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本帖最后由 晨枫 于 2025-8-29 11:10 编辑
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空警-2000是中国预警机的里程碑,其意义是怎么强调都不过分的。空警-2000采用三面阵主动相控阵雷达,对正前、左侧后、右侧后保持360度全向全时凝视,这是世界上独有的。7 W% f" I* q" b; D. B2 e. u
! v2 }4 I' k& N8 M主动相控阵雷达的波束敏捷,凝视模式下洞察秋毫,空情掌握能力无出其右。配合先进数字处理和指挥控制技术,可以全面、精确控制空中战情。
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空警-2000的数量较少,有说法一共只造了4架。这里面有成本高昂的原因,也有伊尔-76机体数量缺乏的原因。空军在理论上可以拿出更多的伊尔-76来改装预警机,但空运力量就更加不足了。
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空警-200是平衡木设计,以成本较低、数量充足的运-8为基础,但性能相对受到局限。空警500采用小三面阵,结合技术进步,在不小程度上补足了空警-2000数量太少的问题,在技术性能上也足够接近,成为中国空军的主力预警机,在台海前线发挥了尤其大的作用。但是中国还是不满足,推出了运-20为基础的空警-3000。0 [. o) y% [- ]8 [7 W
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运-20一出现,人们对其期望就包括改装预警机,但首先填补运输机短板更加急迫。现在运-20产能上来了,运油-20出来了,空警-3000自然水到渠成了。5 h% I# T. t3 Q' U
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更大的机体、更大的起飞重量能搭载更大的雷达天线罩,这是自然的。比空警-500更高的升限意味着更大的地平线距离,这也是大大的优点。但从三面阵改回双面阵,还是机械旋转的双面阵,这出乎人们的意料。但这不是退步,是螺旋形上升。6 D9 Z# S; N" Q
4 E0 L% |, Y/ i( Q. N6 Z% L$ H雷达天线尺寸为王。在同样的技术条件下,天线越大,灵敏度和分辨率越高,副瓣越小,这是物理规律决定的,再先进的数字技术也只能锦上添花,而不能倒转乾坤。3 M# B' [ i$ [5 Y/ r7 ?: R
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空警-3000的天线罩可能比空警-2000更大,但增加的尺度还是有限的。这不是简单的尺寸和重量问题,还有阻力问题。在几何上,内接等边三角形每边的边长为半径乘以3的平方根。换句话说,可以用足直径全长的双面阵在长度上就有2/1.7321=1.155倍的优势,15.5%的天线尺度增加是很有诱惑力的。
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双面阵也比三面阵轻,功耗相应降低,简单粗暴地以线性长度推算,双面阵的重量和功耗都只有三面阵的77%。
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' V) I2 P$ E1 r" m& w当然,缺点是不再保持全向凝视能力。8 X# O# W1 F$ F3 N
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实际上,三面阵的全向凝视能力不是没有问题的。相控阵雷达的阵面是固定的,依靠波束的电子转向来扫视,视角一般不超过120度。换句话说,三面阵的“结合部”实际上“视力”较弱,形同缺口。在实用中,“操场跑道”式的椭圆形飞行路线经常在变,死区不时得到覆盖,问题不大,但总是一个短板。战舰上多用四面阵,只有“星座”级这样的“便宜货”采用三面阵,是一样的道理。不过“福特”级航母也用三面阵,就很令人无语了。
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改成双面阵后,只能对前后阵面各自面对的120度范围保持凝视,两侧各留下60度的缺口,需要机械回转,才能覆盖360度。这点机械复杂性算不了什么,关键是性能。
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全时全向凝视对于近距离目标很重要,对于远距离目标没那么重要。预警机的主要任务恰好是保持对远距离空情的观察和掌控,因为机械回转不碍事。但是凡事总有一个但是,空战不是想保持在远方就能保持在远方的,另外360度里,会有部分方向是监控重点,其他方向不必与最高威胁方向争抢资源。, R8 G9 x& P- U
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主动相控阵雷达可以分出很多波束,每个波束可以独立控制,这对分清主次十分有用,在凝视场景里大显神威。天线阵转动起来,依然可以通过波束的同步转动对目标保持观察,直到超过最大偏转角,这时就要等下一个阵面的波束进入工作角度了。如果转速够快,这样的间隙很小。波束扫描间隙期间根据目标上一时刻的速度、高度、加速度、升降率可以推算,等到下一次波束扫描的时候再更新,不碍事。在威胁方向集中、威胁程度很高的时候,也可以用变速转动,延长对高威胁方向的观察窗口,缩短对低威胁方向的监控窗口,依然保持主次有别。
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高度数字化的主动相控阵雷达不再需要像早期机械扫描雷达一样,对所有方向均匀分配扫描时间,变速转动更加提高灵活性,因此双面阵的两侧死角不是太大的问题,三面阵的死角反而更加不容易及时覆盖。
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( a& z( U, H$ j5 b/ P) j# V也就是说,空警-3000的双面阵不是从空警-2000的三面阵的退步,而是迂回的进步。! P( c; Q' S p3 D* d p" M
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更加宽大的机体提供了更大的指挥控制中心的空间。预警机不只是把雷达站搬到天上,是把指挥所也搬到天上了。观察与指挥紧密结合永远是最好的,再发达的数据链也永远有通信滞后和受到干扰的问题。在预警机上就地处理威胁信息、然后发出的控制指令与下传雷达的原始数据相比,通信要求极大降低,信道通畅和抗干扰能力天然就好。8 ] H, c6 a+ |# _6 f$ s/ ?6 A
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现在有用低轨道预警卫星星座取代预警机的想法。在理论上,这可以保持对全球的凝视式监控。在实际上,这样不分主次的全时全域凝视很浪费。更大的问题在于预警卫星不可能成为指挥控制中心,星上数据处理能力也有限,高度依赖星际和星地数据链注定带来体系的脆弱性。部分预警卫星在关键时刻故障或者战损的影响很大,补射卫星可没有那么快。预警卫星在高烈度战争中的生存力和可靠性挑战还难以解决。 g$ ]$ D( _: I' E6 d1 ^' I
; q" D" d; X0 O5 `/ u( r美国空军的E-7预警机现在还在不上不下的当中,中国空警-3000上线了。世界上曾经还有英国、以色列、俄罗斯、瑞典的预警机技术,现在貌似只剩中美了。 |
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