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国产航母用的雷达已凌驾万人之上,只落后给一土豪

(2017-04-25 11:30:51)
分类: 军事动态
近日,中国第一艘国产航母“山东”号越来越多的细节出现在网上。

山东号航母新颖的相控阵雷达总体布局,证明了中国海军舰载雷达又取得了新的突破!这一发展,让山东号,乃至其它中国新型主力战舰,获得了接近美军、超越西欧海军强国的战场探测能力

图:摄影 LONGSHI

雷达是现代航空母舰极为关键性的作战技术装备,山东号航母同样需要最为先进的舰载雷达,中国军工人不但做到了,而且可以自豪的说:

中国第一艘国产航母的主雷达,已经达到了彻底超越西欧海军强国,与美军技术水平极为接近的世界顶尖技术高度。

在高强度的现代海空对抗之中,航空母舰不仅要依靠舰载机作为自己的远程“耳目”,本身携带的雷达也起到至关重要的作用。这一雷达除了要为航母与舰队指挥人员提供一部分的海空战场态势感知能力之外,也是航空母舰战斗群对空、对海进攻与防御的重要探测设备,还是支持舰载机正常运转的关键工具。

由于反舰导弹等武器的威胁越来越大,特别是反舰弹道导弹、即能俯冲攻击也能掠海攻击飞航式反舰导弹构成的多方向、多高度饱和攻击方式的出现,令相关雷达在近距防空反导弹拦截的搜索、制导任务更为显得生死攸关。

中国海军为了对付这些全新的威胁,采取了与美国海军类似的办法:大量装备使用全新的相控阵体制舰载防空雷达系统,包括给最新航母配备相关雷达。同时中国先行装备了有源相控阵雷达,配合能够覆盖反弹道导弹到掠海飞航反舰导弹的新型舰空导弹系统,同时拦截来袭的多样化目标。中美“神盾”系统,都能够通过单一的相控阵雷达,替代过去舰艇上需要三四台雷达才能完成的多高度多方向搜索、跟踪、目标指示和末端照射功能,解决了多台雷达之间需要十几秒甚至几十秒才能协调交接目标信息的大难题,在短于一秒的时间内即可在多目标作战情况下实现上述功能之间的切换,令航空母舰的防御反应时间显著缩短。相控阵体制在自适应波形处理、自适应波束形成方面的优点,令其有突出的抗干扰能力。

图:美军最新SPY-3相控阵雷达示意图

山东号航母仍在紧张建造当中,因此主雷达尚未安装。但可以根据基座大小、布局等信息,预计山东号可能使用346A有源相控阵舰载雷达。该雷达系列从1990年开始研制,据称在2001年开始与中国最为核心的舰空导弹武器系统——海红旗9导弹武器系统开始配套测试,历经多次反饱和攻击试验而获得定型成功的佳绩。2003年052C导弹驱逐舰首舰“兰州”号成为第一个配备346雷达的战舰。至此中国成为世界第三个拥有“神盾”级别舰空作战系统的的国家,而且起点就是有源相控阵。

我国第一艘航母辽宁号,虽然是一艘自行改造的俄罗斯航母,但通过装备中国自行研制的相控阵雷达,去掉了累赘、不可靠、落后的俄罗斯“空中哨兵”相控阵对空搜索雷达,以及“顶板” B三坐标对海对空雷达。“空中哨兵”雷达是苏联最为重要的相控阵舰载雷达,它具备类似美军“宙斯盾”SPY-1雷达系统的功能,包括搜索、识别、跟踪和制导主要舰空导弹攻击目标的能力。例如在辽宁号的前身“瓦良格”号上,这一雷达可以为自身携带的SA-N-9中近程舰空导弹提供中段指令制导。不过这两种雷达的水平可以说早已过时,因此我军为辽宁号选用了更为出色的本国雷达系统。

传说中山东号航母即将使用的346A雷达,是346的发展型,采用更为方正、平整的外观设计,据称主要原因是通过冷却系统升级,取消了346雷达上鼓起的气冷外罩设计 —— 这也是346与346A最大的外观区别。研制企业中国电科在宣传资料中表示346A雷达远优于346,在有效距离、通道、精度、电子战能力等方面,超越了美国主力的“宙斯盾”系统AN/SPY-1D雷达。一大原因是,中国相关雷达采用了有源相控阵技术,这要比“宙斯盾”无源相控阵技术更为先进 —— 必须承认,“有源”不等于一切,雷达的具体实战表现还受到很多其它因素影响,包括了算法、整体可靠性等等,但至少这说明了中国自己的“神盾”起点之高,连老美都吓了一跳。



