1.飞机的眼睛和耳朵
在无边无际的天空中,那里没有红绿灯和指路标,那么飞机是怎样在茫茫天际中找到目标,避免撞机事故呢?军用飞机又是如何做到精确锁定目标进行攻击的呢?飞机能轻而易举地做到这些,全靠机载雷达给了飞行员一双“千里眼”和一对“顺风耳”。
什么是机载雷达呢?机载雷达是所有装在飞机上的各种雷达的总称。它担负着控制和制导机载武器的重任,并实施全方位的空中警戒、侦察,保障飞机准确航行和飞行安全。机载雷达在基本原理上和组成与其它军用雷达还是相同,但它毕竟是机载雷达,必然有其独特的特点:它们多了一个天线平台稳定系统或数据稳定装置;而且在波段上通常采用3厘米以下的波段;它的体积小,重量轻,完全适应机上携带;并且具有十分良好的防震性能。
2.机载雷达的分类
一架飞机上装载着种类繁多的雷达,这些机载雷达各自有不同的用途,按照它们的不同用途可分为:
(一)截击雷达
战斗机鏖战蓝天,全靠截击雷达为它的空空导弹、火箭和航炮等提供精确目标数据。截击雷达与火控计算机、飞行数据测量和显示设备等共同组成歼击机强大的火控系统。截击雷达一般同时具有搜索和跟踪两大功能。在蓝天上执行搜索任务时,雷达若发现和测定出载机前方给定空域内出现攻击目标,把它截获后随即转入对它跟踪状态,连续提供瞄准和攻击目标所需的数据。有的截击雷达还配有目标照射装置,用于导引向敌方目标发射出去的半主动寻的导弹。攻击机携带着截击雷达后,能在几十千米的距离内发现一切空中目标,有的截击雷达的视野范围弄到可达一二百千米;搜索和跟踪角在±60度左右以内;测距精度为几十米以内;测角精度的误差不会超过十分之几度。脉冲多普勒截击雷达能排除地(海)面杂波干扰,为攻击任务提取运动目标的准确信息,具有下视能力,装备这种雷达的歼击机能对低空、超低空目标布下天罗地网,实施致命攻击,这在如今盛行超低空突袭的现代战场上,它是居高临下的猎鹰,任何低空的猎物都难逃它的追捕。现在较先进的截击雷达能一心多用,可以边搜索边跟踪,即对一定空域内执行搜索任务的同时,还能同时跟踪周围的多个目标。有的截击雷达还身怀多种绝技,具有多种功能,既能在蓝天上用于对空中目标的拦截,也能用于对地(海)面目标的实施外科手术式的打击。(如美国“AN/APG-66”机载多功能雷达)
(二)轰炸雷达
现代战争中敌对双方利用战机进行斩首行动、实施精确打击已经是家常便饭,过去那种地毯式轰炸已经是昨日黄花。那么现在这种“外科手术”式的精确轰炸到底是怎样实现的呢?原来这一切都需要有轰炸雷达的指引。
每当轰炸机携带着重磅炸弹进入攻击轰炸区域后,全靠轰炸雷达来为它瞄准轰炸、制导空地导弹和领航提供目标信息。轰炸雷达可单独工作,也可与光学瞄准具、计算机配合使用,构成一个强大的轰炸瞄准系统。轰炸机在进行轰炸任务前,先要用轰炸雷达来搜索目标,这种搜索可分为前视搜索和全景式搜索,而前景式搜索也称环视。前视搜索雷达的天线发出的探测电波,这波束向载机前下方一个扇形地区内执行搜索任务。而环视雷达的天线波束也成扇形,只是它可以用这束扇形波束指向载机下方作圆周搜索。它也有搜索和瞄准两种工作状态。在执行搜索任务时,天线作圆周扫瞄,当显示器画面上轰炸目标闯入瞄准区时,雷达立即转入瞄准状态,将测得的目标数据送到计算装置处理,计算机参考其他参数在屏幕上标出投弹点。轰炸机向目标俯冲过去,当目标信号与投弹标志重合时,轰炸雷达就发出投弹指令,实现自动轰炸。轰炸雷达能探测出方圆150~300千米距离内的目标并对它实施精确打击,它的方位分辨率约为1°~3°。
(三)空中侦察与地形显示雷达
在现代战争,谁能首先把敌人隐蔽处揪出来,谁就能先发制人,在敌人头上扔下致命的炸弹,争取战场上的主动权。要发现敌人,就要先对敌人进行空中侦察,而这些侦察与反侦察工作总是在战争开始之前早就已经开始。侦察飞机以其灵活的机动能力和超高分辨率的侦察手段,在敌人最私密的军事地带,神气活现的进出,如入无人之境,获取了一个又一个绝密情报,为战争的胜利奠定了重要基础。
