戰機隱身又被破解了?無源雷達有三大弱點,反隱身要「靠天吃飯」

2021-02-15 講武堂
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戰機隱身技術「又被破解」了?近日,參加柏林航展的一家德國雷達公司宣稱,他們的無源反隱身雷達成功捕捉到了F-35隱身戰鬥機。這家亨紹爾特公司(Hensoldt)安排了自己的TwInvis無源雷達,偷偷追蹤參加柏林航展的F-35戰鬥機。在F-35結束航展返航起飛後,TwInvis雷達開始工作並收集數據,成功在空中找到了F-35,而且追蹤距離長達150公裡。這次事件在西方軍迷圈內又引發一番風波,無源雷達被稱為「隱身飛機終結者」的說法再次被炒熱。然而事實上,無源雷達的反隱身作用被嚴重誇大了。

無源雷達,也可以稱為被動雷達。它自身不輻射電磁信號,而是借住外部的輻射源來進行探測和定位。理論上,無源雷達可以使用環境下的第三方電磁波輻射,例如手機發射塔、電視和無線電廣播等信號,並使用這些信號的反射來探測穿過特定空域的目標。無源(被動)雷達的概念其實在第二次世界大戰期間就誕生了,但隨著飛機隱身技術的發展,由於無源雷達能夠發現隱身飛機,軍事價值大大提高。近幾十年來,很多國家都開始積極研製無源(被動)雷達。上世紀80、90年代後,世界上就有多款無源雷達打著「反隱身雷達」的旗號問世。20年前,捷克曾研製出一款「維拉」被動雷達,就頗受各國重視。此後,幾乎每年都會有一些媒體大肆宣傳「XX國發明能夠發現隱身飛機的雷達」,試圖向公眾證明「隱身神話的破滅」。其實,這些報導的主角基本都是無源雷達。事實上,無源雷達並不是什麼特別高深的科技,工作原理很容易理解。20年前這類雷達還算是高科技產品,但20年後的今天已經非常普遍。

無源雷達的工作原理並不複雜,真正的高科技在於接收信號數據後的運算處理。例如,飛行器穿越密布手機信號的空域時,無源雷達就能發現信號遭擾動反射的現象,數臺無源雷達的數據傳送到中央控制系統,進行運算處理後就能確定目標的大致位置和速度。但是,這種工作原理也造成了無源(被動)雷達的關鍵性缺陷。所謂的「反隱身」能力是被過分誇大的。第一個缺點,無源雷達最適宜工作的地方,是最不需要它的地方無源雷達,嚴重依賴第三方的電磁信號,包括手機信號、電視臺、廣播等民用電磁波。如果處於人煙稀少的偏遠地區,缺少這些第三方信號,無源雷達的作用就會極大下降。然而,搜索隱身飛機往往要求在邊境線、海疆線以外就能做到,以增加預警時間,這些地方恰恰最缺少第三方電磁波。電磁波最密集、最適宜被動雷達工作的地方,實際是一個國家的腹心地區,發現敵方入侵時已經晚了。

第二個缺點,無源雷達難以提供三維數據,只有一維數據是可靠的無源雷達並不是一種精密探測設備,多種客觀條件包括電磁波密度、錯誤信號、外來幹擾都會影響數據的保真度。更重要的是,無源雷達往往無法精確定位目標的準確距離。如果說,傳統主動雷達能夠目標的精確三維數據——方位、高度、距離,那麼無源雷達多數情況下只能提供二維甚至一維的數據,僅有方位這個維度的判斷比較可靠。此外,無源雷達也做不到主動雷達的掃描頻率,持續跟蹤能力比較差。所以,無源雷達根本不可能用於防空武器的制導——飛彈制導必須依靠持續雷達波的引導。

第三個缺點,無源雷達的工作是「靠天吃飯」,戰時效率不如和平時期新一代的無源雷達,由於計算機處理能力的提高,在第三方電磁波密集的情況下,能確保提供三維的數據。但這種理想情況缺乏可靠性,雷達操縱者無法控制第三方信號,任何風吹草動都會破壞搜索效果,基本上來說就是「靠天吃飯」。最要緊的是,無源雷達本身雖然相對隱蔽,但第三方信號發射源卻並不隱蔽。戰爭爆發時,攻擊民用發射塔是一種慣用做法,而且民用無線電設備也往往會在戰時關閉。所以,無源雷達在戰時的作用,會大大不如和平時期。總而言之,無源雷達探測隱身飛機存在不少難題,而破解這種「反隱身」技術也有很多辦法。

從工作原理和實際效率來看,無源雷達更像是一種信號傳感器,作為對空探測體系的一個環節,而不是作為一套單獨的探測體系。按照工作程序,無源雷達通過對數據運算,發現隱身飛機的大致方位後,會安排主動雷達、光電探測裝置、紅外探測裝置對準被發現目標的方位進行跟蹤,確定隱身飛機的準確位置。所以說,無源雷達更像是一種「大門警報器」,用於給其他探測裝置做提示。無源雷達優點也是明顯的,隱蔽性好,設備佔用空間小,不存在兼容性幹擾,便於和其他設備整合。如果用於反隱身,無源雷達最好的搭配就是先進的紅外搜索跟蹤裝置,可靠性和隱蔽性都非常好。

隨著計算機運算能力的提高,新一代無源雷達可以做的越來越小,甚至裝在坦克和車輛上,未來還可能裝在飛機上。目前,新型軍艦也都安裝了此類無源雷達,和其他探測系統協同使用,作為探測隱身飛機的重要手段。可以說,無論是隱身技術還是反隱身的無源雷達,都不是什麼無敵魔法,只能算是「法師必備的普通魔法」。如果想成為真正無敵的「大法師」,那麼考量的就是誰的「魔法」更多,攻擊、防禦、輔助、補血缺一不可,而不能單純只靠一兩種法術。(作者:陶慕劍)

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