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中國相控陣雷達亮相巴黎航展 助梟龍對抗印度蘇30

http://news.sina.com   2017年06月18日 22:05   北京新浪網

     施洋:KLJ-7A雷達亮相巴黎航展

  今天,第52屆巴黎航展就要隆重召開了。作為當今世界航空工業的重要角色,中國廠商,尤其是軍事工業廠商的參展無疑是航展最為重要的看點之一。由於巴黎與中國距離遙遠,加之國産戰機在公開方面相對敏感,中國展商往往會攜帶較小的模型或者關鍵子系統參展。因此很多時候,比起外行看航展上各種飛機的“熱鬧”,內行軍迷和觀察家們往往更樂於細品這些航展上的“門道”。

  巴黎航展

 

  除了中航工業展出的各種戰機模型外,中國展台上最引人注目的大概就是中國電科參展的各類雷達和電子設備。作為中國電子産品領域的前沿領跑者之一,中國電科14所展出的多款雷達設備雖然有不少已經在2016年中國珠海航展上亮相,但此次出現在巴黎,卻是西方觀衆第一次近距離接觸這些産品。這其中,又以正准備參加“梟龍Block3”等多型輕型戰鬥機機載雷達競標的KLJ-7A有源相控陣機載雷達最為引人注目。

  2016年珠海航展上展出的KLJ-7A有源相控陣雷達

 

  说起中國的機載雷達與巴黎航展,其實是有一番有趣而令人感慨的淵源:1989年6月,中國首次攜實機參加巴黎航展。這不僅是中國戰機首次參加巴黎航展,也是中國戰機首次走出國門。當年參展的三架飛機——殲-8II殲擊機、殲教-7超音速教練機和強-5M強擊機都是當時中國航空工業所能製造的最先進型號。

  其中的殲-8II殲擊機剛剛在不到8個月前的1988年10月15日正式定型,配備的也是當時中國第一款具備全天候中距攔射能力的機載雷達——208火控雷達。不過由於當時中國的技術水平有限,以及霹靂-4空空導彈遲遲未能定型,當時定型的殲-8II既沒有平顯火控系統,也沒有電子對抗系統,208雷達沒有下視下射能力,無法滿足現代空戰的要求。因此殲-8II雖然定型最終沒有量産,前往巴黎參展的殲-8II先后獲得了伊拉克空軍和伊朗空軍的興趣,但在外銷領域最終也同樣沒有收穫。

  中國航空博物館保存的殲-8II戰機

 

  提升殲-8II性能的關鍵,毫無疑問就在其機載雷達身上,因此在殲-8II尚未定型之時,中國空軍就開始多管齊下改進殲-8II戰機。這其中不僅有採用平顯火控系統、垂直極化天線208雷達以及引進阿斯派德導彈的殲-8B,也有與美國合作,使用美國AN/APG-66脈衝多普勒雷達的“八二”工程。這其中小修小改的殲-8B並沒有從根本上提升殲-8B的性能,而引進美國技術的“八二”工程則因為政治原因最終夭折。

  在這之后,國內組織力量消化“八二”工程的牽頭力量正是中國電科14所,而之后為殲-8C/H/F先后研製多型機載雷達的同樣是中國電科14所。從這一角度说,正是中國電科14所研製的先進機載雷達,才讓殲-8真正從“和平鴿”變成了具備中距攔射能力的中型戰鬥機。

  今日參展的KLJ-7A有源相控陣雷達,正是中國電科14所在戰鬥機雷達領域深厚技術積累的進一步體現。有關KLJ-7A有源相控陣雷達的技術參數,中國電科14所在珠海航展上發布時已經對外宣佈了。該型雷達在KLJ-7型脈衝多普勒雷達的基礎上改進而來,採用了固態有源相控陣雷達技術,工作波段為X波段,具備對空搜索、多目標跟蹤、空地和空海目標搜索與跟蹤、高分辨SAR成像、高增益ESM、電子對抗、地形迴避和氣象等功能,並着重優化了與空戰相關的相關功能,在對空搜索模式下,探測距離是傳統雷達2倍、並可同時攻擊多個目標。

  從性能上看,該型雷達的對空模式甚至與蘇-30MKI/SM/SME上使用的祖克N011M相控陣雷達相當,且在尺寸、體積等適裝性指標上大大優於后者。

  根據公開的信息,中國電科14所作為包括殲-8系列,殲-10系列、殲-11系列,殲-15和新一代戰機等國産先進殲擊機機載雷達的供應商,在過去10多年中已經研製了多款機載相控陣雷達,在這一領域的經驗可謂國內最為豐富的,尤其是新一代戰機裝備的雷達,是國內技術水平最高、産品性能最好的先進産品。在這一系列技術積累之上研製而來的KLJ-7A雷達不僅能夠保證産品在技術和性能上的先進性,其研製風險和技術難度也被控制到了最小。

