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俄A100预警机反隐身能力疑似全球第一,中国该如何反超?

去年底, 俄新一代預警機A-100原型機實現首飛。 預警機在現代空戰中意義重大, A-100可以說是俄在蘇聯解體后在航空技術領域取得的一大重要成果。

不過A-100出現后外界并不看好, 從公開畫面看A-100依然使用旋轉式天線罩。 最初, 大家都認為罩內無非就是用一部有源相控陣雷達天線, 性能也不可能有啥突破。 不過根據, 俄軍官方雜志公開的信息來看, 外界或許嚴重低估了A-100的技術水平。 今天, 北國防務就來說說這事。


俄軍的A-100預警機仍采用宣示雷達天線設計

從公開的圖片可以看出, A-100使用了宣傳天線罩。 外界引用數年前的資料認為A-100采用單部S波段有源相控陣雷達天線,

俯仰方向電掃、水平方向機掃, 雷達天線轉速較高達12轉/分鐘, 是A-50雷達天線轉速的2倍, 數據率有提升。

如果僅是如此的話, 鑒于俄羅斯的電子工業水平, A-100性能再高也高不到哪里去。 因此外界也普遍認為A-100是“出現即落后”。

不過, 這可能只是錯覺, A-100或許已經突破了人們現有預警機的認知, 尤其是對隱身目標的探測能力。 在A-100首飛之前, 俄軍專注科學實踐的官方雜志《軍事匯編》刊載了一篇文章介紹了俄軍在研的預警機技術, 根據這篇文章的描述, A-100很可能采用背靠背天線設計, 兩部天線分別采用S波段和UHF波段(探測隱身目標有先天優勢)設計。


俄官方雜志中出現的預警機背靠背天線概念圖

如果屬實的話, 那么A-100將是世界上首款采用背靠背天線、雙波段設計、首款采用UHF波段有源天線設計、少有采用旋轉式有源相控陣天線設計的預警機。 這些技術特性相加, 只要俄羅斯不出大岔子, 那么A-100理論上將會是世界上單機反隱身最為出色的預警機(UHF波段預警、S波段準確跟蹤)。

相比我國空警-2000/500的三面固定式天線設計, 預警機采用旋轉式天線設計大家一聽起來就會覺得“很落后”, 這其實在某種程度上是一個誤區。

三面天線設計之所以被認為先進在于其數據更新率高, 因為雷達要自己發射雷達波到給定的方向, 等待回波, 然后還要累積一定量的信號, 加以處理才能得到詳細的目標信息。 也就是對每個方向的探測都需要時間,

因此想要看越遠、數據越細、分辨率越高, 就越要花時間。


技術上雖然和以色列有淵源, 但我國的空警-2000是世界上首款服役的三面天線預警機

三面天線強就強在累積信號的能力, 而旋轉天線就算視野有120度扇形, 也就是1/3圈, 它旋轉時對于每一個方向, 視線會停留1/3個旋轉周期, 另外2/3個旋轉周期則是盲區, 而固定式的則沒有這個盲區, 因此它的數據更新率大約是旋轉式的3倍。 要注意, 是3倍, 是有限值, 不是無限值。

而盲區是可以用旋轉速度去補償的, 如果旋轉快一點, 盲區會少一點。 如果用背靠背的兩面天線, 盲區就剩下1/3個旋轉周期, 那么固定式的數據更新率就不是它的3倍, 而是1.5倍, 這樣旋轉與否的數據更新率的差距變得更小。


預警機旋轉式天線的內部

另外一個影響因素是, 預警機天線的尺寸(影響功率), 旋轉式的天線口徑幾乎是圓盤的直徑, 而3面固定天線的單面只有它的87%, 如果是用有源相控陣、天線高度一樣, 那探測距離大約是是旋轉式的93%, 當然考慮固定天線的信號累計時間, 固定天線仍有優勢, 大約會是旋轉式的1.22倍。

簡單的說, 在“操作模式相同”時, 固定式的數據更新率比較高, 探測性能(距離與精確度)則是旋轉式的比較好。 而實際上, 正因為固定式的有三面固定雷達, 沒有時間盲區, 故運作模式可以更具彈性, 例如可以有更充裕的時間做探測, 因此使用上它可以增加探測時間, 這樣就能延長距離與提升精確度,

但犧牲數據更新率。 因此固定式的在探測距離與精度上也是可以做到旋轉式的或是更好, 但數據更新率就不會像前面所說的3倍或1.5倍那么多。


我國的新型預警機都是清一色的三面陣, 圖為空警-500

總而言之, 就預警用途而言, 固定式天線的優勢還是很明顯的, 但旋轉式背靠背天線的出現讓這一差距被進一步縮小, 而如果旋轉式背靠背又用雙波段提升反隱身能力, 那么可以說是將旋轉式的價值最大化了。 但值得注意的是, 三面陣的優點是重量與價格換來的, 多出來的優勢對預警機是否必須就成了如何選擇的關鍵問題。

我國同樣面臨嚴峻的隱身挑戰, 空基預警機的探測無疑是十分關鍵的, 美俄預警機采用UHF天線的思路顯然值得我們借鑒。 那么,我們一定得像俄軍一樣搞雙波段預警機么?或許也未必,未來我國預警機的數量必然是俄軍的數倍,完全可以讓“傳統”固定三面陣預警機采用UHF天線設計,通過與其它采用S波段天線設計的預警機協同實現反隱身效果最優化。

那么,我們一定得像俄軍一樣搞雙波段預警機么?或許也未必,未來我國預警機的數量必然是俄軍的數倍,完全可以讓“傳統”固定三面陣預警機采用UHF天線設計,通過與其它采用S波段天線設計的預警機協同實現反隱身效果最優化。

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