近日,中國艦載固定翼預警機空警-600首次試飛,引起了廣泛關注,意味着中國將成為繼美國後,世界上第二個成功自主研製出艦載固定翼預警的國家,這對於增強我國海軍的作戰能力,具有重要意義。作為預警機,預警探測能力和雷達系統,是空警-600的關鍵和核心,那麼空警-600將會採用何種體制的預警雷達,其預警探測能力究竟如何呢?
近日,中國艦載固定翼預警機空警-600首次試飛,引起了廣泛關注
固定三陣面有源相控陣雷達
從媒體公開的照片可以看出,中國空警-600預警機採用了圓盤狀結構,而在目前世界範圍內,圓盤狀預警機的雷達主要有以E-3A為代表的機械掃描式脈衝多普勒雷達、以ZDK-03為代表的機械掃描式無源相控陣雷達、以空警-2000為代表的固定三陣面有源相控陣雷達和以“先進鷹眼”E-2D為代表的將機械掃描與有源相控陣電子掃描技術相結合的預警雷達等幾種體制。從現有預警雷達體制的先進性和實用性而言,固定三陣面有源相控陣雷達和機械掃描+有源相控陣電子掃描雷達,無疑是空警-600最好的選擇。
固定三陣面有源相控陣雷達採用有源相控陣體制,具有可靠性高、掃描範圍廣、多目標跟蹤能力強、探測速度快等優點,但相應的,該雷達也有體積和重量較大,造價高等缺陷。而空警-600由於是艦載機,航母空間有限,尺寸、載荷等小於陸基預警機,所以對於雷達的尺寸和重量都有嚴格的限制,如果強行使用空警-2000的固定三陣面有源相控陣雷達技術,或可能會嚴重影響空警-600的探測性能以及航母的作戰能力。
空警-500預警機創新使用了數字陣列雷達技術,這種技術未來或許可以應用到空警-600艦載預警機上
不過,目前我國已經在空警-500上創新使用了數字陣列雷達技術。數字陣列雷達本質上仍然是有源相控陣雷達,但是其在工程應用方面有着傳統有源相控陣雷達無法比擬的優越性。傳統的有源相控陣雷達為產生足夠高頻率的發射信號,必須一級一級地進行變頻,電路多,複雜度高,可靠性也相對較低;數字化雷達直接以數字的方法產生一定頻率的發射信號,省卻了多級複雜電路,重量大幅度減輕,體積大幅度縮小,性能卻大幅度提升,特別適合於重量和體積嚴重受限的機載場合。因此,相對於現役的大型預警雷達,空警-500在重量、雷達天線口徑大幅下降的基礎上,反而實現情報處理能力、抗干擾能力的大幅提升。不光在整體技術性能上更先進,探測隱身目標和高超音速目標的探測能力、多目標跟蹤能力、敵我識別能力也比空警-2000更強,探測盲區大幅度縮小,偵察距離、跟蹤目標數量以及引導戰鬥機的頻次都大幅度提升。
所以,我國完全可以將空警-500上的數字陣列雷達技術應用到空警-600上,既能滿足其預警探測能力的需求,亦能滿足其上艦需求。
當然,空警-600的體積和重量相比於空警-500而言還要小,所以不可能完全照搬空警-500的雷達,需要對其使用的數字陣列雷達技術進行進一步的升級改造,以適應空警-600艦載的需求。
機械掃描+有源相控陣電子掃描雷達
機械掃描+有源相控陣電子掃描雷達相比於固定三陣面有源相控陣雷達,具有刷新率低、機械掃描設備可靠性低等缺陷,但也有體積、重量較小等優點,具備上艦優勢,其可以實現探測性能和體積的完美平衡,這也是美國E-2D“先進鷹眼”預警機採用該體制和設計的主要原因之一。
而我國在機械掃描+有源相控陣電子掃描雷達研製方面,也不落於後。早在2018年珠海航展上,中國電科14所就展出了一款KLC-7預警雷達。中國電科14所在雷達新品發布會上稱,KLC-7預警雷達實現了三大升級:一是從純粹機械掃描發展為機械掃描+有源相控陣電子掃描,工作體制上更加先進;二是從PD處理(脈衝多普勒處理)發展為STAP時空自適應處理,在信號處理技術和能力上大幅提升,探測水平突飛猛進;第三是將雷達整機上的速調管發射機這樣的電子管器件,全部用固態器件替換,實現了全固態化、全數字化,雷達尺寸和重量進一步減小,功耗進一步降低,綜合性能進一步提升。
亮相2018年珠海航展的KLC-7預警雷達,其與美E-2D預警機的雷達體制相似
改進後的KLC-7預警雷達,相比於ZDK-03上的雷達,探測距離提升了三分之一以上,並增加了重點扇區增程搜索和高機動目標跟蹤的能力。所謂增程搜索,是指對於部分距離較遠、隱身能力較強,較難被發現的目標,比如巡航導彈和隱身飛機,為了增加對其探測發現的距離和概率,可以在某一特定探測方向上增加探測波束和能量,從而擴大這一方向上的探測能量和探測距離,以增加探測搜索到遠程隱身目標的概率;而所謂高機動目標跟蹤模式,則是在雷達常規全面搜索中發現某一區域目標出現可能性較大時,對重點區域進行重點關照,將探測波束集中、高頻率地照射到這個區域來,比如以前10秒掃描該區域一次,現在就2秒甚至1秒掃描一次,這種方式也能大大增加探測到目標的幾率,也可以稱之為一種“重點關注”模式。
而KLC-7預警雷達只是中國電科14所研製的外貿版本,如果是自用型的話,其性能可能更先進,所以如果空警-600採用機械掃描+有源相控陣電子掃描雷達的話,其性能將不輸於美國的E-2D“先進鷹眼”預警機。據悉,E-2D預警機的雷達可提供360度的海洋、空域探測能力,保證全方位探測並採取相應措施,具備大距離敵我識別、雷達自動關聯、無源探測、電子輻射源分類等功能,有機載預警監測模式(ASS)、扇區重點掃描模式(ESS)和扇區重點跟蹤模式(ETS)三種探測模式,最大探測距離可達550千米。
值得一提的是,目前我國已經在空警-500上實現了數字陣列雷達技術,如果在空警-600上使用機械掃描+數字陣列雷達技術的話,可以在有限的體積、重量內,最大限度地提升雷達天線的尺寸、直徑及其他相關技術,極有可能進一步提升空警-600的探測距離和探測性能。事實上,從媒體發布的照片看,很多人都認為中國空警-600可能採用了機械掃描+有源相控陣電子掃描技術。
我國空警-600預警機的雷達性能,可能並不輸於美國E-2D預警機
結語
總而言之,從上艦角度來講,機械掃描+有源相控陣電子掃描雷達技術無疑更具優勢,但固定三陣面有源相控陣雷達技術也有相應的優勢,所以空警-600究竟會採用哪種雷達和技術,目前還不得而知,我國應該會根據技術發展和實際需求做出相應判斷。當然了,空警-600目前還只是處於試飛階段,距離服役上艦還有很長的一段距離,未來隨着我國科學技術的發展,其採用更先進的雷達和技術,亦猶未可知,我們拭目以待。