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三代戰機換裝相控陣雷達並不簡單 需突破6大難題
送交者: 力挽狂瀾 2017年07月14日04:49:12 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  相控陣雷達是四代機的標配,而現在各國的三代機也時興用相控陣雷達替換原先普遍使用的機械掃描雷達,不過大家可能沒想到的是,三代機換相控陣雷達說起來簡單,真做起來卻很不容易。

  三代機不約而同換相控陣雷達,看中的當然是它帶來的巨大增益,增益有多大?舉個例子可以說明,美國F-22戰鬥機,其有源相控陣雷達AN/APG-77對雷達反射截面積為1平方米目標,探測距離能夠達到200千米。而傳統三代機,主要是使用脈衝多普勒雷達,對於5平方米的目標,探測距離也就100千米左右;如果折算到同樣對1平方米雷達反射截面積目標的作用距離,就會下降到只有70千米。換句話說,採用有源相控陣雷達,探測距離可以擴展3倍!

  但是三代機換裝相控陣雷達,換裝過程絕不是拆掉舊雷達、裝上新雷達這麼簡單的一件事。

  首先,天線必須要更換或升級,天線陣面後面要安裝收發組件,而有的天線,組件甚至是和天線輻射單元集成在一起。

  其次,旋轉機構要取消,再加上大量的收發組件要緊貼天線背面,所以機頭的重量和重量分布可能發生變化。

  第三,由於功率的變化,會產生不同的發熱量,冷卻系統可能也要改進。

  第四,由於相控陣雷達工作模式多,所以,雷達信號處理器軟件甚至是硬件,以及提供給飛行員的操作界面,也都要進行改進。

  第五,除了雷達系統外,由於雷達威力或精度等性能的改善,給武器系統也提供了更多的要求,為了與更高威力的雷達相匹配,可能火力系統的射程和精度也要提高。

  還有,相控陣雷達特別是有源相控陣雷達可以具備電子戰功能,雷達的大型天線可能用來做通信,這些可能涉及到航電系統的重新設計。

  由此可見,脈衝多普勒雷達改裝為相控陣雷達,工作量很大,是牽一髮而動全身的事情。

  可能有人還會這麼問,戰鬥機從原來的機械掃描雷達升級為相控陣雷達,原來的雷達整流罩可以繼續使用嗎?

  當然是不行的。相控陣雷達需要與之相匹配的的透波罩,而且,通常要比機械掃描雷達的透波罩設計和製造難度更大。

  原因就在於,機械掃描雷達相當於天線陣面帶着天線波束一起旋轉,天線陣面無論旋轉到那個位置,天線波束性能都不會發生變化;而相控陣天線由於天線陣面不動,只是天線波束位置發生變化,這就會導致天線波束性能在不同的掃描位置上會有所不同,在大掃描角度上甚至會加劇惡化。所以,一塊相控陣天線一般掃描角也就是正負60度,加起來是120度。而天線波束在從陣面法線方向向左右掃描的過程中,由于波束性能在每一個位置上都有不同,雷達透波罩就要適應這種不同,也就是在不同位置上,透波罩的電性能是不一樣的,所以相控陣雷達的透波罩通常是變厚度的,與機械掃描雷達整流罩的薄厚均勻一致大為不同,而這在加工上就提出了更高的要求。

  目前,美國F-16、歐洲“颱風”、法國“陣風”、瑞典“鷹獅”、俄羅斯米格-35以及中國殲-10等典型的三代機,都已經實現了相控陣雷達的換裝,從而告別三代機行列,有了所謂“三代半”戰機的新身份,假如說原先根本不足以與四代機相提並論,現在則有了一定的底氣,通過揚長避短與四代機交手,勝出也並非完全沒有可能。

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