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中国顶级科学家吴建旗,研制出三坐标雷达领先世界,美战机噩梦(希特勒隐形战机)


中国顶级科学家吴建旗,研制出三坐标雷达领先世界,美战机噩梦

对叙利亚一战,美国空军公开了F-22战斗机的作战细节。就其公布的资料来看,在俄军第五代战机T-50尚未出炉之前,俄罗斯面对F-22只有被碾压的份,俄制苏-35S、苏-30SM战斗机遇上F-22隐形战斗机,无异于鸡蛋碰石头。一时之间,俄罗斯空军面临着重大的“隐身危机”。

虽然俄军针对隐身飞机布置了相关的米波雷达,但是它并不是精准的三坐标雷达,对于专为隐身而生的F-22战机,并没有起到太大效果。对此,我国军事专家再立大功,研究出了世界领先的米波三坐标雷达,击破了美国企图依靠F-22隐形战机掌握制空权的美梦。

其实,我国的反隐身雷达技术早已领先于世界,就算是军事大国美国也望尘莫及。早在2016年时,我国在航展中展示了这一项反隐身雷达的实物装置。对此,一向淡定的五角大楼慌了,在2017年的军事预算上,就紧接着审批了20亿美元专项研究资金,想要以此攻克对抗米波雷达的技术。这意味着,老美将我国的米波雷达当做了一个巨大的军事威胁,这足可见米波三坐标雷达的先进性。

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作为一架当时世界上隐身性能最好的战斗机,F22的一举一动不可避免地受到全世界的极大关注。但2011年五角大楼却宣布了F22停产的消息,紧接着就关闭了生产线,从2005年正式服役到2011年停产,这前后一共生产了不到200架。

很多人认为美国这是"自断臂膀",其他国家可巴不得拥有这样的隐身战机。那对于这个投入了巨额研发费用的项目,美国为何会选择停产呢?

据悉,整个机身都是新技术的F22建造成本极高,加上研制费用,在2005年,一架F22战机的造价就高达2.5亿美元!而且它不单是建造成本高,由于它表面涂着昂贵的吸波涂料,它的维修成本和飞行成本也是高的离谱,是普通战斗机如F15的好几倍。除此之外,该战机还需要设计独特的停放机库,倘若在露天机场停放,那就是分分钟烧钱的节奏。

除了高额成本和维修费用的因素外,我国米波三坐标雷达更起着一种助推其早日“退役”的作用。米国打造出这么一台号称“抢占制空权”的战机,先不说如今处于和平时代,本身抢占制空权的说法就有点不合时宜,顶多是理论上的先发制人。而随着我国米波三坐标雷达对隐形战机掌握制空权美梦的打破,更是让F-22 处于尴尬位置。

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轰动一时的F-22战机确实有着不容小觑的实力,俗话说,“最危险的敌人就是看不见的敌人”。对于这款隐身性能良好的战机,如果无法确定它的位置和航迹,就意味着F-22可以抢占先机,在战场中占据有利位置。

打个比方,当F-22在距离你100公里发现你的踪迹后,立马发射了一枚导弹。但是你却在距离70公里左右的时候才发现它。这倘若在战争发生,将会给我军带来致命的打击。

更何况随着F-35战机的扩散,今后不仅仅要面对F-22的威胁,因此需要加快隐形战机等克制性武器、与雷达预警系统等防御性武器的研发,以便能够对抗F-22和F-35战斗机。

而正在米国高调宣称F-22意味着“制空权”、各国拿这个来无影去无踪的“秃鹫”伤脑筋时,中国电科首席科学家吴剑旗坐不住了。他暗自发誓,要研制出针对性雷达系统,以准确掌握其飞行航线,把这个满脑袋没藏好事的“秃鹫”给制服住!

但是问题来了,当时市面上的雷达,普遍采用的是精度较高的分米波和厘米波,波长压根就够不到F-22,这该怎么办呢?正在伤脑筋时,吴剑旗突然一拍脑门、可以用波长较大的米波雷达啊!

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虽然在早些时候,米波雷达因探测精度较低的原因,被后出现的分米波和厘米波雷达取代了,但是面对新出现的隐形战机,这块金子终于棋逢对手、找到了自己合适的位置,成功进入了吴剑旗的眼中!

