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美高梅4858mgm一型世界领先雷达将全面换装三代和三代半国产战机,助枭龙对抗印度苏30

航展再传喜讯!一型世界领先雷达将全面换装三代和三代半国产战机

     施洋:KLJ-7A雷达亮相巴黎航展

现在军迷看战斗机,关注点主要是气动外形和发动机,其实战斗机真正值钱的是航电。

  今天,第52届巴黎航展就要隆重召开了。作为当今世界航空工业的重要角色,中国厂商,尤其是军事工业厂商的参展无疑是航展最为重要的看点之一。由于巴黎与中国距离遥远,加之国产战机在公开方面相对敏感,中国展商往往会携带较小的模型或者关键子系统参展。因此很多时候,比起外行看航展上各种飞机的“热闹”,内行军迷和观察家们往往更乐于细品这些航展上的“门道”。

航电一般是指战斗机上的雷达和机上火控、飞控、发动机控制等的各种传感器,计算机和线缆等,占飞机总重量二十分之一都不到,但是采购价格却占整机的60%甚至更高。

美高梅4858mgm 1  巴黎航展

航电的另外一个特性是很容易落后,特别是现代电子技术的发展跨代技术变化极快,就像我们手里的手机,跨代速度快到你的钱包无法支撑,刚刚买的手机,不到几个月新的技术一出现,惊呼,又落后了。

 

战斗机的航电也一样。

  除了中航工业展出的各种战机模型外,中国展台上最引人注目的大概就是中国电科参展的各类雷达和电子设备。作为中国电子产品领域的前沿领跑者之一,中国电科14所展出的多款雷达设备虽然有不少已经在2016年中国珠海航展上亮相,但此次出现在巴黎,却是西方观众第一次近距离接触这些产品。这其中,又以正准备参加“枭龙Block3”等多型轻型战斗机机载雷达竞标的KLJ-7A有源相控阵机载雷达最为引人注目。

当年威风八面的F22,现在的航电水平已经远远落后于F35,F35的两套机载光电传感器系统,即光电瞄准系统(EOST)和光电分布式子L径传感器系统(EODAS),F22就没有。

美高梅4858mgm 2  2016年珠海航展上展出的KLJ-7A有源相控阵雷达

但是这套光电瞄准系统(EOST)和光电分布式子L径传感器系统(EODAS)歼20和鹘鹰歼31都有,这就是后来居上,后发优势的结果。

 

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  说起中国的机载雷达与巴黎航展,其实是有一番有趣而令人感慨的渊源:1989年6月,中国首次携实机参加巴黎航展。这不仅是中国战机首次参加巴黎航展,也是中国战机首次走出国门。当年参展的三架飞机——歼-8II歼击机、歼教-7超音速教练机和强-5M强击机都是当时中国航空工业所能制造的最先进型号。

空战中,狭义上的落后就要挨打是非常现实的,战斗机的跨代一般要十年甚至二十年以上。但是航电跨代却已经缩短到几年,甚至更短。

  其中的歼-8II歼击机刚刚在不到8个月前的1988年10月15日正式定型,配备的也是当时中国第一款具备全天候中距拦射能力的机载雷达——208火控雷达。不过由于当时中国的技术水平有限,以及霹雳-4空空导弹迟迟未能定型,当时定型的歼-8II既没有平显火控系统,也没有电子对抗系统,208雷达没有下视下射能力,无法满足现代空战的要求。因此歼-8II虽然定型最终没有量产,前往巴黎参展的歼-8II先后获得了伊拉克空军和伊朗空军的兴趣,但在外销领域最终也同样没有收获。

新一代的航电主要特征是比老一代航电“看的更远”“看的更准”“制导导弹和武器的能力更强”。

美高梅4858mgm 4  中国航空博物馆保存的歼-8II战机

新型战斗机对老式战斗机的优势主要体现在“先敌发现”“先敌发射”。

 

有种说法“只要发动机给力,一块砖头都能飞起来”,问题是飞起来或者飞的快的目的是什么呢?最后还是要归结到能够有效的击落敌机上,仍然要回到“先敌发现”“先敌发射”上,所以仍然要回到航电技术的先进与否上。

  提升歼-8II性能的关键,毫无疑问就在其机载雷达身上,因此在歼-8II尚未定型之时,中国空军就开始多管齐下改进歼-8II战机。这其中不仅有采用平显火控系统、垂直极化天线208雷达以及引进阿斯派德导弹的歼-8B,也有与美国合作,使用美国AN/APG-66脉冲多普勒雷达的“八二”工程。这其中小修小改的歼-8B并没有从根本上提升歼-8B的性能,而引进美国技术的“八二”工程则因为政治原因最终夭折。

印度目前最先进的战斗机是从俄罗斯进口的苏30MKI战斗机,

  在这之后,国内组织力量消化“八二”工程的牵头力量正是中国电科14所,而之后为歼-8C/H/F先后研制多型机载雷达的同样是中国电科14所。从这一角度说,正是中国电科14所研制的先进机载雷达,才让歼-8真正从“和平鸽”变成了具备中距拦射能力的中型战斗机。

苏-30MKI战斗机配备火控雷达是NO10M“BARS”无源相控阵雷达,这种雷达是俄罗斯第一代无源相控阵火控雷达,因此性能较为落后,它采用了复杂强制馈电技术,系统比较复杂,由于当时俄罗斯电子工业水平不足,因此雷达重量较大,根据相关资料,BARS整个系统超过600公斤,尤其让人不能接受的是雷达电子扫描角度只有40度,达不到常规雷达60度的范围,只好通过机械扫描机构来加强。

