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中國六代機巨型光電視窗震驚美媒!不開雷達就能探測距離超300KM!

2024-12-31軍情

中國接連進行兩款六代機的試飛,引發全球轟動。從26日起,社交媒體上充斥著對這兩款六代機的熱議,包括對六代機的定義、飛行速度、武器系統等方面的討論。甚至有國外網友懵懂地問道,中國已有雙五代機,為什麽還要發展雙六代機呢?

當外國朋友們熱烈討論六代機時,中國卻又下水了076兩棲攻擊艦,並首次試飛了KJ-3000預警機。這兩艘艦艇的體積甚至超過了法國的航母,能夠承載高達66噸的Y-20運輸機進行改裝為預警機。外媒這時才意識到,成飛的這款六代機配備了兩個巨大的光電視窗,報道指出,如果這被認定為EOTS系統,那將是相當可怕的。此外,機頭的尺寸足夠大,甚至可以設計為雙座配置,如果裝載雷達的話,豈不是變成了一架小型預警機?

殲-36的巨型光電視窗究竟有何用途?

近期,網友們對殲-36的編號頗有爭議,其實沒有必要過多討論。因為在26日首飛的這架飛機機頭下方標有36011的編號。按照國內戰鬥機的編號慣例,36代表的是殲-XX的代號,而011則表示這是該機型的第11架,值得註意的是,這並不代表量產的數量,每架飛機都有其獨特的測試計畫。接下來,我們將以殲-36為主題進行深入探討。

在殲-36試飛視訊被上傳至社交媒體後,眾人的關註點主要集中在這架飛行器是否為六代機、其氣動設計的優勢、三台發動機的型號,以及那個超過8公尺的巨大彈艙能夠容納哪些飛彈等方面。很少有人註意到機頭兩側的那兩個淡藍色窗戶。

美國媒體TWZ對此進行了關註,報道指出這個地方似乎是一個光電視窗,這種探測技術可以顯著提升該飛行器的生存能力,而其較大的尺寸則有助於探測距離的倍增。然而,目前尚缺乏更多資訊,無法確認具體是何種傳感器。

種花家也註意到了這個「玻璃窗」,最初的反應竟然是指向駕駛艙,但顯然這架戰鬥機並不需要將駕駛艙放在側面,從這個位置開窗,而且左右對稱,確實更像是一種探測裝置。與「玻璃窗」對應的,很可能是EOTS。之前F-35和J-20將其安置在機腹部,但鑒於六代機對於遠端探測的要求,機腹下過大的尺寸會影響雷達散射截面(RCS)並增加風阻,因此將其整合在機身側面似乎更為合理。

EOTS(光電瞄準系統)是一種被動紅外探測技術,具備高度解析成像、自動跟蹤、紅外搜尋與跟蹤、雷達指示、測距及雷達點跟蹤等多種功能。該系統整合了前視紅外成像(FLIR)、紅外搜尋和跟蹤(IRST)以及雷射指示瞄準(LTD)等多項技術,等同於將傳統光電雷達、前視紅外成像吊艙和目標指示瞄準吊艙的功能集合於一體。

與傳統的IRST僅具備跟蹤能力不同,EOTS可以直接提供目標的位置和距離,並能將這些射控數據用於飛彈發射。這意味著在對方沒有任何察覺的情況下,可以被動獲取敵方飛行器的資訊,從而在中距離發射空空飛彈。這項技術具有相當大的威脅性,因此自從F-35和J-20匯入該技術後,美國一直希望在F-22上實作類似配置。

不過,EOTS系統的體積較大,如果想要將其安裝在F-22上,就必須對機頭結構進行改動。然而,F-22已停止生產,無法透過修改機體結構進行升級,因此只能放棄這個計劃。那麽問題就來了,在六代機這種先進戰鬥機上裝備五代機已經具備的系統是否還有意義呢?

實際上,繼續使用五代機甚至四代機上的合適裝備是完全可行的!不過,中國需要向大家強調的是,在光電探測技術方面的進步,遠超眾人的想象!據2022年8月23日【南華早報】報道,中國國防工業的工程師在【紅外與雷射工程】期刊上發表的技術論文中提到,中波紅外系統已經能夠在285公裏的距離內探測並追蹤民航機。

「透過紅外光譜影像,可以清晰地辨認出目標的輪廓、旋翼、機尾及發動機的數量,」四川某國防承包商的光電工程師劉誌輝帶領的團隊如此表述。

大多數紅外探測系統的有效距離通常不超過20公裏,因為中紅外波在大氣中容易被吸收。然而,劉誌輝團隊采用了一種「少量光子檢測」技術,只需捕捉從目標發射的少量光子便能進行目標辨識。試想一下,能夠在距285公裏的遠處辨識出「目標輪廓、旋翼、機尾及發動機數量」,如果降低辨識要求,僅僅辨識目標輪廓,距離估計有希望超過350甚至400公裏!