侦察飞机携带的空中侦察与地形显示雷达,能轻而易举获取地(海)面固定目标和移动目标的位置和地形资料。这种雷达通常是一种侧视雷达,它拥有极高的分辨率。它的高灵敏度的天线牢固地安装在机身的两侧,天线上发出的波束指向载机左右下方的地面,并垂直于航线,雷达随载机飞行向前飞快扫瞄。侧视雷达有两种,一种为真实口径侧视雷达,另一种为合成孔径侧视雷达。真实口径侧视雷达的天线,它沿着机身安装,纵向长达8~10米,在飞机机身两侧形成两条很窄的波束,它的分辨率较全景雷达高出10倍左右。而合成孔径侧视雷达的天线,顾名思义,它的实际尺寸很小,它利用载机的前进运动,通过对相关信号的存储和处理后,只要飞机轻轻掠过探测区域可获得有效长度为几千米的天线孔径,这雷达的分辨率极高(高达几米)。它获得的地形图,其清晰度完全可以与航空照相的相媲美。侧视雷达能日以继夜地进行空中侦察和地形显示,它根本不用飞越对方阵地,就能在外围侦察到对方纵深一二百千米内的军事目标。
(四)航行雷达
蔚蓝的天空对于飞行员来说远没有看上去那么平静。天有不测风云,在飞行中随时都会遇到险情,雷电、乌云、大气湍流、高耸入云的山峰等等,每一个这样的险情都有可能造成机毁人亡,所以飞机需要一种航行雷达才能避开险情。
机载航行雷达密切关注着载机前方的气象状况、空中目标和地形地物,让飞机一路平安地准时航行。有一类专门用来保障各种飞机低空、超低空飞行安全的航行雷达,叫做地形跟随雷达和地物回避雷达,它通常被装在执行低空突防任务的飞机上,好让飞机可以贴地疾飞。地形跟随雷达与计算机和飞行控制系统配合,随时控制飞行高度随地形起伏变化,使飞机始终和地面之间保持一定的安全高度。地物回避雷达可以为飞行员探测出那些在选定高度之上的所有地面障碍物的分布情况,显示在显示屏上,为飞行员提供回避信号,使飞机灵巧地绕过那些障碍物,保证飞行安全。只要利用工作转换开关,上述两种雷达可以根据飞行出现的具体状况交替使用。另外还有一种专门用于测定载机的偏流角和地速的航行雷达,飞机飞行 时,哪怕 是微小的改变飞行方向和速度,都会被这种雷达所感测出,它被人们称为多普勒导航雷达,这种雷达可提供导航和轰炸所需的一切数据,通常被装在轰炸机和运输机上。
(五)机载预警雷达
预警机到底靠什么来料敌先机,运筹帷幄?靠的就是机载预警雷达,它是预警机上的主要电子设备,空中警戒和指挥引导,还有空中交通管制全都靠它。它已成为现代防空体系的一个灵魂。它与地面对空情报雷达优越多了,预警机所到之处,不再有盲区,任何低空、超低空目标在它的巨大视野范围里都无所遁形,它的机动性还很强,前几年美国强行阻止了以色列向中国出售的远程空中预警机,就是怕这种飞机会对美国远东军事基地形成巨大威胁,由此可见预警机的重要性。
我们已经知道,预警机在战争中有如此重要的地位,那么它是怎么诞生的呢?早在1938~1939年,当时德国潜艇威胁着英国的海上运输线,为了突破德国潜艇的封锁,英国首先有针对性地研制出了第一批ASV米Ⅱ型机载对海搜索雷达和AI型机载截击雷达。随后,英国和美国也跟着研制出微波轰炸雷达,并于1942~1943年先后成功投入使用,这大大提高了盟军轰炸的精度。20世纪50年代中期至60年代,机载雷达采用单脉冲角跟踪、脉冲压缩和合成孔径等新技术,它的分辨率和测量精度更高、抗干扰能力更强、作用距离更远、应用范围更广。控制着机上的火炮或投弹瞄准,制导所有机载空空导弹或空地导弹。接着出现了气象、地形跟随、地物回避等雷达。70年代,数字电子计算机和脉冲多普勒技术让机载雷达如虎添翼,让雷达的信息处理、抑制地(海)面杂波和自适应等能力有了一个飞跃发展,并有发展出了十分较完善的机内自检系统和故障隔离装置。
我国也从上世纪50年代开始在空军中装备机载雷达,60年代进入机载雷达研究领域,自行设计和研制出单脉冲体制机载截击雷达和轰炸雷达。70年代,我们在机载雷达领域里又更上一层楼,研制了多种体制和多功能的机载雷达。
如今,科技发展日新月异,电子技术的发展和战术要求也发生不断变化,机载雷达的作用距离也将更远、目标分辨率和识别能力更强、抗干扰能力和可靠性等方面将进一步发展。同时能搜索、跟踪多个目标和具有多种功能的机载相控阵雷达也将获得较为广泛的应用。机载雷达的小型化、自动化程度和自适应能力也将进一步提高。