俄A100預警機反隱身能力遙遙領先中國,我們該如何反超?

去年底,俄新一代預警機A-100原型機實現首飛。預警機在現代空戰中意義重大,A-100可以說是俄在蘇聯解體後在航空技術領域取得的一大重要成果。

不過A-100出現後外界並不看好,從公開畫面看A-100依然使用旋轉式天線罩。最初,大家都認為罩內無非就是用一部有源相控陣雷達天線,性能也不可能有啥突破。不過根據,俄軍官方雜誌公開的信息來看,外界或許嚴重低估了A-100的技術水平。今天,北國防務就來說說這事。

俄A100預警機反隱身能力遙遙領先中國,我們該如何反超?

△俄軍的A-100預警機仍採用宣示雷達天線設計

從公開的圖片可以看出,A-100使用了宣傳天線罩。外界引用數年前的資料認為A-100採用單部S波段有源相控陣雷達天線,俯仰方向電掃、水平方向機掃,雷達天線轉速較高達12轉/分鐘,是A-50雷達天線轉速的2倍,數據率有提升。

如果僅是如此的話,鑑於俄羅斯的電子工業水平,A-100性能再高也高不到哪裡去。因此外界也普遍認為A-100是“出現即落後”。

不過, 這可能只是錯覺,A-100或許已經突破了人們現有預警機的認知,尤其是對隱身目標的探測能力。在A-100首飛之前,俄軍專注科學實踐的官方雜誌《軍事彙編》刊載了一篇文章介紹了俄軍在研的預警機技術,根據這篇文章的描述,A-100很可能採用背靠背天線設計,兩部天線分別採用S波段和UHF波段(探測隱身目標有先天優勢)設計。

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△俄官方雜誌中出現的預警機背靠背天線概念圖

如果屬實的話,那麼A-100將是世界上首款採用背靠背天線、雙波段設計、首款採用UHF波段有源天線設計、少有采用旋轉式有源相控陣天線設計的預警機。這些技術特性相加,只要俄羅斯不出大岔子,那麼A-100理論上將會是世界上單機反隱身最為出色的預警機(UHF波段預警、S波段準確跟蹤)。

相比我國空警-2000/500的三面固定式天線設計,預警機採用旋轉式天線設計大家一聽起來就會覺得“很落後”,這其實在某種程度上是一個誤區。

三面天線設計之所以被認為先進在於其數據更新率高,因為雷達要自己發射雷達波到給定的方向,等待回波,然後還要累積一定量的信號,加以處理才能得到詳細的目標信息。也就是對每個方向的探測都需要時間,因此想要看越遠、數據越細、分辨率越高,就越要花時間。

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△技術上雖然和以色列有淵源,但我國的空警-2000是世界上首款服役的三面天線預警機

三面天線強就強在累積信號的能力,而旋轉天線就算視野有120度扇形,也就是1/3圈,它旋轉時對於每一個方向,視線會停留1/3個旋轉週期,另外2/3個旋轉週期則是盲區,而固定式的則沒有這個盲區,因此它的數據更新率大約是旋轉式的3倍。要注意,是3倍,是有限值,不是無限值。

而盲區是可以用旋轉速度去補償的,如果旋轉快一點,盲區會少一點。如果用背靠背的兩面天線,盲區就剩下1/3個旋轉週期,那麼固定式的數據更新率就不是它的3倍,而是1.5倍,這樣旋轉與否的數據更新率的差距變得更小。

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△預警機旋轉式天線的內部

另外一個影響因素是,預警機天線的尺寸(影響功率),旋轉式的天線口徑幾乎是圓盤的直徑,而3面固定天線的單面只有它的87%,如果是用有源相控陣、天線高度一樣,那探測距離大約是是旋轉式的93%,當然考慮固定天線的信號累計時間,固定天線仍有優勢,大約會是旋轉式的1.22倍。

簡單的說,在“操作模式相同”時,固定式的數據更新率比較高,探測性能(距離與精確度)則是旋轉式的比較好。而實際上,正因為固定式的有三面固定雷達,沒有時間盲區,故運作模式可以更具彈性,例如可以有更充裕的時間做探測,因此使用上它可以增加探測時間,這樣就能延長距離與提升精確度,但犧牲數據更新率。因此固定式的在探測距離與精度上也是可以做到旋轉式的或是更好,但數據更新率就不會像前面所說的3倍或1.5倍那麼多。

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△我國的新型預警機都是清一色的三面陣,圖為空警-500

總而言之,就預警用途而言,固定式天線的優勢還是很明顯的,但旋轉式背靠背天線的出現讓這一差距被進一步縮小,而如果旋轉式背靠背又用雙波段提升反隱身能力,那麼可以說是將旋轉式的價值最大化了。但值得注意的是,三面陣的優點是重量與價格換來的,多出來的優勢對預警機是否必須就成了如何選擇的關鍵問題。

我國同樣面臨嚴峻的隱身挑戰,空基預警機的探測無疑是十分關鍵的,美俄預警機採用UHF天線的思路顯然值得我們借鑑。那麼,我們一定得像俄軍一樣搞雙波段預警機麼?或許也未必,未來我國預警機的數量必然是俄軍的數倍,完全可以讓“傳統”固定三面陣預警機採用UHF天線設計,通過與其它採用S波段天線設計的預警機協同實現反隱身效果最優化,這樣就抵消A-100的單機優勢。


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