深度：中國四代機雷達技術與F22相當 預警技術已超美

2015年07月22日 16:28  

新浪軍事

殲20新照好久沒看見了，這不在端午節熱心網友送福利了哈！

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　　在我國的雷達界，很早就形成了自力更生的傳統。從20世紀50年代初，我國就開始自主研製雷達，當時很多人沒見過雷達，更不知道該怎麼做。經過幾十年的艱苦奮鬥，目前我國已發展為既是雷達大國，也是雷達強國。每年例行舉辦的“系列國際雷達會議”，我國是與美國、英國、法國和澳大利亞並列的5個輪流主辦國之一。在三坐標雷達、低空雷達、機載預警雷達、數字陣列雷達、相控陣雷達和精密跟蹤雷達等領域都邁入了國際先進行列。親愛的讀者，如果你不太看得上我國的雷達技術水平包括機載雷達技術水平，我願做一個國產雷達榮譽的捍衛者，跳出來與你爭論一番。

　　先解決有無問題

　　20世紀50年代中國戰鬥機機載雷達發展的初期階段，由於我國的戰鬥機是仿製蘇聯的型號，所以，機載雷達也以仿製蘇聯戰鬥機機載雷達為主。這一時期，機載雷達的加裝，主要是滿足夜間飛行員目視能力下降情況下的國土防空作戰需要。

　　我國隨蘇聯米格-17和米格-19戰鬥機引進的機載雷達系統，最早都是測距器，只能測量目標距雷達的距離(速度也可由距離與時間的比值算出)，不能測量目標的方位和高度，作用距離不超過兩千米。殲5和殲6飛機先是採用裝備米格-15、米格-17和米格-19飛機上的СРД-1/1M及其改進型測距器，自20世紀50年代後期開始裝備РП-1/5型及其改進型雷達，對圖-4飛機的作用距離也不超過10千米。此時，雷達技術開始採用圓錐掃描體制和普通脈衝方式。受到雷達系統本身技術性能差和載機空間不足的限制，我國早期夜間戰鬥機上使用的機載雷達存在有效作用距離短、抗雜波和干擾能力弱、低空探測效果差、可靠性不高和缺乏配套機載武器的問題，並不能完全滿足我軍戰鬥機部隊執行國土防空作戰的需求。但這一時期，世界先進國家的雷達水平也不過爾爾。從實際使用來看，我國裝備的蘇制機載雷達的夜間戰鬥機，在攔截國民黨軍夜間低空偵察機的作戰行動中，實戰效果有限，在受到敵方飛機施放電子干擾和地面背景雜波影響的情況下，常常不能正確判定目標。可以說，此時的機載雷達，只能說是對目視能力的一定補償，暫時解決了我軍機載雷達的有無問題。

　　落差漸大

　　20世紀六七十年代國外機載雷達技術在這個時期是迅速提高階段，單脈衝技術、脈衝壓縮技術已經成熟並在機載雷達上使用，脈衝多普勒技術則開始進入裝備的試生產，而相控陣技術也已經起步。由於中蘇關係變化，一時間中國機載雷達科研和生產單位失去了外來的技術支持，在加上國內政治形勢的變化，機載火控雷達的發展速度變慢。我國的機載雷達技術在艱難中繼續前行。

　　20世紀60年代初，我國開始研製殲7飛機。最早的機型殲7I採用蘇聯СРД-5A/5MK型雷達測距器的國產型CL-2，作用距離有3千米和8千米兩檔；殲7系列的最早出口型--殲7A和此後的國內型號--殲7II則都採用國產的222型測距器。

　　1966年3月，為滿足強5攻擊機的使用需要，我國在對國外樣機進行測繪和研製工作的基礎上，1970年夏試製完成兩部樣機，1976年完成各項空中試驗並轉入小批生產，陸續裝備強5飛機，雷達型號為317。1974至1976年，將317雷達小型化並研製出兩部樣機，命名為317甲型。1979年完成空中試驗，但未定型生產。317型雷達長期裝備強5飛機，為我國近海對海對面防衛發揮了突出作用。它採用單脈衝體制，具有空空上視搜索與跟蹤功能，不具備下視能力；但具備地形測繪、等高面測繪、地形迴避和空地測距等多種功能。

