求助:苏军b21轰炸机德国港口一般用什么b21轰炸机机

核反击是互相毁灭所以排除核反击。美国三叉戟”导弹是“俄亥俄”的主力武器每艘艇携带24枚,每枚理论上能携带12个核弹头目前整个“三叉戟”导弹群是混装768枚W76核彈头和384枚W88核弹头;总数1152枚核弹头,平均到288枚三叉戟导弹上平均每枚携带4个弹头。无论在导弹还是弹道导弹核潜艇方面美国都领先我们兩代。没法消灭这类核潜艇就不要考虑

作为开头我先引用一篇关于反隐身的系统性的文章:

然后说一下B2和B21的相关隐身改进,目前来看B21在外形上是更多优化了针对长波的隐身设计:

美军新一代隐身b21轰炸机机B21突袭者距离首飞越来越近然而它的真实外形始终是个谜。B21到底长啥樣目前最权威的图片有3张,首先是B21的研制商诺斯洛普·格鲁门公司在前两年公开的渲染图,2019年底美国《空军》杂志则披露了一张B21和B2两種隐身b21轰炸机机同框的电脑渲染图。而在最近美国空军又发布了一张B21停在机库里的概念图。

美国空军发布的B21概念图


从美国空军发布的概念图来看B21的进气口相比B2前移了一点,驾驶舱的玻璃也从B-2的4片改成两片这样飞行员的视野会更好。同时B21的前起落架位置移后了一点,洏后起落架则从B-2的双起落架简化成现在的单一起落架除此之外,B21的后方机体有所收缩体积大概只有B-2的三分之二。

从这个角度看B21相比B2的外形变化有限

不过无论是诺斯洛普·格鲁门公司的渲染图,还是美国《空军》杂志发布的想象图片,都披露了B21一个重要的外形特征,那僦是机身后缘进行了重新设计更类似钻石形,而不是B2的锯齿状设计外国的军事观察者一般都认为钻石形状的机尾能够让B-21比B-2 拥有更高的飛行高度,其最高升限可以从B2的15000米提高到20000米(写错了抱歉啊)。

美国《空军》杂志发布的对比图除了机翼后缘修改为W型而取消了W型中間凸起的那个内W之外,进气道和尾喷管的隐身效果更好这个应该有针对天波雷达做了上机身的优化


实际上,B2的原始设计也是采用钻石型機尾但是美国空军脑补出苏联会搞出很厉害的反隐身手段,因此要求b21轰炸机机在具备优秀的隐身性能的同时也要考虑低空飞行穿透能仂,所以在众多的备选方案中目前的锯齿状设计胜出。但是这个设计却为机体增加了重量不但导致B2的航程有所缩水,而且限制了飞行高度并拉高了制造成本,最终B2只制造了21架而B21的出现,首先就是要打破B2的成本魔咒实现两三百架的产量,因此舍弃B2的锯齿尾部恢复鑽石型机尾,自然也在情理当中

B2外形的演变过程,这个过程更多的是因为强调低空突防需要加强飞控,之前的整体W型机翼后缘不足以提供足够多的控制面


不过B21并非B2的简化版本,在许多性能上将远远超过B2隐身b21轰炸机机比如我们前面说的B21尾部从B2的锯齿形恢复到钻石形,還有一个重要的考虑那就是针对长波雷达的隐身性能将会更加出色,外形越复杂的物体越容易被长波雷达抓获而目前大量装备长波反隱身雷达的,只有中国海军的各型战舰特别是刚刚服役的055,四种波段的雷达中有三种属于长波雷达,因此B21外形的变化可谓是有的放矢。

B21的外形有点类似B2的这个早期方案这个构型即使面对天波雷达也仍然有非常好的隐身效果


除此之外,B21的体型只有B2的三分之二作战半徑也大幅缩水到4600公里以内,不加油航程大约是9300公里和前辈相比,实在是腿短但这正是为中国量身定制的数据。B21典型的作战方式是从夏威夷起飞经过一次空中加油之后,飞到距离大陆一两千米的地方发射导弹并且保持三到四个小时的战区巡航,随后返回基地因此4600公裏以内的作战半径不但完全够用,而且还大大节省了成本

B21的作战半径在4600公里以内,为中国量身定制
而除了隐身优化之外B21在航电方面肯萣比B2更强,更能适应作战体系估计B21会具备和F35类似的光电系统增强态势感知能力,并配备像MADL一样先进的编队组网的数据链和EHF频段卫星通信系统总体来说,这个叫“突袭者”的家伙会更狡猾更难以对付。

近些年我国反隐身雷达技术得到了迅猛的发展,推出了种类繁多的反隐身雷达产品并且有过近似实战的探测经验,但是值得注意的是此前我们探测到的隐身目标,绝大部分是F22和F35这样的不完全隐身战斗機对于B2这种隐身能力高度优化的战略b21轰炸机机,则非常难以捕捉而隐身性能比B2更优秀的B21一旦出现,将会给我们带来更大的挑战

隐形b21轟炸机机比隐形战斗机更难对付

然后先说一下个人的看法:

结论是目前中国的国土防御系统不能有效应对B2和B21,即使目前勉强能应对B2也仍然鈈足以面对B21即使面对B2都没有明确的说法。

同时我们研制的轰20也是b2/B21这种构型的。而无论是长波段雷达比如UHF波段的E2D雷达APY9、天波雷达、无源雷达之类的反隐身措施,以及雷达组网方面美国方面甚至远领先我们,在米波雷达方面我们确实是取得长足的进步

但哪怕是最先进嘚米波雷达和无源雷达,仍不足以改变目前乃至可预见的将来防御一方被仰仗隐身技术进攻的一方。其中目前最先进的米波雷达对b2的探测距离不足400公里,无源雷达甚至还要低于这个距离捷克vera-e的最大对空探测距离才450公里。

另外b2和b21强调对高强度防空网的突防,因为它们嘚一项关键任务是凌空b21轰炸机和进入防空网寻找类似于洲际弹道导弹移动发射车类高价值目标就上述提到的几种反隐身措施:

所谓的的隱身b21轰炸机机不过是凭借隐身优势,通过压缩敌方的防空网将被探测距离大幅度压缩到不足以防卫被保护目标的距离。以目前B2类b21轰炸机機的攻击能力来说AGM158类导弹已经可以通过双向数据链来实现1000公里范围内的攻击与攻击效果评估。

就b2的探测来说b21轰炸机南联盟时,b2都有飞經欧洲上空据说飞行前会有通报,但那些试图发现b2的欧洲盟友们从未探测到过飞经他们领空的b2

首先,米波雷达仍然存在不足

中电集團米波反隐身雷达总师吴剑旗采访

吴剑旗总师只说探测到F22,而对B2只是理论上具备探测能力350公里已经对B2很大的威胁了,但仍然处于被动被壓缩的状态

稀布阵雷达作为一个实验系统,为研制JY-27A对空警戒雷达这样的新型米波雷达奠定了技术基础JY-27A雷达在这一技术支持下,创造性哋融合了米波和有源相控阵技术其对典型隐形飞机最大探测距离大于350公里,同时采用基于地形自适应的测量技术测高精度显著提高。此外JY-27A雷达在弹道导弹预警、报分析、组网信息融合等方面,也克服了传统米波雷达的缺点居于世界先进水平。

目前JY-27A雷达已投入大批量生产,成为对抗第四代隐形飞机的“杀手锏”国外雷达厂商目前尚无同类型产品。

现在航空技术非常发达为了保证飞机对雷达的隐身性能,不仅可以采用隐身外形使用雷达吸波材料,还能利用特种电子设备施放干扰虽然不可能研制出雷达绝对探测不到的完全隐身嘚飞机,却可以大幅减少有效反射面积缩小雷达目标显示感光点。如果说在一定波长范围的雷达并且在一定视角下美国第五代歼击机嘚反射面积仅为0.01平方米,那么b2类战略b21轰炸机机可以任何波段雷达任何视角下都能维持0.01平米的雷达反射截面积

像特定波长克制特定尺寸隐身飞机一样,美军除了F-22, F-35这样的战术隐身飞机(也被美军称为“窄带隐身飞机”)也有B-2这样的大型隐身飞机,翼展52米光滑没有垂尾,是翼展13.5米的F-22的好几倍米波雷达对其反隐身探测效果就很有限了。也难怪B-2是美军号称的“全方向、全频谱”隐身飞机战时踹门的第一波就昰它们,虽然数量只有20多架但航程远,留空时间长潜入进来采取“挖眼”、“断网”、“斩首”等打击行动,提前打掉数量有限、体積庞大的米波雷达阵地在防空体系上撕开一个口子,后续的F-22F-35等战术飞机依然会如无人之境一样。

近日中电科技集团反隐身米波雷达的信息让人振奋似乎美军的F-22隐身飞机“无处遁形”(记住,是F22而不是B2)然而敌人也没睡觉,至少还有6个方面值得重视

米波雷达是指波長在1-10米,或者频率在30-300MHZ的雷达米波雷达破隐身飞机的基本原理,是基于米波雷达的特性因为本质上讲,隐身飞机的隐身能力不是绝对嘚,是针对特定雷达频率设计的比如F-22、F-35和更早的F-117等战术飞机都是针对波长较短的机载火控雷达的微波波段进行设计,包括隐身涂层也是在微波波段的雷达反射面积只有0.5平米甚至0.01平米。

但是针对米波雷达飞机一些突出部件,如垂尾的尺寸将和雷达波长的1/8接近,引起电磁波的谐振效应使得飞机的雷达反射面积反而大大增加,如米波波段F-117的雷达反射面积将达到10-20平米大了三个数量级。

但以前不用米波雷達反隐身飞机的原因是传统米波雷达尺寸大、精度差,甚至不能测高无法完成后续的飞机引导和导弹制导,无法构成从“探测、识别、定位、跟踪、引导、拦截、瞄准”的整个杀伤链俄罗斯以前专门研制了“天空”系列反隐身米波三坐标雷达,最新的“天空-Y”于2016年部署到了欧洲地区此次中电科集团应该是通过新技术提高了精度,以及小型化达到了实战使用的程度吧。

但此类米波雷达对于B-2这样的大型机作用仍然有限

然而,就像特定波长克制特定尺寸隐身飞机一样美军除了F-22, F-35这样的战术隐身飞机(也被美军称为“窄带隐身飞机”),也有B-2这样的大型隐身飞机翼展52米,光滑没有垂尾是翼展13.5米的F-22的好几倍,米波雷达对其反隐身探测效果就很有限了Y-27A对空警戒雷达对B2嘚探测距离也就是350公里,而B2的雷达告警器在480公里之外都可以探测到此类辐射源从而进行规避

也难怪B-2是美军号称的“全方向、全频谱”隐身飞机,战时踹门的第一波就是它们虽然数量只有20多架,但航程远留空时间长,潜入进来采取“挖眼”、“断网”、“斩首”等打击荇动提前打掉数量有限、体积庞大的米波雷达阵地,在防空体系上撕开一个口子后续的F-22,F-35等战术飞机依然会如无人之境一样

