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海上神眼-浅析越南采购东方-E米波有源相控阵雷达   

2013-07-23 20:07:40|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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海上神眼-浅析越南采购东方-E米波有源相控阵雷达 - 小飞猪 - 小飞猪的博客
越南采购的东方-E米波有源相控阵雷达
 

 近日,有消息说越南已经向白俄罗斯采购东方-E雷达,这种雷达具备发现隐身飞机的能力,可以提高越南防空系统对于隐身目标的探测能力。

从相关图片和资料来看,东方-E雷达应该是一种米波相控阵雷达,对于隐身目标是有一定的探测能力,但是也存在着精度低、低空探测能力差等缺点,从整体上来讲,越南即使采购了东方-E雷达,也无法对抗我国的歼-20战斗机。

我们知道隐身飞机已经成为当代空军的主要突击力量,根据相关雷达原理,雷达探测距离与目标RCS的四次方根呈正比,也就是说如果目标RCS下降10倍,那么雷达的探测距离下降50%左右,下降100倍,缩小到原来的30%左右,如果降低到1000倍,则雷达的探测距离为20%,如果隐身飞机与随队干扰配合使用,同探测系统的空域还要进一步的压低。

自从美国入侵巴拿马,F-117A首次投入实战,隐身飞机在历次局部战争中都发挥了开路先锋和主攻手的作用,摧毁大量的战略、战术目标,而自身只有一架飞机战损,展现了较高的效费比,而F-22隐身战斗机在与三代飞机模拟对抗之中,也取得了较大的交换比,显现隐身飞机已经成为当今空军取胜的关键,这也是为什么我国、俄罗斯都要发展隐身飞机的根本原因。

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隐身飞机在现代战争中作用巨大

 

俗话说的好,有矛必有盾,在发展隐身飞机的同时,各国也在寻找探测、攻击它的办法,包括无源探测雷达、米波雷达、双基地雷达等等,在这些技术手段之中,米波雷达是比较成熟、经济而又可靠的办法,前苏联以至现在的俄罗斯一直把米波雷达做为探测隐身飞机一个重要的手段。其他许多国家也在开展米波有源相控阵雷达的研究。

根据国内外相关资料来看,隐身飞机主要通过波束控制手段进行修形,来降低飞机在雷达主要探测方面的RCS,它包括主要边缘平行、避免出现较大的平面、棱角、武器系统内置,另外一个就是采用隐身涂料,它能够吸收照射的雷达电波,将其转化为热能,从而降低反射电波,但是这些对于米波雷达来说,效果都比较有限,米波工作在VHF频段,波长大约1-10米左右,与现代作战飞机的尺寸相近,因此向后散射无方向,增加了飞机的RCS,还有就是当电波照射到飞机表面的时候,会产生谐振,对雷达回波有加强的作用,这样就可以提高雷达的探测距离。

隐身涂波方面,一般认为想达到较好的隐身效果,隐身涂波的厚度与照射雷达的波长呈正比,根据国内外的相关研究表明,这个比例大约为照射雷达波长的1/10-1/3,按照这个比例,如果隐身涂料对米波雷达有较好效果的话,那么它的厚度需要达到以1-3米左右,这对于高速的飞机或者导弹来说,几乎是不可能达到的。

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 米波雷达对于器件要求较低,因此在早期雷达当中使用比较广泛

 

此外米波雷达还有其他一些优点,例如设备简单、可靠性高,对于材料和工艺要求低,具备一定的超视距能力,受海浪干扰较小,还有一点比较重要就是它抗反辐射导弹的能力较强,目前反辐射导弹的尺寸在米波雷达的波长之内,因此当米波雷达照射到反辐射导弹的时候,也会发生谐振,从而提高米波雷达对于反辐射导弹的探测能力,而受到弹体空间限制,现代反辐射导弹的被动制导系统接收天线较小,工作频率一般在500MHZ以上,无法达到米波雷达工作的300MHZ,也就无法攻击米波雷达。

根据雷达设计局主页的数据,东方-E米波有源相控阵雷达对于B-52这样的目标,(高度1万米,无干扰)可以达到以360公里,F-117A隐身攻击可以达到以350公里,如果有干扰的情况下,对于前者的探测距离降低到255公里,而F-117A要大幅度下降到47公里。我国也研制成功了米波有源相控阵雷达,为此雷达设计局专门在它的主页把东方-E雷达和我国HK-JM雷达进行了对比,认为东方-E雷达要优于国产雷达,比如我国HK-JM对于F-117A这样的目标,在高度25000米、无干扰的情况下才能提供350公里探测距离,另外精度也要低于东方-E雷达,一次扫描的误差,国产雷达是300米,而东方-E只有25米。

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东方-E雷达的天线较大

 

不过米波雷达也有自己的缺点,首先是尺寸较大,机动性能差,我们知道雷达的探测距离与天线增益呈正比,而天线增益等于天线孔径除波长的平方,也就是说,波长越大,天线孔径就要随之增加,以保证必要的增益,还有一点就是雷达的探测精度取决于波束宽度,波长越大,天线孔径就要越大,才能降低波速宽度,以提高雷达的探测精度,但是考虑到机动性能、成本等因素,天线的孔径又不能太大,所以米波雷达一般探测精度较低,另外在陆地受多路效影响,波束容易分裂,低空探测性能较低,还有就是这个频率存在大量的民用通信设备,容易互相干扰。