关于山东号即将使用的有源相控阵雷达,也有推测将使用真正的双波段相控阵雷达,但这仅仅是一个推测。这一技术是美军研制宙斯盾,乃至宙斯盾之前的“台风”雷达系统就已经曾经想要实现的目标,实现一台舰载雷达基本满足舰艇所有需求的宏伟目标。但这一构想的技术难度很大,美军从起步到实现真实战斗力花了几十年时间。双波段相控阵雷达,可以赋予战舰更为全面、灵活、精确的雷达探测能力,因为它不仅能够做好远程搜索,也能够做好精确跟踪制导的工作,兼有满足两种需求的技术基础,而又能够解决两者之间的技术矛盾。

但是即便是技术上走在最前排的美国海军,也在双波段雷达上磕磕绊绊,最大的问题来自于可靠性,以及成本压力。最精锐的美军DDG1000驱逐舰,就不得不放弃了“完美”的双波段能力,干脆用一台降级的雷达替代了部分功能,顺带把相关的能力推迟到了伯克III型驱逐舰项目里,也就是至少还要好几年才会首次出现在美军主力防空驱逐舰之中。因为山东号还在建造之中,我们无法确认山东号是否真的会使用进一步改进的相控阵雷达,这还有待更多信息的证实。

但是可以肯定,中国相关的有源相控阵舰载雷达,已经超越了西欧传统海军强国的水平。

西欧传统海军强国也已经迈入了使用相控阵舰载雷达的时代,最新建造的若干主力战舰,例如法国戴高乐级航母、英国伊丽莎白级航母与45型驱逐舰,以及最新的若干护卫舰,都使用了相控阵雷达作为最主要的探测与火控手段。其中标志性的设备,当然是具备相控阵天线的全相扫三坐标对空搜索舰载雷达。

但是一看细节,西欧这些产品,与中美“神盾”相比较就出现明显的短板了:

例如法国戴高乐级航母的DRBJ-11B对空搜索雷达,和上述两种英国战舰使用的Sampson雷达,都不是使用多个固定天线的相控阵雷达。DRBJ-11B雷达采用单个圆形相控阵天线,需要不断旋转来覆盖所有角度,旋转速率15周/分钟。这一雷达实际上并不能用于高强度的舰空导弹拦截作战,因为它的信息更新率过低。

在英国方面,原本计划考虑欧洲设计的一种出色舰载相控阵舰载雷达——EMPAR雷达。它有着非常独特的八阵面天线设计,某种程度上缓解了中美“神盾”四阵面带来的每一阵面过度庞大、易于超重的问题。但最终英国为两种主力战舰配备了单面天线的Sampson雷达,这一雷达采用了两个背对背阵面,通过两秒一周的旋转实现全方位覆盖,同时通过波束控制可以营造出特定波束摆脱机械旋转干扰、“凝视”一个目标区域的效果。但这种方法依然无法赶上固定多阵面相控阵天线的优越性,所以还是不如中美“神盾”。不过Sampson等雷达有着重量轻、体积小、可布置到舰艇最高点、对舰艇总体布局影响小等优点,最重要的是成本和技术难度低,因此相关国家海军从本国实际情况出发,选择了这样的雷达。





法国地平线级驱逐舰的“阿拉贝尔”相控阵雷达,也采用了单面天线设计,它转速一秒一周,也能控制16枚“紫菀 ”15导弹同时攻击10个目标。但在实战中当敌方发动高强度的饱和攻击时,它与中美“神盾”的区别会导致漏过目标的可能性显著增大。

必须承认,美军最新的福特号航母的AN/SPY-3有源相控阵舰载雷达,依然代表了世界舰艇雷达的最高水平。AN/SPY-3使用新的I/J波段,使用约两万个收发组件构成天线阵列。这一雷达还大量采用砷化镓固态收发组件,出色的降低了重量。



但不难看出,山东号航母将使用的最新雷达,体制上已经与AN/SPY-3雷达无异,差距在日益缩小!

此外,中国山东号航母、辽宁号航母,或者美军福特号航母,即便装备了最先进的相控阵雷达,也还需要日常航行以及备份使用的搜索雷达、航空管制引导雷达、导航雷达等等辅助性的雷达设备。山东号目前也还没有装上这些雷达,同样是我们可以关注的要点。

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