北京中科白癜风刘云涛 http://www.csjkc.com/yydt/m/513.html
AESA雷达系统现在已经达到技术与工艺成熟阶段。AESA等同于将几百、上千雷达组合到一个平台上，通过电扫描装置控制雷达波束的方向，用大量低功率小模块构成大型高功率、高增益雷达平台。AESA雷达的功耗低，信号衰减少，功率利用率远比平板缝隙雷达高，虽然雷达天线系统的单位面积重量大，但AESA雷达天线系统的高效率优势，可以使同样探测距离的天线阵面小于平板缝隙天线（或带平板缝隙阵面的相控阵）以缓解天线重量的不利影响，或相近面积阵面相对更大的有效搜索距离。机扫天线在旋转扫描过程中的天线轴线与波束方向相同，雷达天线口径和目标搜索距离比较稳定，但天线罩必须提供天线旋转的空间，这就使战斗机的雷达罩在尖锐的机头之后，必须拥有内部可容纳球体（天线全向旋转范围）空间的后段罩体。雷达罩中段的纵向外形将由圆滑的曲面构成，雷达天线则处于天线罩近中段的位置，天线罩内表面要在天线旋转的全向留出必要的距离，这就使机扫雷达的天线罩内部显得很空，长度又很大。AESA采用电扫描方式的扫描夹角受技术限制，高效扫描范围大都不超过轴线两侧60度，虽然没有机扫天线轴向面积不变的优点，但也足够满足战斗机雷达的正常使用要求。同时，电扫AESA雷达天线不需要旋转，也就不需要机扫天线的后端机械驱动系统，雷达罩内也不需要为天线全向挥舞留出空间，能够大幅度降低对雷达天线罩的空间要求。全新设计的隐身战斗机的雷达罩尺寸明显小于三代同类机型，不仅雷达罩的截面积要小，轴向长度也只有类似常规机型的3/5，雷达罩的体积更是降低了约60%，但雷达天线可用面积不仅没有减少，某些型号的天线规格甚至还要有所增加。按照目前已经公开的图片资料看，歼-20的机头直径和截面尺寸与苏-27相近，但歼-20雷达采用倾斜的固定天线阵面，雷达天线正向可用面积还要大于苏-27的雷达，使本身就有信号效率高优势的AESA天线，又能得到大口径阵面的的性能强化，而歼-20相对于苏-27较短的机身长度，也几乎全部来源于雷达罩缩短所取得的收益。相控阵雷达和机扫雷达的空间关系，在同时代的“阵风”和“台风”上表现的最为明显。“阵风”设计中考虑到在航空母舰上使用的要求，必须提高飞行员前下方的目视条件，但鸭式布局低速飞行必然的大迎角姿态，与飞行员视野要求之间存在明显的矛盾，单纯提高驾驶舱高度不仅效果不明显，对飞机的气动影响也比较大。“阵风”服役初期采用RBE2型PESA电扫相控阵雷达，固定的天线紧贴着机头金属段，驾驶舱前到雷达罩之间还设有大型光电探头，但从驾驶舱前到机头的雷达罩尖端呈近尖锥形的外形，却给飞行员提供了相当不错的目视条件。“台风”的雷达采用了传统的平板缝隙天线，也具备这类雷达典型的筒段接锥体的雷达罩外形，雷达天线罩的结构空间更加丰满，截面和长度均远大于“阵风”。“阵风”的机头直径虽然远比“台风”小，但雷达罩内部空间的利用率却更高，RBE2雷达相控阵天线直径达到了约0.53米。“台风”雷达天线罩直径虽然远远大于“阵风”，但ECR90雷达的天线直径却只有0.75米，不仅限制了飞行员的前下视角，增装的光电装置也只能设置在驾驶舱侧面。AESA电扫描消除了机械旋转的球形空间，理论上可以使雷达天线外框与天线罩内层直接接触，理论上能更好的利用机头的雷达舱空间，如苏34和米格-31的PESA天线面积就接近整个机头截面。米格-35SK的“甲虫”AE的AESA雷达搜索距离与机扫“甲虫”M相当（均为千米），但配备AESA雷达的米格-35样机的天线位置更靠近机头。