  今日参展的KLJ-7A有源相控阵雷达,正是中国电科14所在战斗机雷达领域深厚技术积累的进一步体现。有关KLJ-7A有源相控阵雷达的技术参数,中国电科14所在珠海航展上发布时已经对外宣布了。该型雷达在KLJ-7型脉冲多普勒雷达的基础上改进而来,采用了固态有源相控阵雷达技术,工作波段为X波段,具备对空搜索、多目标跟踪、空地和空海目标搜索与跟踪、高分辨SAR成像、高增益ESM、电子对抗、地形回避和气象等功能,并着重优化了与空战相关的相关功能,在对空搜索模式下,探测距离是传统雷达2倍、并可同时攻击多个目标。

2016年的珠海航展曾经爆出一个大新闻,中国为巴基斯坦研制的KLJ-7A成为航展上的明星,就是因为KLJ-7A是一款有源相控阵雷达,性能已经达到国际先进水平。

  从性能上看,该型雷达的对空模式甚至与苏-30MKI/SM/SME上使用的祖克N011M相控阵雷达相当,且在尺寸、体积等适装性指标上大大优于后者。

而时隔两年,这款KLJ-7A雷达又有了新的进步,这次进步使这款雷达达到了世界领先水平。

  根据公开的信息,中国电科14所作为包括歼-8系列,歼-10系列、歼-11系列,歼-15和新一代战机等国产先进歼击机机载雷达的供应商,在过去10多年中已经研制了多款机载相控阵雷达,在这一领域的经验可谓国内最为丰富的,尤其是新一代战机装备的雷达,是国内技术水平最高、产品性能最好的先进产品。在这一系列技术积累之上研制而来的KLJ-7A雷达不仅能够保证产品在技术和性能上的先进性,其研制风险和技术难度也被控制到了最小。

世界上还没有一款有源相控阵雷达是可以转动的,这是全球首例,受到全世界的极大关注。

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2018年的本次航展上,燕山大学赵永生教授团队参与、中国电子科技集团第十四所研发的“机载广角域火控雷达”受到国内外广泛关注,并给予高度评价。

  事实上不仅是目前部队大量装备的三代机使用了来自14所的雷达产品,歼-20上的机载相控阵雷达也是来自14所,而且可以说的目前中国最先进的战斗机机载雷达

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  不仅如此,由于中国电科14所原本就承担了为“枭龙”战斗机量产KLJ-7机载雷达的工作,在现有的雷达生产、装配线上只要进行部分修改,就能很快完成KLJ-7A的批量生产准备,这对于采购该型雷达的用户而言,是至关重要的。

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  与珠海航展时期相比,在过去的半年中KLJ-7A相控阵雷达的研制又有了新进展,目前已经开始相关的测试,并且接受用户的进一步考察。

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  据报道,KLJ-7A很可能会迎来竞争对手,与该型雷达竞争的是国内其它单位研制的风冷二维有源相控阵火控雷达。该型雷达出现后引起了外界的巨大关注,它的最大技术特点就是采用了风冷散热技术,减小雷达本身的重量甚至体积,并成功解决了“PD雷达战机原位直接换装有源相控阵雷达的难题”。对于“枭龙”这样的轻型战斗机而言,重量减轻以及对机载设备冷却要求降低的雷达,都是有着不小诱惑的选项。

“广角域火控雷达”是将机械扫描与相控阵天线相结合,拓展雷达波束的空域覆盖范围。该雷达突破传统视角局限,能让战机获得目前世界上最广的探测视野,处于国际领先水平。广角域雷达在有源相控阵雷达的背面加关节(姿态连续调整系统)实现二维的机械扫描,相当于给飞机的“眼睛”—雷达增加了“脖子”,极大地增大了扫描范围。该款广角域雷达适用于装备我国目前先进的三代及三代改进型战斗机,具有广角域搜索、跟踪目标,大侧视跟踪目标,大离轴制导导弹,正侧视先敌攻击,战机敏捷脱离,攻防兼备的特点,助力我国主力战机的生存能力和作战能力突破新高度,是现有战机升级的力量倍增器。

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参加本次珠海航展的机载广角域相控阵雷达,其姿态连续调整系统的研制有众多的技术难点。研发过程中,赵永生团队的姚建涛和周玉林教授带领项目组成员与中电十四所项目组联合攻坚克难,针对机内空间狭小、运动复杂、机电集成等技术难题,创新研发出近乎完美的广角域雷达连续调姿系统。这是赵永生团队的并联机器人技术在天线领域的又一重要应用。

  枭龙换装KLJ-7A之后就意味着在携带霹雳-12的情况下,将具备不亚于印度苏-30MKI的超视距拦射能力

1、不是“ 加个脖子”那么简单,首先必须掌握雷达天线阵面轻量化技术。

  不过在当代技术条件下,风冷有源相控阵雷达仍然存在着相当大的不确定性。一方面,在技术水平一定的前提下,风冷散热系统效率的关键在于冷空气与元器件进行热交换的速率,由于没有采用液冷的高效率散热介质,所谓“原位换装”的相控阵雷达如果没有大幅度提高散热系统的能源供给,那么其散热能力虽然有所提高,但也很难有彻底的改观。

2、在现场询问技术人员得知,(1)雷达水平扫射角增加
60°,(2)比上届展示的KLJ-7A探测距离增加到200公里。(此雷达已经用于歼-10A中期改进)

  在这样的限制下,想要将机载雷达由原本的脉冲多普勒原理改为有源相控阵原理,就只能限制雷达系统的发热量,即要么减少雷达阵面上的T/R单元数量,减小雷达天线的孔径,要么降低每个单元的功率,从而在整体上减低雷达的功率。无论是哪一种方式,都会不可避免给机载雷达的性能带来消极的影响,包括雷达探测距离的缩短、探测能力的下降、电子对抗能力的减弱等等,这一切都会给机载雷达的性能带来不利影响。