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首先来说,战斗机并不能发现被导弹锁定,只能发现被雷达锁定。现在的战斗机都安装有“导弹逼近( MAWS)+雷达告警(RWR)”系统,现代战斗机是通过紫外设备来探测导弹发动机产生的热能,从而对飞行员发出示警。而雷达告警系统则是通过天线接受到强烈的雷达波照射,向飞行员示警。雷达告警系统也有一个弱点,当少量雷达波照射时,一般不会处发告警的。
只不过四代机和三代机的这种系统不同。四代机已经将告警系统整合到综合化电子战系统中,而三代机还是单独的一个系统。F35的ASQ-239综合电子战系统,就具备了雷达告警和导弹逼近告警的功能,F22使用的ALR-94自然也具备了同样的性能。可见,四代战斗机已经将导弹逼近告警和雷达告警综合进电子战中,不再是一个单独的子系统。而歼20也有类似ASQ-239的设备,也必然集成了导弹逼近告警和雷达告警的功能。四代机为了实现隐身,要尽可能的减少机身凸起,所以在F22,歼20,F35机身上,并没有看到导弹逼近告警系统的窗口,这也是集成化高的优势。
其实,F35和歼20的EODAS系统也具备导弹逼近告警的功能,F35的EODAS是AN/AAQ-37,该系统对典型战斗机之类目标的发现距离在90千米左右。虽然近距格斗导弹的散发的热量要远小于战斗机,但AAQ-37系统发现导弹的距离也要比传统三代机的MAWS远,这个距离肯定是要大于格斗导弹的射程的。
导弹逼近告警器分为紫外和红外两种。紫外告警器的抗干扰能力强,灵敏度和精度更高,虚报度更低,但是紫外告警器无法精确的测定导弹的位置。想对而言,红外导弹逼近告警器的抗干扰性能就不如紫外的了。
国产S740型红外导弹逼近告警系统,对空空导弹的探测距离在15千米左右,对战斗机的探测距离在10千米左右。具有4个探测单元,可以同时探测8个目标,以实现360°无死角的监测。歼10C战斗机上就安装了类似的产品,主要在垂尾顶部两侧和进气道两侧。
苏35S战斗机的SOER系统则使用了红外线告警设备,SOER系统由6个红外探测装置组成,分别位于座舱前,后位置,机头下方,和机头两侧。苏35战斗机的SORE系统可以识别10千米外的便携式空空导弹,30千米外的各种空空导弹,50千米外的大型地对空导弹。苏35S战斗机所安装的SOER系统对飞机和导弹目标的定位精度为1度,对激光辐射源的定位精度为5度。
而苏57战斗机则使用了101KS-U紫外导弹逼近告警器,该告警器分别安装在机头下部,座舱后部,机身上部。从安装位置来看,也可以达到全向告警的级别。(图片来自网络)
江山何沉
战斗机尾部装有雷达告警装置(RWR)与导弹光学预警装置(导弹逼近告警系统MAWS)用来探测敌机雷达信号、导弹尾焰紫外信号,传输到座舱告警系统,刺耳的“滴滴滴”,同时语言提醒“被锁定,导弹来袭”,警告灯不停显出闪耀的红光,提醒飞行员做好最后的“逃命”工作。
雷达与光学告警装置遍布歼-11战机的全身
先有矛后有盾。先有机载雷达,再有雷达告警装置;先有导弹,后有导弹预警装置。最早的机载雷达系统出现在二战的美国P系列战机上,称之为“雷达机炮瞄准具”,当时可是独家拥有的“黑科技”,美机在坠落前,飞行员必须手动拆下雷达机炮瞄准具,扔下地面或海里,才能跳伞,绝不能让日军得到。雷达机炮瞄准具让能够在十几公里远,扫描到敌机,并以雷达信号作为测距瞄准辅助,在1500米距离内对敌机进行射击。雷达机炮瞄准具最大的功效就是提前发现敌机,辅助测距瞄准射击,做到“先敌发现,先敌攻击”,比其他国家的光学瞄准系统先进很多。
苏-35机头部位的告警装置