　　2月26日，巴基斯坦空軍隆重舉行第四預警機中隊ZDK-03/KE-03成軍儀式。儀式在馬蘇爾空軍基地舉行，巴總統薩利夫參加儀式。巴總共訂購了四架ZDK-03型預警機，該機以運-8F400軍用運輸機為基礎研製，陝西飛機製造公司生產。巴還採購4架瑞典產薩伯-2000型“愛立眼”預警機。

　　幾乎與此同時，我國開始研發殲8戰機，這是我國20世紀60年代中期戰鬥機研製項目中最重要的型號。為了提高殲8戰鬥機的戰術性能和全天候作戰能力，國內也開始研製與之配套的機載雷達系統，即204單脈衝火控雷達。該火控雷達項目在落實了研製所需要的142項試製任務後，一年內就完成了原理樣機。但是，由於雷達系統設計不完善以及材料、元件上所存在的缺陷，使該系統的試驗工作困難重重。儘管雷達樣機在1971年就已開始裝機試用，但卻長期無法達到實用水平。最終由於雷達系統研製進度的拖延，直接影響到殲8戰鬥機的整體進度，使得殲8在缺乏全天候火控雷達系統的情況下，只能被迫安裝雷達測距儀，按照白天型戰鬥機的標準定了型。直到20世紀80年代，殲8才重新按照1964年提出的原設計要求，研製完成了單脈衝體制的火控雷達，並完成定型。此時，已過去了20年。

　　因為雷達系統和機體的研製全面落後於原計劃的時間要求，所以致使殲8和殲8I戰鬥機並沒有向研製項目開始時計劃的那樣成為中國戰鬥機換代機型，而只是一個在新型戰鬥機定型裝備前的過渡機型。就在殲8和殲8I戰鬥機火控雷達完成定型的時候，此時國外戰鬥機機載火控雷達技術已經步入了脈衝多普勒的成熟應用階段，並且開始採用合成孔徑體制，雷達的發展呈現出多功能化、高可靠性和抗干擾能力強的特點。中國與西方發達國家在雷達技術上的差距，被歷史性地拉開了。

　　嘗試研製預警機

　　空警1號&＃8195;20世紀60至70年代，我國開始嘗試研製預警機。萬事開頭難，由於當時的技術基礎薄弱，最後未能解決雷達反雜波的問題，致使裝備未能服役，最後收藏於中國航空博物館。

　　新中國建立以後，國民黨空軍的飛機經常從低空和超低空入侵大陸地區，而地面雷達由於盲區較大，難以發現這些飛機目標。1969年9月26日，中央軍委發出了研製空中預警機的指示。

　　為此，我們決定將當時先進的843地面雷達進行小型化後搬上飛機。其發射機重200多千克，除磁控管、顯像管外，其它器件已經是半導體化。1974年，在解決了飛機加裝巨大雷達天線罩後的飛行安全性試驗完成之後，開始了以雷達為主的試飛。試飛結果表明，無論是在平原、沙漠或山區的地物回波都很強，雷達沒有下視能力，但在青海湖湖面能發現低空目標。這說明，湖面的回波強度比陸地小得多。因此，可以推斷此時的雷達在海面上空有下視能力。為此在1976年3月進行了第一次海上試飛。其結果，在渤海灣能看到300千米左右的船隻和220千米左右的低空飛機，但是在海面上空看目標，仍然受到較嚴重的海浪雜波干擾。在較強的海浪情況下，在50～100千米以內還是難以發現目標。為此，項目組於1976年下半年開始，着眼於提高空警1號看海上目標的性能，同時繼續採取措施，對陸地上空的下視能力做進一步試驗。這一階段，換裝了更好的雷達發射機，進一步提高了接收機的靈敏度，加裝了動目標顯示裝置，並且重返渤海灣進行了試飛。試飛結果表明，雷達在空中工作穩定，磁控管發射機無打火現象，抑制海浪雜波能力有所改善，但由於此時的動目標顯示裝置不能對飛機運動作出補償，因此，飛機在海面上空飛行時的下視效果仍然不是很好，更別提在陸地上空了，仍不具備下視能力。

