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俄罗斯机载雷达厂商及其对华合作  

2009-11-15 16:58:09|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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苏-27的NO01雷达

近日,有网站登载有关俄罗斯机载雷达厂商对华合作的文章,笔者觉得内容有较大的出入,现就俄罗斯机载雷达厂商及其对华合作做个简单的概述。

俄罗斯目前研制机载雷达厂商有两家;一家是仪器仪表研究院,也称提霍米洛夫研究院,(俄语简称为НИИП,英语简称为NIIP,公司主页http://www.niip.ru/),该公司主要研制苏-27系列的雷达,包括用于苏-27的NO01,用于苏-35的NO11,以及其发展型NO11M无源相控阵雷达,另一家就是文中所说的移相加速器公司,也称费尔佐克公司,(俄语简称为Фазотрон-НИИР,英语简称为PHAZOTRON – NIIR,公司主页http://www.phazotron.com/)、该公司主要为米格-29系列提供雷达,包括米格-29的NO19,米格-29M的ZHUK,米格-29SMT的ZHUK-M, NIIR还发展了KOPYO和Moskit雷达,前者已经用于印度空军米格-21BIS升级,后者用于米格-23的升级。这里面简单的解释下俄罗斯航电系统的相关名词,在有关苏-27的文篇中我们经常看到SUV-27、RLPK-27等说法,其中SUV-27是机载火控系统的总称,包括雷达、光电探测系统、火控计算机、武器管理系统、座舱显示系统等组成,在其的基础上衍生出了用于苏-30的SUV-30和用于苏-33的SUV-33,而在苏-30MKK战斗机中,由于其火控系统是航电系统的一部分,被分为SUV-V空空火控分系统和SUV-P空地火控分系统,而RLPK-27是雷达综合瞄准系统,包括NO01雷达、敌我识别系统和TS100火控计算机组成。

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米格-29的NO19雷达

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米格-23的SAPFIR-23雷达,注意和前两种雷达对比

从历史上来看,在研制第四代战斗机以前,前苏联实际上只有NIIP一家机载雷达厂商,后为出于前苏联军工行业竞争的传统,将NIIP中实力较强的、研制米格-23的SAPFIR-23雷达的部门分离出来,成立了NIIR,在第四代中两者分工协作,前者负责研制苏-27的NO01雷达,后者负责米格-29的NO19雷达,两个雷达不是全波形雷达,只具备高、中脉冲重复率,缺乏低脉冲重复率,通常低脉冲重复率主要用于空地工作模式包括地图测绘、空地测距和辅助导航等,所以早期苏-27、米格-29都是纯粹的空优战斗机,前者的搜索搜索距离为100公里,后者为70公里,(需要指出的这个数据是前苏联的标准,即目标为米格-21大小,RCS=3,而美标的目标比前苏联标准要大些,RCS=5,所以两者的数据可能会有所差异),前苏联在微电子及精密加工技术方面能力不足,因此无法制造类似于美国AN/APG-63那样的平板缝阵天线,所以不论NO01还是NO19都继续采用了SAPFIR-23的卡塞格伦天线,也采用了一个天线罩来抑制旁瓣,因此从外形上看三个雷达几乎相同,实际上在技术也有一定的继承性,80年代前苏联开始研制苏-27和米格-29的改进型苏-27M,也就是后来的苏-35,和米格-29M,NIIP和NIIR分别为其研制了带平板缝阵天线的NO11和ZHUK,后者的编号实际上是NO10,但似乎为与NIIP的产品区别,NIIR习惯用代号来称呼自己的产品,所以只要我们看到以ZHUK为前缀的俄罗斯机载雷达肯定是NIIR的产品,而如果以N开头如NO11M那显然就是NIIP的东东。NO11的设计指标对战斗机大小的目标为140公里,具备高、中、低三种脉冲重复率,可以同时跟踪20个目标,同时打击8个目标,(注意到笔者这里面用的是设计指标,实际上俄罗斯在其武器宣传上往往用设计指标,因此尽管指标很吸引人,但需要客户提供大笔的研制费用才行)后来的试验表明这个指标定的过高,NO11的设计定型一直拖到90年代,最后连NIIP对其都失去了兴趣,在其的基础上发展了NO11M无源相控阵,ZHUK雷达的设计指标为战斗机大小的目标搜索距离为100-120公里,可以同时跟踪10个目标,同时攻击4个,但这个雷达的研制也不顺利,随着米格-29M的计划被取消,该雷达也随之下马,NIIR在其基础上继续研制ZHUK-M,两种雷达不约而同的结果除了有前苏联解体俄罗斯经济技术实力不振的原因外,也有前苏联/俄罗斯在机载雷达存在的某种技术局限可能性。需要指出的是NIIR在研制ZHUK中首次采用了模块化的概念,即通过搭配不同的天线、发射机、数据处理系统来满足不同机种和用户的需要,在ZHUK的基础上换装980毫米天线研制成了可以用于苏-27系列的ZHUK-27型雷达。前面所说的KOPYO也是来源这个系列的雷达。

