中国反隐身技术新突破!让美战机全套隐身手段失效,还可锁定B-21

张勋评社会 2023-05-04 13:57:01

日前,央视报道了一种叫做YLC-2E型S波段的多功能雷达,此雷达在第十届世界雷达博览会首次公开亮相,据称发射功率强大,可让隐身飞机的全套隐身手段通通失效。同时,这种雷达的监测频段波长短、频率高,探测精度也不是普通雷达能够比肩。

YLC-2E型多功能雷达是中国电科14所自主研发的先进雷达,代表了我国反隐身技术的新成果。除了这种雷达,我国还有多种技术路径能破除隐身飞机的隐身能力,从不同角度形成了对隐身目标的探测能力。

YLC-2E型多功能雷达:如何实现反隐身?

隐身战机、隐身轰炸机以及隐身无人机并不是真能在视觉上隐身,而是通过喷涂特殊的吸波材料和优化的外形设计,在吸收雷达波的同时让入射波向各个方向散射,减少地面雷达侦测到反射波的概率。换句话说,现代军用飞机的隐身能力就是躲避雷达监测的能力。

随着隐身技术的发展,中高空的隐身飞机越来越注重结构隐身和材料隐身,使用内置的武器弹仓、新型RAM雷达吸收材料等隐身设计,其雷达散射截面(RCS,数值越大,隐身能力就越差)比常规目标低两个数量级以上,比如:F-16战机的RCS值为4.0㎡,B-2的散射截面约为0.05~0.75㎡,F-35降至0.005㎡左右,这就导致地面雷达的有效探测距离缩短至18%~31%,预警时间随之减少,以至于无法及时拦截来袭目标。

我国推出的YLC- 2E型雷达是从能量反隐身的角度探测隐身飞机。飞机隐身的原理是尽量减少反射的雷达回波,但如果加大地面雷达发射的能量,机身反射的雷达回波也会相应增加,从而提升到可被地面雷达识别的程度。因此,只要发射功率足够强大,传统的隐身飞机就会暴露在雷达的监测视野中。

我国很多远程警戒雷达和预警雷达的发射功率都能达到数百千瓦乃至兆瓦的量级,我国第一代预警雷达7010的峰值发射功率就高达10000kw,平均功率为200kw。但一味加大雷达的功率不仅会消耗电量、增大雷达的尺寸,还会影响雷达的机动性。YLC- 2E型雷达在此方面做出了突破,即使用先进的第三代半导体材料实现极高的能量应用效率,再加上精密算法的应用,可精准识别隐身目标的雷达回波。

第三代半导体材料是指禁带宽度不低于2.3eV的半导体材料,以碳化硅、氮化镓、氧化锌等化合物为代表,这种材料具有高电子饱和速率、高击穿电场、耐腐蚀、抗辐射等优点,适用于高温、高频等极端环境,被广泛应用于高功率器件领域。直到第三代半导体材料普及,采用能量反隐身的雷达才真正取得颠覆性突破。

在先进材料的基础上,YLC- 2E型雷达优化了阵面规模,采用积木化设计,有效延长了探测距离,还使得天线阵面更加轻薄,部署的灵活性、机动性更高,兼顾弹道导弹等目标的预警探测,生存能力更强。该雷达还重视与AI技术的深度融合,能以最优化的调度探测隐身目标,还能识别干扰信号并采取抗干扰策略,反隐身能力相当出众。

除了能量反隐身,我国还有多种技术路径可破除隐身能力

针对隐身技术的特点,我国研发出了米波雷达、双多基地雷达、无源雷达等多种技术路径,实现了不同角度的反隐身能力。

米波雷达的反隐身原理是频段反隐身,吸波涂料大多只针对1~20GHz的电磁波,无法做到所有的频段都隐身,而米波雷达的工作频率为30~300MHz,难以被吸波涂料吸收。因此,米波雷达在频段上具有反隐身的先天优势,尤其是当目标和雷达波长处于同一量级时,目标特征尺寸正落入谐振区,外形隐身的实际效果显著下降。