战后,苏联对美国的雷达机炮瞄准具产生了浓厚兴趣,直到1950年半岛战争,仍然没有得到一手资料和样品。1951年10月的一天,苏联终于从一架迫降在半岛海岸沙滩上的F-86战机上得到了它。为确保迫降飞机不被美军炸毁,苏联付出了损失7架米格-15的代价,志愿军半夜出动了500人才把这架飞机从海滩拉了来回。苏联工程师第一次接触到了实物雷达瞄准具,马刺科维奇中尉拆解把玩后,对雷达机炮瞄准具设计大为赞赏,随即研发了第一款雷达告警接收机,并装在了米格-15的尾部,俗称为“护尾器”。护尾器能够在7至8公里远的距离上,探测到F-86的雷达机炮瞄准频率信号,提醒飞行员后面有敌机尾随,让米格-15屁股后面长了眼睛,大大提高了米格-15战机的战场生存能力。
歼-10A尾部的光学预警装置(非常像眼睛)
苏联在研发告警装置的同时,也仿制了雷达机炮瞄准具。随着电子技术的发展,机载雷达从简单的测距、航炮瞄准功能雷达,发展到了搜索火控一体化雷达,目前最先进的就是有源相控阵雷达了。雷达功能无非就以下两个,搜索与锁定攻击,搜索相当于在黑夜用手电筒扫过一片区域寻找目标,锁定攻击好比在黑夜用手电筒定向照射,使目标始终暴露在亮光下,然后扔一块板砖。现代雷达告警装置能够区分搜索与锁定,以及不同型号雷达的信号,从而给飞行员提供更准确的威胁信息。
“人体仿真”生物告警系统
导弹预警又分为雷达预警与紫外信号预警,中远距离空空导弹自带雷达,同样能被告警装置探测到。紫外信号预警装置能够探测到导弹尾焰中特有的紫外信号,此时离导弹到达的时间只有短短几秒钟,必须立即释放干扰弹进行最后防御。事实上,一旦告警装置接受到被锁定信号时,已经处于极端被动的状态,如果在不可逃逸区,也就是空空导弹推进火箭发动机工作距离内,战机很难逃脱被击落的命运。
不过,如果敌方雷达还处于搜索阶段,雷达预警装置还是能够发挥较大作用。但是随着数据链的使用,现代战机基本不会开机搜索目标,而是根据预警机提供的空情信息,直接定向火控锁定攻击,矛与盾的较量一刻都没有停息。
红龙军团长
在很多关于空战的电视、电影或者是小说中,通常我们都可以看到这样一个情节,飞行员在驾驶战斗机时,战斗机突然会发出警报声,舱内会有红灯亮起,以提示飞行员战机已经被对方战机锁定,尽快采用规避措施。
因为在实战中,只要被锁定,那么对方的空空导弹将会接踵而至。那么,战机究竟是怎么知道自身被锁定的,可以提前通知飞行员?原来是得益于这些设备,就是雷达接收机和导弹告警器。相信看完下文,大家都会涨知识了。<strong>
首先,雷达告警接收机是最早出现的一种战机自卫装置,一般安装在机尾区域,用于接收战机后部对方雷达的照射信号,由于火控雷达的波段和搜索雷达的波段是不一样的,所以战机装备的雷达告警接收机收到的雷达照射信号也是不一样的。如果系统发现是火控雷达的照射信号,那就意味着对方已经具备发射导弹攻击本机的能力,这时候告警接收机就会疯狂进行提示,让飞行员及时装备应对可能到来的攻击。
另外一种就是导弹逼近传感器了,对方导弹发射攻击时的导弹的高温尾焰是非常明显的。传感器通过尾焰进行探测,提醒飞行员应对攻击。另外导弹逼近传感器还能够得知对方导弹的来袭方向,提示飞行员做出相应的规避动作,或者是发射干扰弹,进行电子干扰等措施来保命。
利刃巨透社
简单的说就是装了个电子狗而已,开过车的人都知道,只要装上电子狗,在经过雷达测速区时,电子狗检测到雷达信号就会不断进行语音提示。而飞机上的电子狗通常被叫做雷达接收告警装置,主要用于截获、分析并识别敌方雷达信号,在截获敌方雷达信号后,通过计算机的分析就能够准确了解雷达类型、威胁程度,并及时告知飞行员。
但是战斗机上一般装备两种雷达,一种是相控阵搜索雷达,一种是用于导弹制导的火控雷达,两种雷达威胁程度完全不一样,一个是拿望远镜看你,一个是是拿狙击枪瞄准镜准备打你,雷达告警装置如何分别呢?
