機載相控陣雷達,如何引導攻擊700公裡之外的目標?

2020-12-24 匈奴狼山

過去戰鬥機上的都卜勒平板縫隙機械掃描雷達,對外宣稱的最高性能,也不過是有效發現並持續跟蹤典型3平方米雷達反射目標的距離是220公裡;可以鎖定命中目標的距離是100到120公裡。這個典型的3平米目標,一般是以外掛一個副油箱和2枚空空飛彈的米格21一類的輕型戰機為例。以上220公裡發現和100公裡外鎖定,已經性能很誇張了。實際上絕大多數平板縫隙雷達的真實發現和鎖定距離不過是160公裡和60公裡左右,也就是性能要縮水一半。都卜勒雷達之所以不能發現和鎖定的距離更遠,在於這類雷達的總發射功率有限。對於距離在200公裡以上的目標,很難通過雷達自身的探測波從背景雜波中把目標分辨出來,並能夠持續不斷地跟蹤。要徹底解決遠距離發現的問題,只能採用X波段或P波段的有源相控陣雷達。

X波段和P波段的有源相控陣雷達,每個發射單元組件,都相當於單獨的「眼睛」,大量的發射單元集成到一個雷達陣面,就像無數的複眼,不但看得距離更遠而且看得更加清楚。這也是X波段和P波段的戰略預警雷達,號稱可以立即發射5000公裡外太空中突然出現的一個網球大小目標的原因。因此可以用來預警洲際飛彈和太空中的幾乎所有過頂的衛星。現代戰鬥機和預警機上裝備的有源相控陣機載雷達,其實和戰略預警雷達的發射單元並沒有什麼本質的不同。只不過戰略預警雷達的發射單元組件更多,高達數千到數萬個。而機載雷達的發射單元只有幾百到一兩千個。但是F22A的雷達也不過可以看清280公裡外的3平米目標,F35的雷達強調電戰和隱蔽不關機能力,智能化很強,發現距離應該最大在300公裡。

就算是性能最強的相控陣體系的預警機的大型雷達,也不過最遠可以預警550公裡外的目標,和戰略預警雷達有10倍以上預警距離的差距。都是相控陣雷達,造成這種差距,有兩大原因。第一,雖然都是相控陣發射單元組件,但地面戰略預警雷達的發射功率要大得多。戰略預警雷達如果完全滿功率開機,雷達發射功率可以高達數千千瓦。導致雷達陣面正面的數公裡外都不應該有任何人類活動。甚至飛鳥飛過都會不知不覺間被燒焦羽毛造成墜落,其實就相當於一個超大號的微波爐。因此戰略預警雷達最好建造在無人荒漠區,或者無人居住的荒山上。而機載雷達在滿功率發射時的功率也不小。從幾十千瓦到數百千瓦不等,因此不論戰機還是預警機,在地面停放沒有冷卻系統時也是嚴格禁止開機的。也怕燒傷周邊的生物和因為製冷不配套而燒毀雷達本身。不過最強機載雷達的發射功率峰值和戰略預警雷達還是差了1到2個數量級。

造成探測距離更近也是必然。還有一點很重要。現在大型機載相控陣的雷達波其實已經可以掃描700到800公裡之外的空域。但是由於地球表面是曲面球體。而X波段和P波段的雷達信號並不能彎曲,因此從萬米高度的載機發射的雷達波到500公裡之外時,掃描到的空域天際線的實際高度已經在50公裡以上;到700公裡之外,掃描到的空域高度已經在100公裡以上。一般的飛機根本飛不了這麼高。即使掃描到也沒意義。不過今後可以通過網絡數據鏈,遠程接力引導超遠程空空飛彈,攻擊地平線以下的空中目標。

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