08.30 “蘑菇頭”和“一根筋”誰更好?談談預警機雷達的門道

“蘑菇頭”和“一根筋”誰更好?談談預警機雷達的門道

遍觀世界各國的主流預警機,其機載雷達無非兩種構型,一個是圓盤雷達,一個是平衡木雷達,有人分別將它們形象地稱之為“蘑菇頭”和“一根筋”,那麼,這兩種雷達構型到底誰更好呢?

圓盤雷達先於平衡木雷達誕生

早期預警機的雷達,是機械掃描雷達,要完成對全空域的掃描,需要天線進行360度旋轉,為此,雷達天線被設計為長條形,並讓其在中空的圓盤形整流罩內,以圓心為軸心進行水平周向旋轉,此時,雷達天線的長度基本上等同於圓盤的最大直徑,由此保證了雷達天線的孔徑最大化。

需要說明的是,天線旋轉的同時圓盤也要旋轉,這是因為,為了保護雷達天線,需要用天線罩罩住雷達天線,天線透波罩就是圓盤的一部分;在天線旋轉時,圓盤需要同步旋轉,這樣,天線波束需要穿越的這一部分透波罩體始終是固定的,只需要把這一部分罩體的透波性能做好就可以了,否則,如果圓盤不動,天線罩/圓盤轉動,那麼就需要把所有方向的圓盤罩體透波性能都要做好,這樣工程實現上比較困難。

“蘑菇頭”和“一根筋”誰更好?談談預警機雷達的門道

瑞典薩博公司的S100B預警機

相控陣雷達催生預警機平衡木雷達的問世

20世紀90年代以後,隨著相控陣技術的出現和成熟,人們發現,預警機的雷達完全可以改弦更張,有不一樣的樣子。因為相控陣天線波束位置的變化完全依靠電子計算機進行控制,無需旋轉天線,波束指向的切換沒有機械慣性,可以省卻伺服系統,而且可以在計算機的控制下,天線覆蓋空域的掃描速度可變。

也就是說,同樣還是長條形的天線,但因為採用相控陣技術,無需旋轉,那麼幹脆就直接給其加上“修長”的整流罩,架在飛機背部,平衡木雷達的預警機就由此誕生了,其中開風氣之先的就是瑞典薩博公司的“愛立眼”預警機。

“蘑菇頭”和“一根筋”誰更好?談談預警機雷達的門道

中國空警-500預警機

兩種構型雷達各有優缺點,不能簡單說誰更好或誰會取代誰

應該說,兩種構型的預警機雷達各有優缺點。

在飛機上加裝“圓盤”改裝為預警機,會對飛機氣動性能帶來較大不利影響,阻力增加較多,達到原阻力的23~30%,此外,航向穩定性也受到明顯影響,“圓盤”大致降低60%。但優點是雷達沒有盲區,過去以機械掃描雷達為主,可以通過旋轉進行全方位掃描,現在採用相控陣技術,可以在圓盤內以最大等邊三角形關係放三面相控陣雷達,固定不動的情況下就能實現全方位掃描。

“平衡木”天線罩是細長型,兩側分別佈置兩塊天線,由於一塊相控陣天線只能覆蓋側面120度,這樣,機頭機尾各有60度盲區,無疑,這是其最大的缺點,但這個缺點裡面其實也蘊含著突出的優點,一個是對飛機氣動阻力很小,二是“平衡木”充分利用頭尾的尺寸可以把長度做得很大,例如,美國大型預警機E-3,最大起飛重量為150噸,圓盤天線罩直徑才9.1米,而薩博-340“愛裡眼”的“平衡木”長度在18噸的飛機上就能做到9米,這樣的小飛機上換成9米直徑的圓盤是不可能的。

由此可知,我們不能簡單說它們之間誰更好,或者誰會取代誰,實際上就看用戶怎麼取捨,比如,大飛機+圓盤雷達的組合,飛機大,天線大,可以全空域掃描,沒有死角,這適合國土面積大,作戰任務重,有實力、有財力的國家;小飛機+平衡木的組合,小飛機,天線大但有盲區,這就很適合國土面積小,國家實力小,財力有限的,作戰任務也不太重的國家。所以,就預警機今後的發展來說,無論圓盤雷達的預警機,還是平衡木雷達預警機,都會進一步得到持續的發展,畢竟各國的國情千差萬別,所謂蘿蔔青菜,各有所愛,就是這個道理。


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