候知健|探测超低空目标仅数十公里,为什么要搞舰载预警机:中国航母主雷达
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在现阶段中国和美国的海上力量对比中 , 最核心的力量差距在于航母战斗群上 。 这其中战斗机性能的差距是相对次要、靠后的因素 , 海上预警机的匮乏是当前最紧迫和致命的问题 。
在战场上 , 掌握信息的多寡一直都是决定胜负的最先决条件 。 谁能更早、更远的就知道 , 敌人都是谁、敌人都在哪个方向、敌人离自己有多远、敌人正在怎么运动 , 谁就能在指挥决策上获得优势 。
一旦这种信息掌握上的差距过大 , 那么处于劣势的一方将完全陷入无法逆转的被动局地中 。 无论是对于飞机还是军舰 , 雷达都是感知战场信息时最主要的传感器 。 无论是军舰还是战斗机的雷达 , 在探测距离和探测范围上 , 面对预警机的劣势都是绝对性的 。
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图:地球曲率是限制雷达视野范围的最大瓶颈
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图:大功率全向雷达结合飞机的高度与速度 , 造就了预警机最核心的优势
由于地球作为一个球体所存在的显著曲率 , 雷达设备性能的发挥 , 有一个极度关键的外部因素 , 就是它的安装高度 。 辽宁号上的相控阵雷达 , 号称拥有450公里以上的探测距离 , 但这是针对非隐身目标、且目标飞行高度足够 , 不会被大地或者海面遮蔽的情况下才能达到的 。
如果这套雷达的架设高度只有10米(三层楼高) , 那它对同样以10米高度掠海飞行的非隐身目标 , 不管本身性能如何强劲 , 也只有26公里的可靠探测能力 。
辽宁号的龙骨到主桅杆高度也只有不到70米 , 相控阵雷达到水面的高度差就更小 。 此类军舰的主雷达对超低空探测目标 , 最大距离普遍只有三四十多公里的水平 。
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图:航母上的数字化相控阵雷达 , 可以为内层防空圈提供针对小信号特征、高速目标的高精度、高刷新率探测能力 , 也可以向己方的一定高度/距离内的飞机提供高速的数据传输
而任何一种非直线探测、能够超越地平线进行探测的远程雷达 , 都必须让电磁波经过天(电离层)/地(海洋表面)的反射/绕射 , 照射到目标之后 , 再以相同的方式重新反射/绕射回来 。 这种雷达的探测距离虽然远 , 但原理上决定了它的精度、数据刷新率、探测可靠性都非常差 , 只能作为早期的雷达预警措施之一 , 不能作为作战过程中的主要探测手段 。
对于军舰来说——包括航母 , 雷达受限于军舰重心和舰体结构 , 安装位置是不可能无限高的 。 这使军舰雷达虽然可以安装总重量、总面积都较大的雷达 , 但它的探测距离依然会严重受到地平线/水天线的遮挡制约 。
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【候知健|探测超低空目标仅数十公里,为什么要搞舰载预警机:中国航母主雷达】图:F35雷达
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图:F35雷达探测能力演示
战斗机为了高速飞行 , 只能在特定部位设置重量和尺寸非常有限的雷达天线;其次是因为它的火力控制需要 , 在探测性能的设计上偏重于探测精度和刷新率 , 在雷达波段的“精度/探测距离”选择上要一定程度的舍弃后者 。 因此战斗机的探测距离有限 , 而且局限在机头方向的一个狭窄锥形范围内 。
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图:直升机在飞行原理的动力效率上非常低下 , 高度、速度、航程能力都远弱于同重量级的飞机 。 中大型直升机虽然可以在机舱下方布置雷达 , 但价格不便宜的同时 , 最终性能聊胜于无
只有专用的固定翼舰载预警机 , 才能解决这些问题 。 以E-2C预警机为例 , 该机通常在9144米高度执行任务 , 在这种典型任务高度上 , 针对传统的非隐身目标 , E-2C对大型飞机可以实现650公里以上的探测能力 , 对舰船的探测距离达到360公里以上 , 对战斗机类目标探测距离超过270公里以上 。
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