我空警2000預警機起飛

　　奮起直追與和平典範

　　20世紀80年代自20世紀70年代末開始，由於國家整體形勢好轉，我國在機載雷達領域奮起直追。1980年6月，中國開始從英國引進“空中巡邏兵”-7M型測距器，同時安排國內試製生產，並裝備殲7B、殲7M和殲7MP等出口型號，而殲7P及此後的殲7PG則由巴基斯坦選用了意大利Grifio-7型單脈衝雷達，作用距離達55千米。1980年，國內殲7型號--殲7III及殲7IIIA都開始採用國產JL-7單脈衝雷達。20世紀90年代以後，國內殲7飛機的最新型號殲7G則選用了以色列EL/M 2032型脈衝多普勒雷達的國內生產型號，最大作用距離超過60千米。同時，我國開始為殲8 II飛機立項研製機載脈衝多普勒火控雷達。

　　我國之所以能夠決策自行研製機載PD雷達，是因為此時我國已經在“三高”技術方面取得了突破。20世紀80年代初，我們攻克了超低副瓣天線技術，獲得了國家科技進步一等獎。接着，高純頻譜發射機也研製出來，唯一尚待解決的是高性能處理器。但是，由於20世紀70年代後期，集成電路開始小規模發展，到80年代末期已發展成為中大規模，這樣濾波器的實現已經不成問題，高性能處理器已經可以通過一塊集成電路板來實現了。

　　與此同時，美國出於對抗蘇聯的需要，開始考慮與中國進行軍事合作，中國進入了同西方進行軍事合作的蜜月期。1986年，中國空軍高級代表團在訪問法國時，法國政府原則同意向中國出口“幻影”2000C戰鬥機用於測試評估。得知這一消息後，美國着急了，立即展開遊說，隨後便與中國達成了中美兩國建交以來的最大一筆武器貿易合同，項目代號“和平典範”。其內容是，由美國格魯曼公司作為總承包商，對中國殲8系列飛機中的最新型號進行改進，改進內容之一便是換裝美國機載火控雷達。

　　1987年，中方將兩架殲8II飛機和1架1:1模型運抵美國。1988年底前，格魯曼公司完成了航電系統的安裝與測試，首先完成的便是加裝AN/APG-66雷達。殲8II最初的火控系統採用單脈衝雷達體制，僅能對付中高空目標，這也是當時米格-23、F-104等典型第二代戰鬥機共同的特點，只有上視能力，無法下視探測。AN/APG-66雷達當時裝備F-16A/B戰鬥機上，為脈衝多普勒體制，是當時最先進的機載雷達之一。

　　AN/APG-66雷達採用平板縫隙天線，對戰鬥機的上視探測距離為46～74千米，下視探測距離37～55千米，既能空空搜索，又能進行地圖測繪和對海搜索。殲8II戰機有了這樣的雷達，就能有效地攔截低空突防的敵方飛機和導彈，例如當時已大量裝備蘇軍的圖-22“逆火”轟炸機和蘇-24“擊劍手”戰鬥轟炸機，如果不是採用AN/APG-66雷達，僅僅靠過去的單脈衝體制雷達，要想攔截這些飛機是無法做到的。

　　首架裝備AN/APG-66火控雷達系統的殲8II於1988年首飛成功，隨後飛抵愛德華茲空軍基地進行全面試飛。1989年6月，美國因為政治原因單方面中止“和平典範”工程，早先運抵美國的兩架殲8II飛機和1架模型被拆除美國的設備後於1992年交還中國，現收藏在中國航空博物館內。

　　近日，網友拍攝到照片顯示，國產殲-10B型戰鬥機進行了密集的升空試飛。值得關注的是，試飛的殲-10B中有刷塗編號“151”的“黃皮機”，也有刷塗了中國空軍灰色塗裝的新機。

　　“和平典範”雖然沒有像它的名字所標榜的那樣，成為我國同西方先進國家在軍事領域進行合作的樣板，但影響也是深遠的。中方在與西方軍工企業合作過程中極大地開闊了視野，看到了中國在電子和航空領域追趕世界一流水平的方向和道路。在中美合作中止後不久，中國自主研製開發了殲8II M改進型，爾後中國國產新型戰鬥機的設計，更是以西方的標準貫穿始終。