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苏-35的NO11雷达

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米格-29M的ZHUK雷达,下为ZHUK-27,用于苏-27,注意其天线较大

在后继雷达的发展上,NIIP和NIIR采取的路径并不同,NIIP认为平板缝阵PD雷达已经是明日黄花,因此没有继续改进NO11雷达,而是将其升级成了NO11M无源相控阵雷达,这是因为NIIP本身有较强的相控阵雷达研制基础和经验,前苏联也是世界第一型战斗机载相控阵雷达Z a s l o无源相控阵雷达就是出自NIIP,由于当时NO01已经装备到苏-30战斗轰炸机中,在NO11M的研制工作短时间难以完成的情况下,NIIP对NO01采用了附加的改进方式,就是雷达的系统基本不变,增加信息处理通道,采用BAGET-54火控计算机,用于增加的雷达工作距离和用途,并引导空地武器,编号为NO01V,出口型为NO01VE。进一步的改进采用PERO无源相控阵天线及其数据处理系统替代原来的天线和计算机,PERO包括两个规模;980毫米的用于苏-27系列,600毫米的用于米格-29系列,此外NIIP还研制了较小的OSA无源相控阵用于米格-29UB和米格-21战斗机的升级,NO11M第一个用户也是唯一的用户就是印度空军,配备于苏-30MKI战斗机上面,实际上该雷达只是俄罗斯第一代无源相控阵雷达,一个重要的特征就是其电子扫描角度不足,其只能实现40度的电子扫描,相比较而言PERO实现了55度的电子扫描,一般战斗机机载火控雷达要求为60度以上,所以还有30度只能使用机械转动机构来实现,由此产生的后果就是雷达重量高达650公斤,与此相对应美国的AN/APG-63仅仅在200公斤左右。所以如此“先进”的机载雷达连俄罗斯空军自己都没有采用,而是继续在其的基础研制了IRBIS型无源相控阵雷达,其实现了60度的电子扫描,且重量有所降低。该雷达已经在苏-30MKK的502号机完成了测试,将用于俄罗斯空军最新的苏-35BM型战斗机上面。

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装备苏-30MKI的NO11M/BARS雷达

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苏-35配备的IRBIS雷达,注意这两种雷达都有机械转动机械