主要从这两点区分:
第一、机载搜索雷达由于作用距离较大,范围广,因此多采用L波段的米波或者分米波作为雷达频段,而火控雷达作用距离短,要求精度高,一般使用X波段的厘米波作为波段。
第二、搜索雷达都是来回扫射,能量较少而且有间隔规律,而火控雷达都是集中某一个方向死死照着你,雷达能量大而且持续无间断。从这两点,雷达告警装置计算机只要稍做分析就能区分出二者的不同,并且通过声光和显示器文字提示告知飞行员自己被对方什么雷达盯上了。
不过雷达告警装置只能对战斗机本身的雷达和主动制导导弹的雷达进行提示,无法感知到导弹来袭方向和具体距离以及高度,为了提高战场主动权,更大概率规避导弹攻击,于是更高级的MAWS导弹接近告警装置诞生了。
这种导弹接近告警装置主要是探测来袭导弹发动机及尾焰的红外信号,以此提示导弹来袭方向和距离,但是红外线自然界只要发热的物体都有,很容易产生误报,所以先进点的导弹告警装置又加上了紫外线探测,紫外线只有温度超过1200℃才能产生,而且大气层阻挡了太阳大部分紫外线,因此灵敏度高,误爆率低。 目前我军主流战斗机、轰炸机、预警机都已经装备栏的MAWS导弹预警装置,去年曝光的武直10E也证实已经装备了红外紫外双预警装置,看来我军对于这项技术早已经驾轻就熟,走在了世界前列!(歼20上的导弹逼近告警装置)
军武吐槽君
现代战术飞机的导弹逼近告警系统主要有两套,一是RWR,二是MAWS。其中RWR是雷达告警设备,主要负责本机遭遇火控雷达探测与锁定告警乃至主动雷达制导空对空导弹的末制导雷达开机告警;MAWS则是红外/紫外双波段告警设备,主要负责导弹尾焰告警。两套设备连同机载主被动对抗设备一起构成战机防御系统。
从RWR的基本架构与工作原理来看,主要靠的是被动接收装置接收对方的雷达波,然后通过计算机后端的内置算法自动判明接收的雷达波性质。一般来说灵敏度比较高的RWR可以判明雷达波的位置是位于地面还是空中,进一步还可以判明雷达波是属于地面警戒雷达/火控雷达还是属于空中警戒雷达/火控雷达,从而划分威胁强度,如果先期情报工作较好,甚至还可以直接判明某一类雷达波属于何型号的战术兵器。同时,由于火控雷达在搜索/跟踪/边跟边扫/锁定制导等工作模式下的波形、强度各不相同,波形一旦改变,RWR也往往会迅速做出反应并通过光电、声音等方式对飞行员进行告警提示。比如苏-27S型飞机,在提示本机遭到搜索时会以较低的短音提示,而遭到跟踪时提示音则改为高音调长音,如果遭到锁定(往往意味着导弹发射)则转变为连续高音,同时RWR主告警灯闪亮提示导弹逼近。而还有一部分战术飞机诸如F-15C等等,甚至可以通过敌我距离来预判导弹的接触时间,供飞行员进行机动规避时用于参考。
尽管如此,由于在天幕背景下靠目视搜索发现飞来的导弹并不是一件容易的事情,因此伴随着三代半战斗机的出现,MAWS又应运而生,它的系统架构和工作原理同RWR类似,只不过接收的是导弹的热源点或点阵,类似于红外制导系统的反向运用。在探测到导弹热源逼近后,MAWS系统可以迅速判明导弹的来袭方位乃至距离、速度要素,并统一显示在飞行员面前的大型战术态势屏幕上。同时,还有部分更加先进的MAWS系统在紧急情况下可以自动接管飞机的防御权限,自主决定主动拖曳式诱饵或者被动干扰弹的投放顺序与投放数量,从而达到最佳的防御效果。目前,MAWS系统正在不断地普及中,我国空军的歼-10B/C、歼-11B/BS、歼-15和歼-16等型号的战斗机均已经装备了此类防御设备,还有部分飞机正在改装加装。