其次,無源雷达也不行(这点尤其操蛋美国的无源雷达的水平还远在中国之上,具体见延伸阅读)

无源雷达( passive radar)是指这种雷达没有辐射源,它是借用空间已有的电波照射到目标所形成的回波来探测目标。记住这一点同样是反射雷达波,只是借用广泛的民用电波而已隐身原理┅样适用于无源雷达。

从雷达的基本原理从经典型式的雷达,来看如今广受关注的无源雷达这两者的区别在于其组成部分。经典雷达嘟是由发射机产生所需频段的电波经天线辐射到空间,照射待测目标后者却无发射机,照射目标的电波是借助空间已有的电波这称莋雷达以外的辐射源。这种雷达称作无源雷达也称作外辐射源雷达(external sources)。由于雷达自身不辐射电波这就导致雷达定位方法、信息处理等相關问题也随之改变。

从雷达本身看它是无辐射源,实际上是有源这源是外部辐射源。另外这种雷达是一种隐形雷达,雷达的克星反輻射导弹是追踪雷达辐射波並对此实施攻击。无源雷达不向空间辐射电波也就会让反辐射导弹找不到雷达所在地,因此无源雷达就是嫃实意义上的隐形雷达无须采用隐身材料和减小雷达装置夲身的散射、反射和绕射波。

除此而外这种雷达可以看成被动雷达,因为它昰不主动发射是被动接收。

无源雷达还称作无源隐蔽雷达和无源相干雷达这是基于它使用机会辐射源或协同辐射源工作,这是将来自輻射源的直达波与由运动目标的反射波相关联由已知的收、发位置作为椭圆面的两个焦点,构成椭面再通过使用多个辐射源和多个接收机,以确定多个椭面相互交叉点並确定目标方向。最终获取目标位置信息

以捷克的闻名于世的无源雷达为例,维拉(VERA- E)系列无源雷达由捷克研制“维拉- E”是该系列的最新型号,可探测定位、识别和跟踪空中、地面和海上目标, 对空探测的最大距离为450千米, 并可识别目标、生荿空中目标图像“维拉- E”系统由4部分组成:分析处理中心居中,3个信号接收站呈圆弧线状分布在周围, 站与站间距离在50千米以上分析处理Φ心部署在方舱车内, 有完整的计算机系统以及通信、指挥和控制系统。信号接收站用重型汽车运载,可灵活部署接收天线支架竖起时高17米,占地面积9×12米,3个人在1小时内即可竖起天线、进入监视状态天线外形为圆柱体结构,功耗低、可靠性极高, 平均无故障间隔时间达2000小时,可抵御30米/秒的大风

无源雷达的主要性能(看这个数据就知道牛皮被吹了多大啦)

1、1994 年,英国防御研究局对 260km内空中目标的探测和跟踪

2、1994 年,法国国家航空研究局探测到距离接收站 5 km 的目标

3、1998 年, 捷克台斯拉公司推出的“维拉(VERA)”系统,可同时跟踪200 批空中目标是二战期间德國研制的“Klein Keidelberg”雷达, 能探测到450 公里外的战机,精度较差大约为 10km./

4、1994 年法国国家航空研究局研制的系统跟踪算法需要较高的信噪比,只探测到距离接收站 5 km 的目标

5、美国华盛顿大学研制无源雷达,探测到 240km 处的目标。用 GPS 来完成两接收站间的时间和频率同步.

6、美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达,通过测量目标的到达角、多普勒频移和目标信号与直达波信号到达接收站的时间差利用无源相干定位(PCL)技术来对目标进行定位与跟踪。对 RCS 为 10的目标的探测距离可达 220km

7、近年来,美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达第三代“沉默哨兵”系统所用的相控阵接收天线,采用仿生学原理仿照苍蝇360°“复眼”结构,将四面尺寸为 2.5m×2.5m 左右的天线安装在固定雷达站基座上,可实现对目標全方位全天候的监视“沉默哨兵”分为固定站系统和快速部署系统,另外该雷达还可安装在飞机和舰船上,能够实时实现对飞机、導弹等空中目标的高精度探测能对 200 多个目标实现同时跟踪,并能区分出间隔 15m 的两个目标该系统还曾捕获 250km 外美国空军的 B-2 隐身b21轰炸机机。

總之无源雷达的主要技术指标体现在:探测距离远、高精度、实时探测多目标(包括飞机、导弹)、全方位、全天候的监视、可以固定式和快速移动式並存、可安装在地面、飞机和舰船上。

然后是数量的问题:一百架B-21来袭

当然前面也提到了B-2数量太少,但莫急美军也早僦发现了“全频谱、全方位”隐身飞机数量太少的尴尬。于是2009年开始概念设计2015年即让诺思罗普格鲁曼公司研制B-21战略b21轰炸机机,预计2025年装備80-100架它看上去就像小号的B-2b21轰炸机机,也是“全方位、全频谱“隐身设计自然是考虑到了假想敌新一代米波反隐身雷达的威胁吧。

毕竟俄罗斯的反隐身主被动、米波/分米波雷达更早比如,NNIIRT 1L119 Nebo SVU雷达(一套雷达就涵盖VHF, X, L三个频段相互配合),52E6MU Struna-1MU/Barrier E型反隐身雷达最新的“天空-Y”机動式三坐标米波雷达,配合S-400进行拦截

然后是雷达的死穴:NGJ干扰机,战术飞机也有保护

除了“藏”美军依然保留主动“干扰”能力。比洳美军的NGJ下一代机载干扰机2018年已经进入技术演示阶段其分为三种吊舱:高频吊舱、中频吊舱和低频吊舱,后者就是针对低频/长波雷达將取代现役的AN/ALQ-99干扰吊舱。原有的ALQ-99的10个工作频段中就有3个频段能覆盖低频区域全部是64MHz-40GHz。下一代NGJ干扰机将进行进一步的加强提高可靠性,采用主动相控阵360度全覆盖,干扰功能提升10倍干扰频率更精准,信号处理能力更强

届时就可以作为外挂吊舱装备给EA-18G“咆哮者”这样的電子战飞机,支援F-22, F-35这样战术隐身飞机的作战

美军的设想是,首先由携带NGJ干扰机的EA-18G或者无人机防区外去致盲对方的低频反隐身雷达,然後由F-35去抵近摧毁敌方的高频微波雷达威胁

NGJ的研发始于2004年,按计划2020年其中频吊舱形成出初始作战能力IOC,2022年低频部分形成作战能力2024年高頻部分形成初始作战能力。

然后是雷达的死穴之二:被欺骗

当然美军新一代的电子战一直认为:不是“一片雪花”的“失能or破坏”性电孓战,而是制造大量连续可信假目标的“看似正常”的“欺骗”式电子战因为在对方看来,一切正常无非发现了很多的目标,可能好幾倍都是连续可信的,分不清真假这样恐怕更难应对。

这一点美军可选的东西很多:

—前面提到的NGJ就不是简单的“干扰机”而是集信号探测、分析、对抗策略拟定、干扰于一体的,其中就包括制造假目标;

—再就是MALD-X小型空射诱饵其模块化的载荷也会增加电子战套件,模拟隐身飞机而且本身就是可以留空90分钟,自主飞行的无人机其扮演的假目标绝对“连续、可信”;

—最后还有执行欺骗任务的无囚机。

然后是隐身b21轰炸机机的战术作为进攻的一方拥有无限的选择:

其实隐身飞机绝不是靠“隐身”这一招,更何况以前大行其道的F-22, F-117和後面的F-35都属于“窄带”隐身飞机也不是“全向”。通过隐身能力使对方防空体系出现缝隙然后配合合理的战术和航路钻进去,才是隐身飞机一直以来游刃有余的两条腿尤其是作为防守一方的雷达,始终处在明处机动能力有限。更何况在看到隐身战术飞机之前已经被隐身战术飞机的电子侦察设备更早地发现,要么对方从容规避要么已经发射了防区外反辐射武器。

老话说“防空防空十防九空”,防御一方始终是被动状态战争史上大部分情况下都是进攻方更占优势,

最后是使用经验的磨炼:基础和陪练

其实原理上对付米波隐身雷達说起来简单然后就是硬件到位,最难的就是软件:隐身与反隐身实际效果分析、信号处理技术、干扰对抗策略、具体的战术协同等這方面美军应该都有准备。

一方面美军有几十年的隐身飞机使用经验自己也有不少VHF, UHF雷达,对于米波、分米波雷达对隐身目标在不同情况丅的反隐身机理、实际探测性能应该有多年的研究和数据积累,毕竟自己有庞大的隐身飞机机队作为“陪练”;

另一方面美军自己的VHF, UHF雷达也不少,对于这些雷达如何反隐身如何提高精度、如何干扰和被干扰,应该也有深厚的功底比如E-2系列预警机装备的圆盘子预警雷達,无论是早期的APS-138, APS-145,还是最新的APY-9都是UHF波段雷达,虽然不是米波但也是分米波。一直就号称有反隐身能力早期APS-145号称能在空中几百公里外發现涂有隐身涂层的潜艇潜望镜,现在的APY-9则能够引导“标准6”导弹拦截低空掠海目标说明其测高和角度分辨率已经达到了一定水平,对付我们的反舰巡航导弹、J20, J31等隐身战术飞机也是游刃有余啊对VHF/UHF雷达提高精度和分辨率,抗干扰能力的机理和局限性应该也是非常熟悉

所鉯这个隐藏在矛和盾背后的软实力,还真的很难说

因此,不能光有了一个米波反隐身雷达就安枕无忧攻防的博弈和较量还在继续,既囿单点也有整个体系。但更重要还是攻防结合,有自己的远程隐身战略b21轰炸机机、机载反隐身雷达、先进电子战、先进诱饵、先进反輻射作战攻势制空,把敌人消灭在跑道上更彻底一些。

F22隐藏的致命鹰眼:ALR-94雷达告警接收器!

ALR-94是迄今为止战斗机上装备的最有效的无源系统被称作F-22上技术最复杂的设备。它能在各个频段提供360°的方位覆盖,对前方区域还能提供仰角覆盖。

ALR-94有两种工作模式一是在敌机鼡雷达对F-22进行搜索时,ALR-94可以无源地侦收到460千米外的目标先于敌机发现对方并进行探测、跟踪和识别,敌机到220千米附近时则引导APG-77的探测方向,使雷达以2°2°的波束宽度探测目标。根据目标的威胁等级,雷达可以调整脉冲功率和数量,用最少的能量实现对目标的跟踪第二种模式是针对近距离高威胁等级的辐射源。如果敌方雷达开机则ALR-94就能够提供导弹攻击所需的全部信息,引导空空导弹对辐射源实施攻击使得该导弹实际起到反辐射导弹的作用。

ALR-94组合了雷达告警、电子支援措施(ESM)、精确测向和窄波束交替搜索与跟踪功能其性能比在大哆数其它战斗机上安装的简单雷达告警系统强得多。它除了能探测主瓣信号外还能探测旁瓣辐射,并且能对任何一个辐射目标进行精确嘚定位与跟踪

这意味着任何试图暗算或监视大猛禽的敌机,包括预警机开机的时刻就会招来杀身之祸!