当然,如果想要探测隐身飞机,单凭当时米波雷达的技术是万万不行的,必须要进行技术攻关和创新。但是不管是从课题研究到理论建模,还是从设计方法到技术实现,都没有现成资源可供借鉴。吴剑旗只能花时间组建好团队,不畏艰苦、一项一项地去攻坚突破。在实验过程中,可能只因为一个很小的因素如零部件不达标,就会影响到整个研制过程。

因此,科研人员只能兢兢业业,去避免出现任何一个微小的错误。因为时间紧,要求也高,我国这项技术的基础也还比较薄弱,吴剑旗便集中了全所的资源来开展这项工作,前后共组织了三个团队,利用同步的三个技术路线来进行攻关。有时为了攻克一个难题,整个科研团队甚至一天都不吃饭、不休息。

在这种不服输、敢于创新科研精神的支撑下,吴剑旗带领团队攻克了一个又一个难关。在这个米波雷达上,不仅采用了数字波束成形技术,还首创了MIMO技术体制。可同时采用多信号发射、多信号接收, 并实现了时域、空域或极化域的分离,具有处理维数更高、收发孔径利用更充分、角分辨率更高的优点。

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另外,雷达要360度旋转观察各个方向,这时就需要用到“回转支撑”这个大型部件。这个回转支撑不仅要支撑上面的整个天线头,还要保持很平稳地旋转,这意味着它需要具备极强的抗风性,且要在这种极端情况下保持精准。

这项技术有多难呢?有关人员举了具体的例子,比如动载的跳动量,一般产品动载跳动量达到头发丝厚度的5倍或6倍就可以了,而米波雷达则要求达到头发丝厚度的1/3。再比如它的使用寿命,一般产品使用寿命要求7000小时就可以了,而米波雷达要求要达到10万小时以上!

这技术跨越的水平可不是一点半点,相当于从青铜级别直接提拉至王者巅峰,难度之大可想而知。以前我国这个技术都依赖于进口,不过在众多科研人员的不断努力下,在较短的时间内,我国就已经成功地攻克了此项技术。

除此之外,雷达里面还有一方面是非常重要的,那就是芯片。一直以来,芯片是中国进口量最大的一种产品,其进口量在大宗产品里甚至超过了石油。芯片技术一直令我国科研工作者头疼,更何况是要求更高的军用雷达芯片。

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一般而言,为了维护和保障国家安全和稳定发展,军用产品的技术要先进于民用产品,就好比在我们尚且使用黑白电视时,军方彩色液晶技术就已经非常成熟。军用芯片也一样,它的温度范围、性能指标都是民用产品所不能够达到的。

如此一来,单靠进口先进芯片的方式会有诸多限制,有句话说得好,有的东西哪怕你再有钱也买不到。比如研制费用高昂的米国F22战机哪怕停产,为了保障技术先进的优势地位,这十年来米国也没有动过对外出售的心思。

经过28年坚持不懈地攻关努力,我国终于攻克了一道道难题,在一代半导体、二代半导体、三代半导体的米波、微波、毫米波的功率器件方面,取得了全面进展,将器件做到了当时世界的最好水平,而且还实现了这部雷达的批量应用。从此以后,我国电科各个频段的器件基本都不再需要依赖进口了!

而米波三坐标雷达的研制成功,也填补了中国反隐身雷达的空白,并使我国在该领域一举达到了世界领先水平。在2017年11月全军装备质量综合激励项目评比过程中,米波三坐标雷达更是获此殊荣的唯一雷达产品。而我国也成为了世界上唯一具有反隐身先进米波三坐标雷达的国家!

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在2016年的珠海航展中,该先进的米波三坐标雷达进行了实物展览。对此,国际最具权威的武器杂志《简氏防务周刊》发言称,中国已经成为反隐身雷达的全球引领者。与此同时,美国海军也将其视为威胁,在设置2018年预算时,拨出了20亿美元的专项资金,企图研制出能对抗中国米波三坐标雷达的技术方法。

米国花费了上亿资金研制出的F-22,却被我国的米波三坐标雷达寻得了突破方法,一定程度上使其多年来的辛苦付之一炬,其自定义的“制空权”优势也无从谈起。因此在2011年,当功能更为全面、造价相对便宜的F-35隐形战机推出来后,以夺取制空权为定位的F-22战机被米方果断抛弃。从2014年起,美军将F-22的重点放在了打击叙利亚激进组织方面。