军武次位面
雷达和对空导弹堪称是军用飞机的天敌。前者能够在数十乃至数百千米外探测到军用飞机,而后者则能够在近则数千米、原则上百千米外对军用飞机发起攻击,而军用飞机除了释放电子干扰以外只有通过机动动作甩掉导弹的份(大型飞机还难以进行机动),因此对雷达和导弹的防御是军用飞机飞行安全中的重要环节。为此,现代军用飞机普遍装有雷达告警系统。
雷达告警系统由接收器、显示器和蜂鸣器组成,在接收器接收到由雷达或导弹的雷达导引头发射出的电磁波后,能够在显示器上指示出威胁来源方向、提醒飞行员改变航向以规避危险;而当飞机被雷达探测到或被导弹锁定时,蜂鸣器将会发出急促的告警音,警告飞行员应立即进行机动或释放干扰以防止遭到攻击。早期的雷达告警系统曾经因误报率高、实用性不强而被视为“鸡肋”,为此雷达告警系统经常与电子干扰系统联动。不过,雷达和防空导弹技术的发展,也可能使雷达告警系统难以发挥本该发挥的作用。比如在第三次中东战争时期,以色列空军装备的F-4战斗机就配备了针对SA-2、SA-3防空导弹的干扰系统,在告警系统接收到雷达的电磁信号后能立即启动干扰,这显著提升了F-4的生存几率。 但令以色列飞行员意想不到的是,这套系统在第四次中东战争中反而成为了“催命”的玩意——原来,叙利亚等国家在第四次中东战争中将SA-6防空导弹投入使用,F-4的干扰器没法对其进行干扰,而麻痹大意的F-4飞行员往往仍然认为干扰系统在保护座机,因此出现了一些F-4在告警系统已经向飞行员提出警告后仍然遭到击落的记录。总之,雷达告警系统虽然能够提升军用飞机的生存几率,但确保飞机安全的决定性因素仍然在于飞行员,不能完全指望靠告警系统成为飞机的“护身符”。军机图
随着战斗机雷达和导弹技术的进步,超视距空战越来越普遍,近距格斗出现的机会也随之越来越少。对飞行员来说,越早知道己方战机被敌方雷达或导弹锁定,就越能提高自己的生存机率,从而尽早机动规避导弹攻击。飞行员主要通过机载告警雷达系统来感知雷达或导弹的锁定,根据告警雷达发出的信息采取规避行动,以离开危险区域,或者开启电子对抗系统。
机载告警雷达系统是现代战斗机必不可缺的设备。战斗机的雷达在探测目标时会不断向外发射雷达波,跟踪或锁定目标时,需要对目标进行持续照射。基于这一点,机载告警雷达系统通过对照射到己方战机上的雷达信号进行分析,为飞行员提供威胁信号的来源方位,类型和工作状态等信息,以确保飞行员能够把握战场空情全部态势。雷达告警系统截获,识别,定位敌方雷达发射源,用代码或声音告知飞行员所受威胁的类型和等级,同时还可以提供敌方武器系统处于何种工作状态(包括搜索,跟踪和发射)的信息。
(苏35战斗机上安装的雷达告警系统)
(SU27战斗机上使用的SPO-15LM雷达对准系统的界面图)
此外,现代机载雷达告警系统还包含导弹逼近传感器,用来探测来袭导弹的方位和速度。其主要是利用红外或雷达等探测方式,探测导弹尾焰红外特征或雷达反射,通过计算分析得出导弹来袭的位置和方位,为飞行员提供导弹预警,支持飞行员进行机动规避来袭导弹的攻击。
(战机尾部安装的导弹逼近告警系统)
(战斗机上的导弹逼近报警红外探测器)
(导弹逼近告警系统中高分辨率红外图像)