米格-35的AESA雷达天线虽然不比机扫描天线小多少，但天线位置的机体最大截面积却降低近40%，只是因为原始机体设计和配平的限制，使米格-35SK的机头布局无法随着雷达天线改变而升级，在AESA雷达天线后方用金属外壳替代了原天线罩非金属后段。美国的F-15/16和F/A-18都开始换装AESA天线，但这些天线同样也只能利用原有天线罩，换装雷达天线后的天线罩内留出了相当大的空余空间，机体的长度、重量和阻力并没有受到AESA雷达系统优化的支持。“台风”在计划改装AESA雷达天线时，为了能够更好的利用天线罩的空间，将电扫天线安装到了旋转天线平台上，构成了与俄罗斯苏-35S“雪豹”相似的机-电混合扫描雷达系统，虽然付出了比较大的雷达天线重量代价，但用机扫天线有效填补了电扫天线大倾角性能衰减的弱点，并最大限度的利用了原有雷达罩的空间条件。相控阵雷达天线的重量远超过平板缝隙天线，即使算上机扫驱动系统的重量，T/R单元集中的AESA重量指标仍然很大，尤其是T/R单元重量比常规雷达主机更靠近机头，杠杆作用对飞机的重心位置影响很难消除。新机如果在设计时就考虑到P/AESA雷达设置的问题，可以通过全机重量调整的方式保证重心位置。现役战斗机如果用AESA天线替换平板缝隙天线，天线重量增加的问题根本绕不过去，或者学米格-35S那样缩小天线口径，要不就只能像F-15C换装APG-63(V)2那样，在机尾位置填加配平雷达的平衡配重。如果可以利用生产新机的有利条件，采取类似FC-1和歼-10B那种用轻重量DSI进气道替代原有进气道，并在尾翼部分增加设备舱段的方法，也能通过结构重量的调整缓解雷达系统的重量影响，付出的重量代价和重心问题可以由设备调整有效改善。当然，最彻底的方法自然是通过技术进步的手段，利用技术和材料进步减轻AESA天线系统的重量，使AESA雷达的重量尽可能少的增加，减少（但不可消除）雷达天线更换对飞机平台重心位置的影响。隐身战斗机在现代空战中的战术价值根据现代战斗机技术与战斗力的对比情况综合评价，隐身战斗机与常规战斗机之间的战斗力差距，已经大到了依靠技术改进难以弥补的程度。根据现有战斗机的技术条件分析，二代战斗机的后期改进型，及利用三代机系统和武器改造的二代机，虽然综合战斗力还无法与同类型三代战斗机相比，但应用技术和飞机平台差异并不明显，也不存在可以认为是本质上的战斗力差距。事实上，改装新型雷达和导弹武器的“幻影”F1、F-4“鬼怪”Ⅱ和歼-8Ⅱ这类典型的二代战斗机，在与三代机的对抗中多次出现胜局，对抗缺乏改进的早期三代机时甚至有反杀的效果。但是，隐身战斗机的低信号特征具备空前的战术先进性，这是常规战斗机依靠技术改进所无法弥补的，通过为三代战斗机改装AESA雷达，高性能光电/红外观察/警戒装置，以及适应隐身机系统的高敏度的电子告警/对抗系统，只能是在有限范围缩小单向打击的劣势，却无法真正抹平战斗力差距，甚至难以效压缩隐身战斗机的战斗力优势。事实上，隐身战斗机的单机成本和维护投入虽然高，但综合战斗力的绝对优势却可以降低作战投入规模，尤其是在进攻性作战中隐身性能优势更为明显。海湾战争中美国空军在伊拉克战区维持24架F-15C的“鹰墙”，如果换成F-22A则可以减少约1/3的数量，利用F-22迎头主动杀伤和超音速巡航优势，单机可覆盖的作战范围能够扩大近2倍。进攻作战中隐身战斗机可以用来突破敌人的节点，依靠隐身性能的隐蔽性优势，利用敌方大型特种飞机的辐射信号为信息源，还能在基本不实施主动信号辐射的状态下高速突防。采用L/S波段警戒雷达的大型预警机，对RCS值0.1的隐身目标的有效搜索距离则只有近千米，结合背景主动干扰隐蔽时还会再缩短20～40%。隐身战斗机如果可以突破到预警机千米距离才被发现，以M1.5的超音速接近的攻击战斗机，进入中距弹迎头有效攻击范围所需要的时间，根本不够预警机的护航战斗机做出有效反应。