨和火力陣地。以往出海都需要空軍或者海軍航空兵不斷出動(dòng)掩護(hù)的我國海軍艦艇,現(xiàn)在成為了守護(hù)祖國領(lǐng)空領(lǐng)土安全的不摧神盾。我國的路基防空系統(tǒng)也由于有源相控陣?yán)走_(dá)的裝備而如虎添翼。曾經(jīng)為美帝愛國者系統(tǒng)眼紅的中國軍迷現(xiàn)在可以自豪的提起我們的紅旗9反導(dǎo)防空系統(tǒng)。這是我國自行研制的第一個(gè)大空域防空反導(dǎo)作戰(zhàn)系統(tǒng),并且這個(gè)系統(tǒng)也能夠像在海灣戰(zhàn)爭中出盡風(fēng)頭的愛國者防空導(dǎo)彈一樣對戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈進(jìn)行末端攔截。由于相控陣?yán)走_(dá)和其他相關(guān)技術(shù)的突破,中國不會再大量進(jìn)口阿俄羅斯的S300/400區(qū)域防空系統(tǒng)了。在?;吐坊鶇^(qū)域防空反導(dǎo)系統(tǒng)方面,我國已經(jīng)完全可以獨(dú)步江湖。
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