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空中指挥官

2020-03-04九君

小学科学 2020年11期
关键词:预警机空域相控阵

九君

飞机参与战争已经有一百年的历史,从最初只能胜任空中侦察,到现在的格斗、轰炸、拦截无所不能,人类空中作战的面貌早已今非昔比。而在现代空战中,有一种不可或缺的“空中作战指挥官”,只要有它在,作战飞机就都有了主心骨。它就是预警机。

“指挥官”初出茅庐

预警机是伴随着空中作战技术的飞速发展而出现的军用飞机。第二次世界大战期间,作战飞机的飞行速度和高度都有了大幅提升,面对高高在上、来去迅捷的飞机,当时的各国军方都在苦思冥想控制和防范之道。

英国人率先发明了雷达,在抗击德国法西斯入侵英国的“海狮行动”中发挥了作用。二战后期,各国都开始重视雷达技术,美国人很快就跑到了前面。

1944年,美国军方推出了一种前所未有的特殊飞机——TBM-3W。这种飞机由鱼雷轰炸机改装而成,在机腹下方装有一台AN/APS-20雷达,这是当时能够装在飞机上的最大雷达。

TBM-3W可以对空中100千米内的飞机、海面320千米内的大型舰艇进行雷达扫描和监控,并将情报数据传递到水面军舰的情报处理中心,再由舰上的指挥人员读取雷达资料并引导飞机拦截目标。

TBM-3W就是世界上第一款预警机。

高速“进化”

预警机一出现,就展现出巨大的潜力,给空战带来了一场革命,从20世纪50年代起,各国都投入力量研发预警机。

早期的预警机只能搜索监视中高空和海上目标,因为靠近地面和海面会受到大量地面杂波干扰,影响雷达工作。但20世纪70年代以后,能够抑制地面杂波干扰的脉冲雷达,使预警机的低空、超低空探测能力突飞猛进,真正“进化”为全天候、全空域、全地形的空中预警平台。

随着探测和分析功能的不断强化,现代预警机甚至能够兼任海陆空全军的空中指挥平台,凭借先进的数据链将战机、战舰等武器联系在一起,数据共享,指哪儿打哪儿。

为何而生

为什么现代空战中需要预警机?战斗机上安装的雷达难道不够用?这可是个好问题!来看看预警机尚未诞生时的战斗机面临着怎样的难题,有助于我们更好地理解预警机的作用。

没错,战斗机上的确装有雷达。但是,这里有一个矛盾——当敌我双方的战斗机都携带了雷达,可以进行远距离探测,那么谁先打开雷达,谁就率先暴露了自己。

这是怎么回事?

雷达的工作原理,是先发出电磁波,当电磁波遇到障碍后反射回来,被雷达接收到,于是就能知道前方有什么样的东西。所以,战斗机让雷达工作,等于是告诉敌人:我在这儿,向我开火!

这当然是自寻死路!因此,预警机的任务,就是让战斗机在发起攻击时,能不开雷达就不开雷达,尽可能扮演“沉默杀手”的角色,探测的活儿就由预警机代劳吧!

空域覆盖之神

仅仅如此,还不足以成就预警机的重要性。这种大型军用机所能提供的探测距离远远超过一般战斗机的雷达,能够对数百平方千米的范围进行全空域预警覆盖,速度超快的数据处理能力也让它真正成为在空中调动千军万马的“神级指挥官”。

而这种超级能力所凭借的就是大功率的先进雷达。一般来说,越大的雷达,性能越强。因此,我们看到的预警机,往往都在背上扛着硕大的雷达,这也造就了它们独特的外形。

预警机的雷达造型通常分两种,一种是圆盘形,另一种则像“棍子”,这两种预警机又有什么不同呢?

“圆盘”的秘密

最早的预警机,背着的是圆盘雷达,但这个圆盘只是雷达的整流罩,真正的雷达在罩子里面,也是长条形的。这种雷达是机械扫描雷达,要完成对全空域的扫描,需要天线进行360度旋转。

在圆形雷达整流罩里,一根长条形的雷达天线匀速水平转动不休,如果没有整流罩,这根巨大的雷达天线转动起来是会严重干扰飞机飞行的,所以必须用流线型的罩子罩起来。

这种经典的预警机名机备出,美国的“E-2”“E-3”家族,俄罗斯的“A-50”系列,中国的“空警-2000”等,都是其中的佼佼者。

“盘棍”之争

圆盘形雷达结构复杂,重量又大。一直到20世纪90年代,随着相控阵雷达技术的成熟,雷达工作时必须转动的“魔咒”终于被打破,人们发现只需要将一根相控阵雷达天线固定在飞机背上,就能代替旋转的雷达天线,实现更好的探测功能。

这种方案被戏称为“平衡木”,又简单又好用,但并不是所有的预警机都换装了这样的棍状雷达,这又是为什么?

目前,以美国为代表的预警机技术流派,依旧主张使用圆盘形雷达。除了技术更老到成熟以外,还因为棍状固定雷达的每一面都只能固定覆盖120度的空域,这样总会有照顾不到的地方,无法达成360度无死角探测。

如今已经有很好的方案出现,那就是两个面不够,多来几个面,只要肯花钱,把“棍子”的每一个面都设置成相控阵雷达天线,就没有探测不到的地方了。

只是这样的确挺昂贵。看来。性价比也是重要的考量因素啊!

它们全是“变异机”

預警机发展至今,种类众多。除了配备圆盘形和棍状雷达这两大主流种类外,还有很多奇形怪状的“变异机”。

比如,以色列的“费尔康”。这种预警机是世界上第一种相控阵雷达预警机,不过它既没有“背着圆盘”,也没有“扛上棍子”,而是长了一个巨大的“鼻头”,鼻头里面就是雷达,样子多少有点可笑。

如今,以色列的新一代预警机“G550”扔掉了大鼻头。将两片巨大的长条形雷达天线安装在机身两侧,同样非常惹眼。

再比如预警直升机。顾名思义,就是让直升机携带大型雷达,充当预警机。预警直升机可以满足那些需要预警机但没有足够的起降场地的部队的需求,例如轻型航母、小规模舰队等。不过,直升机能携带的雷达不可能很大,功能有限,其实是缩水版。

未来的预警机,会将有人驾驶战机、无人机、战术战略导弹、海基攻防武器等统统整合到一个数据平台上来,彻底实现空地海三位一体的全面链接,实现更智能、更隐蔽、更高效的空中指挥作战形态。

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