03.04 為什麼預警機要背個大圓盤?

流星雨的私語


圖注:圓盤雷達各方面的性能是最為均衡的

因為這個大圓盤裡裝著預警機最重要的裝置——預警雷達。也不是所有的預警機都揹著大圓盤,還有揹著“棍子”(如薩博-2000、EMB-145、空警-200預警機等),或是機身兩側鼓著包(如“費爾康”)的預警機。不過,圓盤構型仍是最主流的方式。

大部分預警機之所以喜歡使用圓盤構型,主要是早期容易實現。在相控陣雷達還未研製出來時,當時的預警雷達都是多普勒體制,必須採用機械掃描方式來擴大監視範圍。這樣的話,圓盤型天線罩就是最好的選擇,因為它是中心對稱的,最容易實現360度旋轉,且不會在旋轉時產生氣動差異。

圖注:圓盤形的雷達天線罩

其次,圓盤構型的預警機性能最為均衡。與之相比,採用“平衡木”體制的預警機雖然在氣動性能角度對飛機的不利影響更小,而且可以充分利用機身頭尾的尺寸,把揹負的雷達天線長度做得很大,從而提高探測距離。但是,這種性能的提升是以犧牲覆蓋範圍為代價的,雖然機身兩側方位象限的探測能力很強,但在機頭和機尾方向卻存在一定的盲區。採用機身共形天線的以色列“費爾康”預警機也存在這方面的問題,雖然為彌補探測盲區在機頭和機尾都佈置了雷達,但受尺寸限制,探測能力仍比兩側方位弱得多,全方位覆蓋不夠均衡。

其實對於預警機來說,很多時間不一定要求你探測距離有多遠,但必須保證全方位無縫隙覆蓋,而圓盤構型的預警機,不論是採用不轉的三面天線還是旋轉的單面天線,全方位覆蓋能力都是最好的。


兵工科技


大圓盤是預警機的雷達天線罩,天線罩的設計五花八門,不是非要背個大圓盤不可。我們先來說不頂大圓盤的,如圖,以色列的費爾康是個大鼻子(包括英國“獵迷”),G550“海雕”則使用了最前衛的設計,採取了共形陣雷達天線,像貼磁磚似地在貼天線;美國與土耳其、韓國、澳大利亞裝備的頂帽;瑞典“頂板”預警機,中印都有借鑑。所以說,未來預警機發展正如以色列的共形陣,這是預警機發展方向,不影響載機平臺或儘量減小氣動外形,佈置位置更靈活。過去頂著一個大圓盤,猶似一個大蘑菇,對載機飛行性能多有影響,依美國E-3A“望樓”為例,直徑9.1米,厚1.8米,重約2噸,由此看來,不是大飛機平臺,頂這個玩意,真是不輕鬆。雷達天線設計不拘一格,以為共形陣天線才是未來方向。

動與不動。這個大圓盤的天線設計,借鑑的是昆蟲複眼,由數只或數萬只小眼組成,每隻自成體系,預警機雷達天線為了得到更好的視野,採取了轉動的方式,仍以美國E-3為例,每分鐘6圈,旋轉的機械設計十分複雜,而且要耗費大量的能量,這是脈衝多普勒雷達技術的有限吧,中國採取了有源相控陣雷達,天線可以是固定的,而且效果並不差,當然我們固定不轉的天線設計,並不是處於機械裝置複雜,搞不了,我們出口給巴基斯坦的zdk03式預警機,即採取了轉動的方式。多所比較,在使用了之後發現,還是不動得好,以後發展空警-500,也使用了不旋轉的方式。不過仍有例外,美國全新打造的艦載固定翼預警機E-2D,使用了全新的數字陣列式雷達,與我們空警-500等同,高度掃描使用電掃,方位掃描電掃與機描相結合,避免了“盲速”的出現。

未來天線什麼樣?要涉及到下代預警機的方向,正在朝“網絡化、一體化、多元化、輕型化”發展,原因是電子技術的進步,多種平臺裝備的雷達越來越先進,減弱或抵消了大型預警機的技術優勢,本身預警機伴隨作戰也是一個麻煩事,本身不具安全能力,空中作戰體系化以後,大量隱身和微型無人機出現在戰場,各種作戰態勢感知能力可即時性實現數字傳輸,使戰場更趨透明,大型預警機越來越不趕時髦,不符合作戰需求,所以未來預警機,輕型化是一大趨勢,作為空間戰場一個重要節點,以其隱微作用在前沿,正能發揮預警與偵察的作用。然這一步絕非朝夕之功,在可見的明天,預警機還將持續生存一個時期,這個時期有多漫長,就看技術發展速度了。

空警-600不是中國的名字。這是美國人為我們起的,一款艦載固定翼,會如何設計,是否如之E-2一樣的?隨著002型彈射型航母工作的展開,固定預引發人們的關注度越來越高,成飛所在珠海曾經展示一款名為“躍龍”的垂直起降無人機,方便靈活部署,大開一個腦洞的話,沒準作為預警機使用,也許是不錯的選擇。無人機大型化的趨勢越來越明顯,隨智能化的進步,二者的結合堪謂天造地設。魂舞大漠覺得吧,實現跨越式發展,超前技術設計,方得贏得未來。影響氣動設計的大圓盤式天線,會隨著電子技術的躍升,漸行漸遠,畢竟把大型雷達搬到天上已經多年,大型飛機平臺始終是一個揮之不去的夢魘,一旦被敲掉,損失的不只經濟,由此而輸掉戰爭才是軍國大事。