与NIIP不同,NIIR认为相控阵雷达仍旧比较昂贵,潜在用户难以大规模配备,因此平板缝阵PD雷达仍旧有较为广阔的市场,其继续研制ZHUK系列,而其的基础上发展了ZHUK-M系列,ZHUK-M雷达的指标与ZHUK雷达相近,对于战斗机大小的目标提高到130公里左右,可以同时10个目标,同时攻击4个目标,并具备广泛的空空/地模式,并且提高了可靠性,其MTBF达到200小时,达到了美国80年代的水平,是近年来俄罗斯出口的米格-29的主要机载雷达,包括出口到也门的米格-29SMT以及印度海军的米格-29K,印度空军的米格-29升级可能也会用这型雷达,与ZHUK系列一样,ZHUK-M也衍生多种型号用于不同的战机,包括用于苏-27系列的ZHUK-MS,与NIIP一样,NIIR也非常重视相控阵雷达技术的发展,早在ZHUK系列研制的时候就提出过用于苏-33的ZHUK-PH无源相控阵雷达用于苏-33舰载战斗机,在此基础上又研制出用于米格-29系列升级用的RP-35无源相控阵雷达,1997年在MAKS-97,NIIR首次展示了自己的新一代无源相控阵天线-SKOL,这种天线采用了独特的非等距天线分布,据说可以降低雷达成本,同PERO一样,SKOL也有不同的尺寸用于不同的战机,如用于苏-30的ZHUK-MSFE(这里面M指改进型,S指苏霍伊系列,F指的是无源相控阵,E指的是出口型),用于米格-29的ZHUK-MFE,用于米格-21的KOPYO-F,其中ZHUK-MSFE在苏-30MKK的502号原型机进行了试飞,其设计指标为对战斗机大小的目标最大探测距离超过240公里,可以同时跟踪20个目标,同时攻击8个目标,并且可以交错的使用空空/地模式。

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NIIR的SKOL无源相控阵天线

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配备SKOL天线的KOPYO-F雷达,注意其天线不能转动

尽管前苏联很早就开始研制机载相控阵火控雷达国,但由于微电子技术的落后,,特别是无法获得T/R模块所需要的砷化镓材料,所以长期在无源相控阵雷达上面徘徊,至到本世纪随着俄罗斯电子工业的进步,NIIP和NIIR才分别推出自己的有源相控阵雷达,NIIR推出的是ZHUK-A,其采用了680毫米天线,680个T/R模块,最大搜索距离为130公里,可以同时跟踪30个目标,同时攻击6个目标,该雷达主要为米格-35配套,并且已经在08年珠海航展上进行了展示,在此基础上,NIIR还发展了ZHUK-AS用于苏-27系列的战斗机的升级,而在MAKS-2009,NIIP也展出了自己的有源相控阵雷达,据说将用于俄罗斯即将首飞的第五代战斗机T-50,其拥有1500个T/R模块,其最大探测距离为400公里。这代表着俄罗斯机载雷达有了一个重大的突破。

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NIIP研制的用于T-50的AESA,注意其天线形状呈棱形,仰角安装,这显然考虑到了载机隐身要求

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NIIR的ZHUK-AE型AESA,配备于米格-35战斗机,注意这两种AESA都是不能转动的

笔者没有看到原文,从翻译过来的文章中出现的Phazotron字样来看应该是NIIR,因此其产品应该不包括NO01和NO11M雷达,这两者都是NIIP的产品-有兴趣的读者可以浏览下两个公司的网页,另外外根据有资料RP-35应该也不是珍珠雷达,后者的英语名称是zhemchug,有非正式的称号将其称为ZHUK-10,这显示其属于ZHUK系列,是机械扫描雷达,而不是相控阵雷达。

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RP-35,原来计划用于米格-35,注意其是相控阵雷达

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据说配备于歼-10的珍珠雷达,从天线来看应该是机械扫描雷达

与其他武器装备一样,我国机载雷达生厂实际上也是在前苏联的援助下建立起来的,不过中苏分裂以后,我国机载雷达走上自主研制的道路,为此成立了机载雷达研究所也就是现在的607所,先后完成了单脉冲雷达、轰炸机和导航雷达等研制工作,80年代电子工业部第14所也开始研制带平板缝阵天线的KLJ-1型PD雷达国,并且根据当时有利的国际环境我国先后开展了美国、英国、以色列等国家的技术合作,因此在新一代雷达发展中我国机载雷达带有很强的西式色彩,我国进口的第1、2批苏-27SK采用的是标准的NO01E雷达,早期生产的歼-11也是这个配备,从2000年起我国引进的第三批苏-27UBK配备的NO01P雷达,主要添加了对地攻击能力,我国进口的第1、2批苏-30MKK采用的是NO01VE火控雷达,后期生产的歼-11也采用这个雷达,装备的海航的苏-30MK2则配备的是NO01VEP,前面说过NO01系列的改进采用的是附加的方式,因此从整体上来讲其性能提高较为有限,所以NIIP也一直把为我国空军苏-27、30机队雷达升级作为一个大的市场来看待,早在1997年就向我国空军交付了一部PERO无源相控阵天线,即将NO01升级到NO01VEPF无源相控阵雷达的标准来更新我国空军现有的苏霍伊机队。由于NIIR主要产品是供米格-29系列使用,所以我国空军采用NIIR的产品较少,但我国航空工业及相关单位与其技术合作则较为深入,尤其是在歼-8-2M战斗机计划中,NIIR为该机提供ZHUK-8-2型火控雷达,虽然这个计划并没有成功,但通过与俄方合作,使我国相关单位在机载雷达多模式及兼容性方面有了长足进步,此外,NIIR也非常在意我国苏系列战机升级,在2000年向我国出售了SKOL无源相控阵天线,提出以ZHUK-MSFE来改进我国空军现有机队,在自主研制和引进技术的基础上,我国在本世纪推出一系列采用平板缝阵的新型机载雷达,这些雷达不但装备新机,也可以用于旧机的改进,在这种情况下,实际上已经不需要再引进俄罗斯相关机载雷达产品了。

