高新尖端武器:支撑大国地位的坚固基石(中)
2017-02-13■巴丁
■ 巴 丁
高新尖端武器:支撑大国地位的坚固基石(中)
■ 巴 丁
过去的五年,党中央、国务院、中央军委对国防科技工业高度重视。过去的五年,国防科技工业不辱使命,勇于担当,开拓创新,勇于进取,改革发展成绩斐然,在各方面都取得了累累硕果。“天宫”对接,“蛟龙”深潜,大运首飞,航母入列,“华龙”开工,“嫦娥”探月,反导拦截,“神盾”亮舰,人才辈出,军民融合,一大批国产新型武器装备在“九三”阅兵式上受到党和人民的检阅。
——许达哲
在评价人民海军在南海举行的联合演习时,中国军情观察人士称,此举为应对外部威胁采取的“亮剑”姿态。解放军近期演习之所以如此频繁,是因为中国受到的武力威胁在加大,自然就要提高应对训练的次数和层级。三大舰队主力齐聚南海以及国防部的表述,显示解放军未来或将以军事手段维护南海和平,而同时也是以武装力量的实力彰显为外交提供后盾支持。
在南海“亮舰”演习中,除了新型导弹驱逐舰、新型护卫舰和大型登陆舰外,还有世界首款“空地并重”预警机。其中也包括了胜利日大阅兵首度亮相的蘑菇盘“空警-500”。
空中预警机又称预警指挥机,是装有远程警戒雷达用于搜索监视空中或海上目标,指挥并可引导本方飞机执行作战任务的飞机。是当今世界空军发展中的关键。空警-2000机发展到现在,其作用已经从单纯的远程预警扩展到空中指挥引导、火控数据传递等多种功能,工作效率相当于10个先进的高性能大功率地面雷达站,能节省3个地面警戒雷达团的兵力。因此可以说,在信息战争条件下,没有预警机的有效指挥和引导,要想组织大规模的空战几乎是不可能的。而从预警机的“经济成本”和“运行成本”计算,继平衡木式“空警-200”后,中国近年又开发出蘑菇盘式的“空警-500”。
近年来,中国为了防止隐形战机的突袭,以运-8、运-9为平台发展了其他类型的电子战机,其中一款在机头两侧装备了庞大的平面被动雷达天线,这种雷达能准确测量出有源相控阵雷达两个相近辐射波中的阵列夹角,根据阵列夹角迅速计算出隐形战机的位置。只要隐形战机雷达开机,哪怕是一秒钟,其位置坐标就会被这种电子战机发现,从而让自己处于极度危险之中。
在胜利日大阅兵首度亮相的空潜200(KQ-200)大型反潜巡逻机,使用了国产运-9运输机的机体。机鼻下方加装一个“腮”形整流罩,配置可360度环视海面的搜索雷达,能有效探测潜艇的通气管、潜望镜、浮标等。机尾有一条很长的“尾刺”,是用来探测水下潜艇的磁异侦测仪。
KQ-200有很大的机舱,可以加装更多的反潜设备,也可以挂载更多反潜武器,反潜能力更强。KQ-200无论在平台设计、电子设备、侦察手段、反潜武器、先进程度都超过P-3C,同日本新研制的P-1反潜巡逻机相等。
比翼齐飞的两款隐形战机
2014年初冬,第十届珠海航展向世界展示了中国空军武器装备的最新成就。其中最能抓住外媒眼球的新闻是:“中国雄心勃勃地展示了正在研制的两款第四代战机!”这就是歼-20与歼-31隐形战机。
海外媒体认为,具备“4S”能力——隐形、超音速巡航、超机动性、短距起飞的美国F-22战机,正是中国航空军工研制第四代战斗机主要追赶的机种。有报道称,中国的第四代战机是世界上继美国F-22、F-35、俄罗斯T-50之后进入实际研制的第四、五款战机。