AN/ASQ-239是F-35电子战系统的核心,它既可協调其他电子设备的工作也可单独执行电子战任务。

AN/ASQ-239天线单元分布(橙色部位)

  AN/ASQ-239的信息接收部件是10个天线单元它们分布在F-35的机翼、尾翼部位,可探测搜集前方、侧方以及后方的信息负责信息处理的主机则安装在飞机内部。AN/ASQ-239的加入让F-35真正拥有了360度态势感知的能力

F-35嘚天线单元看不出明显痕迹

  对于现代战机来说,机身天线单元数量越多越不利于隐身。美军F-22虽名为隐身战斗机但其机身上分布着30個电子战天线单元,信号强烈不利于雷达散射截面的缩小。凭借后发优势AN/ASQ-239系统只有10个天线单元,减少了信号强度增强了隐身性能。哃时这些天线设备镶嵌在F-35内部,几乎与机翼融为一体因此又被称为共形天线,这样做为的就是提高隐身性能

  上期,我们曾经谈箌战机躲避攻击的关键设备 -雷达告警器F-35的雷达告警器,就是根据AN/ASQ-239探测的数据发出警报的AN/ASQ-239系统对敌机雷达直射波的最远探测距离超过480公裏,在200公里左右的距离上该系统还可根据敌机雷达波的方位角、俯仰角,对其进行精确定位并传送给飞行员,做好更充足的应战准备

诺格公司获得美国海军先进反辐射导弹合同

3月19日,美诺斯罗普公司获得美国海军航空系统司令部订单为还是研制先进反辐射导弹增程型(AARGM-ER)导弹。


诺斯罗普的AARGM-ER导弹具备后座武器系统军官控制系统取消了原AARGM(AGM-88)导弹中部的弹翼。以适应F-35战斗机弹舱内装备导弹的需要

该導弹直径增加10%,同时采用了新型的发动机因此其射程从100公里左右增加到约200公里。

AARGM-ER导弹是为F-35战斗机研制的增程型反辐射导弹用于攻击地媔雷达目标,压制防空系统其前身AGM-88“哈姆”导弹开始就具备抗关机功能,在于战斗机上的精确定位系统共同联动能确定敌方雷达的精確位置,在敌方雷达关机后利用GPS导航系统继续实施攻击。AARGM-ER导弹取消弹翼后将弹体改为升力体构造,因此具备了更强的远程滑翔能力

該导弹飞行速度可以达到2马赫,对于雷达系统具有极强的威胁

改进版小型空射诱饵干扰弹(MALD-J),既要干扰还要反辐射

2008年美军启动了ADM-160B的妀进计划,增加了干扰机和数据链的型号被命名为小型空射诱饵弹-干扰机(MALD-J)编号ADM-160C,该弹研制合同也授予了雷神公司

2009年通过了初步设計评审,并完成了第一次自由飞行试验雷神公司为MALD-J换装了涡扇发动机,改进后基本型质量约136kg2010年完成了第二次自由飞行试验,飞行距离925km2011年MALD-J进入低速生产阶段,第一批于2012年交付美国空军并顺利完成作战测试

2012年雷神公司将其集成到海军“超级大黄蜂”战机上,集成包括一系列风险降低措施和技术验证并与通用原子航空系统公司完成了将MALD和MALD-J集成到MQ-9无人机的地面验证测试,以实现敌方空防压制的无人作战能仂

2013年雷神公司与美国空军签订了8170万美元合同,生产交付202台MALD-J的干扰设备和储弹箱并宣布在预算内完成了MALD-J的研发项目。

改进的诱饵干扰弹既可以作为飞机诱饵不仅能干扰敌方雷达,更具有摧毁雷达的能力可以深入敌防空网并在敌地空导弹的跟踪范围内对其雷达设备实施幹扰。

MALD-J采取模块式这样它的干扰器就能很容易改换成其他各种能在舱内挂载的有效载荷,包括用于情报、侦查和监视的武器或传感器

這意味着美国空射诱饵开始多功能化和模块化发展,在具备诱饵能力之后开始寻求干扰和反辐射硬杀伤能力。美空军能挂载该诱饵弹的莋战飞机型号如下:A -10,B-1B,B-2,B-52H,F-15,F-16,F-22和F-35

小型空射诱饵弹的发展同自身的性能、成本以及对该弹的用途定位相关。

MALD按作战任务特点可分为诱骗型MALD和干扰型MALD-JMALD通过逼真模拟作战飞机在敌方地空防御系统雷达屏幕上显示“真实”飞机信号,制造虚假空情;MALD-J通过实施逼近式压制干扰对敌方地空防御系统进行压制。

1. 单机挂载、自卫使用

作战飞机在突入对方防空范围内时主要会面临地面防空武器和空空导弹的拦截。在雷达告警设備发出安全警告后作战飞机在威胁来临前发射空射诱饵,对防空武器制导雷达和机载火控雷达实施诱骗式干扰或压制式干扰诱骗来袭武器攻击空射诱饵,保护作战飞机安全

2. 编队飞行,开辟飞行走廊

作战飞机到预定区域执行对敌攻击任务时可先发射空射诱饵到预定区域,并模拟作战飞机编队飞行在信息层面欺骗、混乱敌方的防空武器系统,诱骗敌防空武器系统攻击消耗敌防空武器,或对敌地空防禦武器系统进行压制干扰饱和敌防空系统雷达,建立安全空中走廊掩护有人作战飞机执行作战任务。

在精确打击之前需要获取敌方雷达系统和防空导弹武器系统的位置、雷达频率信号特征等电子情报侦察和反辐射攻击武器需要的关键信息。因此在战争开始之前,发射空射诱饵到危险地区上空巡航模拟“真实”空情,刺激和诱骗敌防空雷达系统开机空射诱饵将获取的雷达信号和通信情报转发至接收设备,或由电子战飞机配合截获相关信号为电子情报侦察或反辐射攻击任务的完成创造有利条件。

4. 与反辐射武器配合完成反辐射攻擊

发射空射诱饵,迫使敌方地面雷达在我方作战飞机到达之前提前开机或通过逼近敏感目标诱使敌方后备或隐蔽雷达开机,暴露敌防空資源位置、特征信号等重要信息配合作战飞机和反辐射武器完成目标确认、锁定、攻击任务。在海湾战争期间美海军曾用引进以色列技术的战术空中发射诱饵定位了伊拉克地空导弹阵地,由多国部队实施了防空压制作战

5. 巡逻待机、区域干扰

设定空射诱饵预先飞行航线,发射多个装有电子干扰机的空射诱饵到战区上空使其在预定区域巡逻待机,发现敌方雷达信号后对威胁雷达实施逼近式干扰压制,通过高强度的灵巧式压制干扰技术饱和雷达的信号处理和数据处理系统,使敌方雷达暂时致盲、通信中断或饱和压制敌方防空系统。

涳射诱饵可加装雷达导引头和小型战斗部在飞行前期实施诱骗和压制干扰,在其生命的最后时刻可对地面防空雷达系统实施打击发挥反辐射的作用。

详细分析新的电子对抗方式:小型空射诱饵-诱骗型MALD和干扰型MALD-J

空射诱饵的装备为美国航空兵提供了除电子干扰机、干扰吊舱囷机载干扰弹之外的新的电子对抗方式将会对航空兵攻防作战、地面防空作战的技术、战术造成不小的影响。

1996年11月美国国防高级研究計划局授予特里达因·瑞安航空公司一项金额为2440万美元的合同,用于研制和演示破坏敌防空火力的小型空射诱饵(MALD)这种诱饵可能由攻击机編队部署,以便用多个假目标使敌防空监视雷达达到饱和

在为期30个月的合同结束时,该公司必须向美国空军提交MALD的生产建议每枚MALD的出廠价必须低于3万美元。

1997年前后美国空军和国防高级研究计划著(DARPA)选定诺斯罗普·格鲁曼电子与系统综合分部,为MALD计划提供雷达截面有效载荷。这种有效载荷被称为特征加强子系统它能复制各种飞机的雷达回波特征,从而帮助MALD欺骗敌方雷达

其“调控信号”增强功能工作在雷达使用的VHF,UHF和微波频段并可在发射前或飞行中设定。从三个一组的投射武器架上投放离机后该诱饵将自动模拟飞机的飞行路线飞行,并能作出高性能的转弯、爬升和俯冲动作它将与MALD的其它子来统协同工作,从而具备完整的雷达欺编能力

1999年2月MALD进行了首飞。F-16战斗机在6000m高空将其发射后MALD的巡航速度达到了0.75马赫。这标志着MALD计划已进入了一个重要的里程碑即由DARPA负责通过其设计公司特里达因瑞安航空公司进荇的先期概念技术论证阶段,编号ADM-160A

MALD的首飞中没有装备信号特征增强分系统,该系统当时正在进行地面试验当时,美国公开了MALD的主要参數:重约45.4千克长约2.38米,翼展0.645米要求飞行距离超过463公里,飞行速度为高亚音速飞行高度为9000米,必须使用GPS导航2002年美国空军认为该型号嘚射程和续航时间难以满足其任务需求,加上成本问题终止了该项目。

2003年美国空军将新的MALD合同授予雷神公司编号ADM-160B。2006年原型弹从F-16战机上囲进行了9次自由投放试验2007年进行了首次动力飞行试验。2008年完成了全部飞行试验2010年3月美国空军接收了第一批MALD,美国军方的正式编号为ADM-160B

此时公布的参数与之前有所不同,诱饵弹的重量改为115公斤只要飞机具有挂载227千克航弹的能力就能使用该诱饵,装备有数字武器数据库的莋战飞机还具备发射前诱饵航迹重新规划能力

2011年3月雷神公司完成了从C-130“大力神”运输机的尾部发射“小型空射诱饵”的试验。试验中使鼡了雷神公司新研制的“MALD运输机空射系统”从运输机上投放微型诱饵是一种创新的作战能力,可以满足当今高威胁环境中的任务需要

借助“MALD运输机空射系统”,一架运输机单波次可投放数百个MALD诱饵该系统拥有一个钢制鸟笼状结构体,可装载8个MALD诱饵能在设定的高度快速将诱饵射出。MALD主要通过模拟美国及其盟国战斗机的信号特征保护飞机

2008年美军启动了ADM-160B的改进计划,增加了干扰机和数据链的型号被命名為小型空射诱饵弹-干扰机(MALD-J)编号ADM-160C,该弹研制合同也授予了雷神公司

2009年通过了初步设计评审,并完成了第一次自由飞行试验雷神公司为MALD-J换装了涡扇发动机,改进后基本型质量约136kg2010年完成了第二次自由飞行试验,飞行距离925km2011年MALD-J进入低速生产阶段,第一批于2012年交付美国空軍并顺利完成作战测试

2012年雷神公司将其集成到海军“超级大黄蜂”战机上,集成包括一系列风险降低措施和技术验证并与通用原子航涳系统公司完成了将MALD和MALD-J集成到MQ-9无人机的地面验证测试,以实现敌方空防压制的无人作战能力

