美預言無法研製隱身數據鏈:中國公開一成果! 簡介:美國曾經預言中國無法研製隱身數據鏈,不過中國已經突破相關技術,可以為殲-20提供完整的作戰能力
美國人曾經預言中國無法研製隱身數據鏈,現在被打臉
殲-20試飛的時候,美國人就曾經預言,中國無法解決隱身戰鬥機的數據鏈問題,可惜近期中國相關單位公開已經完成機載雷射數據通信系統的試飛,公開打臉。
美國人在研製F-22戰鬥機數據鏈的時候遇到了較大的技術問題,經過多次努力,仍舊沒有從根本性上解決問題,以至於美國人已經放棄在F-22上面用一種數據鏈來解決通訊問題,所以美國人才會想當然的認為中國人無法解決殲-20的數據鏈問題。
F-22的數據鏈曾經讓美國人深感頭疼
對於第四代戰鬥機來說,隱身性能是第一要求,因此除了外形隱身之外,無線電隱身也是非常重要,由於戰鬥機是在三維空間劇烈機動,機體對通信有遮擋,傳統戰鬥機數據鏈採用了全向天線以解決這個問題,但是付出的代價就是無線電信號容易泄露,對方可以根據無線電信號來確定戰機的位置,對於三代及以前戰鬥機來說,這個缺點無足輕重,但是對於第四代戰鬥機來說,這個缺點就無法接受,所以第四代隱身戰鬥機的數據鏈難度要大於早期的數據鏈,難點在於它既要提高數據鏈的通信速率,又要提高通信的保密性,也就是抗截獲性能。
F-22戰機間數據鏈配備的天線
不過解決這兩個問題都可以通過提高系統工作頻率來解決,我們知道無線電工作頻率越高,通信速率就越高,我們熟悉的LINK-16工作在L波段,它通信速率大約只有數百K/秒,這個速度可以支持指揮層次的聯合作戰,但是無法傳遞一些大容量的圖像,如視頻和圖像,也無法支持火控級的聯合作戰,因此美國海軍協同交戰系統-CEC採用的是C波段數據鏈,以提高信息傳遞能力。F-22則採用了戰機間數據鏈,根據相關資料,它工作在毫米波頻率,頻率更高,傳遞速率顯然也就更高,另外工作頻率高,波長較小,有利於採用窄波束定向天線,以提高天線方向的指向性,實現定向發射,增強通信系統的保密、抗干擾和抗議截獲能力。由於波長較小,採用較小的天線就可以獲得較大的增益,可以降低系統的尺寸、體積和重量,對於戰鬥機來說是非常寶貴的。
美國至今也沒有解決F-22與其他作戰飛機的聯通問題,需要藉助禽爪吊艙中轉
F-35有用MADL數據鏈
隱身數據鏈及其聯通是是共認的難.題 不過採用較高的工作頻率也會產生一些問題,首先波長越小,大氣傳播信號強度減少越快,加上較高的頻率不容易獲得大功率的器件,對於通信距離有影響,另外就是天線製造和對準方面的問題也令人頭疼,因為波束狹窄,加上載體劇烈運動,波束對準比較困難,難以實現全向通信,但是現代空戰又要求戰鬥機能夠在憑藉狀態條件下進行戰術數據交換,這樣就對天線的研製、跟蹤算法等提出了更高要求,例如採用開關陣列天線來改變波束方向、採用多部天線來實現全向的覆蓋等等。 正是因為隱身飛機戰機間數據鏈難度非常大,所以美國人才會預言,中國無法解決隱身飛機的數據鏈,不過國產機載雷射通信系統的出現,直接對美國人打臉,這是因為雷射通信與無線電通信相比,它的指向性更強,保密性更好,通信速度更高,相應的光束對準的難度也就更大, 即使美國也只是在2011年才完成飛機對飛機雷射鏈路通信試 驗,通信速率2.5G/秒,通信距離130公里左右,從相關資料來看,此次國產機載雷射通信系統與美國的試驗水平相當,標誌著中國在機載通信系統方面取得了一個重大的突破。
中國突破隱身數據鏈技術,賦予殲-20完整的作戰能力
這樣也意味著中國在機載通信系統的天線跟蹤、算法等方面取得了明顯的進步,而這些是戰機間數據鏈的關鍵技術之一,從珠海航展公開的資料來看,中國已經研製成功高速KU波段數據鏈,如相關單位研製的KU波段高速數據鏈通信速率已經達到300M/秒,這個速率已經超過了F-22的戰機間數據鏈,可以支持容量更大的信息傳遞,這表明中國新一代戰術數據鏈已經研製成功,完全可以為殲-20這樣的隱身戰鬥機配套,從而讓殲-20具備完整的作戰能力。
憑藉先進的戰機間數據鏈,殲-20可以在空中形成更加緊密的聯合網絡作戰系統,編隊之間可以進行火控級的數據交換,編隊長機可以查看其他飛機的狀態、武器掛載和油料等信息,這樣有利於進行更加精確的戰術決策,讓編隊可以作到緊密一體,協同交戰,從而為奪取空戰勝利打下堅實的基礎。
很多人不相信殲20雷達領先F22:看完這圖才知道中國有多低調 機載火控雷達與戰鬥機的作戰效率有著直接關係,機載火控雷達(Airborne Firecontrol Radar),是用來搜索、截獲和跟蹤空中目標,提供武器瞄準、射擊和制導所需數據的機載雷達。機載火控雷達是載機實施火力攻擊的眼睛和嚮導,它的可靠性的高低,決定著該飛機的戰鬥能力,對取得空戰的勝利至關重要。要提高產品的可靠性。戰鬥機機載雷達技術的進步正在擴大攻擊機的作戰優勢並擴展系統新的用途。
