相控阵雷达(AN/APG-81雷达系统),现代雷达的主流

相控阵雷达(AN/APG-81雷达系统),现代雷达的主流目前全球最先进的战斗机无非就是F-22A、F-35、歼-20、苏-57这几款隐身战机,具有雷达隐形、超音速巡航、超机动、超信息优势的4S优势。

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目前全球最先进的战斗机无非就是F-22A、F-35、歼-20、苏-57这几款隐身战机,具有雷达隐形、超音速巡航、超机动、超信息优势的4S优势。不过“机无完机”,上述这几款战机受到时代局限性、研发经费、技术实力、作战需求、定位等条件的影响,都有各个的缺点难处,也有各自的优点和耀眼之处。如果我们要造一架最强战机,首先要秒杀的就是这样的重型五代机,抛弃其缺点,吸收其优点。

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那么,如果什么都不考虑,要制造出一架现代最强的战斗机,最佳手段自然是把上述战机结合起来,制造出一款博采众长的新战机。在全球现有的这几款最先进的战斗机都不甚完美的情况下,把这些战斗机的优点融合起来,把缺点全部改掉,最终制造出来的新战机显然是很值得期待的。来看看这几款战斗机都能为新战机贡献出什么“优点长处”!

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F-22A隐身战机能够贡献的优点其实并不多,相对于现有的隐身战机来说,F-22A存在着机体较小导致航程太短、内置弹舱尺寸有限等问题。F-22的进气道设计已经落后、航电系统也已相对落后,缺乏头盔瞄准具、光电跟踪系统等先进航电,日常维护保养也很复杂。不过,这也并非说F-22A没有可取之处的,F-22A是所有隐身战机中唯一实现隐身、超巡、超机动等能力高度完美统一的战机,而且它的后部机身的隐身设计也非常出色,这些都是值得新战斗机借鉴使用的。

AN/APG-81雷达系统,这种雷达的天线是由多个辐射单元排列而成。相控阵这个概念不是什么新鲜的东西,在上世纪60年代就有人预言,将来所有的雷达都是相控阵雷达,但直到现在也没有实现。

相控阵技术采用波束相扫代替了传统的机械扫描,具有扫描速度快,波束可任意捷变、多波束等特点。但是波束在扫描范围较大时,恶化比较厉害,同时对天线单元的排布也有一定的限制,否则在扫描过程中会出现栅瓣影响雷达性能。

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相控阵雷达分为无源相控阵雷达和有源相控阵雷达。

无源相控阵雷达只有一个大功率发射机,通过功率分配网络、移相网络将功率分配到各个发射天线单元。通过计算机控制改变相移,从而改变波束的指向角度θ。

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无源相控阵雷达由于只有一个发射机,因此一旦发射机故障,雷达将无法正常工作。而且在功率分配以及移相控制过程中,在链路上的功率损耗较大,雷达的效率和可靠性较差。

有源相控阵雷达,也叫有源电子扫描阵列雷达,每个辐射单元都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能自己放大和接收电磁波,每个通道都是用中小功率的发射器件,整个雷达的效率较高,部分通道的损坏不会影响雷达的整体性能,雷达的可靠性较高。同时便于对雷达的辐射功率进行控制。

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比较典型的有F-22飞机上AN/APG-77、F-35上的AN/APG-81以及AN/TPY-2雷达。

F-22飞机上AN/APG-77多功能雷达是一种有源相控阵雷达。雷达由2000个低功率X波段收发组件构成,每一个辐射单元的发射机和接收机是分置的,具有高的灵活性、低RCS和宽带宽。每个收发组件可产生10W的射频功率,采用的是砷化镓(GaAs)技术。

据报道,AN/APG-77多功能雷达具有SAR和ISAR模式。SAR模式分辨力可以达到3m,ISAR模式分辨率可达0.3m。

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F-35上的AN/APG-81多功能火控雷达借鉴了AN/APG-77多功能雷达的技术,雷达的AESA天线由1200各单元组成,X频段。

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AN/TPY-2是导弹防御(BMDS)中重要的组成部分,雷达由4辆机动单元组成:雷达天线单元、电子设备单元、冷却散热单元和主供电单元。

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天线阵列由25344个X波段收发组件组成,天线孔径为9.2平米。该雷达可由C-17运输机转运,作为前沿部署或末端模式。

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F-35隐身战机能够贡献什么呢?F-35在传统战斗机能力领域可能帮不上什么忙,它没有侧弹舱,超巡、超机动能力有比较勉强。但是其最大优势就是航电系统非常先进,它的先进玻璃座舱、光电跟踪系统(EOTS)、光电分布式孔径系统(EODAS)、AN/APG-81雷达系统、HMDS头盔显示器系统、任务计算机系统、战机故障预测系统、战机健康管理系统等都是非常非常出色的。此外它的很多子系统,例如F-135发动机、新型隐身涂料等这些都是新战机可以照搬照抄的。所以,新研制的这款战斗机就需要采用两台推力超过190千牛的大推力涡扇发动机,并且具备带有隐身能力的轴向矢量喷口功能。具备网络云作战能力也是必须的,可以指挥无人机进行协同作战。

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歼-20可以贡献什么呢?歼-20拥有着所有隐身战斗机中最大最长的机体,这些对于一款隐身战机来说都是不可多得的优点。在气动设计上,歼-20可以贡献的东西有很多,它的不对称性DSI进气道、大容量弹舱,巧妙的开闭式侧弹舱、全动鸭翼、全动垂尾、大边条均很有特色,歼-20的超级大航程,也值得新战机采用。

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至于俄罗斯的苏-57战机,该机没有特别值得称道的地方,能够做出的贡献恐怕不多。看来看去,最多是它的117S(AL-41F1-S)或者是“产品30”两款发动机的三元矢量喷口技术比较出色,值得参考借鉴。它的那门威力巨大的30毫米口径GSh-30-1航炮也比较具有特色,也可以采用。其他的都可以扔了,对于一架拍扁的苏-27来说,能够借鉴的独特优势技术真心不多。

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经过博采众长,分别吸收采用F-22A、F-35、歼-20、苏-57这四款隐身战机身上的亮点后,新战机有望实现所有设计领域上的最佳统一,基本不存在退步妥协的地方,它将毫无疑问地成为人类历史上最先进的战机。当然,除非是外星人入侵,否则根本不可能出现中美俄三国合作研发新战机这种奇观了。

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