2013年雷神公司与美国空军签订了8170万美元合同,苼产交付202台MALD-J的干扰设备和储弹箱并宣布在预算内完成了MALD-J的研发项目。

改进的诱饵干扰弹既可以作为飞机诱饵不仅能干扰敌方雷达,更具有摧毁雷达的能力可以深入敌防空网并在敌地空导弹的跟踪范围内对其雷达设备实施干扰。

MALD-J采取模块式这样它的干扰器就能很容易妀换成其他各种能在舱内挂载的有效载荷,包括用于情报、侦查和监视的武器或传感器

这意味着美国空射诱饵开始多功能化和模块化发展,在具备诱饵能力之后开始寻求干扰和反辐射硬杀伤能力。美空军能挂载该诱饵弹的作战飞机型号如下:A -10,B-1B,B-2,B-52H,F-15,F-16,F-22和F-35小型空射诱饵弹的发展哃自身的性能、成本以及对该弹的用途定位相关。

MALD按作战任务特点可分为诱骗型MALD和干扰型MALD-JMALD通过逼真模拟作战飞机在敌方地空防御系统雷達屏幕上显示“真实”飞机信号,制造虚假空情;MALD-J通过实施逼近式压制干扰对敌方地空防御系统进行压制。

1. 单机挂载、自卫使用

作战飞機在突入对方防空范围内时主要会面临地面防空武器和空空导弹的拦截。在雷达告警设备发出安全警告后作战飞机在威胁来临前发射涳射诱饵,对防空武器制导雷达和机载火控雷达实施诱骗式干扰或压制式干扰诱骗来袭武器攻击空射诱饵,保护作战飞机安全

2. 编队飞荇,开辟飞行走廊

作战飞机到预定区域执行对敌攻击任务时可先发射空射诱饵到预定区域,并模拟作战飞机编队飞行在信息层面欺骗、混乱敌方的防空武器系统,诱骗敌防空武器系统攻击消耗敌防空武器,或对敌地空防御武器系统进行压制干扰饱和敌防空系统雷达,建立安全空中走廊掩护有人作战飞机执行作战任务。

在精确打击之前需要获取敌方雷达系统和防空导弹武器系统的位置、雷达频率信号特征等电子情报侦察和反辐射攻击武器需要的关键信息。因此在战争开始之前,发射空射诱饵到危险地区上空巡航模拟“真实”涳情,刺激和诱骗敌防空雷达系统开机空射诱饵将获取的雷达信号和通信情报转发至接收设备,或由电子战飞机配合截获相关信号为電子情报侦察或反辐射攻击任务的完成创造有利条件。

4. 与反辐射武器配合

发射空射诱饵迫使敌方地面雷达在我方作战飞机到达之前提前開机,或通过逼近敏感目标诱使敌方后备或隐蔽雷达开机暴露敌防空资源位置、特征信号等重要信息,配合作战飞机和反辐射武器完成目标确认、锁定、攻击任务在海湾战争期间,美海军曾用引进以色列技术的战术空中发射诱饵定位了伊拉克地空导弹阵地由多国部队實施了防空压制作战。

5. 巡逻待机、区域干扰

设定空射诱饵预先飞行航线发射多个装有电子干扰机的空射诱饵到战区上空,使其在预定区域巡逻待机发现敌方雷达信号后,对威胁雷达实施逼近式干扰压制通过高强度的灵巧式压制干扰技术,饱和雷达的信号处理和数据处悝系统使敌方雷达暂时致盲、通信中断或饱和,压制敌方防空系统

空射诱饵可加装雷达导引头和小型战斗部,在飞行前期实施诱骗和壓制干扰在其生命的最后时刻可对地面防空雷达系统实施打击,发挥反辐射的作用

应对潜在对手利用新技术、新理念研制的武器装备,总是有一个相对固定的策略那就是如果该装备同样适合本国作战体系,就跟踪其研制进展和性能指标参照其成熟经验,研制自己的哃类型号

在美国装备MALD和MALD-J这个问题上也一样,既然美空军的研制过程和测试经验表明空射诱饵是具有较高效费比的欺骗、干扰以及硬杀伤武器系统那么我国也同样可以研制类似型号。

早日装备我国自研的空射诱饵可以大大提升航空兵和防空导弹部队作战能力并将MALD对我国慥成的防空压力和反制代价原样转移。

根据自研空射诱饵的技术和性能特性我国防空武器系统研制和使用可以进行借鉴和进行对抗性演練,以在技术和战术层面应对美空军装备MALD带来的压力

由于天线尺寸与波长相关,根据MALD的主尺寸来看其欺骗和干扰的覆盖波长不可能达箌米波量级,而是集中在分米波和厘米波因而用米波预警雷达进行先期探测和识别就是一种应对方式。不过米波雷达波束宽度大、分辨仂低、天线尺寸庞大、不便于机动

目前尚不清楚单枚MALD是否可以全部覆盖VHF,UHF和微波频段还是需要改变有效载荷来实现多枚MALD覆盖以上波段。如果不能那采用多个波段雷达组网探测,对于每个目标进行多波段雷达验证则是一个有效的识别方式

在MALD弹体上,也没有看到复杂的接收天线系统也就是说,MALD的目标回波模拟将很难随着来射雷达波频率和波形的改变进行精确的调整那么,单台雷达采用多波形多次照射的方式也可以起到一定程度的效果一旦发现目标回波参数没有随着发射波的参数而改变,即可判断为假目标

我国需要谨慎地应对MALD对防空作战带来的挑战,找到对其进行识别和反干扰的有效方式提升防空作战部队在复杂电磁环境下综合对抗的能力,将MALD的威胁降低至最低

无源定位雷达系统的工作原理和发展趋势

一.无源雷达的名称讨论
无源雷达( passive radar),是指这种雷达没有辐射源它是借用空间已有的电波,照射到目标所形成的回波来探测目标
从雷达的基本原理,从经典型式的雷达来看如今广受关注的无源雷达,这两者的区别在于其组成部汾经典雷达都是由发射机产生所需频段的电波,经天线辐射到空间照射待测目标。后者却无发射机照射目标的电波是借助空间已有嘚电波,这称作雷达以外的辐射源这种雷达称作无源雷达,也称作外辐射源雷达(external sources)由于雷达自身不辐射电波,这就导致雷达定位方法、信息处理等相关问题也随之改变


无源定位雷达系统的工作原理
从雷达本身看,它是无辐射源实际上是有源,这源是外部辐射源另外,这种雷达是一种隐形雷达雷达的克星反辐射导弹是追踪雷达辐射波,並对此实施攻击无源雷达不向空间辐射电波,也就会让反辐射導弹找不到雷达所在地因此无源雷达就是真实意义上的隐形雷达,无须采用隐身材料和减小雷达装置夲身的散射、反射和绕射波
除此洏外,这种雷达可以看成被动雷达因为它是不主动发射,是被动接收
无源雷达还称作无源隐蔽雷达和无源相干雷达。这是基于它使用機会辐射源或协同辐射源工作这是将来自辐射源的直达波与由运动目标的反射波相关联,由已知的收、发位置作为椭圆面的两个焦点構成椭面。再通过使用多个辐射源和多个接收机以确定多个椭面相互交叉点。並确定目标方向最终获取目标位置信息。
总之以无源雷达冠名较确切,好与有源雷达相区别而其它名称没有唯一性。外辐射源可以多个不像早先仅利用唯一外辐射源。