军迷们都知道,隐形战机最重要的指标是雷达反射截面积。如F-22仅有0.06平方米。洛克希德·马丁公司评价,如果说在相同距离上F-22的雷达反射截面积相当于乒乓球,那么,F-35就如同网球。两者因作战用途、效能不同而产生差别,由此而形成高低搭配。因为F-35的隐材和涂层成本比F-22要低很多。但美国设计师们更为F-22感到得意。因为F-22装备的AN/APG-77雷达可以满足超视距空战中对目标探测距离的需要,而它在探测时又不会破坏飞机的隐形效果。考虑到隐身的需要,战机不能在机身上有太多的鼓包和突起,所以CNI天线只能以保形或者内装的方式安装在机体内。隐身战机的通信导航识别综合系统也是其核心技术。实质是将早期战斗机分散的系统综合在一个系统之中,从而降低系统的重量和体积,提高系统的可靠性。它要提供下述功能:超视距敌我识别能力(IFF);安全、多通道、多频段话音通信能力;内部数据链(IFDL)交换能力、对多架编队飞行飞机显示器进行同步的能力。可以支持35种不同的通信、导航和识别的信号波形。
面对这样纷繁复杂的世界级高技术难题,作为歼-20总设计师的杨伟带领他的设计师队伍刻苦钻研,夜以继日,攻关鏖战,进行了多轮的方案论证与优化,较好地解决了作战与训练需求的矛盾,攻克了前后座舱设计、系统设计、飞控计算机更新、控制率设计、环控能力提升、航电系统等一系列关键技术难关,取得了显著地成果。在短短9个月内跨越了方案设计、初步设计和详细设计三个阶段,随即转入紧张的试样试制阶段。2011年1月11日中午1点,歼-20首飞成功!随后的四年,歼-20成功完成了更多科目的飞行测试。
在技术瓶颈上取得新突破的国产航空发动机
中国自主研制的第二款隐形战斗机又称“鹘鹰”,是一种单座、双发、双垂尾的常规布局飞机,该机长度在16~17米左右,翼展在10米上下,属典型的双发中型战斗机,机体整体体积介于F-15和MIG-29之间,机翼面积约40平方米。机头、机身呈菱形,双垂直尾翼向外倾斜,垂尾、主翼、平尾后缘前倾,使用带锯齿的起落架舱,属于隐身设计的战机。机动性优于美国F-35,与F-35相比显得更纤薄,这样的好处是减阻。可以预期,歼-20和歼-31隐形战机列装解放军已是指日可待。
运首飞与“春笋般成长”的无人机
2014年珠海航展上,运-20大型军用运输机再度亮相。从2013年1月26日首飞成功至此,尚不足两年时间。运-20参展并进行飞行表演,说明该机技术状态良好、试飞过程十分顺利、飞机设计很成功、相关设备可靠性达到很高水准。该机参考了俄罗斯伊尔-76的气动外形和机体结构,并融合了美国C-17的部分特点。运-20的发动机和电子设备有了很大的改进,载重也有提高。大运首飞到列装部队,将为中国战略空军的壮大加注新的发展活力。
对于过去五年中国无人机发展,美媒形容为“春笋般的成长”。的确,紧紧跟踪世界军事装备发展前沿技术,中国研制无人机的发展速度也十分迅速,珠海航展和胜利日大阅兵均展现了我国无人机发展的成就。中国无人机在空中智能控制、精确测控、计算机信息处理等方面的技术进步已经令强国刮目相看。如近年来非常时髦的具有察打一体能力的彩虹-4无人机不仅在整体上设计先进,还是现阶段中国对外军贸领域最先进的察打一体无人机。
所谓“察打一体”,要实现“打”,就必须完善“察”,在这方面,彩虹-4做得非常到位。该无人机的侦察载荷有两个,分别为机身下部的四合一光电平台和合成孔径雷达。值得一提的是,这两种侦察载荷是同时装载的,此外还可再挂载4枚导弹或炸弹,其中内侧的两个挂点可承重100公斤,外侧的两个挂点可承重75公斤。
除了打击目标外,彩虹-4还能在敌方纵深内执行数个小时乃至十几个小时的侦察、监视任务,如果有通信卫星支援,这种无人机还可以不挂武器飞到2000公里外进行侦察,相当于一颗小型侦察卫星。
面向未来,中国无人机的发展方向将是隐形无人机。《西雅图时报》称,美国正在爱德华兹空军基地测试的三种“革命性”无人机可能将是中国人追赶的目标。这三种皆具备优良隐形性能的无人机是:①能连续飞行一周时间的“全球观察者”无人机。②能从航母上起飞投掷激光制导炸弹的X-47B无人机。③能潜入敌方摧毁雷达系统的“幽灵射线”无人机。
