為什麼要搞艦載預警機:中國航母主雷達,探測超低空目標僅數十公裡

2020-11-22 騰訊網

在現階段中國和美國的海上力量對比中,最核心的力量差距在於航母戰鬥群上。這其中戰鬥機性能的差距是相對次要、靠後的因素,海上預警機的匱乏是當前最緊迫和致命的問題。

在戰場上,掌握信息的多寡一直都是決定勝負的最先決條件。誰能更早、更遠的就知道,敵人都是誰、敵人都在哪個方向、敵人離自己有多遠、敵人正在怎麼運動,誰就能在指揮決策上獲得優勢。

一旦這種信息掌握上的差距過大,那麼處於劣勢的一方將完全陷入無法逆轉的被動局地中。無論是對於飛機還是軍艦,雷達都是感知戰場信息時最主要的傳感器。無論是軍艦還是戰鬥機的雷達,在探測距離和探測範圍上,面對預警機的劣勢都是絕對性的。

圖:地球曲率是限制雷達視野範圍的最大瓶頸

圖:大功率全向雷達結合飛機的高度與速度,造就了預警機最核心的優勢

由於地球作為一個球體所存在的顯著曲率,雷達設備性能的發揮,有一個極度關鍵的外部因素,就是它的安裝高度。遼寧號上的相控陣雷達,號稱擁有450公裡以上的探測距離,但這是針對非隱身目標、且目標飛行高度足夠,不會被大地或者海面遮蔽的情況下才能達到的。

如果這套雷達的架設高度只有10米(三層樓高),那它對同樣以10米高度掠海飛行的非隱身目標,不管本身性能如何強勁,也只有26公裡的可靠探測能力。

遼寧號的龍骨到主桅杆高度也只有不到70米,相控陣雷達到水面的高度差就更小。此類軍艦的主雷達對超低空探測目標,最大距離普遍只有三四十多公裡的水平。

圖:航母上的數位化相控陣雷達,可以為內層防空圈提供針對小信號特徵、高速目標的高精度、高刷新率探測能力,也可以向己方的一定高度/距離內的飛機提供高速的數據傳輸

而任何一種非直線探測、能夠超越地平線進行探測的遠程雷達,都必須讓電磁波經過天(電離層)/地(海洋表面)的反射/繞射,照射到目標之後,再以相同的方式重新反射/繞射回來。這種雷達的探測距離雖然遠,但原理上決定了它的精度、數據刷新率、探測可靠性都非常差,只能作為早期的雷達預警措施之一,不能作為作戰過程中的主要探測手段。

對於軍艦來說——包括航母,雷達受限於軍艦重心和艦體結構,安裝位置是不可能無限高的。這使軍艦雷達雖然可以安裝總重量、總面積都較大的雷達,但它的探測距離依然會嚴重受到地平線/水天線的遮擋制約。

圖:F35雷達

圖:F35雷達探測能力演示

戰鬥機為了高速飛行,只能在特定部位設置重量和尺寸非常有限的雷達天線;其次是因為它的火力控制需要,在探測性能的設計上偏重於探測精度和刷新率,在雷達波段的「精度/探測距離」選擇上要一定程度的捨棄後者。因此戰鬥機的探測距離有限,而且局限在機頭方向的一個狹窄錐形範圍內。

圖:直升機在飛行原理的動力效率上非常低下,高度、速度、航程能力都遠弱於同重量級的飛機。中大型直升機雖然可以在機艙下方布置雷達,但價格不便宜的同時,最終性能聊勝於無

只有專用的固定翼艦載預警機,才能解決這些問題。以E-2C預警機為例,該機通常在9144米高度執行任務,在這種典型任務高度上,針對傳統的非隱身目標,E-2C對大型飛機可以實現650公裡以上的探測能力,對艦船的探測距離達到360公裡以上,對戰鬥機類目標探測距離超過270公裡以上。

不依靠空中加油的前提下,E-2C在距離航母320公裡的地方續航時間能達到4.4小時。依賴不同機組的接替巡邏,擁有固定翼艦載預警機的航母,可以在很長的時間內,實現至少是數倍以上的戰場觀察能力。同時極為重要的另一面,是預警機本身不僅是雷達的安裝使用平臺,同時也負責空中管制和作戰指揮的任務。

圖:沒有固定翼預警機的航母戰鬥群,其戰鬥力是嚴重殘缺不全的

對於沒有預警機的航母,即使是艦載戰鬥機擁有足夠大的內部燃油儲存,本身能攜帶武器飛到3-400公裡外能維持長時間的巡邏,也會面臨巨大的困境:既缺乏目標的信息,又缺乏有效的組織和指揮,極易被對手從側後方發起襲擊、各個擊破。

在未來國產艦載預警機服役之後,決定中國航母戰鬥力水平高低的下一個木桶短板才會輪到艦載戰鬥機。只有重型隱身戰鬥機,才能完整發揮出艦載預警機提供的探測距離優勢、空中組織作戰能力優勢。

國內的下一代艦載戰鬥機到底是重型機還是中型機,從十多年前到現在,歷經的變數極大,高層風向也幾經反覆。最終的結果,早已不是單純的技術和經濟因素考量所能決定了,甚至也不是國際軍事威脅因素所能決定的。

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