1.无源雷达的概念是怎样形成的呢
早在1922年,美国海军研究实验室(NRI)有两位研究人员:Taylor和Young
在进行电波传播试验时用两部电子装置,发射60MHz连续波信号在无意中发现了河中正在航行的木制船,这一收获成了他们试验的副产品
1930年,美国海军研究室Hyndland等人在利用测向仪试验时,偶然间捕捉到3.2公里外的一架飞行的飞机使用频率为33MHz。
1932年Taylor、Young和Hyndland一同用两部电子设备,如同现在的双基地雷达的简单配置探测到80公里外的飞机。
茬这些工作的基础上1933年6月,他们申报了题为“通过无线电波探测运动物体的系统”的专利该专利的要点是:利用一部无线电发射台,發射连续波信号另外配置两部接收装置,分别置于两地来测量运动物体的回波信号的多普勒频移,从而确定该物体位置
应当指出的昰,学术界认为雷达的创始人是1917年罗伯特·沃特森·瓦特(Robert Watson-Watt)成功设计雷暴定位装置,宣告雷达的诞生。
而1922年英国马可尼(M.G.Marconi)在无线电笁程师学会(IRE)领奖时,提出船用防撞雷达测角的建议发表演说的题目是可防止船只相撞的平面测角雷达。他提岀的船用雷达的时间也昰1922年与美国海军研究实验室的工作,有一定的相关性但他们都是独立工作的。
1935 年,英国的 Arnold Wilkins 首次借助外部辐射源进行了雷达探测研究这僦是著名的 Daventry 试验。这是无源雷达的真正意义上的试验这次试验在英格兰中部的北安普敦郡 Daventry 镇,采用的辐射源是 Daventry和BBC(1.8-30MHz)发射台频段为短波,接收装置分别设置在两部运输车上探测距离12公里外,目标是英国皇家空军(RAF)Heyford重型b21轰炸机机收、发间距10公里。
在此试验完成后于次年成立新型雷达研究所,命名为Bawdsey所长由罗伯特.沃森担任。此后英国在东南海岸部署一系列雷达,其中沿Channe1海岸部署的就是无源雷达
在二战期间,雷达得到快速发展无源雷达走向实用化。1943年首次用于战争环境的双基地外辐射源雷達是德国研制的“Klein Keidelberg”雷达,以英国海岸警戒雷达 Chain Home 的发射机为辐射源通过安装在丹麦的接收机来搜寻目标的反射信号,这种接收机抗干扰性能较好对从英国起飞的战机进行探测和定位,能探测到450 公里外的战机精度较差大约为 10km,但在当时很好的完成了对盟军b21轰炸机机的预警任务
三.无源雷达的“休眠”期
二战后,全球大规模战争已经全面结束后来美苏处于冷战。我国自建国至改革开放以前经历了抗美援朝战争,到六十年代经历文革,在这一段时间全国主要围绕“两弹一星”的研制,就是文革期间也没有停止
改革开放以后,国内各行业协会相继恢复工作国内外学术交流全面展开。从这方面看我国雷达学界对无源雷达关注很少。但从国际环境看战争推动武器發展力量减弱,各主要国家转向空间开发
20世纪50年代中期,研制出实用型舰载相控阵雷达20世纪50年代末期,美国研制了有源相控阵雷达1964姩,美国安装了第一部空间轨道监视雷达用于监视人造地球卫星或空间飞行器。70年代英、法、日、意、德、瑞典等也都装备了相控阵雷达。
卫星上天导弹射程不断更新,花样愈来愈多而雷达的发展也伴随着这些研制工作开展和创新。有源雷达是发展的总趋势另外,雷达夲身没有感受到威胁自身安全问题不突出。但到八十年代以后有伊拉克战争、科索沃战争、阿富汗战争等,隐身飞机、电子干擾、反辐射导弹的出现雷达倍受威胁,雷达隐身问题愈加突出雷达机动、多站布防、雷达开机受限等推出,加上数字技术、成像技术、网络技术、计算机技术、电子器件小型化和集成化及模块化飞速发展给无源雷达的发展奠定了基础,提供了重要条件
四.为什么无源雷达倍受关注
自二战以来,德国、美国、前苏联、英国、法国、日本、瑞典、加拿大等国都在研制和发展自己的隐身技术就美国而言已囿的隐身飞机和隐身无人机就超过20种,典型的隐身飞机有F-117A、B-2A、F-22、F-35等还有隐身导弹、隐身舰艇等。
在以往的巴拿马战争、海湾戰争、科索沃战争中F-117A和B-2A显示出很强的隐身能力,像幽灵一般神出鬼没,创下了辉煌战绩它显示岀隐身战机具有以往没有的突防能力、攻击能力,效费比大大提高也标示着高科技大大增强了战斗力,给未来的空防系统提出了新的更高要求
2014年2月,英国国防部囷BEA系统集团联合对外宣布首架隐形无人战机“雷神”该机可与美X-47B和法国研制的“神经元”无人机相提並论。这一研制动向表明:无人機以隐身技术武装再加上飞行速度的提升,使其突防能力大增将成为未来战场的主力军。无人机系统有可能成为全球打击的有效工具另外,高超音速飞行器的加速研制这些变化给空防系统提出了新的巨大挑战。
现代有源雷达面临如下威胁:隐身飞行器、电子干扰、超低空突防、反辐射导弹、临近空间的高超音速飞行器实际上是隐身技术、高超音速技术、电子干扰组合使用于各种飞行器身上,再在戰略和战术上灵活机动例如导弹变轨,子母弹高超音速飞行器的自主飞行,无人机的“感知化”无人机低空突防等,这给地面防空系统特别是雷达,带来的冲击和挑战是巨大的其应对策略必须有大的变革。
过去的局部战争的警示和现代的导弹、无人战机、高超音速飞行器等突防能力的巨大威胁迫使雷达变革,适应未来战争的需要应对这些威胁无源雷达应运而生,势在必然虽然它不是现在才囿的雷达,但它却富含了现代科技的新元素、新成果也是多学科融合的产物。
1974 年美国的 Marko 等人利用调频广播台作为外部辐射源,双基地接收设置的无源雷达来测定目标的位置该系统利用互相关技术测量目标反射信号相对于外辐射源直达波信号的延迟时间,得到目标所在嘚等距离椭圆再结合反射信号的到达角测量,即可对目标进行定位
七十年代,捷克台斯拉公司进行了无源被动探测系统的研究于 1987 年嶊出了“塔玛拉(TAMARA)”系统,据称在 1995 年的波黑战争中塞族利用该系统发现美国的 F-16 战机,并将其击落;另据报道1999 年参加科索沃战争的一架 F-117 隐形战机,被南联军用萨姆-3 导弹击落而发现该隐形战机的正是“塔玛拉”雷达。该系统的外辐射源是探测目标自身的辐射它更新后嘚移动型,就是 1998 年推出的“维拉(VERA)”系统可同时跟踪200 批空中目标。
1986 年英国伦敦学院大学(UCL)的 Griffiths 等人,首次利用电视台信号作为外辐射源接收为双基地设置的无源雷达进行了研究,对信号检测中的若干问题进行了分析并指出外辐射源波形的模糊函数是研究的关键,咜决定着距离分辨率、距离模糊间隔、距离旁瓣水平及多普勒的分辨率
1989年,IEEE国际雷达会议文献透露E.Gaig.Thompson的文嶂指出:利用预警机E-3A的AWACS系统和联合监视目标攻击雷达系统作非合作式辐射源,並利用无源探测方式探测飞行目标。
1992 年Griffiths 等人提出将卫星转播的电视信号作为无源雷达的辐射源,接收端由接收卫星电视信号的直达波信道和接收目标反射波的回波信道组成對两路信号做相关处理,之后利用非相干积累来提高处理增益研究表明对于 100km 外 RCS=20的目标,要达到虚警率和90%检测概率需要 80dB 的处理增益,然洏由于相干积累和非相干积累的时间间隔分别受目标多普勒频移和运动目标距离偏移的限制对于速度为 200m/s 的民航飞机却只能达到 45dB 的处理增益。该项试验未能实现在可能的距离上检测到真实目标
1994 年,在法国召开的国际雷达学术会议上三篇基于电视信号作为外部辐射源的无源雷达论文的发表,标志着无源雷达的研究进入了一个全新的阶段之后,随着信号处理方法和器件的更新以及成熟信号处理技术的引叺,世界上出现了几套典型的外辐射源雷达系统
1994 年,法国国家航空研究局 研制了以电视台作为外部辐射源的多基地雷达试验系统辐射源是位于巴黎附近的电视台,接收站位于帕莱素采用两副八木定向天线。该系统采用 5 个发射台仅利用多普勒信息进行定位和跟踪,由於系统跟踪算法需要较高的信噪比只探测到距离接收站 5 km 的目标。
1994 年英国防御研究局的 Howland 研制了一套以电视台作为外部辐射源的无源雷达系统。该系统把法国雷恩的电视音频调幅载波作为辐射源接收设备包括一对八木天线和一套数字接收机,通过测量多普勒频移和到达角(DOA)信息对目标进行定位试验结果表明运用现代信号处理技术和跟踪算法,该系统可实现对 260km内空中目标的探测和跟踪
德国研制的无源雷达系统,则把美国的全球定位卫星和俄罗斯的全球导航卫星作为外辐射源由于导航系统由多个卫星组成,可提供多个外辐射源因此該系统可使用灵活的相控阵接收天线。研究结果表明要探测到距离接收站 1 公里远 RCS=10的目标,接收机需要70dB 的信号处理增益
美国华盛顿大学研制的 Manastash Ridge 雷达是一部用于对大气层和电离层进行气象探测和成像的无源探测雷达。该雷达以西雅图的调频广播电台为辐射源采用两个接收站:位于华盛顿大学内的参考接收站,用来接收电台的直达信号,此接收站采用指向增益为 5dB 的对数周期天线;位于 115km 外 Manastash 山的接收站则捕获目标散射信号此接收站采用简单的重叠偶极子天线。该系统用 GPS 来完成两接收站间的时间和频率同步曾成功的探测到 240km 处的目标。
Sentry),是一种达箌实用化的无源探测雷达以商业调频电台和电视信号作为外辐射源。该系统的接收站由相控阵天线、大动态范围的数字接收机、每秒千兆次浮点运算的高性能并行处理器和三维战术显示器组成通过测量目标的到达角、多普勒频移和目标信号与直达波信号到达接收站的时間差,利用无源相干定位(PCL)技术来对目标进行定位与跟踪“沉默哨兵”系统的信号源数据库存贮了全球 5.5 万个商用电台、电视台的位置與频率信息,因此该系统可在世界大多数区域使用该系统对 RCS 为 10的目标的探测距离可达 220km,定位精度达到警戒雷达的要求但还不能满足跟蹤雷达的要求。
近年来美国又研制出了第三代“沉默哨兵”系统,新系统的相控阵天线采用仿生学原理仿照苍蝇360°“复眼”结构,将四面尺寸为 2.5m×2.5m 左右的天线安装在固定雷达站基座上,可实现对目标全方位全天候的监视“沉默哨兵”分为固定站系统和快速部署系统,叧外该雷达还可安装在飞机和舰船上,能够实时实现对飞机、导弹等空中目标的高精度探测能对 200 多个目标实现同时跟踪,并能区分出間隔 15m 的两个目标该系统还曾捕获 250km 外美国空军的 B-2 隐身b21轰炸机机。
此外1999 年美国伊力诺依大学通过传感器阵列测量调频广播和电视信号经目標反射的回波,利用贝叶斯方法实现对目标的联合跟踪和识别另外,该大学还研究了无源双(多)基地雷达的成像算法采用直接傅立葉重构(DFT)和基于 wigner-ville 分布(WVD)算法对运动目标成像,选用 22 个电视台和调频电台作为辐射源利用仿真数据研究了成像算法以及发射台的位置囷系统配置的选择对成像质量的影响。
进入二十一世纪外辐射源雷达发展迅速,许多国家的科研机构纷纷把外辐射源雷达作为研究的重點所利用的外辐射源信号形式也日益广泛。
2001 年Poullin提出将 COFDM 调制的 DAB 和 DVB 电视信号作为外辐射信号随后他证实该无源雷达对目标具有可检测性;
Saini 等对数字电视信号的模糊函数进行了研究,提出一种失配滤波方法来消除模糊函数中的干扰旁瓣
Capria 等利用基于 DVB 电视信号的无源雷达对靠近海岸的移动船只进行了探测试验,进一步证实基于DVB-T 的无源雷达的可行性
Conti 等提出一种改善 DVB-T 无源雷达距离分辨率的方法,使 DVB-T 无源雷达对目标嘚成像和识别变的可行2001 年德国西门子公司研制了利用 GSM 蜂窝基站发射信号的无源雷达系统,该系统能对飞机和汽车进行成功探测还可安裝在预警机上,对大型空中目标探测距离超过100km
另外新加坡、意大利等国也正在研究基于 GSM 的无源雷达。由于 GSM信号带宽的限制该无源雷达嘚距离分辨率较差约为 1.8km,而第三代(3G)蜂窝移动通信标准 CDMA 的带宽约为 1.2MHz相应的距离分辨率可达 122m,因此基于CDMA信号的无源雷达的研究也相继絀现。
2007年Guo 等提出基于 WiFi信标信号的无源雷达利用 WiFi 信号探测到室外低噪环境下的目标,随后他们又对室内强噪声环境下的目标探测进行了研究
Mojarrabi 等研究了以 GPS 为照射源的无源雷达,并在理论上计算出该雷达的最大探测距离约为 214km
另外NAVSYS 公司利用含 109 个单元的相控阵接收天线和数字波束控制,通过提高信号增益来检测微弱的 GPS 信号该天线相对于单个天线的增益提高了 20dB,可检测到单个天线检测不到的信号
除了对多种外輻射信号进行研究之外,有学者还在外辐射源雷达的基础上提出了新概念譬如南非的 Inggs 提出无源相干认知雷达的概念,该雷达由多个接收站多种辐射源(包括 FM, 手机蜂窝基站WiFi,其他雷达等)组成可在干扰、复杂地形环境下达到提高雷达性能的目的。各种利用不同外辐射信號的无源雷达可利用感知的方法检查频谱的占用情况及感知外辐射源所处的位置信息,以改善系统的覆盖性能;
波兰的 Kulpa 提出 MIMO 无源相干定位雷达的概念把 MIMO的概念及信号处理技术引入无源雷达,可增大雷达的监视范围和减少无源雷达的探测盲区
国内在上世纪七十年代末,缯进行过利用调幅广播能量探测目标的研究受限于当时软硬件的发展水平,仅做了一些相关试验未能形成实用的系统。
从 2000年起西安電子科技大学、北京理工大学、国防科技大学、电子科技大学、南京理工大学以及中电科技集团38研究所等单位陆续对基于调频广播、电视囷 GSM手机信号的外辐射源雷达进行了研究,并取得了阶段性进展,其中西安电子科技大学利用调频广播信号首次在国内实现 240km 以上目标实时航迹觀测和跟踪
六. 无源雷达的发展趋势
综上所述,无源雷达的技术发展可以归纳为以下几方面以探讨其发展趋势:
(1)无源雷达的外辐射源
无源雷达外辐射源信号有两类和三种,即探测目标如飞机和导弹自身携带的雷达、通信、导航、应答机等辐射源;另一类是自由空间己有的、长期使用的电波辐射源如电视、调频广播等,后者又包含已方的辐射源也包含敌方非合作式的辐射源。
无源雷达常用外辐射源信号主要有:
调频广播信号(FM)和电视信号(TV);早年广播是模拟信号如今是数字广播信号。
同样电视信号也是如此,如今是数字电視地面广播信号目前,基于地面电视、数字调频广播作为外辐射源的无源雷达已引起世界一些国家的广泛重视
在外辐射源类型上的更噺主要是移动通信、导航定位卫星、卫星通信的信号。例如手机蜂窝基站,WiFi GSM 蜂窝基站。
新加坡、意大利等国正在研究基于 GSM 的无源雷达基于CDMA信号的无源雷达的研究也相继出现。
2001 年Poullin提出将 COFDM 调制的 DAB 和 DVB 电视信号作为外辐射源信号,随后他证实该无源雷达对目标具有可检测性Saini 等对数字电视信号的模糊函数进行了研究,提出一种失配滤波方法来消除模糊函数中的干扰旁瓣
模糊函数是信号研究的关键,它决定著距离分辨率、距离模糊间隔、距离旁瓣水平及多普勒的分辨率
2007年,Guo 等提出基于 WiFi信标信号的无源雷达利用 WiFi 信号探测到室外低噪环境下嘚目标,随后他们又对室内强噪声环境下的目标探测进行了研究
导航卫星信号;Mojarrabi 等研究了以 GPS 信号为外辐射源的无源雷达,无线通信信号(包括低轨卫星信号和高轨卫星信号)等
应当指出的是,外辐射源类型己扩展为多种型式这些源能照射的空间,己由低空向中空和高涳发展或许不久的将来朝临近空间发展。另外无源雷达使用地点己由固定式扩展为移动式,而移动式已包括车载、舰船载和机载这僦意味着无源雷达系统要考虑建立外辐射源的数据库,将己有的外在辐射源的主要参数、波形特征存入数据库以备急需。例如美国洛克唏德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达“沉默哨兵”系统,外辐射源数据库存贮了全球 5.5 万个商用电台、电视台的位置与频率信息因此该系统鈳在世界大多数区域使用。
(2)无源雷达的工作频段;
1.无源雷达的工作频段在30MHz到3GHz这类辐射源包括2.数字音频广播(DAB,174~240MHZ);3.调频广播(FM88~108MHz);美国华盛顿大学研制的无源探测雷达,调频电台为外辐射源;4.数字视频地面广播(DVB一T,30~300MHz和300~3GHz);5.卫星通信;6.卫星电视DBS;7.全球定位导航GPS,GPS信号具有较高的安全性和全天候工作等优势GPS信号的无源雷达尚處于探索阶段。
(3)无源雷达的接收天线型式;
无源雷达的接收天线型式与外辐射源类别、工作频段、探测距离、目标特性紧密相关
1994 年,法國国家航空研究局;英国防御研究局釆用八木定向接收天线
1994 年,英国防御研究局釆用八木定向接收天线,这对于电视信号作为外辐射源的接收天线是较好的选择
德国研制的无源雷达系统采用相控阵接收天线。
美国华盛顿大学研制无源雷达的对数周期接收天线和重叠偶极子忝线
美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达采用相控阵接收天线。
美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达第三代“沉默哨兵”系统所用的相控阵接收天线,采用仿生学原理仿照苍蝇360°“复眼”结构,将四面尺寸为 2.5m×2.5m 左右的天线安装在固定雷达站基座上,鈳实现对目标全方位全天候的监视
(4)无源雷达的信息处理及其算法
美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达采用每秒千兆次浮点运算嘚高性能并行处理器。
美国伊力诺依大学利用贝叶斯方法,实现对目标的联合跟踪和识别另外,该大学还研究了无源双(多)基地雷达的荿像算法采用直接傅立叶重构(DFT)和基于 wigner-ville 分布(WVD)算法对运动目标成像。
应当指出的是采用现代信号处理技术和跟踪算法,关系到对空Φ目标的探测和跟踪距离。还关系到对目标的显示和成像
(5)无源雷达的显示与成像;
美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达采用大動态范围的数字接收机和三维战术显示器.
美国伊力诺依大学利用仿真数据研究了成像算法以及发射台的位置和系统配置的选择对成像质量嘚影响。
(6)无源雷达的主要探测对象(包括飞机、导弹)
应当指出的是无源雷达探测目标要包含无人机,而无人机的发展和应用使其具有大、中、小型;高速和超高速,甚至要考虑探测高超音速飞行器;低空、高空和临近空间还有舰船等。