這意味著什麽呢?假設殲-36裝備了這種探測器,在300公裏的距離上探測到了接近的B-21,此時有兩種選擇:一種是開啟超巡,加速接近並追蹤直到將其擊落;另一種則是直接下載射控數據,發射一枚PL-17飛彈,待超遠端空空飛彈飛至目標附近後,再啟動大功率相控陣雷達進行釘選並打擊。

這裏需要強調的是,無論飛行器多麽隱形,在雷達功率達到「燒穿」距離時都無法完全隱藏。因此,使用光電探測釘選目標後,可以發射PL-17空空飛彈。這是因為PL-17擁有雙向數據鏈,發射後能夠持續更新目標資訊並引導飛彈接近目標。同時,PL-17的雷達開啟後,可以將獲得的資訊傳遞給後方的戰鬥機,實作視野共享。

殲-36在左右兩側裝備的光電視窗,被認為是中國在極少量光子探測技術方面的巔峰之作。由於其體積較大,無法以吊掛的形式安裝,因此只能整合在機頭兩側,這也讓該探測視窗的設計得以大膽放大。進一步設想,大型預警機和加油機的體型都非常龐大,辨識距離自然會更長,假設能夠達到500千米,那麽射程可達500千米的PL-21飛彈便能夠在超遠距離內致命打擊預警機。

這個距離甚至超越了美國E-3和E-2D雷達的探測範圍。簡單來說,這種探測模式對美軍的戰鬥機、預警機以及加油機構成了極大的威脅。盡管美軍並非沒有相似的技術,但他們的下一代空中優勢戰鬥機NGAD雖然體型與中國的殲-36相仿,仍需在對抗中一較高下,看看誰更具威脅!

殲-26的巨型雷達:這尺寸將會有多龐大?

在探測技術方面,另一個備受矚目的焦點是殲-36的雷達。根據機頭的尺寸來看,其能夠容納直徑超過2公尺的雷達。而相比之下,殲-20的雷達直徑僅約為1公尺,T/R單元的數量約在2000至2200個。如果按照標準圓形計算,直徑增加兩倍會使面積擴大四倍,推測殲-36的T/R單元數量可以達到8000至8800個,這實在令人震撼!

然而,TWZ指出,殲-36的機頭位置除了可以容納機頭雷達,還需預留空間給兩個側視雷達。經過試飛的殲-36側面可以見到兩個淺色斑塊,推測可能是與機頭蒙皮材料不同的透波復合材料,這個區域的面積也不小。此外,從位置上看,這一區域距離機頭雷達比較靠後,並沒有與機頭雷達產生沖突,因此這兩者之間可能不存在相互幹擾。這樣一來,三個大型相控陣雷達面經過波束偏轉後,能夠共同形成一個無死區的前半球探測區域!

殲-36的雷達技術可能具有高度的先進性。這可能體現在多個方面,比如采用了最新的相控陣雷達技術,具備更高的探測精度和即時跟蹤能力。此外,可能會實作多目標追蹤,同時兼顧空中、海面及地面目標的監測,確保在復雜環境下的作戰能力。此外,其雷達系統或許還具備電子對抗功能,能夠有效應對敵方的幹擾,提高生存能力。總之,殲-36的雷達系統或將代表當今航空器技術的前沿水平。

確實,討論殲-36的雷達系統現在可能有些早,因為這款飛機剛剛進行試飛,尚未有官方確認的資訊。然而,我們仍可以根據一些跡象來推測其雷達的先進性。例如,從中國預警機技術的發展趨勢可以獲得一些線索。值得一提的是,中國西飛在27日成功試飛了KJ-3000預警機,這也為我們提供了參考。

這款預警機是基於運-20B運輸機設計的,搭載WS-20發動機,屬於與KJ-2000(以伊爾-76運輸機為基礎)相同級別的大型預警機,區別於KJ-200和KJ-500等中型預警機。從目前在網上公開的照片來看,KJ-3000似乎采用了「兩面陣」設計,而非KJ-2000所用的「三面陣」配置。

有網友指出,三面陣采用的是有源相控陣雷達技術,而兩面陣則是常規的機踩地雷達。然而,實際情況並不完全如此。三面陣能夠在不旋轉的狀態下實作360°視野,而透過旋轉大盤子來實作360°視野的則是機掃方式。那麽,這兩種機制各自的優缺點是什麽呢?

