近日,2023年度国家科学技术奖提名工作结束。据公开的信息,备受关注的国家最高科学技术奖已知有13位专家被提名。其中,自然不少了国防工业界的泰斗级专家,中国机载火控雷达的开拓者贲德院士也位列其中。
据报道,今年是中国机载火控雷达事业创立45周年,贲德院士在这个时间点获得提名尤其值得关注。众所周知,近年来中国服役了歼-20、歼-10C等大批先进战机,这些战机都配备了基于贲德院士研究成果、代表世界最前沿的机载有源相控阵火控雷达,可以直接改写空战走向。今天,我们的就来回顾一下中国“战鹰之眼”的发展之路。
△歼-20采用了我国最先进的机载有源雷达,相信同样的雷达罩背后是快速迭代升级的最新成果
喝“断头酒”、立军令状,造雷达上世纪70年代,以F-15、F-16为代表的第四代战机陆续首飞并服役,现代空战的走向也由此发生根本性改变。这些战机具备上视和下视超视距作战能力,可以引导导弹攻击数十公里外的目标。当中的关键就在于战机拥有了“千里眼”——机载脉冲多普勒火控雷达。
△F-15等四代机战机的标志性技术是机头的机载脉冲多普勒雷达技术,它实现了下视下射的,是超视距作战的根基
机载火控雷达被誉为“战鹰之眼”,它是战机实现超视距能力的物质基础,直接影响着现代空战结果,乃至制空权争夺。机载火控雷达设备不大,却具有着战略意义。
众所周知,上世纪70年代,我国的国防工业基础相对薄弱。然而,当敏锐地察觉到空中作战模式正发生根本性变革时,高层展现出了前瞻性的视野,并迅速决策我们也要着手研制机载多普勒火控雷达,以适应未来战场的需要。
1979年,国家将机载多普勒火控雷达的研制任务交予中国电科14所,中国的机载火控雷达事业由此开启!
△贲德院士的工作照
研制工作由贲德院士主持,贲德由此成为我国机载多普勒雷达领域的开拓者和学科带头人。值得注意的是,接手机载雷达研制项目时,贲德院士刚刚从深山中一处神秘基地归来,当时的他刚刚参与完我国首部大型相控阵预警雷达7010的研制。7010雷达有8层楼高,面积有2个篮球场大,转眼间,贲德院士的“战场”从“巨无霸”天线阵面转向了战斗机鼻子里的0.1立方米。
在0.1立方米的背后,贲德和团队面对的是我国在这个领域的完全空白。雷达研制过程中,贲德曾前往北京向刘华清上将汇报工作。据贲德院士回忆,汇报后众人共同进餐,刘华清端起酒杯说,“咱们今天喝‘断头酒’,雷达搞不出来杀头”。这句话虽然略带玩笑之意,但在贲德和同事看来却极具分量。
面对巨大的技术挑战,贲德带领团队向国家立下军令状,从零开始摸索。机载火控雷达研制的巨大挑战在于,一般的机载雷达没有下视功能,主要原因是下视的地杂波非常强,而且飞机高速飞行时,不同方向杂波的多普勒频率相差非常大,极容易掩盖低空飞行的目标信号,令高空作战的战斗机难以监测。
△国外曾准备给歼-8II装备F-16的航电,但对机载脉冲多普勒雷达等关键技术却是严防死守,只愿意教如何使用
80年代中期,我国曾与外方达成协议,由外方为我国空军歼击机有偿加装机载多普勒雷达。但对方对雷达技术实行超乎寻常的封锁。不仅安装雷达的过程要隔墙进行,有关使用该雷达的“应知应会”,也“缩水”成了如何按按钮。面对外方的层层壁垒,立下军令状的贲德和团队誓言 “一定要争口气!”据报道,从基础理论、基础算法开始,贲德和团队研究了上百个课题,搞清了脉冲多普勒的原理,提出了适合我国国情的研制思路,进行了机载脉冲多普勒雷达的整机设计。
在雷达进行飞行试验时,贲德虽已50多岁,却依然抢着登机上天。当时的测试条件并不好,试验平台是一架已接近报废、颠簸不堪的飞机。一上飞机就连着3-4个小时地盯紧机子,有时为了测试精度,一天要登机两次。随着登机测试任务一天天加重,贲德的身体也出现了乏力、心慌、胸闷、发热等不适症状,那段时间,他的体重迅速从123斤,降到了108斤。
1989年,贲德带领团队突破封锁,国产机载多普勒火控雷达研制成功!
△我国首型机载脉冲多普勒体制火控雷达在歼-8II战机上列装
被玩出了“花”的机载有源雷达贲德带队研制的机载脉冲多普勒火控雷达荣获国家科技进步一等奖,奠定了我国国防机载雷达领域自主研制的基础,受到高层的高度评价。时任领导人用“争气机”称呼这部雷达,这是可以说是对以贲德院士为代表的中国雷达人的最高评价。基于贲德院士研制的机载脉冲多普勒火控雷达成果,中国电科14所陆续为歼-8II、歼-10A、歼-11B、歼-15等战机安上“千里眼”。与此同时,14所也紧追机载火控雷达技术最前沿,短时间内实现了新体制机载火控雷达技术的一次又一次飞跃,歼-10B、歼-10C、歼-20陆续装备上无源/有源相控阵火控雷达。
△歼-10C(上图)和歼-10B外形差异不大,但火控雷达从无源迈向有源,从装备时间节点来看,这一技术的历史性跨越也宣告我军战机雷达开启了有源时代
对于外界而言,战斗机装备的雷达可能只是型号的差别。但需要注意的是,机载脉冲多普勒火控雷达技术的突破、成熟应用,到无源相控阵雷达,再到前沿有源相控阵雷达的大规模列装,是在极短的时间内完成的,相比其它任何一个军事强国都要快得多。
中国在机载火控雷达领域所取得的最新成果,从数年前的珠海航展也能够一见端倪。2016年珠海航展上,由14所研制的国产机载有源相控阵雷达KLJ-7A首次对外公开亮相,这代表了该领域雷达技术的国际先进水平。
△14所推出的“三面阵”(下)、“机相扫”(上)“广角”机载有源雷达,虽然没开盖,轻薄程度肉眼可见,这背后应该是基于先进的电子元器件、封装技术
如果说KLJ-7A的形态略显“常规”,那么到了2018年珠海航展,机载有源相控阵雷达已经被14所玩出了“花”。本届航展上,14所立足未来战场环境推出机载有源相控阵火控雷达“广角”解决方案,包含“三面阵”、“机相扫”等不同技术形态,为现代战机突破传统视野局限提供了多种选择。至此,美国、欧洲、俄罗斯在机载有源领域的“技术特色”被我国全部收入囊中,这背后既是我国“市场”的旺盛需求,更是技术能力达到一定阶段后的“自由发挥”。
毫无疑问,目前中国的机载火控雷达技术已经迈入世界先进行列,这为我国的空中力量夺取制空权打下了坚实基础,而这一切成绩的获得离不开贲德院士等老一辈军工人的付出。