中國科協主辦的《科學中國人》網刊文介紹中電科集團首席科學家林幼權,文中提及他領導了我國第一台X波段有源相控陣機載火控雷達的研製工作,該雷達在2009年獲國防科技進步一等獎,2010年獲國家科技進步二等獎。軍事裝備專家分析稱,這種雷達設計水平與美國F-22戰機上的AN/APG-77雷達相當。
上世紀60年代前蘇*聯的MIG-25戰鬥機,火控雷達在地面開機,可以在800米內烤焦一隻鳥。由此有網友做出了現目前世界各國戰機火控雷達地面開機所產生的影響,殲-20可在1800米烤焦一頭豬,當然這也有點誇張,但是足以見得中國在火控雷達技術上下了很多功夫。
(殲-20火控雷達與殲-10有著明顯區別,而新殲-10B很有可能早已承擔相應實驗工作)
值得注意的是,中國科學雜誌所稱的「X波段機載有源相控陣雷達」是國際上目前最領先的機載火控雷達,目前只有美國、日本和歐洲部分國家在戰鬥機上採用。
F-22的AN/APG-77雷達是1個用於探測目標的有源相控陣系統。它通過集中式數據處理系統與其他傳感器和航空電子設備一起工作。處理器控制天線發射和接收波束的圖形,以及處理接收的雷達數據。 APG-77雷達的技術基礎是超可靠雷達(URR)計劃和空軍的有源相位陣列雷達試驗。超可靠雷達的獨特的特點是德克薩斯儀表公司的固態相控陣(SSPA)天線。每個輻射元件的獨立發射和接收是這種系統設計中的創新之處,並確保提高了靈活性、小的雷達反射截面積和寬的頻帶。
很多人不相信殲20雷達領先F22:看完這圖才知道中國有多低調
再看美國最新F-35聯合戰機,採用的是AN/APG-81火控雷達,該雷達有多種工作模式,可支持空-空、空-海、空-地作戰,以及電子戰。該雷達還可為飛行員提供精確的全天候目標捕獲功能和先進的空-地目標提示功能。其多種工作模式決定了它能夠進行全方位搜索,並將成為飛行員用來搜尋機載目標的基本工具。
軍事評論員符義鵬指出,中國與美國在火控雷達技術上近幾年的發展正在縮小,你在十年前說美國是最先進的那是毋庸置疑,但是十年後的今天中國殲-20戰機即將服役的這個節骨眼上,我們之所以敢把最機密的火控雷達技術公布出來,雖然還未具體說明型號但是中國有信心讓殲-20進行帶彈飛行或者是接近實戰的實驗,就表明中國在戰機最重要的火控雷達技術上走了相當長的一段時間,並且發展出成效。
比F-22雷達先進並不是很稀奇的事情
(中國火控雷達技術大部分是在殲-10上試驗)
F-22戰機已經是二十多年前的產物,雖然在動力和氣動隱身設計上都還是獨樹一幟,但是在內部技術上科技水準已經發生重要變化,這也就是為什麼美國一直在計劃升級F-22戰機的原因,改變F-22單一的作戰任務形式只能從內部雷達系統或者是綜合保障上下手,再加上世界各國反隱身雷達技術越來越先進,要做到完全的100%滲透的可能幾乎不存在了,在大國博弈中F-22戰機見證了美國的輝煌,但同樣也將被新一代的F-35或者是更先進戰機所替代。
中國雷達探測技術獲突破:殲20能率先發現F22 一直以來,空戰的原則都是誰先發現對方的位置,誰就能夠占據先機,搶先發射導彈,從而擊落對方的戰機。因此在態勢感知的鬥爭上,世界各大軍事強國都是想盡辦法。美國的的頂尖科技以F-22為代表,其超級隱身能力能使得自身的電磁波反射截面積只相當於一個蚊子。
它的超級航電——APG-79更是強大的有源相控陣雷達,既保證了在更遠的距離發現目標,又保證了同時鎖定多個目標,且一旦鎖定很難脫鎖。同時,它還具有利用雷達天線發射電子干擾信號干擾對方雷達的能力,可謂是獨步全球。中國在雷達上也難以望其項背,而我國為了對抗這種「怪物」,正另闢蹊徑,研發並且實驗成功了一種目標定位的新技術,讓F-22變得不再可怕。
這項技術就叫做單站無源定位技術。無源定位眾所周知,就是利用對方電磁信號輻射定位對方的技術,以往的技術採取的往往是多站定位,兩個固定的或者有恆定規律運動無源接收站,利用電磁波接受天線的旋轉時接受到的電磁波強度先定位出電磁波輻射和自己的相對位置。
中國殲20戰機
然後利用電磁波達到兩個點的時間或者相位不同來,從兩點延伸出兩條直線,對電磁輻射源進行定位。但這個方法的弱點在於定位精度差,且無源接收站往往要求固定才能高馳高精度,兩站距離越遠,定位精度越高。
F-22的探測雷達也只有正負60°,探測距離為200多千米,往往無法滿足探測的的需求。因此人類一直想發展出一種利用單站無源定位的基石,以往的單站無源定位有其弱點,例如在飛機上的雷達警報器-RWS,只能粗略的測定目標的大致方向,而不能得出精確定位尤其是距離定位。為了解決這個問題,我國科學家殫盡竭慮,完成了這項工作。