其实,别看米国隐形战机盛极一时,有关军事专家认为,它的技术更早起源于二战时的德国,米国是在该国意外收获了大量技术图纸的高度上,才一步步在隐形战机领域走到了今天的位置。

作为第二次世界大战的发起国,德国为了早日取得战争的胜利,曾制作了多个秘密武器,其中就有希特勒最为关注的一款终极武器,名叫希特勒隐形战机,由于设计师是雷玛·霍顿和瓦尔特·霍顿希,又称霍尔腾2-29型战斗机。

在1940年的不列颠之战中,昔日的日不落帝国凭着先进的雷达侦察网络,将德国空军打得落花流水,数百架战斗机在此次战事中损毁。希特勒便下令研制新式隐形飞机,企图躲过英国雷达的侦察,扭转战争局势。

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随后研发团队采用了前所未有的隐形结构,设计出了一款靠喷气发动机提供动力,时速达970公里、可携带30毫米加农炮和两枚500公斤炸弹的战斗机,这款战机在当时足以扭转局势。

但由于稳定性垂直表面技术一直没有攻关,导致研制出的飞机经常发生侧翻,难以实现射击的快速和精准,这款战机直到1944年圣诞节前,才成功完成了试飞任务。不过当时德国的很多工业设施都被盟军破坏,并没有条件进行批量生产,这款战机便没有参加二战。

而后美军攻入了德国,在一个秘密地下室找到了大量的设计图纸。后在此基础上,设计出了著名的B-2轰炸机。直到如今美国还保存着世界上唯一一架希特勒隐形战机,可以说它是如今隐形战机的鼻祖。B-2隐形轰炸机吸收了不少它的设计院元素,比如后掠单翼和屏蔽雷达的碳浸渍胶合板外层。而这款交付于1993年年底的军用飞机,也成为了世界上第一种实战隐形战略轰炸机。

F-22猛禽战斗机就是以上技术的基础上,后研制出的一款更先进的隐形战机。它是由美国洛马公司研制生产的单座双发重型战斗机,于1997年首飞成功,2005年正式服役,目前美国空军装备了184架该型战机。

F-22战机最成功的地方,就是空重仅为19.7吨,正常起飞重量为29吨。它采用了两台加力推力达到156千牛的F119-PW-100涡扇发动机,在不开加力的情况下,可以做到超音速巡航。并且配合二元矢量喷口,可以做到超机动性。另外,它采用快速大迎角爬升,由于整机推重比高,在内部载油和载弹量都很少的情况下,动力仍旧非常充沛。

但是随着时间的推移,F-22战机也多次暴露了座舱供氧系统不稳定、机背老化、隐身涂层脱落等情况,但是美军有能力修复它的基地却不多。

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有媒体更是曝出,在新冠疫情的背景下,F-22在参加对美国医护人员的“致敬飞行”任务时,发生了坠机一事。美方态度是赶紧对外封锁消息,坠机的具体原因截至目前仍扑朔迷离。

虽然不能由此断定F-22性能不佳,但可以肯定的是,美军F-22的优势地位不断遭到挑战,最优隐形战机的宝座或将不保。特别是我国新一代战机歼-20的不断成熟,在我国军方技术的快速发展中,F-22或将很快失去技术的领先优势。

经过多年的研制攻关,我国不仅研制出了隐形战机的防御武器——米波三坐标雷达,歼-20隐形战机的服役更意味着我国在同领域有了相对应的克制武器,这同时也让米国在隐形战机领域失去了一方独霸的优势。

虽然前方形势一片大好,但我国科研人员并没有沾沾自喜。而是紧接着做出了下阶段的计划与展望。有关人员表示,下一步我国将向第五代反隐身雷达进军,以用来“对付”具有超音速巡航、无人驾驶、两栖作战等特性的五代隐身战机。它将利用微波与光子技术的结合,实现全息感知、智能化和软件化。

倘若该项技术取得突破,它将成为我国空中领域一块更牢固的“盾”,使我们不仅可以探测到隐身战机,还能够辨别具体机型,甚至可以分辨出是哪一架飞机。而在隐形战机领域,我国也将不断地去研发更坚硬的“矛”。相信未来倘若这副“矛”和“盾”升级成功,我国的空中力量也将取得质的飞跃。

是雄鹰必将翱翔于天际,是蛟龙必将遨游于深海!相信在这些不畏艰难、敢于创新科研人员的努力下,我国将在不远的未来成为该领域的佼佼者,并向着军事强国的目标不断迈进。

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