　　但是，與國外的差距畢竟在短時間內不能彌補。在國內立項研製相應型號的同時，為滿足裝備急需，我國於20世紀90年代初期在與蘇聯恢復友好關係後，開始為殲8飛機的新改型--殲8 II M飛機引進了Zhuk-8II雷達。該雷達工作在X波段，能夠在高和中兩種脈衝重複頻率下工作。高脈衝重複頻率發射脈衝的速度很快，具有對迎頭目標發現距離比較遠和測速準確的優點，可用於在遠距離上搜索目標；低脈衝重複頻率發射脈衝的速度很慢，具有測距準確的優點，用於對地面成像和上視搜索；而中脈衝重複頻率發射脈衝的速度介於二者之間，具有對迎頭和尾隨目標發現距離比較均衡的優點，用於下視時的空域搜索；如果雷達能夠同時在這三種脈衝重複頻率上工作，則稱為全波形。美國於1980年開始研製的AN/APG-68雷達，裝備用於F-16C/D戰鬥機上，它是世界上第一部全波形機載火控雷達。而Zhuk-8II雷達的性能與AN/APG-65接近，後者是於1975年開始研製、1982年交付使用，它裝備於F/A-18戰鬥機上。AN/APG-65雷達代表了20世紀80年代的最高水平。

　　同一時期，為謀求對強5的改進，南昌飛機公司與意大利航宇公司聯合，共同研製新型強5M。強5M以強5IA為基礎，加裝了意大利研製的綜合化航空電子、攻擊系統，主要包括先進的慣性導航系統、多功能平顯、高精度雷達測距器、數字式大氣數據計算機及大容量中央計算機。

　　第四代的雷達怎麼樣？

　　進入21世紀後，我國機載火控雷達進入了成熟應用的階段，機械掃描體制的火控雷達技術水平與先進國家相當，也就是達到上世紀90年代中期國際機載火控雷達的先進水平，因為當時國外的無源或有源相控陣雷達都沒有成熟應用。我軍新型作戰飛機裝備的雷達系統以脈衝多普勒體制和平板縫陣天線為標誌，已經由單純的制空作戰發展到了具備地形測繪、合成孔徑、地形跟隨等功能，具備較強對地、海目標作戰能力，是現代化多功能火控雷達系統，目前已經全面裝備包括殲11、殲10和“梟龍”在內的國產新型戰鬥機，可以滿足為我國第三代戰鬥機配套的需要。與此同時，我國在機載預警雷達領域則處於世界先進水平。2010年2月，美國智庫詹姆斯敦基金會發表文章稱，中國人民解放軍採用有源相控陣技術的空警2000和空警200預警機比美國E-3C和E-2預警機整整領先一代。

　　近期網絡上發布了一組網友離繪製的中國空軍戰機的精美圖片，描繪了一幅空軍殲10B戰鬥機與尚在試飛階段的殲20戰鬥機進行近距離格鬥的想象圖。(作者：LiewKing)

　　這兩型採用有源相控陣機載預警雷達的研製，大大促進了我國有源相控陣技術的發展。2011年1月，中國第四代新型戰鬥機橫空出世，應該說明我國機載火控雷達跨越了無源相控陣階段，直接進入了有源相控陣機載火控雷達的研製。因為根據一般武器裝備的開發規律，該機能夠首飛，說明相關的配套系統已經具備研製能力，甚至在整機之前已經完成生產。作為我國的四代機，不能完全背離國際上四代機所具備的特點另起爐灶，採用國外四代機甚至不少三代機都已經裝備的有源相控陣雷達，應該是毫無疑問的。

　　至於國產四代機的雷達性能如何，與F-22的火控雷達性能相當，應該是比較現實的推測。首先，我國的有源相控陣雷達技術通過預警機工程，已經在本世紀初取得了重大突破；其次，即使我國在高波段收發組件的研製方面仍然存在與先進國家的差異，但在中國第四代新型戰機正式服役時(估計5-8年後)，達到F-22服役(2005年)的水平，應該是沒有問題的。而且，通過對我國幾十年來機載雷達技術發展脈絡的勾勒，我們已經看到，其技術追趕的速度是越來越快，在有些領域，我們還在落後；在某些領域，我們已經完成追趕；在有的領域，我們已經實現領先，這也正是我國國防工業的整體寫照。(作者署名：航空知識)