魂舞大漠


簡單說,預警機背上的大圓盤是其裝載的雷達天線,包括可轉動的機械掃描天線(如E-2、E-3等)和不可轉動的相控陣雷達天線(如空警2000和印度版費爾康2090等)。



此外,還有部分預警機的雷達天線其實不是圓盤,而是長條狀“平衡木”或“大鼻子”等,例如“愛立眼”和費爾康2075/2085等(關於費爾康,可以看我此前寫過的一篇頭條文章)。


為什麼預警機要把雷達帶上天呢?由於地面雷達受到地球曲度限制,對低高度目標搜索距離有限。因此,人們把整套雷達系統放置在飛機上,藉由飛行高度,擴大搜索範圍,減小地球曲率對雷達信號的影響,對較大範圍內的空中目標起到搜索、引導、指揮的作用。


深藍防務


預警機為什麼會被個大圓盤呢?難道是為了避雨?


答案:當然不是

我們會發現大多數預警機背上會背一個大圓盤,有的揹著的是一根木棍。在現在戰爭中可以說預警機是作戰時絕對的核心,一方用作預警機作戰比沒有預警機作戰的一方往往具有巨大的優勢。此外預警機還有遠程警戒,用於搜索、監視空中或海上目標等作用。

那預警機背上的圓盤到底是幹嘛用的呢?那是預警雷達的天線罩,裡面裝有監視雷達天線和敵我識別天線。預警機通過它可以像周圍發射電磁波,雷達波碰上物體會有回波,預警機通過計算這些回波引導己方飛機和導彈對敵方進行攻擊。



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預警機作為通過雷達搜索,為各個空中和地面部隊提供戰術情報的軍用飛機,其雷達自然有著過人之處。但是為什麼非要在機背上背一個大盤子呢?


首先,就是因為這個雷達太大了,以至於大到不放在機背上已經沒有別的地方可以進行安裝。一般的戰鬥機雷達並不大,孔徑最大的Mig25迴風雷達直徑也沒有超過兩米。但是,由於極高的探測距離要求,預警機雷達尺寸往往要達到五六米長。而且,在有源相控陣誕生前,雷達天線需要旋轉,這個硬性要求就直接確定了雷達要安裝在那個盤子裡。

而且,由於絕對的精度要求,雷達為了受到機體內金屬零件的干擾,尤其是讓雷達的主瓣避開機體內的金屬零件,將雷達抬升到那個高度也是迫不得已的。同時這樣做還有進一步提升預警機探測距離的功能。

當然,如果只是滿足這樣的要求,那為什麼不將雷達佈置在機腹上呢?要知道英國海軍曾經就服役過雷達在機腹上的艦載預警機的。其實原因是保護雷達。預警機作為一種非常精密的信息支援飛機,擁有相當多的電子元器件,在冷戰初始時,精密的電子元器件可是非常稀有且貴重的,而且那時大型噴氣機也沒有這麼可靠,迫降的幾率並不低。這一切都決定了雷達要處於絕對的保護中,最起碼不能因為迫降而損壞。於是雷達便被安放在了除非倒扣著著陸就能保護好的機背上。


水鏡曉先生


預警機上的雷達,有機械的(早期,)有相控陣列的


有圓的,有方的,有長的。

相控陣列早期是方陣列。不用機械轉動,但不如機械的呈像均勻無變形,

後來又向圓形相控陣掃描發展,圓形相控陣列,掃描均勻無變形。

這是美國葵花雙螺線相控陣掃描陣列。呈像均勻無死角,無旋轉件。重量更輕,效果更好。能多線雙向掃描,同時鎖定眾多目標。


星輝650


大圓盤是預警機的雷達天線!預警機的雷達天線有二種:一種是長條型,探測角度有限,一般只能達到120度角。一種是圓形,可以360度探測。同樣是圓形天線,工作原理也有不同。有種是機械旋轉,就像圓盤轉動的微波爐。還有種是電子式旋轉,就是圓形天線裡面裝幾組天線,依次輪流開機,模仿機械式均勻轉動。


瀚東科技


則是因為,預警機出現在機械掃描雷達時代,如果要做到360°全方位掃描,雷達就不能做到固定不動,必須要旋轉,這隻能在背上託個旋轉的大圓盤才能做到,雷達天線就安裝在這個旋轉的大圓盤裡面,而且雷達的機械部分的重量非常大,即使預警機停在地面,這個圓盤也得不停地轉動,否則就會卡死不能動了,當然,現在的電子掃描的雷達就不用轉動了,也不一定非要這個圓盤,可以靈活佈置。


老何157501439


那個是雷達


科學點兵


那一定是雷達……謝謝!


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