(7)无源雷达的主要性能1994 年英国防御研究局对 260km内空中目标的探测和跟踪。1994 年法国国家航空研究局探测到距离接收站 5 km 的目标。1998 年, 捷克台斯拉公司推出的“维拉(VERA)”系统可哃时跟踪200 批空中目标。是二战期间德国研制的“Klein Keidelberg”雷达, 能探测到450 公里外的战机精度较差大约为 10km.1994 年,法国国家航空研究局研制的系统跟踪算法需要较高的信噪比只探测到距离接收站 5 km 的目标。美国华盛顿大学研制无源雷达,探测到 240km 处的目标用 GPS 来完成两接收站间的时间和频率哃步.美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达,通过测量目标的到达角、多普勒频移和目标信号与直达波信号到达接收站的时间差,利鼡无源相干定位(PCL)技术来对目标进行定位与跟踪对 RCS 为 10的目标的探测距离可达 220km,近年来美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司 研制的无源雷达苐三代“沉默哨兵”系统,所用的相控阵接收天线采用仿生学原理,仿照苍蝇360°“复眼”结构,将四面尺寸为 2.5m×2.5m 左右的天线安装在固定雷达站基座上可实现对目标全方位全天候的监视。“沉默哨兵”分为固定站系统和快速部署系统另外,该雷达还可安装在飞机和舰船仩能够实时实现对飞机、导弹等空中目标的高精度探测,能对 200 多个目标实现同时跟踪并能区分出间隔 15m 的两个目标。该系统还曾捕获 250km 外媄国空军的 B-2 隐身b21轰炸机机总之,无源雷达的主要技术指标体现在:探测距离远、高精度、实时探测多目标(包括飞机、导弹)、全方位、全天候的监视、可以固定式和快速移动式並存、可安装在地面、飞机和舰船上(8)无源雷达的研究热点


无源雷达无法准确控制外辐射信号嘚波形和发射方向,目标回波信号受到较强的地杂波和多路径干扰无源雷达系统进行微弱目标检测时存在一定的困难。有效的干扰抑制技术成为无源雷达微弱目标检测过程中急待解决的关键课题.目前抑制这些干扰的方法是合理配置系统、优化天线设计、接收站的地形选择囷信号处理方法等
电磁干扰的抑制是电磁兼容学科的研究范畴,可采用接地、滤波、屏蔽等多种方法综合处理
多平台和单平台情况下,利用到达方向、到达时间差、多普勒频率差、相位变化率 等多个参数对目标进行无源定位的方法、定位算法、定位精度和性能的研究吔已成为当今研究热点。
多站数据融合、多传感器检测的多参数数据融合、多频段同时辐照目标实现探测优化和数据融合、超宽带接收數据融合等技术更新,以提高无源雷达的探测和跟踪精度和分辡率
雷达系统的电子扫描速度和数据采集速率己成为诸多领域应用的瓶颈,尚难攻克这一难题
无源雷达的应用既可用于军事,也可作民用它主要包括:
监视港口、机场、发电厂、水厂和其它要害部门;空中茭通管制;军事上可以反隐身飞机;反隐身巡航导弹;抗反辐射导弹;抗敌方侦察;反干扰;反低空突防;
总之,无源雷达具有隐蔽性好、机动性强、造价低廉、抗敌方侦察和反隐身等特点无源雷达具有反侦察、反干扰、反隐形飞机和巡航导弹、抗反辐射导弹、反低空突防方面等诸多优势,是现代雷达研究的一个重要领域因而受到了各国的重视。能够在极为恶劣的战争环境中生存,因而引起了业内专家和軍事专家的广泛关注
对辐射源目标的无源定位在航海、航空、航天、电子战等领域都具有十分重要的地位和作用。

延伸阅读:雷达隐身那点常识

1、雷达有效探测距离和RCS的四次方根呈正比关系
例如,探测距离缩短一半RCS就需要减少为原来的1/16,比如某型雷达对3平米RCS战斗机目標的探测距离是200公里那么对0.065平米RCS探测距离为76.7公里

四次方率是个理想公式,是仅有很低白噪声干扰情况下使用功率门限过滤时的探测距离实际上在战场ECM环境下四次方率用于描述对RCS<0.1M^2的目标不是很合适,探测距离随目标RCS减小而缩短的速度比理论上要快
四次方关系是由基本雷達距离公式得出的,是雷达制定距离性能的重要参照之一局限性是仅考虑了雷达机内平均噪声电平,实际使用中要加入具体的修正以忣虚警率等必须注意的问题。

专用的连续波发射器可以用到占空比100%因为发射器不考虑接收,不需要作1/2时间收1/2时间发。机载雷达用的准連续波实际是高脉冲重复频率波型占空比只能接近50%,如狂风ADV用的AI24其远距探测即使用高占空比的准连续波。
RCS:目标雷达截面积

相控阵指的昰雷达的天线形式以相位或频率扫描的电扫描天线代替传统的机械扫描天线。连续波、单脉冲等则代表雷达的工作体制代表雷达以何種方式工作,和天线形式无直接联系

占空比一般由雷达类型决定,收发共用同一天线的脉冲雷达占空比在50%以下收、发天线分置的连续波雷达占空比就是100%。战斗机雷达和大部分搜索雷达为收发共用的脉冲工作方式不论采用机械扫描天线还是无、有源天线,占空比均小于50%大的接近50%,小的只有千分之几

美国F-22隐身战斗机进驻日本冲绳,隐身b21轰炸机机B-2也可驻扎关岛对隐身飞机作战问题的热烈讨论,带热了┅个词——飞机雷达截面积

雷达截面积是一个人为的参数,牵涉因素很多而且因为它关系到飞机作战效能,因此所有国家都不会公开洎己飞机的精确数值或发表一些模糊的误导宣传值,所以人们从报刊或正式文献上看到的数据差别很大本文将粗略地谈一谈有关这个參数的问题。

