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三代战机换装相控阵雷达并不简单 需突破6大难题
送交者: 大鱼海棠 2017年07月15日05:33:23 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

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  相控阵雷达是四代机的标配,而现在各国的三代机也时兴用相控阵雷达替换原先普遍使用的机械扫描雷达,不过大家可能没想到的是,三代机换相控阵雷达说起来简单,真做起来却很不容易。

  三代机不约而同换相控阵雷达,看中的当然是它带来的巨大增益,增益有多大?举个例子可以说明,美国F-22战斗机,其有源相控阵雷达AN/APG-77对雷达反射截面积为1平方米目标,探测距离能够达到200千米。而传统三代机,主要是使用脉冲多普勒雷达,对于5平方米的目标,探测距离也就100千米左右;如果折算到同样对1平方米雷达反射截面积目标的作用距离,就会下降到只有70千米。换句话说,采用有源相控阵雷达,探测距离可以扩展3倍!

  但是三代机换装相控阵雷达,换装过程绝不是拆掉旧雷达、装上新雷达这么简单的一件事。

  首先,天线必须要更换或升级,天线阵面后面要安装收发组件,而有的天线,组件甚至是和天线辐射单元集成在一起。

  其次,旋转机构要取消,再加上大量的收发组件要紧贴天线背面,所以机头的重量和重量分布可能发生变化。

  第三,由于功率的变化,会产生不同的发热量,冷却系统可能也要改进。

  第四,由于相控阵雷达工作模式多,所以,雷达信号处理器软件甚至是硬件,以及提供给飞行员的操作界面,也都要进行改进。

  第五,除了雷达系统外,由于雷达威力或精度等性能的改善,给武器系统也提供了更多的要求,为了与更高威力的雷达相匹配,可能火力系统的射程和精度也要提高。

  还有,相控阵雷达特别是有源相控阵雷达可以具备电子战功能,雷达的大型天线可能用来做通信,这些可能涉及到航电系统的重新设计。

  由此可见,脉冲多普勒雷达改装为相控阵雷达,工作量很大,是牵一发而动全身的事情。

  可能有人还会这么问,战斗机从原来的机械扫描雷达升级为相控阵雷达,原来的雷达整流罩可以继续使用吗?

  当然是不行的。相控阵雷达需要与之相匹配的的透波罩,而且,通常要比机械扫描雷达的透波罩设计和制造难度更大。

  原因就在于,机械扫描雷达相当于天线阵面带着天线波束一起旋转,天线阵面无论旋转到那个位置,天线波束性能都不会发生变化;而相控阵天线由于天线阵面不动,只是天线波束位置发生变化,这就会导致天线波束性能在不同的扫描位置上会有所不同,在大扫描角度上甚至会加剧恶化。所以,一块相控阵天线一般扫描角也就是正负60度,加起来是120度。而天线波束在从阵面法线方向向左右扫描的过程中,由于波束性能在每一个位置上都有不同,雷达透波罩就要适应这种不同,也就是在不同位置上,透波罩的电性能是不一样的,所以相控阵雷达的透波罩通常是变厚度的,与机械扫描雷达整流罩的薄厚均匀一致大为不同,而这在加工上就提出了更高的要求。

  目前,美国F-16、欧洲“台风”、法国“阵风”、瑞典“鹰狮”、俄罗斯米格-35以及中国歼-10等典型的三代机,都已经实现了相控阵雷达的换装,从而告别三代机行列,有了所谓“三代半”战机的新身份,假如说原先根本不足以与四代机相提并论,现在则有了一定的底气,通过扬长避短与四代机交手,胜出也并非完全没有可能。


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