显然,引进东方-E米波有源相控阵,凭借它较强的抗电子干扰、反辐射导弹的能力,可以有效的提高越南防空体系的早期预警能力,与新引进的S-300PMU导弹相配合,可以进一步提高越南防空体系对空中目标的打击能力,但是要讲越南的防空体系具备了克制隐身飞机的能力,笔者认为这个说法可能并不全面。

前面说过米波雷达虽然有较多的优点,但是缺点也非常明显,其中最明显的就是低空性能较差,从雷达设计局的主页上介绍就可以看出来,东方-E对于F-117A有350公里探测距离,但是对方的高度在10000米以上,换句话说,如果对方降低高度,那么根据雷达视距公式它的探测距离就要大随之降低,实际上随着地形跟踪雷达、飞行控制系统的进步,现代作战飞机的低空突防能力已经有较大的提高,可以在昼夜全天候条件下,凭借复杂地形掩护发起攻击,从这个角度来说,如果要打击米波雷达,恐怕都不需要用隐身飞机,派第三代飞机作战飞机低空突防扔炸弹就可以了。

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 隐身飞机只需要保持在低空,就可以避开米波雷达的探测

 

  还有就是精度差,米波雷达对于目标的探测距离误差较大,一般都达到公里级,就是东方-E给出的指标也达到300米左右,另外它的雷达天线呈现长方形,波速呈现扇形,这样在高度上的误差可能就更大,因此无法直接给战斗机提供引导,只能向后者提供大致的方位,由战斗机用自己的火控雷达对相关空域进行搜索,这样问题又回到了原点,战斗机的火控雷达工作在X波段,而隐身飞机的设计就针对这个波段设计的。所以具备较好的隐身性能,越南空军目前主力战斗机是苏-30MKV,它配备的NO01VEP雷达对于RCS=3的目标可以提供110公里的探测距离,那么对于F-22、歼-20这样的隐身战斗机,迎头探测距离可能要低于50公里,而对方配备有大功率的有源相控阵雷达,对于苏-30MKV这样的目标可以提供150公里以上的探测距离,也就是说苏-30MKV还没有发现对方已经被对方锁定,并且攻击了。

 即使苏-30MKV能够发现F-22或者歼-20,但是用何种武器攻击也是一个问题,现代空战主要用主动雷达制导空空导弹,而主动雷达制导空空导弹的末制导雷达也工作在X波段,因此对于现代隐身飞机的探测能力受到限制,根据相关资料,现代主动雷达制导空空导弹的对于三代作战飞机的探测距离可以达到20公里左右,但对于四代作战飞机则大幅度降低,如果对方采用电子干扰等手段,这个距离还要缩小,所以有人曾经预言第四代隐身作战飞机之间的空战可能要重回近距格斗的时代。所以从这个角度来说,即使越南防空部队凭借东方-E能够探测到隐身飞机,那么如何攻击隐身目标也是一个大问题。

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 苏-30MK2V这样的飞机面对隐身战斗机胜算较小

 

对于东方-E这样的雷达来说,最不利的地方可能就在于它的目标太大,这样容易被对方确定位置,从而受到攻击,特别是对方如果有较强的侦察与探测能力的话,可以迅速得到东方-E的位置,然后派出隐身飞机进行攻击,对方只需要在接近东方-E探测区域边缘低飞就可以避开它的探测,然后使用SDB这样的滑翔增程制导航弹进行攻击,目前SDB这样的航弹投放距离可以达到100公里以上,可以防区外对东方-E进行攻击。    

另外打击东方-E雷达还可以有其他多种手段进行打击,倒不必采用一定要用隐身战斗机,例如可以使用战术弹道导弹进行攻击,利用它低空探测性能差的缺点,使用巡航导弹进行低空渗透攻击,派出第三代战斗轰炸机使用远程空地导弹进行打击。而隐身作战飞机在高空夺取制空权,保证我方攻击机群能够顺利的执行作战任务。

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越南主要利用东方-E与S-300PMU形成新一代防空体系

 

越南此次采购东方-E雷达可能更多的配合S-300PMU防空导弹系统,进一步提高越南防空部队与第三代和三代半作战飞机的交战的能力,进入新世纪以后,越南周边国家陆续列装了多种先进的作战飞机如F-15SG、苏-30MKM等,对于越南防空部队来说,现有的P-18防空警戒雷达、C-75防空导弹系统已经无法对这些飞机造成有效的威胁,需要新一代防空体系与之抗衡。当然东方-E的反隐身能力也在一定程度上提高越南对隐身飞机的预警能力。

从目前的情况来看,人们一直在研究各种反隐身技术,但是在探测、识别、跟踪、攻击等问题上还存在着一系列的障碍,并且打击隐身飞机是一个复杂的系统工程,并不是朝夕可以完成的,从这个角度来说,越南没有能力也没有意愿建立一个反隐身的防空体系。

 

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参考资料:

1、雷达隐身与反隐身

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