现在新闻里经常可以看到美国侦察机靠近我国领空抵近侦察,我国战斗机起飞进行拦截的新闻。为什么美国有隐身战斗机,不派隐身战斗机过来,躲开我国雷达探测,不就可以轻松侦察到想要的信息了吗?其实在多年之前,美国F-22战斗机也是我国领空附近常客之一,直到有一年,它在山东外海450公里附近,被我国JY-26米波三坐标雷达发现并跟踪,还绘制出了飞行路径。这使得美国空军非常紧张,害怕进一步暴露F-22战斗机的隐身特性而失去优势。从此以后,F-22再也不敢轻易靠近我国领空进行试探和侦察了。

F-22是目前世界上最先进的隐身战斗机,具备出色的隐身性能,雷达反射面积非常小,仅0.01平方米。常规雷达在一定距离上虽然可以接受到它微弱的回波,但是会被雷达自身当作杂波过滤掉,从而实现隐身。

隐身战斗机的隐身指的是对雷达的低可探测性,目前世界上所有的隐身战斗机实现隐身都是通过两个设计思路实现的,F-22也不例外。

第一个思路是将传播到机身上的雷达波反射到其他方向,导致雷达接收机接受不到其反射雷达波,从而无法获取信息,实现隐身。要实现这一特性,隐身战斗机都采用了特殊的气动外形设计,尽可能得去掉外部的复杂形状,越简洁隐身性能越好。因此隐身战斗机不再像第三代战斗机一样,机翼下方外挂武器和副油箱,而是将机翼设计的非常平滑,扩大内油箱容积,武器全部藏到机身内部。

第二个设计思路则是吸收雷达波。在隐身飞机表面涂上一层特殊的吸收雷达波的材料,让雷达发射出来的雷达波无法返回。

要实现对雷达波的吸收,需要在隐身战斗机表面涂一层昂贵的吸波材料。这一层材料价格极贵,且技术含量极高,目前世界上已经掌握的国家只有中美。俄罗斯的苏-57虽然也具备一定的低可探测性,但从公开资料看,并没有使用吸波涂料,应该是还没研制成功。

这两个设计思路配合,在理想状态下雷达波一部分被反射走了,没有反射到其他方向的一部分则被吸收了,隐身战斗机应该对雷达实现100%隐身。但现实中理想状态是不存在的,隐身战斗机的隐身也不可能做到100%。

首先是隐身气动外形的设计需要兼顾飞行性能和机动性。虽然设计师绞尽脑汁想设计出一套完美的隐身气动外形,但现实非常残酷,战斗机的飞行性能和机动性不能丢。这使得隐身气动外形设计不能一味追求隐身而放弃机动性和飞行性能,只能在二者之间进行平衡。其次则是战斗机在飞行过程中有6个自由度,时时刻刻的飞行姿态都是不一样的。在改变飞行姿态时,其控制舵面也在活动。不可能做到处于各个姿态时都具备最佳隐身性能,所以工程师只能避重就轻。隐身战斗机在平飞时雷达反射面积最小,当其飞行姿态发生改变时,雷达位置不变,其反射面积也会改变,并做不到100%隐身。

另一方面,吸波涂料也做不到100%吸收雷达波,性能再先进的吸波涂料也会有雷达波反射回去,这就和镜子根本无法做到100%光反射一样。而且隐身气动外形和吸波涂料只对一定波段范围内的雷达波吸收效果好,对超过范围的雷达波,基本没有作用。以F-22和F-35为例,其隐身主要针对精度高,灵敏性好的毫米波雷达和分米波雷达设计。米波雷达的雷达波对吸波涂料和隐身气动外形都不敏感,所以米波雷达就成了探测隐身战斗机的最佳选择。

然而,米波雷达存在三个硬伤。

第一,低仰角盲区大,在低于一定角度时,会发生镜面反射。

第二,无法测量目标高度。

第三,覆盖空域不连续。

这三个缺陷使得米波雷达精度较低,且不能给出目标三坐标参数,因而导致米波雷达无法实现对目标的跟踪和锁定。其实美国和俄罗斯也都知道米波雷达对于隐身飞机探测的作用,也都进行过相关研究,但最终都以失败告终。但我国却做到了对米波雷达的升级改进,研制出了世界第一台机动式反隐身米波三坐标雷达。

▲这是我国的JY-27米波反隐身雷达,这款雷达与常规米波雷达最大的区别在于,利用地形匹配超分辨技术克服了传统米波雷达无法提供精确探测目标高度的缺陷。更采用了采用单相位中心路径与地形匹配超分辨测高技术相配合的,克服了米波雷达无法连续覆盖的缺点。使得JY-27雷达成为了目前世界上性能最为出色的机动式米波三坐标雷达。而且具备了出色的反隐身能力,能够对F-22和F-35进行发现,跟踪和锁定。

▲上图为中电科14所雷达总师吴剑旗在高校演讲时放出的一张图,内容为我国JY-26反隐身雷达在山东地区探测到了450公里以外的F-22战斗机,并成功实现对其跟踪,甚至绘制出了其飞行路线。除此之外,JY-27在委内瑞拉也曾发现过美国的F-35战斗机,在中东甚至对其成功进行锁定。也就是说JY-27已经具备了对隐身战斗机的发现和跟踪能力,只要它继续靠近,便能够实现锁定。我们的反隐身雷达再一次走到世界前列,F-22的隐身神话被打破,再也不敢轻易靠近挑衅。这一切,都离不开吴剑旗总师和他的团队的付出,离不开无数军工人的贡献。

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