有了机载雷达告警系统的帮助,飞行员可以及时获得敌方行动以及来袭导弹的位置和方位,从而大大提高己方战机的生存能力。该系统利用文字和语音报警让飞行员了解战场空情态势,以便及时采取自卫措施。
(机动释放干扰弹)
不过,由于各国战斗机雷达系统采用的波长不同,要想具体了解敌方战机的雷达频谱等参数,还需要在平时或战时不断进行侦查和探测,以获得敌方雷达信息,为己方机载雷达告警系统提供帮助。两伊战争中,伊朗的F14凭借AWG-9雷达和AIM-54“不死鸟”导弹组合给予了伊拉克空军沉重打击。自此,伊拉克空军对AWG-9雷达探测信号非常忌惮,以至于在后来的海湾战争中,伊拉克空军一旦发现美军F14战斗机雷达信号,就立马脱离战斗跑路。目前世界各国主流战斗机都是对所有可能雷达频谱进行探测,但是要想获得精确的雷达频谱信息就需要在侦查和实战中不断下功夫了,这也是美国经常派遣电子侦察机靠近东亚某大国进行抵近侦查的原因。
(伊朗空军的F14战斗机)
(美军的RC135电子侦察机经常出现在东亚某大国的附近)
战情解码
首先来讲,现代战机都有一套完整的自卫感应系统,这个感应系统可以探测包括雷达波、红外、紫外、激光等在内的各种探测跟踪信号,然后通过音视频的方式将这些信号传递给飞行员,协助飞行员在第一时间内做出决策摆脱来袭导弹。雷达锁定目标就是指在一段持续时间、准确地得到目标的方位、距离、速度。
自卫感应系统
1.雷达告警接收机
雷达告警接收机是最早出现的一种战机自卫装置,一般安装在机尾区域,用于接收战机后部对方雷达的照射信号,由于火控雷达的波段和搜索雷达的波段是不一样的,所以战机装备的雷达告警接收机收到的雷达照射信号也是不一样的。如果系统发现是火控雷达的照射信号,那就意味着对方已经具备发射导弹攻击本机的能力,这时候告警接收机就会疯狂进行提示,让飞行员及时装备应对可能到来的攻击。
以F-16战斗机的AN/APG-66V3A雷达为例,在锁定时发射的雷达信号与搜索模式有显著区别。我们常在电影中看到战斗机被对方雷达锁定后,会有明显的显示。其实在真实情况中,我军也有电子战部队(从总部到下属的基层部队分队),用于侦查和截获敌军电磁信号,包括雷达、通信、数据链、网络。在长期的积累中,可以分析出敌军雷达各种工作模式的信号模式及特征,乃至能精确到雷达个体。
电子战部队根据获取并整理出的数据,会装定进战斗机的电子战吊舱或机载设备(ECM)。因为在实战乃至平时训练中,电磁空间有N多种电磁信号,多到一架战斗机不可能实时准确分析。所以战斗机的ECM只对检测到的信号中筛选里面存在有威胁的信号响应。一旦ECM发现高威胁级别的敌方雷达信号(比如战斗机火控雷达锁定),就会立即向飞行员告警。
2、雷达告警接收机
由于对方导弹发射攻击时的导弹的高温尾焰是非常明显的,传感器通过尾焰进行探测,提醒飞行员应对攻击。另外导弹逼近传感器还能够得知对方导弹的来袭方向,提示飞行员做出相应的规避动作,或者是发射干扰弹,进行电子干扰等措施来保命。
光阴走马
关于空战的电影,我们很多人都看过。在电影中主角靠着娴熟的驾驶技能进行十分惊险刺激的空中飞机飞行表演,甚至还能够非常夸张的躲避射来的导弹。连跟踪式导弹都能够躲避,使其射向别的目标。不过这毕竟是影视的夸张效果,那么在现实生活中,飞行员是怎么知道自己已经被别人锁定了呢?