拥有突出的亮点“北斗”卫星
2015年3月31日,由航天科技集团公司研制的长征三号甲系列运载火箭在西昌卫星发射中心将4颗新一代“北斗”导航卫星发射升空。这4颗北斗导航卫星发射升空后,迅即展开新型导航信号、星间链路等试验验证工作,并适时为入网提供服务。这标志着北斗卫星导航系统向全球覆盖的建设目标迈出坚实一步。
这颗中国新型北斗导航卫星在技术上实现了三个重大创新,可以概括为“三新”。
第一新:直接入轨发射。细心的人们注意到这发火箭体型“更高”——在长征三号丙运载火箭顶层加装了“远征一号上面级”。据长征三号丙/远征一号运载火箭总设计师姜杰院士介绍,远征一号上面级是一级独立飞行器,它被形象地称为“太空摆渡车”,可在太空将一个或多个航天器直接送入不同的轨道。这是我国首次采用该项技术执行中高轨航天器发射任务。
“以往采用转移轨道发射,比如探月工程采用直接地月转移轨道,让卫星经过几次变轨再进入工作轨道。这次有了远征一号上面级,可以直接把卫星送入高轨道的工作轨道。”姜杰介绍,此举让卫星快速进入空间,“经过6个小时左右飞行,达到高度为36000千米的地球静止轨道。以往达到相应的高度需要数天。”姜杰表示,采用直接入轨发射方式还可使卫星不必携带过多燃料,有助于实现卫星轻量化及“一箭多星”发射。
第二新:首次验证星间链路。据北斗卫星导航系统总设计师杨长风介绍,首颗新一代北斗导航卫星将开展新型导航信号体制、星间链路等试验验证工作。
“前期的导航卫星,星间没有导航通信链路的,从这颗卫星开始,我们国家的北斗导航卫星都具备了星间链路。通过星间链路,将来可以实现北斗卫星全球系统自主导航。”杨长风说,星间链路是指用于卫星之间通信的链路,通过星间链路可以将多颗卫星互联在一起,实现卫星之间的信息传输和交换。
卫星研制方面专家称,星间链路可以引发自主导航技术,有助于提高测定轨道和授时精度。这同时意味着减少地面测控站对导航卫星的信息上行注入等各方面的操作次数,减少对地面布站的依赖,有效降低系统的运行管理成本。
第三新:核心部件与卫星平台。这颗卫星由上海微小卫星工程中心研制。据研制团队负责人介绍,卫星采用国产化器件,做到自主可控,最具特点的是中国科学院计算所自主研发的通用中央处理器(CPU)“龙芯”和国产化铷原子钟。
上海微小卫星工程中心由中国科学院和上海市政府合作共建,这颗卫星也是首次采用中科院导航卫星专用平台,其特点在于轻量化结构设计,适用于“一箭多星”发射模式。
北斗系统全球组网首发星总设计师林宝军表示,卫星研制过程采用“功能链”的设计理念,打破以往的分系统设计理念,有效降低了卫星重量和功耗。谈及卫星研发目标,林宝军表示一方面是提高卫星的稳定性,“比如设计寿命达到10年以上,同时减少中断率”,另一方面是降低卫星成本,让卫星“再小一些,一次多发几颗”。
2016年2月1日,中国再次成功地将1颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是中国第5颗新一代北斗导航卫星,也是共同开展星间链路、新型导航信号体制等试验验证工作的最后一颗。这次发射正式拉开了北斗全球组网的序幕。
2015年至此,中国相继发射5颗试验卫星,验证北斗卫星导航系统的全球体制规划和技术标准,通过多颗卫星组网完成验证任务。
据了解,“北斗”卫星导航系统自2012年底正式提供区域服务以来,系统连续稳定运行,性能指标稳中有升。随着地面控制站精度、软件算法的改进等,现在北斗卫星导航系统在国内的定位精度已达到5米左右。专家表示,试验验证的顺利完成将有助于对北斗全球组网状态的固化及新的产品投入等。目前,北斗系统全球组网正在顺利进行。
(本文作者为国防科工局原直属机关党委巡视员)