讓隱身飛機無所遁形:全新量子雷達已經上線,這次中國全球第一

2020-10-24 利刃號

隱身技術,是目前軍事科學技術的前沿地帶。所謂的隱身技術,並不是說人的肉眼看不見,而是通過某種技術措施,讓雷達"看不見"來襲的飛機或者飛彈,從而達成攻擊的突然性,進而提升飛機的生存性同時保證打擊的有效性。不過凡事有矛就有盾,有隱身技術,與之相對的就有反隱身技術。

當前的反隱身技術主要是依靠改變雷達的頻率來實現。因為隱身飛機通常只能針對某一波段的雷達波實現"隱身"效果,可以說應用範圍相當狹窄。所以目前世界主要國家普遍使用大波長的米波雷達用於進行防空探測,由於米波雷達的波長足夠大,因此很難被幹擾,並且又能夠發現來襲的隱身飛機。但是米波雷達的問題在於,這種雷達的體積尺寸和功耗都比較大,難以伴隨部隊活動,通常都是作為固定的雷達觀察站使用,同時米波雷達的探測精度偏低,只能知道有目標來襲,但是對於目標的高度、速度、數量等等參數都無法探測,所以在使用方面依然有一定的局限性。

目前一種全新雷達系統的出現,徹底改變了這一局面。這就是全新的"量子雷達",由於量子雷達和傳統使用電磁波的雷達工作體制完全不一樣,因此在探測隱身目標方面有著無以倫比的優勢,而且從理論上上,量子雷達甚至可以說是完全無法被幹擾。

在了解量子雷達的工作原理之前,得首先科普一下量子技術。現代科學技術從微觀角度觀測世界萬物時,會發現所有物質都呈現"波粒二象性"的特色。而量子技術,就是以觀測事物在微觀領域的高頻振動波狀態,並以振動波頻率的不同而形成不同物質的屬性。這就是說,不同的物質有著不同的量子波動頻率,比如隱身飛機是由金屬構成的,因此隱身飛機在大氣中飛行時,由於飛機本身金屬的波動頻率和大氣中的氣體分子波動頻率不同,量子雷達通過觀測這種波動頻率差異,就可以準確定位隱身飛機。

(量子雷達觀測到的物體,由於不同物質的量子狀態不同,因此可以直接觀測到物體的外形輪廓)

具體來說,量子雷達是一種以觀測物體量子狀態,作為發現和鎖定目標手段的新式雷達。傳統雷達是通過發射電磁波,當電磁波遭遇到飛機時就會發生反射,當雷達的接收機接收到反射的電磁波信號,就會在顯示器上顯示出目標的性質和參數,並且以此引導防空飛彈攻擊目標。而量子雷達是發射光束,由於光子沒有質量但卻具有能量,所以任何物質在吸收光子後,自身的能量場都會得到提升,而這種能量提升會改變物質原先的量子狀態,從而在量子雷達的觀測器上顯現出來。而為了保證觀測效果和探測距離,量子雷達通常使用經雷射作為探測光束,因為雷射的光束更窄,能量也更高,被雷射束照射到的目標,其能量場升級更大,因此也更容易被觀測到。所以我們看到我國電科14所最新研製的量子雷達又稱為"單光子雷射雷達"。

量子雷達出現時間非常短,可以說是目前為止最為尖端的雷達技術,該技術最初由美國羅切斯特大學光學研究所的研發團隊最先提出。不過如今量子雷達卻在我國得到了最大的發展,早在2016年,電科14所就已經研製成功了中國第一臺量子雷達——的樣機。這臺雷達樣機在隨後的時間裡進行了大量的測試。2018年的珠海航展上,我國展示了第一款成熟的量子雷達系統。如今新一代量子雷達已經可以滿足數百公裡距離上對於隱身飛機的探測,試想這套雷達如果裝上我們的戰鬥機,則戰鬥機自身就可以憑藉這套雷達系統發現數百公裡外的隱身目標,而且由於量子雷達是觀測物質自身的能量場變化,不同物質的能量場完全不同,因此這種雷達根本就無法被幹擾,這樣的技術和裝備,將會徹底改變戰爭的樣式。

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