隐身战斗机如果依靠突袭打掉对方的预警机，将使敌方失去机动雷达警戒能力，不仅明显削弱敌方航空兵的有效战斗力，还能保证攻击机更有效的袭击敌方地面节点。隐身战斗机攻击节点的高效率，可以用有限数量的飞机控制住战场优势，由点到面的摧毁敌方作战体系的完整性和有效性，为后续常规攻击机打开安全的突防通道，常规飞机则完全不具备这种突破节点的战斗力优势。“沉默”的三代改进型战斗机隐身已经成为现代战斗机技术发展的重点，即使不是全面隐身的四代战斗机，也多多少少的要有强化低信号特征的技术措施，毕竟自身低信号不仅可以增强隐蔽性，也可以使电子对抗的效果得到更好的发挥。常规战斗机可以采用涂料和局部修形措施隐身，但外挂武器系统的RCS贡献却很难消除，弹舱作为现阶段航空隐身的基本措施，是常规战斗机隐身强化设计的重点，也是最大的难点。美国在上世纪80年代开始广泛应用航空隐身技术，不仅在F-这类型号上应用全面隐身措施，还在B-1B改进设计中引入隐身手段，将战略轰炸机的迎头RCS降低到米级标准。航空隐身技术逐步成熟牵引了成本的降低，更多的型号可以应用隐身技术措施进行改进，技术积累雄厚的美国航空工业体系，在开发F-22和F-35这类高性能隐身机的同时，利用机体较大，动力充裕，空间较充足的F-15和F/A-18为平台，先后提出了采用保形油箱、外挂吊舱改装为武器舱的“沉默”方案，意图消除外挂导弹武器对飞机隐身性能的影响，以低成本高隐身性能作为重点和卖点，在争取改进现役飞机的同时，重视出口市场的应用。美国航空企业改装的三代战斗机“沉默”改型技术不错，贴合隐身战斗机热潮的技术平台，在理论上可以获得比较大的市场空间。但是，美国在将F-35全面投入出口市场后，半吊子的“沉默”隐身战斗机改进方案，就陷入了当初F-20A面对F-16A时的窘境，高不成，低不就的“沉默”隐身机很难获得市场的认同，能直接获得隐身机的美国军方对“沉默”方案更是不屑一顾，毕竟隐身化的三代机也只是三代机，依然远不是四代机的对手。很多战斗机的“沉默”方案的提出，都是为了强化飞机隐身的效果，虽然无法与真正的隐身战斗机相比，但也有条件将迎头RCS降低到1M2以下，尽可能兼容三代和四代战斗机的性能优势，成为成本和维护要求均较低的“准”隐身战斗机。第三代战斗机的“沉默”化技术改进，大都伴随着AESA雷达和先进航电的更新，一方面是技术协调发展的现实需要，一方面也是为了在隐身战斗机出口受限时，争夺国际战斗机市场的技术措施。俄罗斯和中国目前都开发了自己的隐身战斗机，也在现役战斗机的改进中应用低RCS改进措施，但以改动最明显的歼-10B作为标准去衡量，现有型号的隐身设计还没达到美国“沉默”改型的标准，外挂武器的存在直接限制了低信号改进的效果。第三代战斗机无论采用什么样的技术进行改进，应用再多的隐身外形和涂料，常规气动设计始终会限制飞机的低信号特征，外挂武器更是会彻底破坏飞机的RCS控制效果。现有三代和三代半战斗机的低信号改进方案，无论是F-15SE还是“沉默大黄蜂”，即使部分应用弹舱消除外挂武器，机体的低信号特征仍然无法达到满意的标准。按照现有公开资料和模拟测试的结果，保形外挂的三代“沉默”改进方案，迎头RCS勉强能够缩减到0.4～0.7M2的标准，且飞机外形缺乏集中反射的设计特征，强反射源数量和周向作用角范围远远的超过真正的隐身机，也难以应用航线规划方式实现隐身突防，但技术改进所需要的成本投入极高，隐身措施对飞机动力性能的压力也很大。

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