  事實上不僅是目前部隊大量裝備的三代機使用了來自14所的雷達産品,殲-20上的機載相控陣雷達也是來自14所,而且可以说的目前中國最先進的戰鬥機機載雷達

  不僅如此,由於中國電科14所原本就承擔了為“梟龍”戰鬥機量産KLJ-7機載雷達的工作,在現有的雷達生産、裝配線上只要進行部分修改,就能很快完成KLJ-7A的批量生産准備,這對於採購該型雷達的用戶而言,是至關重要的。

  與珠海航展時期相比,在過去的半年中KLJ-7A相控陣雷達的研製又有了新進展,目前已經開始相關的測試,並且接受用戶的進一步考察。

  據報導,KLJ-7A很可能會迎來競爭對手,與該型雷達競爭的是國內其它單位研製的風冷二維有源相控陣火控雷達。該型雷達出現后引起了外界的巨大關注,它的最大技術特點就是採用了風冷散熱技術,減小雷達本身的重量甚至體積,並成功解決了“PD雷達戰機原位直接換裝有源相控陣雷達的難題”。對於“梟龍”這樣的輕型戰鬥機而言,重量減輕以及對機載設備冷卻要求降低的雷達,都是有着不小誘惑的選項。

  梟龍換裝KLJ-7A之后就意味着在攜帶霹靂-12的情況下,將具備不亞於印度蘇-30MKI的超視距攔射能力

  不過在當代技術條件下,風冷有源相控陣雷達仍然存在着相當大的不確定性。一方面,在技術水平一定的前提下,風冷散熱系統效率的關鍵在於冷空氣與元器件進行熱交換的速率,由於沒有採用液冷的高效率散熱介質,所謂“原位換裝”的相控陣雷達如果沒有大幅度提高散熱系統的能源供給,那麼其散熱能力雖然有所提高,但也很難有徹底的改觀。

  在這樣的限制下,想要將機載雷達由原本的脈衝多普勒原理改為有源相控陣原理,就只能限制雷達系統的發熱量,即要麼減少雷達陣面上的T/R單元數量,減小雷達天線的孔徑,要麼降低每個單元的功率,從而在整體上減低雷達的功率。無論是哪一種方式,都會不可避免給機載雷達的性能帶來消極的影響,包括雷達探測距離的縮短、探測能力的下降、電子對抗能力的減弱等等,這一切都會給機載雷達的性能帶來不利影響。

  作為一種用於戰鬥機使用的機載雷達,雷達的性能本質上才是最重要的,風冷相控陣雷達在這一方面的弱點,將會是其在競標選型中不能忽視的問題。

  諾斯羅普為F-16研發的APG-83有源相控陣雷達

  至於KLJ-7A這樣追求性能的有源相控陣雷達,其使用的液冷系統在散熱能力上自然更具優勢,而類似的相控陣雷達為了能夠用於改裝三代機,自然也在冷卻系統的兼容性上有優化設計。例如美國用於改進F-16的APG-83有源相控陣雷達,就使用雷達內部的液冷轉換單元與機上的冷卻系統相連,並且採用了高度整合化的設計,使其能夠在對F-16機頭改動很小的情況下,實現雷達系統的快速更換。

  從我國目前公佈的KLJ-7A雷達的模型産品看,該型雷達的整體系統尺寸並未比KLJ-7有明顯的增大,在改進設計“梟龍”Block3戰機的機頭位置時,基本上不需要對機頭結構做大幅度的改進。雖然液冷系統的冷卻交換設備與全機的冷卻系統的連接需要額外的整合工作,但整體上KLJ-7A雷達在“梟龍”戰機上的換裝依然是相對簡單容易的。這也能有效降低“梟龍”Block3這類戰機的整體設計、試驗的難度,減少飛機生産線上各類工裝的變更數量,從而減少飛機製造商在生産“梟龍”Block2向生産Block3批次上轉換的難度。

  綜合來看,KLJ-7A這款輕型有源相控陣雷達在技術性能已經達到了世界先進機載雷達的水平,以很小的重量實現了與上一代高檔大型相控陣機載雷達接近的性能,是一款效費比極高的高性能産品。其未來可能着眼的,不僅僅是“梟龍”這樣一款輕型戰機的雷達選型,而是包括一些國家第三代戰鬥機機載雷達升級改裝市場在內的廣闊區域。從這個角度來说,巴黎航展作為中國電科14所和KLJ-7A機載雷達向世界航空電子設備市場進發而言,顯然是一個很好的新起點。(來源:觀察者網   作者:施洋)

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