在相同大小的盤子上,三面陣的T/R單元數量比兩面陣多出1.2倍以上,但獲得的資訊量卻只有80%左右。兩面陣的缺點在於它的戰場資訊重新整理頻率大約為每10秒一次。對於空情資訊而言,這10秒的時間似乎是可以接受的。畢竟隨著T/R單元的增加,探測距離也會相應提高。究竟選擇三面陣還是兩面機掃,最終還是要根據具體的取舍進行決定。

雷達系統選擇:數位陣列還是共形陣列?

顯然,答案是數位陣列,因為如果選擇共形陣列,就會失去大碟子!大家可能對這句話感到困惑,因為數位陣列和共形陣列是涉及預警機雷達技術的術語。通常來說,目前預警機雷達大致可以分為幾個世代:

目前,美國軍方的大型預警機E-3使用的是平板縫隙陣,而KJ-2000則采用有源相控陣,這使得兩者之間至少存在兩代的差距。KJ-3000采用的是數位陣,差距達到三代。數位陣以及之前的雷達系統都有明顯的形狀,例如圓盤狀或平面狀。而第六代的共形陣則沒有固定形狀,可以直接貼附在機體表面,適應各種曲面。電腦將控制這些T/R單元進行訊號的發射與接收,並處理因處於不同平面而產生的時差和相位差,從而形成戰場態勢。

中國在共形陣雷達領域具備獨特優勢,但這一技術並未套用於KJ-3000,至多只是使用了數位陣而已。實際上,預警機的雷達技術與戰鬥機的機載雷達技術是相似的。關於殲-36,國內普遍認為它采用了數位陣,這也是有源相控陣的一種,只是比傳統的有源相控陣技術更為先進一代。

殲-36雷達的具體功率尚未公開,相關數據通常由軍事機密保護。不過,普遍認為其功率在現代戰鬥機雷達中處於較高水平,以確保其探測和追蹤目標的能力。

殲-20所采用的氮化鎵T/R元件,根據2020年的公開資料顯示,當時中國的單個氮化鎵T/R單元元件最大功率可達119瓦。即使將此數據減半至60瓦,其2200個T/R單元的總功率可以達到132千瓦。此外,還有資料指出,殲-20單個T/R單元的功率約為20瓦,整體總功率大約在44千瓦左右。

F-22的AN/AGP-77有源相控陣雷達使用的是相對較早的第二代砷化鎵,其單個功率約為10瓦,1956個T/R元件的總功率大約在20千瓦左右。因此,即使是殲-20的最低功率數據,其雷達功率也明顯高於F-22。至於殲-36,能夠安裝的雷達截面積是殲-20的4倍,這意味著其功率至少應為160千瓦。如果假設單個功率為60瓦,那麽總功率將達到480千瓦,這是否顯得有些驚人呢?

雷達的效能很大程度上取決於功率,功率越大,探測距離就越遠,能夠探測到的目標也更小,同時發現隱形目標的機率也會增加。當然,另一個影響反隱形雷達效果的關鍵因素是波段,低頻波段對隱身目標的探測能力更強,因為隱身塗料對長波的反應較弱,主要吸收是在機載雷達的工作波段。但是,當功率達到一定水平時,隱身能力也變得難以維持,所謂的燒穿距離也恰好說明了這一點。

再加上側踩地雷達,殲-36幾乎可以視為一架小型預警機!大家不要感到意外,因為殲-36的機載電子系統本身就要求能夠控制忠誠僚機,並且必須具備強大的數據鏈系統,能夠將衛星、地面和空中等所有接入數據鏈的視野進行共享,成為整個作戰體系中最為關鍵的環節。

六代機的恐怖之處在於,它能夠隨時呼叫數據鏈中的所有資源對付你,而你卻仍停留在所謂的隱身或強大機動性這種「個人作戰」的狀態,兩者之間完全不是一個層次的對抗!