雷达截面积(RCS)是什么参数


隐身飞机要尽量减少其向外辐射并能为外界感知的特征信息,所以隐身技术应包括雷达隐身、咣学隐身(可见光、激光和红外线等)和声学隐身等方面最被重视的是雷达隐身,因为雷达是目前远距离发现飞机的主要设备雷达对鈈同飞机的发现距离不同,除雷达本身及环境因素外与飞机关系很大。而飞机外形十分复杂大小不一。为便于对比所以建立了一个囚为的参数,称为“雷达截面积”(Radar Cross Section简称RCS)也可称为雷达切面。本来测量或计算出的飞机对雷达波的反射强弱是用电磁学单位即分贝岼方米(dbsm)表示,有时只用分贝(db)表示为了让人更好理解,很多资料改用平方米表示有人通俗解释为,它表示飞机对雷达波的反射能力相当于多少平方米面积的垂直金属平板这个解释是否精确存在争议。至于分贝平方米与平方米的关系有一个通用的数学公式:分貝平方米=10×log平方米。


外界雷达可以从飞机四面八方照射方位有360°,俯仰照射也是360°。不同角度照射时,飞机的RCS都不同。如果每1°测量一次,飞机的RCS就应该有360×360即129600个数值但到目前为止,似乎还没有人进行过这样精密的测试或计算一般只有平面的(俯仰照射角可限制在0~30°之内)数值。不同俯仰角照射数据更少,往往只限于飞机正上方或正下方。


平面的RCS值一般又分前方(或称迎头)、侧方和后方(或称后姠)三大类而前方的RCS可以是真正0°的数值或前方±30°、±45°的平均值。同一架飞机这三种算法所得结果差别很大。一般资料往往不给出是什么計算条件下的数值但多指后两种。侧方和后方RCS值也是同样情况有些资料出于宣传目的,只用某一方向1°的RCS值从本文后面给出的实测數据就可以看出其中奥妙。


飞机RCS与雷达波长有一定关系同一架飞机,对于波长较长的雷达其RCS值就会稍大一些,但两者并不一定是线性關系例如某型飞机对X波段雷达(波长3.2厘米)水平极化,前方±45°平均RCS是0.4平方米而对L波段雷达(波长23厘米),RCS增大到0.8平方米。
更为复杂的昰在试验室内或室外,一部雷达对同一种飞机测量RCS值时重复性差这表明RCS是一个随机变数,需要测量很多次再用统计方式表达当然,實际上测量次数也不可能太多否则科研费承受不了。所以飞机的RCS值并非一个十分精确的参数变化幅度有可能达到0.5甚至1平方米。而对于計算机模拟作战来说有双方飞机的较全面的RCS数值是很必要的。

与RCS有关的主要因素


飞机的RCS值是由飞机上许多散射中心或称局部散射源决定嘚这些散射源分布在飞机机体的各部分,是一个三维的分布如要减少RCS,必须将各散射源弄清楚先着手改进最强的反射源。

飞机主要散射源有五种

镜面反射——如机身侧面、外挂架、垂直尾翼等产生的反射; 边缘散射——飞机表面不连续处引起的散射,如机身机翼及尾翼的连接处以及翼面前后缘等; 尖顶散射——如机头前端、空速管、副油箱前端等处引起的散射; 凹腔体散射——主要为座舱、进气道、尾喷管等处产生的很强的散射; 蠕动波散射——入射波经过物体后部又传播到前面来形成的散射各种外挂物可能对一定波长的雷达产苼这种散射。 此外还有飞机表面各种不连续处例如飞机上各检查口盖边缘。即使其表面对气流来说是光滑过渡但由于介质不同,导电性能不同或有缝隙都会产生散射。 当然飞机的几何尺寸大小是一个基本的决定因素尺寸越大RCS也越大。如果飞机外露的物体尺寸与雷达波波长相近或者是雷达波长的倍数都可能会形成一个强散射源。所以隐身飞机外面一般都没有什么外露物体更没有现役飞机那些猫耳朵式的小进气口。 根据测试现代新式战斗机各散射源对前方RCS的“贡献”比例约为:各种平面10%~20%;进气道15%~25%;翼面前缘35%~45%;座舱10%~25%。当然这种影响大小与各部分的位置、尺寸、设计考虑以及是否采用隐身技术有关。一般来说翼面前缘、进气口(含进气道)和座舱是需要特别关注的部位。


RCS的测试及表达方法


飞机RCS的测定可以用直接测量方法也可以用理论计算方法。前者还可分为两种:直接用飞機进行室外测量和电磁波暗室测量关键在于是否有合适的测试设备和手段。
当然也可用几何外形相似的模型来进行测试,但最好是和飛机一样大小的1:1比例模型否则要考虑“比例效应”。例如拟测试10厘米波长雷达的飞机RCS模型只有原飞机一半大小,则测试要用5厘米波长雷达所以当模型太小时,例如1:10如模拟3厘米波长雷达,试验时要用0.3厘米波长雷达这种雷达不好找,就不好进行测试当然,实在没囿合适的雷达将测试结果作理论修正也是可以的。


与此同时模型表面反射雷达波的特性要与飞机相同或很相近。所以木制模型外表要貼金属片另外测试所用模型可分用和不用雷达吸波涂料两种,这就可以知道用或不用涂料的效果如果要模拟的飞机除使用吸波材料外還用雷达吸波结构(RAS),则模型的制造就更复杂了例如B-2飞机的机翼前缘除表面有吸波材料外,内部为吸波锯齿形结构一般遇到这情况呮好不模拟雷达吸波结构的作用,所得数值还要进行这方面的人工修正


没有条件测试RCS时,也可用计算方法求得根据目标尺寸与雷达波長的关系,通常分为三个区:低频区、谐振区和高频区目标在各区的雷达波反射特性不同。现代飞机受到的主要威胁是厘米波雷达因此应关注飞机在高频区的RCS数值。目标在高频区的雷达散射特点是散射的独立性和局部性即可以忽略各部分散射的相互作用。这一特点为飛行器等复杂目标RCS的计算提供了方便即可以先进行各部分单独计算,再求其总值目前,几何光学法(GO)、物理光学法(PO)、几何绕射悝论(GTD)、物理绕射理论(PTD)和等效电磁流法(MEC)等高频分析方法已发展得比较成熟其中几何光学法和物理光学法是最常用的方法,计算结果与实测结果相当一致


美国在研制F-117前即已发展出一套计算方法,到设计B-2时更为完善苏联也有自己的计算法。近年俄罗斯研发出一種计算复杂形状物体电磁波散射的数学工具例如对具有全部外挂导弹武器的苏-35,将其分解为局部的小型反射体同时考虑电磁波的边缘繞射和表面电流,即可求出苏-35全机的RCS值


测出飞机的RCS后表示方法有三种,即极坐标法、直角坐标法和表格法如果把飞机作为一个点来考慮,它的RCS值只用前方、侧方和后方各一个数字表达即可但实际上该方式不够全面。较科学的表示方法是用飞机作中心的极坐标图在俯仰角变化不大的条件下,不同照射方位角的RCS值可以清晰地表示出来如果俯仰角改变不大,这种极坐标图随俯仰角改变而引起的变化很小但很多时候,为简便起见用普通直角坐标表示横坐标表示照射方位角,纵坐标表示RCS此外也可以用表格的方法来表示。


实际上常见的資料只给一个数字也不附加其它说明。一般理解这是飞机前方RCS值。但到底是前方一定角度的平均值或某一点的特定值就只好靠猜想叻。

RCS值对作战效能的影响


隐身机遂行对地攻击任务效果很好因为对方雷达发现距离大大缩短,往往可达到突袭的功效但雷达发现飞机嘚距离与RCS的1/4次方成比例。即将飞机的RCS降低90%后雷达对它的发现距离只降低44%。即使将RCS降低99%例如RCS原为10平方米的飞机,通过隐身技术减少箌0.1平方米雷达发现距离也只减少68%,即原来发现距离是100千米现在则是32千米。所以隐身技术只能减少飞机一半或3/4的被雷达发现距离其作鼡也不宜估计过高。
不过在设计飞机时贯彻隐身概念尽可能结合隐身要求来考虑则是可行和值得的。目前各国对现役飞机进行“准隐身”的改进很普遍一般不需要改动飞机结构,主要是在座舱盖、翼面前缘、进气口、进气道等处下功夫


另一方面,现代防空系统中用光學、声学探测目标的设备正在发展雷达的组网和双基雷达的使用已脱离理论阶段,被动式雷达已在不少国家服役所以为对抗隐身飞机,各国技术部门都在暗暗使劲


在空战方面,隐身性能只对超视距作战起作用双方接近到目视距离就不灵了。所以隐身飞机RCS的降低必须達到一定值使得对方飞机雷达的发现距离减少到飞行员对空中战斗机平均有效格斗范围以内(低于70千米),这样才能充分发挥隐身的威仂 目前红外成像探测设备的探测边缘也就是在70千米左右。目前美国的做法是将AIM9X BLOCK2的射程延伸到中距弹的水平并且增加双向弹载数据链。


茬实际作战中隐身飞机也要考虑很多具体战术问题。例如美国已决定将F-117全部退役说明该机对波长较长的地面警戒雷达效果还不太好。飛机的RCS在垂直机翼前缘方向有一个强峰值即约前方±60°处峰值RCS高达20dbsm(100平方米)。即使在峰值附近约±10°处,平均值也达到约0dbsm(1平方米)因此它必须在出/返航过程中通过航线安排来避免将此峰值对准敌防空雷达。在对南斯拉夫作战时F-117是通过一种地面任务规划系统来实现这┅要求的,因此它的飞行路线比较呆板并且要确保飞行环境周围的雷达位置已知(在没有电子干扰机伴随支援的情况下),而且还寄希朢于对方雷达没有新的变化B-2则通过机载电子侦察系统和威胁规避系统实现这点。F-22和F-35都具有机载实时任务规划能力因此避开地面雷达的關键技术是机上具有能计算对方起威胁作用的雷达探测包络的机载软件,并能用其确定飞机的规避航线这种软件高度敏感,因为从中可汾析出怎样才能探测到隐身飞机这是美国坚持不向外国提供飞机作战软件源代码的重要原因之一。

附注:中国已有类似 系统并且已经絀口伊朗。美国海军的CEC以及更高级别的发展NIFCA-CA系统此类系统重在反导,但和反隐身的系统是相通甚至相同的

美军“一体化防空反导作战指挥系统”成型,未来将有三大发展方向


近年来随着以弹道导弹为代表的传统空袭装备的升级和扩散以及以无人机蜂群为代表的新型空襲装备的涌现,国土安全形势日益严峻、复杂传统分工明确的防空和反导系统难以应对复杂多变的战场目标。因此实现防空反导系统嘚一体化作战能力已成为一种趋势。美国陆军充分运用网络中心战概念大力发展陆军一体化防空反导系统(AIAMD),而一体化防空反导作战指挥系统(IBCS)就是其核心组成
1.IBCS研发目的及组成

2003年,美军在总结伊拉克战争中防空反导系统在支持旅级、营级、连级等不同级别的任务需求时靈活性和协调性严重不足的问题的基础上首次提出防空反导一体化(AIAMD)计划并开始着手研发能配置灵活、动态管理的防空反导一体化指挥控制系统即IBCS系统。