一般来说受到锁定基本都是受到雷达或者红外指引装置。如今的战斗机都装有雷达,这也是战斗机的眼睛,能够发出或者接收电磁波信号。如今战斗机雷达工作模式有很多种,可以分为搜索模式或者跟踪模式的。在不同的模式之下,发射的信号也不同。在需要进行跟踪锁定的时候信号发射的频率会比较集中,这个时候被锁定的飞机就有可能察觉。
现在导弹都安装的有告警系统和逼近系统。在敌方由探索模式切换为追踪模式之后,战斗机会接收到对方雷达的信号变化,从此可以察觉到是不是已经被跟踪和锁定,如果计算机根据信号特征察觉到已经被锁定,这就意味着导弹很可能即将发射或者已经发射,舱内的指示器会进行报警此时必须立即放出诱导弹然后以大角度进行机动性躲避。
除此之外还有一个名叫导弹逼近器的装置存在,现在中国的大部分战斗机和直升机都已经安装了这个系统,主要的原理是通过探测导弹的尾焰来进行预警。安装此系统之后,能够极大的提高飞机的生存能力。
逼近传感器一般使用的是紫外线接收器,有很好的隐蔽性,而且报警成功率很高,体积方面也很小,导弹发射之后后面的尾焰会发出很强烈的紫外线,在这个阶段如果安装了紫外传感器的话,能够轻松的探测到,然后经过战机计算机系统的分析和判断之后,进行警告,更何况如今的导弹在过程中发动机几乎是全程开启的状态。
报警系统和逼近传感器同时工作的话能够极大的提高战机本身的安全性,不过这毕竟只属于辅助装置,最主要的还是看飞行员,不过如今的技术还是不太完善,被锁定的飞机大部分都会被击落。
霹雳火防务
飞机上有一种装置叫被动雷达警告系统,这种系统通过检测雷达波的方式、频率来判断是否被敌方雷达甚至导弹锁定。雷达警告系统是现代战斗机上不可或缺的一个雷达对抗设备,主要用于对敌方雷达威胁信号的告警
战斗机的雷达在巡逻中一般采用搜索模式,其雷达波对前方照射范围是最宽的,一般能达到战斗机前方各65°左右,当然像俄罗斯的苏57由于在机头雷达两侧还安装了两个小型雷达配合机翼前缘雷达,搜索范围甚至达到了接近360°,搜索模式的特点就是范围大,但是雷达波数据刷新率在10~15秒左右,搜索到目标后,就发一个敌我识别的信号过去,如未回复就开始靠近他了。
在发现目标雷达的工作模式慢慢的开始转换,基本以目标为中心,缩小搜索范围,提高雷达波频率,并开启边测距边搜索模式对目标进行跟踪,获取目标的距离和距变率。要想对敌方战斗机进行攻击时,雷达工作模式变为边跟踪边搜索,这时候雷达的扫描的范围缩小至大约只有机体前方10°左右,雷达波数据刷新率由最初的10秒以上变成1秒左右,这也就是跟踪锁定敌方战斗机了,被动雷达警告系统检测到持续的雷达波束扫描后,就向飞行员发出警告了!
战斗机被敌方雷达扫描时,被动雷达警告系统会接收到周围环境不同的电磁信号,就会发出扫描警报,当被敌方锁定后,接收到电磁波频率持续的大幅度上升,雷达告警系统就会发出锁定警告!当导弹发射后,对方雷达的跳频会固定在一个频段,主动制导导弹会有自己的雷达信号,此时雷达告警系统就会告知敌方导弹来袭,并且根据雷达波的方向提示导弹的方位。
目前世界上最先进的雷达告警系统应该是美国的F35, F-35配备的告警系统是全周天光电传感加全周天雷达,只要有导弹发射,20公里外就能确定导弹型号、速度、方位,得到最全面的预警。但是这个系统还是有缺陷,多雷达进行照射时只能检测一个,还有 就是一些反制措施也会使其束手无策,比如F-22所使用的APG-77雷达就采用了低频信号组的方式,让自身的雷达波隐藏在环境电磁波里,使对方的被动雷达告警失效,达到完全隐身攻击的目的。
另外如果是导弹采用红外引导的话,雷达告警系统显然是检测不了的!