现阶段,米波雷达是最直接、最高效的反隐身雷达类型,与微波雷达相比,米波雷达的雷达孔径面积扩大100倍,综合得益更高。但传统的米波雷达也有弊端,即不能准确测高,测量精度差,低仰角盲区大,阵地适应性差,架高远区观测不连续等等。

针对这些弊端,中国电科38所在世界雷达博览会上展出了最新的JY-27A米波反隐身雷达,克服了上述缺点,在米波频段上实现了微波频段的探测精度,同时保留了米波雷达的反隐身优点。这种新型雷达体积虽大,但使用成本相当低,寿命长,深受国际客户好评。

JY-27A米波反隐身雷达

第二种技术路径是双多基地雷达,也就是将发射机、接收机分别置于较远的两个或多个位置上,通常是一个发射站搭配多个接收站,雷达可以是地基、空基或者天基平台。这种布局的优势是接收机处于静默状态,安全性高;一个接收站可使用所有发射站的发射能量,因此还具有功率上的优势。

双多基地雷达为什么能起到反隐身的效果?因为隐身飞机并不是全方位的隐身,主要在机身正前方、水平正负45度、垂直正负30度的范围内散射雷达。因此,在不同空间位置上布设雷达,就能充分利用隐身飞机向各个方向散射的雷达波探测并定位信号来源。

第三种技术路径是被动探测雷达。前文提到的雷达都是主动发射雷达波并探测反射信号,但中国电科29所最新展示的DWL001A非协同探测定位设备则完全相反,是从被动探测的角度实现了反隐身的作用。

DWL001A

这种雷达属于无源雷达,本身不发射电磁波,而是利用广播、电视信号等辐射源作为探测依据。当隐形飞机在空中经过时,机身也会散射调频广播信号,无源雷达便实时接收反射信号并根据直达波和散射波(目标回波)的波程差、到达角和多普勒频移等信息确定目标的二维和三维坐标,最终锁定隐身飞机的位置。

这种雷达的缺点是只能探测和定位空中的隐身飞机,无法引导导弹攻击,但相应的优点也很突出:只利用外辐射源探测,不容易被敌方侦查到,生存能力强大;在该频段上,隐身飞机的反射截面值较大,因此无源雷达还具有频域反隐身的能力。

中国反隐身雷达:可探测到B-21隐身轰炸机

据我国科学家介绍,只要隐身飞行器做不到全频段都隐身,我国的反隐身雷达就可以将其探测到,这其中就包括美国最先进的B-21隐形轰炸机。

另有资料显示,早在2013年,我国就利用米波雷达探测到了450km外的F-22隐身战机,这说明我国对隐形战机、隐形轰炸机都有很好的发现能力。

在珠海航展上,我国还公开展示了名为YLC-8E的反隐身雷达,这是我国另一款具有革命性的雷达,被视为美国F-35和F-22战机的重大挑战。印媒《欧亚时报》将其描述为“中国雷达网络的骨干”,并称YLC-8E可凭借强大的功率输出和尖端的信息处理技术探测到世界最先进的隐形飞机,还能远距离探测其他类型的目标,关键参数明显优于国外。

综合来看,中国的反隐身技术已位于世界前列,除了既有技术路径,我国科学家还在红外热寻雷达、量子雷达和激光雷达等路径上取得了新的技术进步,进一步提高了反隐身能力。

反隐身技术的进步对我国具有重要的意义,先进的雷达被部署在重要前线,为解放军提高态势感知能力、守卫国土提供了技术基础。例如:我国在南海岛屿渚碧岛上部署了先进的合成孔径雷达,可迅速确定空中目标的距离、方位角、仰角和速度,华阳礁上也部署有高频雷达,据报道可探测到3000km外的隐形飞机。

随着颠覆性雷达的更新部署,我国在南海、台海将具备更强的预警能力,届时,外国隐身军机再来频繁骚扰,解放军就能迅速机动,让一切外机为其挑衅付出应有的成本。

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