基于美军浮空器的雷达系统应用

摘 要：浮空器是指利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。目前，美国导弹防御局和陆、海、空三军种都有自己的系留浮空器等的研制和装备计划。

关键词：浮空器;发展;装备

1 引言

气球载预警监视装备是一个装备系列，从规模上它可分为大型系统（l0000立方米，量级）、中型系统（5000立方米，级）、小型系统（3000立方米，级）三类。从结构和工作环境上可以分为常规型、高原型（工作于海拔300m以上环境）、车载型和舰载型。

大型系留气球平台通常采用固定部署方式，由于载荷能力强、升空高度高，可作为骨干装备用于加强重点方向、重点地区远距离低空探测能力，美国南部用于监视美国与墨西哥边界陆海空动向的系留气球载预警监视链，就是使用的固定式大型气球平台。机动式气球载预警监视系统（如车载型和舰载型）通常采用中型或小型系留气球平台，具有独特的机动部署优势，既可作为固定式气球载预警监视系统的应急补充装备，也可作为特殊地区、特殊任务应急手段使用，可在日常难以部署或不需要长期部署预警探测装备的地域或海域快速构建低空、超低空预警探测网。美军在科威特和阿富汗地区大量部署车载式系留气球预警监视系统，主要使用了6000立方米以下的系留气球平台。

2 发展系留气球载预警监视系统

自军用飞机投人实战应用以来，低空（高度l000m以下）和超低空（高度100m以下）突防一直是各国预警探测体系面临的重大威胁。随着超低空、超声速飞行攻击性武器的不断发展和各类作战飞机超低空、超声速飞行性能的不断加强，以及相关技术在世界范围内不断扩散，加强和完善低空、超低空预警探测网建设至今仍然是各国防空预警探测体系建设的重点。实际上，即使是当今世界军事力量最强大的美国，也没有实现全国范围内的低空、超低空飞机预警探测网覆盖。

要解决低空、超低空预警监视问题，探测器升空是根本出路，系留气球平台滞空时间长，载荷能力强，使用费用和保障条件要求比飞机平台低得多，加载中远程预警探测设备后，可作為加强低空超低空预警探测体系的重要手段。典型的超低空小目标，如超低空飞行的无人机，雷达截面积只有0.2㎡左右，飞行速度通常为10一250km/h，使地面预警探测系统很难及时发现和连续跟踪。据报道，美国空军用于战场侦察、监控和对地攻击的“捕食者”无人机，其巡航速度在130km/h左右。

此外，一些执行战场侦察、电子干扰、欺骗诱导、反辐射攻击和心理战任务的无人机，大都在任务区域以150km/h左右的速度实施低空、超低空飞行。预警机雷达受平台高速运动的影响，杂波频谱展宽比较严重，难以对低速飞行的低空、超低空小目标进行有效探测。气球载雷达系统正常工作时，其气球平台空中姿态变化很小，杂波频谱展宽很小，利用脉冲多普勒雷达速度分辨率较高的特性，可根据任务需要，针对超低空小目标的特点和探测区域内公路网的分布情况，分方位扇区设置适当的目标径向速度检测门限或者不同探测模式，并采用先进的数据处理技术，能比较有效地解决低空、超低空小目标的探测问题。

美国空间与战略防御司令部经过评估后认为，“反巡航导弹甚至比击落超声速远程弹道导弹还要困难”。究其原因，主要是依靠常规地面预警探测手段无法及早发现和连续跟踪巡航导弹。因此，美军经过仿真研究和实装验证后确认，对巡航导弹这类超低空飞行的目标，最好的预警和跟踪手段就是把雷达升高，即空基和浮空器探测方案，前者包括预警控制机、预警直升机、无人驾驶预警机，后者包括系留气球载雷达和预警飞艇，而后者具有更高的效费比。因为与各类预警飞机相比，气球载雷达和预警飞艇在空中滞留时间长（十几天至几十天），便于实施不间断的预警监视，且装备购置、放飞场建设和日常运行等费用均比预警飞机低得多。据美国军方估算，气球载雷达系统的日常运行和维护费用低于预警飞机的1/10。

3 加速发展系留气球载预若监视系统

美国发展气球载预警探测装备已有30多年的历史，在系留气球的研制和使用方面具有世界最高水平。其中著名的系留气球生产制造商有TCOM、RCA、ICL、Dvoer等公司。自20世纪七八十年代以来，固定、车载、船载等不同种类的系留气球预警监视系统相继投人使用，广泛用于美国空军、海军、海岸警备队以及海关缉私部门。90年代，美国又批准了“浮空器预警系统计划”，并对该系统进行了多项试验研究，其中系留气球平台载有监视雷达和跟踪雷达，它能探测、跟踪和辅助拦截低空巡航导弹，可连续留空工作30天以上，并与布署在防区内的“爱国者”、“宙斯盾”等系统协同实施拦击作战。美国国防部在评价若干空基探测器的方案之后，认为效费比最佳的低空预警探测方案是由固定翼飞机和浮空器组成的混合系统。

美国的气球载雷达系统的作战效能在几次实战中发挥了重要作用。在阿富汗和伊拉克军事行动中，美军使用了3种长度分别为15m、37m和71m的系留气球，挂在气球下部的有效载荷除了一些光学（红外）传感器外，主要是360°扫描监视雷达和精确跟踪雷达，这些系留气球都能升高到150m以上，可以遂行长达20天以上的连续预警监视任务。

4 结语

目前，浮空器在预警监视领域的应用主要集中在系留气球平台上，随着大型飞艇关键技术的突破，浮空器应用热潮将在未来10年内出现

参考文献

[1]王明建。平流层飞艇平台的发展及关键技术分析[J]。兵工自动化。2017年08期

[2]李利良。国外近空间飞艇的现状和发展[J]。兵工自动化。2018年02期

[3]华锋。浅谈美军飞艇发展[J]。飞航导弹。2017年07期

作者简介：

刘贤明（1982.2—）安徽合肥人，高级工，主要从事浮空器全工艺流程研究