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      簡述浮空器雷達載荷的發(fā)展歷程

      2021-01-28 15:08:39陳志強
      錦繡·上旬刊 2021年4期
      關(guān)鍵詞:浮空器發(fā)展

      摘要:浮空器雷達載荷的探測距離較地面雷達明顯推遠,而且探測空域更廣,對低空/超低空目標的探測能力大大增強,而浮空器雷達還擁有機載雷達無法比擬的獨特優(yōu)勢。

      關(guān)鍵詞:浮空器;雷達載荷;發(fā)展

      0 引言

      浮空器雷達載荷是指以飛艇、系留氣球等浮空器平臺為載體,在幾百甚至上萬米的空中長時間持續(xù)工作,并且不受地球曲率、遮蔽物和地面氣流影響的雷達系統(tǒng)。自20世紀50年代美國海軍首次應(yīng)用以來,浮空器雷達載荷在美、俄、以色列等國的國土防空探測網(wǎng)絡(luò)中扮演了重要角色

      1 平臺優(yōu)勢與作戰(zhàn)用途

      與眾多形式的機載雷達一樣,因平臺的升空,浮空器雷達載荷的探測距離較地面雷達明顯推遠,而且探測空域更廣,對低空/超低空目標的探測能力大大增強,而浮空器雷達還擁有機載雷達無法比擬的獨特優(yōu)勢。一般的機載雷達因其載機安裝空間的有限性,對雷達天線有著嚴格的尺寸限制,而系留氣球,尤其是高空飛艇的尺寸通常很大,如美國高空飛艇計劃(HAA)中的飛艇直徑達50m,為大孔徑的雷達載荷天線提供了足夠的安裝空間,從而極大地提高了雷達系統(tǒng)的探測靈敏度,增強對巡航導彈、無人機等小型或隱身目標的探測能力。

      無論是地面供電的系留氣球還是自帶發(fā)電裝置的高空飛艇,平臺外的電源供給方式帶給浮空器雷達持久滯空的優(yōu)勢。與一般機載監(jiān)視系統(tǒng)幾小時到幾十小時的滯空時間相比,浮空器雷達載荷通??梢栽诳罩谐掷m(xù)工作幾十天,如美國陸軍的聯(lián)合對地攻擊巡航導彈防御空中網(wǎng)絡(luò)傳感器計劃(JLENS)中的監(jiān)視雷達可以連續(xù)720h(30d)執(zhí)行巡航導彈探測/跟蹤和廣域監(jiān)視任務(wù)。

      浮空器雷達的生存能力也較強,尤其是高空飛艇雷達。制造飛艇所用的輕型纖維材料,有效地減少了飛艇自身的雷達信號,再加上飛艇通常飛行在20km以上的高空,超過了一般地面雷達的探測視界和地面防空武器的射程。

      從成本上來看,浮空器雷達載荷也具有非常高的工作效費比。浮空器雷達系統(tǒng)的研制難度要小于空基/天基偵察監(jiān)視系統(tǒng),而且日常工作維護費用較低。一般來說,浮空器雷達的每小時工作開支僅是具有同等工作性能的P-3/E-8等空中監(jiān)視飛機的相關(guān)費用的十分之一。但是浮空器雷達載荷的工作易受大氣環(huán)境的影響,在特別惡劣的天氣中,浮空器雷達甚至無法工作。

      但總體來說,浮空器雷達系統(tǒng)具有非常重要的軍事價值,平時可以執(zhí)行空中巡邏、巡航導彈等低空目標預警、環(huán)境監(jiān)測等任務(wù),戰(zhàn)時可以用于戰(zhàn)區(qū)的前沿防空和重要目標保護等,因此在國土防空探測網(wǎng)絡(luò)體系中扮演著極其有效的監(jiān)視工具角色。與其他平臺聯(lián)結(jié)在一起,可充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)威力,并顯著提高防空探測體系的抗干擾和抗摧毀能力。

      2 未來發(fā)展趨勢

      經(jīng)過半個世紀的發(fā)展,浮空器雷達載荷技術(shù)從最初的陸基/空基雷達改造階段,發(fā)展到如今復雜的專用浮空器雷達系統(tǒng)設(shè)計,其中的技術(shù)跨越映射了雷達技術(shù)的演變史。展望未來,浮空器在國土防空和其他準軍事行動中將顯現(xiàn)出越來越重要的戰(zhàn)略價值,其雷達載荷也將迎來更好的發(fā)展機遇。

      (1)反導是浮空器雷達的未來任務(wù)方向

      隨著導彈技術(shù)的不斷擴散,各國都在打造自身的導彈防御網(wǎng)絡(luò)體系,美、以、日、印、韓等國尤為積極。在龐大的防務(wù)投入中,選擇低成本、高效率的浮空器雷達作為反導網(wǎng)絡(luò)體系中的探測傳感器成員,當然是再理想不過的選擇。美國的JLENS計劃和HAA計劃便是有力的佐證。

      (2)臨近空間是浮空器雷達的未來工作高度

      近年來,距地面20km~100km高度之間的臨近空間成為高空預警偵察平臺的熱門工作空域,填補了航空和航天之間的空白,將在未來電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)領(lǐng)域發(fā)揮巨大的軍事應(yīng)用潛力。工作在臨近空間的浮空器雷達載荷,可以憑借其超大孔徑天線帶來的強大探測能力、廣闊的監(jiān)視空域和持久的滯空工作時間等性能,在巡航導彈、無人機等隱身目標探測領(lǐng)域發(fā)揮無以倫比的優(yōu)勢。

      (3)有源相控陣是浮空器雷達的未來體制趨勢

      有源相控陣雷達的眾多優(yōu)勢已經(jīng)在其他平臺上得到了淋漓盡致的作戰(zhàn)表現(xiàn)。在浮空器平臺上,無論是執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)監(jiān)視,抑或巡航導彈防御任務(wù),有源相控陣雷達體制的優(yōu)越性終將贏得各國的支持。

      (4)共形是浮空器雷達的未來主流結(jié)構(gòu)設(shè)計

      將浮空器雷達的天線與平臺實現(xiàn)結(jié)構(gòu)相融,更多地采用共形設(shè)計,不僅可以減輕浮空器的任務(wù)載荷重量,增強雷達系統(tǒng)的抗環(huán)境能力,更利于實現(xiàn)浮空器雷達天線的大口徑設(shè)計,提高傳感器的探測感知能力。

      (5)低成本是浮空器雷達的未來市場考量因素

      低成本是浮空器雷達得以在21世紀初蓬勃發(fā)展的重要支撐因素??紤]到浮空器雷達是用作空中預警機的能力補充,有效控制系統(tǒng)的研發(fā)、制造、采辦和日常維護成本是其能否在與眾多偵察監(jiān)視系統(tǒng)的市場競爭夾縫中生存并發(fā)展壯大的重要保證。

      3 結(jié)束語

      浮空器雷達的低成本、快速部署等優(yōu)勢,為其在國土防空探測領(lǐng)域贏得了一席之地。隨著各國在反導領(lǐng)域的深層次投入和浮空器技術(shù)的發(fā)展,未來也許會出現(xiàn)數(shù)量更多、體制更全、功能更強大的浮空器雷達。

      參考文獻:

      [1]臨近空間飛行器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].王亞飛.國防技術(shù)基礎(chǔ).2019(01)

      [2]近地空間飛艇發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].蔣譜成.空間電子技術(shù).2018(03)

      [3]美國平流層飛艇發(fā)展計劃和研制進展[J].姚偉.航天器工程.2018(02)

      作者簡介:陳志強,主要從事浮空器全工藝流程及加工制作方法研究

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