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配备PERO无源相控阵天线的NO01VEF在俄罗斯进行测试

 

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NIIR的ZHUK-MSFE雷达,这两种雷达都被俄罗斯推荐用于我国苏-30MKK的升级

至于文中所说的NO01M雷达,许多人将其当作苏-30MKI优于苏-30MKK的理由,其实前面笔者提到过NO11M只是俄罗斯第一代无源相控阵雷达水平,只能实现40度的电子扫描,其他就是机械转动,而相控阵雷达对于机械雷达一个明显的优点就是用电子扫描的高速性和高精度性,从而为多目标跟踪和攻击打下坚实的基础,实际上俄罗斯最新的AESA也是固定式而没有机械转动机构,这样的结果就是NO11M雷达比NO01雷达重了近一倍,由此带来的重心前移的问题,有消息说苏-30MKI在飞行中不得不靠鸭翼调整飞机重心,因此对于无鸭翼的苏-30MKK来说,只好象F-15C金鹰那样,采用在机尾配重的方法来调整重心,另外还要修改飞控及软件,这样的做显然有点得不偿失,另外笔者也提到俄罗斯由于经济不振,许多武器装备研制计划缺乏经费,只好把设计指标拿出来宣传,然后需要客户提供大量的资金投入,以NO011M为例,根据生产厂商伊尔库特的官方消息;虽然2002年就装备了苏-30MKI,但那时的NO011M连基本的对空模式都没有完成,多目标跟踪能力都没有,到2004年才完成相关模式的研制,包括多目标跟踪与攻击能力、空地制导武器的引导能力,从2004年起,俄罗斯虽然开始向印度交付第三批次具备完全状态的苏-30MKI,但相关测试仍在进行,印度空军曾经指出该雷达虽然探测距离较远,但识别能力较差,(一个数据似乎可以说明这个观点,其DSP的处理速度只有7500万次/秒,还不如机械扫描的PD雷达RDY的2亿次/秒)。因此在这种情况下,特别是国产有源相控阵雷达进展的顺利的情况下,在2008年已经完成飞机验证试飞的情况下,没有必要再向俄罗斯采购已经是明日黄花的无源相控阵,更何况还要花大力气对飞机进行相关的修改。

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苏-30MKI的鸭翼还有调节重心的作用

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苏-30MKK的升级将由我国自己来完成

文篇中有句“中国有自己的科研生产体系,而不象印度人那样只依靠买”,实际上在讲我国苏霍伊机队将依靠自己的力量进行升级,换句话说随着我国AESA的研制成功,肯定要在我国作战飞机升级中得到运用,而不是象印度那样再去找NIIP将NO11M升到AESA。

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ZHUK-8-2,中俄两国在这个项目进行了有效的合作,促进了我国机载雷达水平的提高

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JL-10A代表我国在平板缝阵/PD雷达方面已经成熟

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国产KLJ-7,注意其公布的数据、模式完全不亚于ZHUK-M雷达

参考资料:

NIIP官方主页

NIIR官方主页

本文配图均来源于网上,权利归原作者所有

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