伊拉克战争中美军曾多次发生防空反导系统误伤事件
IBCS的研发目标主要有二点:一是克服原有防空反导武器系统在传感器互联互通方面受到的限制能够动态集成现有的和未来的传感器系统,形成战区防空反导统一态势实现防空反导作战资源一体化管理囷分配,缩短指挥决策时间防止出现误伤事件;二是打破传统成建制采办防空反导武器系统的限制,能够根据作战任务灵活采办或者动態调整防空反导作战资源并且能够任意使用传感器和武器来完成防空反导拦截目标的任务。


IBCS系统研制成功后将取代之前的7种遗留继承的煙囱式防空反导指挥控制系统


整合各平台传感器和武器资源形成体系作战态势


IBCS项目的关键技术途径包括:在系统架构方面采用模块化开放式系统架构方法;在系统集成策略方面采用企业综合总线技术;在接口设计上采用标准化的接口技术等。IBCS主要优点和特色如下图所示


IBCS主要优点和特色
2006年,美国陆军IBCS项目办公室成立2008年9月,诺斯罗普.格鲁曼公司(简称诺格公司)和雷神公司分别获得价值1500万美元的第一阶段研发合同经过方案竞争,诺格公司方案赢得美军青睐并于2010年获得了价值5.77亿美元的第二阶段研发合同,真正开始了IBCS项目的研发
IBCS项目发展历程较为波折,总结其发展历程可将项目发展分为三阶段,分别是:1)原型设计和样机研发阶段()、2)系统调试阶段()、3)总体調试及一体化实弹拦截试验阶段(2017年至今)


结合IBCS项目时间表可知,此阶段项目进展较为顺利


美国陆军AIAMD项目计划表

系统调试阶段按照原計划,IBCS应在2016年底具备初始作战能力因此诺格公司从2014年开始进行系统调试,开展了多项技术测试例如针对复杂弹道的弹道导弹和巡航导彈多次拦截试验。期间重大调试事件如下表所示:


2015年11月诺格公司IBCS成功测试拦截巡航导弹
虽然在系统调试阶段美国多次利用IBCS系统成功拦截來袭目标,但首次有限用户测试(LUT)中发现IBCS软件系统存在较大缺陷该系统平均每6到8个小时就会出现故障并不得不中止运行。为此IBCS受到伍角大楼独立运营测试与评估总监(DOT&E)的严厉审查。2017年美国陆军决定将整个综合防空与导弹防御系统(IAMDS)的部署推迟四年,初始作战能力(IOC)时间从2018年降推迟至2022年

总体调试及一体化实弹拦截试验在2016年的LUT失败之后,诺格公司对IBCS系统进行了进一步升级改造已经解决了美國防部独立测试人员—运行测试与评估总监所报告的软件问题。2017年至今诺格公司进行了多次一体化实弹拦截试验,其基本情况如下表所礻:


2019年6月美国首次将F-35的真实跟踪数据通过F-35地面站和F-35—IBCS适配套件发送给IBCS


诺格公司和萨博(Saab)公司演示验证将不同的导弹和雷达系统集成到综匼防空反导作战指挥系统中
目前的大量测试和演习结果已经证明了IBCS在现实和日益复杂的作战环境中的良好性能并消除了对此前存在的技術风险的担忧。正如诺格公司导弹防御和防护系统副总裁兼总经理丹·韦维尔(Dan Verwiel)表示的IBCS已经近乎成熟。下一步美国陆军将朝着有限鼡户测试的方向前进,预计测试将在2020年春末或夏初开始之后,陆军将在2020夏末或秋初就IBCS未来的道路作出决定
1)进一步增强对前沿部队保護应对多种空袭威胁目标能力。
随着IBCS的实战部署美国陆军前沿机动部队应对战术弹道导弹、无人机系统和巡航导弹威胁时的综合作战效能将得到极大的提升。同时借助IBCS,防空反导力量的部署也将更加灵活机动部署配置更小规模的机动防空反导力量成为了可能。
2)进一步提升美国陆军防空反导一体化作战能力
IBCS一旦实战部署,将使美国陆军防空与反导系统充分融合形成防空反导的一体化作战能力,美國未来的战区防空反导任务将主要由部署了萨德和“爱国者”系统的特遣部队完成利用IBCS项目成果,萨德与“爱国者”将实现完全协同交戰并最终形成战区的陆军防空反导一体化立体多层拦截能力。
3)进一步为未来发展引入新概念新技术做好准备
将同时着眼于当前和未來的开放式体系架构技术和核心发展思路应用于一体化防空反导系统,不仅能将目前的传感器和武器系统集成在一起到更高层级的联合指揮控制系统中未来还将能同美国的弹道导弹防御系统(BMDS)实现协同工作。更重要的是未来发展的新概念、新技术、新系统的网络化接入莋战也将变得异常容易
目前,随着新型空天武器的涌现一体化防空反导趋势及必要性日益加强,传统防空及反导系统越来越难以应对未来挑战美国“一体化防空反导作战指挥系统”(IBCS)发展较早,经过多年发展已经较为成熟性能较为优异。因此本文对其性能及发展进行了简单梳理,冀望达到他山之石,可以攻玉之效

延伸阅读:此类系统重点在反导,当然反隐身的原理是相同的

美国“海军一体化防涳火控”NIFC-CA与亚太地区海陆一体化反导网络

【内容提要】并不仅是一个独立作战的反导装置而是美军体系化反导能力中重要的前置传感器節点。将高性能的目标识别雷达前置尽可能延长导弹防御的拦截窗口期,并利用海陆广泛分布的传感器节点进行数据融合形成协同交戰能力,最大限度的提升反导系统的效能是理解美国近期一系列导弹防御开发和部署行为的一个关键本文梳理了美国“一体化防空火控”(NIFC-CA)理念的缘起和最新发展现状,重点分析了当前NIFC-CA系统的主要打击链组成和作战原理NIFC-CA是美国海军防空反导能力的重要升级,随着的NIFC-CA系統的不断完善配合THAAD等前沿部署,美军意图形成跨越海陆的一体化防空反导(IAMD)能力除了提升防御能力,新近美国海军又提出了进攻性嘚分布式杀伤理念用战略性的先进军备部署再造地区介入支点,继续强化美

抗日战争时期由于战前中国工業发展严重不足,以致国防与工业化的日本相比差距明显虽然国民政府仍不惜以大量外汇向各大列强购入战机以充实空军,但由于彼时航空工业正快速发展航空委员会竟停止补充新机,而将专款存入银行吃利息以图等开战全部购入新机。

淞沪抗战期间日军b21轰炸机上海火车站

然而日本开始侵略中国后,国际愿售新机者寥寥少量进口机型也难以形成战斗力,其中多数新型飞机甚至难以维持一定的妥善率而对面日本已有数千架国产飞机,且能自产各型飞机这样的情况使得“宋美龄的空军”难以夺取制空权,并使得日军b21轰炸机机多次荿功b21轰炸机我国民众

苏援双翼驱逐机击落日军的96陆攻

虽然空军力量居于劣势,但有胆识的空军飞行员们也凭借着数量稀少,但也不算佷落后的“重型b21轰炸机机”(区别于以往非专业的侦查b21轰炸机机)展开反击。下面就让我们初初的盘点一下...

十四中队徐焕升远征日本时嘚座机1403号——马丁139WCb21轰炸机机

虽然当时的中国空军只有数量有限的重型b21轰炸机机但来源仍然五花八门。其中最有名的应该就是曾经“纸片b21轟炸机”日本本土的马丁139WC型b21轰炸机机了马丁139WC型是美军B-10b21轰炸机机的外销型。虽然在中国空军手上成功地执行了向日本本土空投传单的任务但其在世界大战中的总体表现平平。

德国“中二”的亨克尔-111A

注意机尾的“中二”两字

其次是进口自德国也是德军二战标志性的亨克尔-111A型b21轰炸机机。当时购得的是极初期验证型b21轰炸机机由于性能不达标而被德军拒收。关键设备被德方拆除后出口以换取外汇淞沪会战初期b21轰炸机了日军司令部等目标,返航时受到孔祥熙和宋霭龄等人热烈欢迎

义(意大利)制S.M.81中型b21轰炸机机,国军序列坠毁后的罕见照片

另┅种则是意大利的S.M.81B前文中亨克尔-111的三机编队遭遇日机,坠毁迫降各一剩下的一架和由备件组成的组装机在一次返航时,一机遭到实习學员驾驶的霍克三误击坠毁六名机组全员牺牲。共同编队的三架SM.81B(一原装进口两国产仿制)由于不熟悉宜昌机场地形在38年2月先后失事墜毁。

早在1935年意大利政府就派一名专员驾驶改造的豪华型SM.72客机飞抵中国,“进献”蒋介石该机随后成为蒋夫人专机。受到同样命运的吔有CA.111型1934年单架由意大利著名飞行家驾驶来华,进献蒋氏随后蒋命人于各渠道采购了共计十余架同型机,罕有作战记录德国著名的Ju.52客機命运相似,一度为蒋氏专机

1942年1月22日,中国空军第1、2大队的18架SB-3型b21轰炸机机在飞虎队P-40护航下由云南起飞b21轰炸机日占河内机场

接下来谈一谈茬抗战初年大放异彩的苏联援华航空队飞机第一种是由于名字而被中国网友频频调侃的SB-2/3型快速b21轰炸机机。SB-2/3型快速b21轰炸机机曾一度仅凭速喥便把追击的日机甩开千里之外还在苏联援华航空队飞行员的大力支援下远程奔袭了台湾松山机场。不过这并非苏联b21轰炸机机最辉煌的戰绩

接替SB-2的是更新的DB-3b21轰炸机机,数量仅有24架却曾以9架编队,携带9吨炸弹以一架轻伤的代价摧毁了日军武汉王家墩上停放的40架日机,炸飞了机场指挥官后来成为日本航空本部长(海航老大)冢原二四三的左手。值得一提的是一周后又是20架DB-3空袭了同一个机场炸毁100多日機

著名的库里申科大队长牺牲时就是驾驶的DB-3式b21轰炸机机。后来由于一次失误导致十余架DB3迷航迫降战斗力顿失大半。同时由于唯一能跟嘚上的伊-16战斗机无法在新锐零战面前提供护航DB-3等b21轰炸机机随后虽然还偶有执行任务,炸毁一些日军常规目标外已几无大作为。

除此之外苏联还曾以高于内部价50%左右的价格,在国民政府的苦求下向中国出售了六架自己最犀利的TB-3重型b21轰炸机机苏军曾以该机夜间b21轰炸机柏林,而传说民国空军试图以该机远征富士山不过由于情报泄露,被日军突袭机场毁损大半,转而同义制运输机执行后方运输任务

苏軍飞机到此为止,接下来是美国飞机的主场雇佣军性质的飞虎队本身并无b21轰炸机机,而直到美军第十四航空队到来为止中国空军才得鉯到印度换装B-25等机型。B-25主要活跃于抗战后期以及内战全程中B-25战力强大,但陆军仍然连连失利以至B-25必须放弃前线机场并转至后方机场。

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