不妨这么讲,它乃是中国极为少见、多次公开且被承认领先全球的技术之一。
特别是相控阵雷达,中国不仅在数量上充足有余,还成功实现了其价格的平民化,甚至连农民都用它来防范野猪了。
这般情形,电视剧恐怕都不敢如此编排,但却是千真万确的事实。
不得不说,无论多么尖端的“工业瑰宝”,一旦被中国所掌控,都能变为平价之物。
中国雷达的发展历程
提及中国雷达的发展,其背后满是艰辛。
在尚无雷达的时期,中国的防空能力极度脆弱。
敌机时常闯入我国领空,对重点区域肆意狂轰滥炸,致使我们损失惨重。
而解放军这边,只能依靠望远镜用肉眼观测敌机,全然不具备任何远程预警的能力。
这种低效且危险的方式,让我们在面对敌机时毫无招架之力。毫不夸张地讲,没有雷达,我们连反抗的机会都难以拥有。所以,这个艰巨的任务我们必须攻克!
由于当年中国雷达工业的基础极为薄弱,尚处于仅能观测方位和距离的阶段,西方专家更是断言:“中国雷达与国外至少存在 30 年的差距。”但中国人向来不信邪,干就完了!
1950 年,中国电科的技术专家,在南京妙耳山上的一栋两层小楼内,领命仿制苏式的防空警戒雷达。历经三年多持续的分析、拆解、改进与仿造,终于在 1953 年传来喜讯。这一年,首部国产中程防空米波警戒雷达诞生,并被命名为 314 甲中程警戒雷达,中国雷达工业就此开启征程;
据悉,这款雷达重达 400 多千克,对飞机的探测距离可达 80 至 100 千米。其后,我们又自主研发出多款防空警戒雷达,其中包括 406 米波远程警戒雷达。其探测范围更广,性能更为优越,极大地增强了中国的空中预警能力,至此,一个覆盖大陆全境的“防空警戒网络”逐步形成。
1958 年,为有效监测低空敌机的状况,我国又研发出第一部低空警戒雷达 581 和低空测高雷达 582。这两款雷达协同运作,不但能够精准探知敌机的方位、速度和高度,更能精确引导地面防空部队打击目标。
讲一件真实的事,1961 年 11 月 6 日下午,对岸派出的敌机,在距离辽东半岛还有 200 多公里时,就被解放军的雷达发现并牢牢锁定了目标。随着战机隐身技术的不断提升,传统雷达的探测能力遭遇极大挑战。为应对此种威胁,相控阵技术应运而生。
这种技术通过大量小型的发射/接收单元(通常称作 TR 模块)组成的天线阵列运作。通过调整每个单元的相位,雷达波束能够迅速改变方向和形状,从而能够在毫秒级别的时间内完成大范围的扫描。
1972 年,中国正式启动 7010 相控阵雷达项目。在项目初期,中国的科研团队面临众多技术难题,尤其是相控阵雷达的核心技术尚处于起步阶段。即便如此,通过引进并消化吸收国外先进技术,同时结合自主研发,中国的科研人员逐步掌握了相控阵雷达的关键技术。
经过数年的努力,1976 年,7010 相控阵雷达项目历经全面测试和调试后,正式投入使用。
该款雷达依傍山势而建,正面宽 40 米,高 20 米,探测距离达 3000 公里,能够连续跟踪十批以上的外空目标。不但大幅提升了中国的远程预警和防空反导能力,也使中国成为继美苏之后第三个拥有超远相控阵雷达的国家。
1998 年,我国的工程师们经过不懈的钻研,又开发出舰载相控阵雷达。其最大的特点在于具备跟踪 15 个、打击 6 个的多目标攻击能力。
与美国的 AN/APG-68 雷达相比,中国的舰载相控阵雷达在性能上更为出色,显著提升了我国海军的作战能力。
然而,传统相控阵雷达也存在致命的缺陷。
由于依赖单一的大功率发射机,导致雷达系统的功率密度过高,散热问题严峻。
再加上结构和设计上的限制,使得雷达灵活性欠缺,难以适应复杂多变的战场环境。
为克服这些局限,有源相控阵雷达应运而生。
简单来讲,这款雷达内部每个天线元素都配备有自身的发射/接收模块,从而提供了更高的灵活性和性能。不但能在更广泛的频率范围内工作,还能够同时跟踪和识别多个目标。
曾经,美国在这一领域独占鳌头,垄断了市场的绝大部分份额。其他国家想要?抱歉,得花高价购买,而且还得看美国的脸色。但是,后来中国在雷达核心材料方面取得突破,打破了这一局面。
或许大家并不知晓,相控阵雷达的核心部件是 T/R 组件,它决定了相控阵雷达的探测能力,其成本约占整个雷达成本的 60%。而这个组件中的核心材料,要数硅基氮化镓。相较于之前的砷化镓材料,氮化镓的功率密度是砷化镓的 5 至 10 倍,热导率高出 7 倍。这意味着采用氮化镓材料的 T/R 模块,能够提供更高的输出功率和效率,同时减少热量的积聚。
再者,氮化镓能够利用现有的硅半导体制造工艺,从而降低了雷达的制造成本。而中国的氮化镓产业链相对完备,涵盖了从原材料生产到器件封装等各个环节,具备强大的自主能力。
可以说,材料上的革命性突破,让中国的相控阵雷达超越了美国。
正因如此,这种雷达的价格大幅降低,相关产品如雨后春笋般涌现。目前,在我国现役的各类预警机中,已经普遍配备了有源相控阵雷达。其中,空警 - 200 安装的是平衡木式有源相控阵雷达,空警 - 500 安装的是“身背圆盘式有源相控阵雷达。
除了预警机,有源相控阵雷达还广泛应用于战斗机、舰艇和地面防空系统中。比如我国的福建舰航母,更是装配了全球首屈一指的 32 面相控阵雷达,从而实现多领域 360 度全方位的监控。甚至在两舷的船体上,也配备了相控阵雷达,这在世界航母史上极为罕见。而美国的福特号航母,总共也就只有 6 部相控阵雷达,福建舰是它的 5 倍有余。
据说,民用版本更是低至几十块一台,都已卷成白菜价,甚至连农民都用其来防野猪。
野猪一出现就能被察觉,然后利用无人机驱离,覆盖范围从半径 5 公里到 10 公里不等,可同时监控 100 个目标。并且全程均由系统自动完成,从而大大减少了人工干预。
放眼全球,找不出第二个国家能如此操作。
归根溯源,中国相控阵雷达技术的迅猛进步是外部压力催生的产物。美国频繁的无端挑衅,其战机时常侵扰我国周边空域;
美国的航母编队不时在我近海游弋,挑起事端;美国不断的威胁行为,对我国的和平发展构成了挑战。面对这样的外部环境,中国人民从不退缩,挑战即机遇,攻防兼备是我们的一贯原则。
因此,雷达技术的不断创新与进步是必然的选择。至于我们的技术水平,既然我们敢于宣称领先,那么无疑是在行业中独占鳌头,遥遥领先于其他竞争者。
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