現在新聞裏經常可以看到美國偵察機靠近我國領空抵近偵察,我國戰鬥機起飛進行攔截的新聞。爲什麼美國有隱身戰鬥機,不派隱身戰鬥機過來,躲開我國雷達探測,不就可以輕鬆偵察到想要的信息了嗎?其實在多年之前,美國F-22戰鬥機也是我國領空附近常客之一,直到有一年,它在山東外海450公里附近,被我國JY-26米波三座標雷達發現並跟蹤,還繪製出了飛行路徑。這使得美國空軍非常緊張,害怕進一步暴露F-22戰鬥機的隱身特性而失去優勢。從此以後,F-22再也不敢輕易靠近我國領空進行試探和偵察了。

F-22是目前世界上最先進的隱身戰鬥機,具備出色的隱身性能,雷達反射面積非常小,僅0.01平方米。常規雷達在一定距離上雖然可以接受到它微弱的回波,但是會被雷達自身當作雜波過濾掉,從而實現隱身。

隱身戰鬥機的隱身指的是對雷達的低可探測性,目前世界上所有的隱身戰鬥機實現隱身都是通過兩個設計思路實現的,F-22也不例外。

第一個思路是將傳播到機身上的雷達波反射到其他方向,導致雷達接收機接受不到其反射雷達波,從而無法獲取信息,實現隱身。要實現這一特性,隱身戰鬥機都採用了特殊的氣動外形設計,儘可能得去掉外部的複雜形狀,越簡潔隱身性能越好。因此隱身戰鬥機不再像第三代戰鬥機一樣,機翼下方外掛武器和副油箱,而是將機翼設計的非常平滑,擴大內油箱容積,武器全部藏到機身內部。

第二個設計思路則是吸收雷達波。在隱身飛機表面塗上一層特殊的吸收雷達波的材料,讓雷達發射出來的雷達波無法返回。

要實現對雷達波的吸收,需要在隱身戰鬥機表面塗一層昂貴的吸波材料。這一層材料價格極貴,且技術含量極高,目前世界上已經掌握的國家只有中美。俄羅斯的蘇-57雖然也具備一定的低可探測性,但從公開資料看,並沒有使用吸波塗料,應該是還沒研製成功。

這兩個設計思路配合,在理想狀態下雷達波一部分被反射走了,沒有反射到其他方向的一部分則被吸收了,隱身戰鬥機應該對雷達實現100%隱身。但現實中理想狀態是不存在的,隱身戰鬥機的隱身也不可能做到100%。

首先是隱身氣動外形的設計需要兼顧飛行性能和機動性。雖然設計師絞盡腦汁想設計出一套完美的隱身氣動外形,但現實非常殘酷,戰鬥機的飛行性能和機動性不能丟。這使得隱身氣動外形設計不能一味追求隱身而放棄機動性和飛行性能,只能在二者之間進行平衡。其次則是戰鬥機在飛行過程中有6個自由度,時時刻刻的飛行姿態都是不一樣的。在改變飛行姿態時,其控制舵面也在活動。不可能做到處於各個姿態時都具備最佳隱身性能,所以工程師只能避重就輕。隱身戰鬥機在平飛時雷達反射面積最小,當其飛行姿態發生改變時,雷達位置不變,其反射面積也會改變,並做不到100%隱身。

另一方面,吸波塗料也做不到100%吸收雷達波,性能再先進的吸波塗料也會有雷達波反射回去,這就和鏡子根本無法做到100%光反射一樣。而且隱身氣動外形和吸波塗料只對一定波段範圍內的雷達波吸收效果好,對超過範圍的雷達波,基本沒有作用。以F-22和F-35爲例,其隱身主要針對精度高,靈敏性好的毫米波雷達和分米波雷達設計。米波雷達的雷達波對吸波塗料和隱身氣動外形都不敏感,所以米波雷達就成了探測隱身戰鬥機的最佳選擇。

然而,米波雷達存在三個硬傷。

第一,低仰角盲區大,在低於一定角度時,會發生鏡面反射。

第二,無法測量目標高度。

第三,覆蓋空域不連續。

這三個缺陷使得米波雷達精度較低,且不能給出目標三座標參數,因而導致米波雷達無法實現對目標的跟蹤和鎖定。其實美國和俄羅斯也都知道米波雷達對於隱身飛機探測的作用,也都進行過相關研究,但最終都以失敗告終。但我國卻做到了對米波雷達的升級改進,研製出了世界第一臺機動式反隱身米波三座標雷達。

▲這是我國的JY-27米波反隱身雷達,這款雷達與常規米波雷達最大的區別在於,利用地形匹配超分辨技術克服了傳統米波雷達無法提供精確探測目標高度的缺陷。更採用了採用單相位中心路徑與地形匹配超分辨測高技術相配合的,克服了米波雷達無法連續覆蓋的缺點。使得JY-27雷達成爲了目前世界上性能最爲出色的機動式米波三座標雷達。而且具備了出色的反隱身能力,能夠對F-22和F-35進行發現,跟蹤和鎖定。

▲上圖爲中電科14所雷達總師吳劍旗在高校演講時放出的一張圖,內容爲我國JY-26反隱身雷達在山東地區探測到了450公里以外的F-22戰鬥機,併成功實現對其跟蹤,甚至繪製出了其飛行路線。除此之外,JY-27在委內瑞拉也曾發現過美國的F-35戰鬥機,在中東甚至對其成功進行鎖定。也就是說JY-27已經具備了對隱身戰鬥機的發現和跟蹤能力,只要它繼續靠近,便能夠實現鎖定。我們的反隱身雷達再一次走到世界前列,F-22的隱身神話被打破,再也不敢輕易靠近挑釁。這一切,都離不開吳劍旗總師和他的團隊的付出,離不開無數軍工人的貢獻。

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