自印巴冲突以来,空战已经正式进入了“百公里时代”。随着交战距离的不断延长,对雷达性能的要求也日益提高。如果你的雷达只能锁定100公里内的目标,即便你装备了射程达到200公里的空空导弹,依然很难击中敌人,反而可能在100公里外就被敌方打击。这使得未来的空战,航电系统的先进性,尤其是雷达性能的好坏沈阳配资开户,成为了决定胜负的关键。各大军事强国早已在机载雷达领域展开了激烈的竞争,有源相控阵雷达已经成为现代战斗机的标配,任何一款战斗机如果没有这样的雷达,就会处于明显的劣势。甚至印度也在为其苏-30MKI更换国产有源相控阵雷达,这让仍然依赖无源相控阵雷达的俄罗斯陷入了尴尬境地。
有源相控阵雷达的发展并非一蹴而就,它经历了多个阶段。第一代有源相控阵雷达采用的是硅和锗等材料,这些材料的散热性能有限,随着雷达功率的提升,这些局限性逐渐暴露出来。为了克服这些问题,第二代有源相控阵雷达采用了砷化镓(GaAs)材料,它具备良好的耐热性、耐辐射性和对磁场的敏感性。砷化镓雷达的频率响应快,工作温度高,这使得其在F-22的AN/APG-77和F-35的AN/APG-81等雷达中得到了广泛应用。
展开剩余80%然而,随着空战进入强电磁干扰时代,雷达的要求已不再仅仅是“远”。它们必须能够穿透更强的干扰,而砷化镓的性能极限已经难以满足这一需求。因此,第三代有源相控阵雷达应运而生——氮化镓(GaN)雷达。简单来说,氮化镓具有更宽的禁带宽度,相当于让发动机的活塞行程和缸径增大,爆发力得到了显著提升。氮化镓材料不仅耐高温、抗干扰能力更强,而且具有更高的效率和更强的稳定性。中国在这一领域走在世界前列,歼-10C、歼-16和歼-20等战机都配备了氮化镓雷达。特别是在印巴空战中,歼-10C成功在160公里外锁定了装备“频谱”电子战系统的阵风战斗机,充分证明了氮化镓雷达在探测距离和抗干扰能力方面的优势。
目前,美国也在为新一批次的F-35战斗机换装氮化镓雷达,最新的AN/APG-85雷达采用了氮化镓材料,其探测距离比AN/APG-81提高了50%。眼看着美国即将在机载雷达技术上缩小与中国的差距,中国自然不会停滞不前,新一代有源相控阵雷达的研发早已提上日程。
为了提升雷达的性能,除了优化算法和制造工艺外,最有效的途径就是在材料上实现突破。这一次,中国的科研团队选择了碳化硅作为新材料。据《南华早报》报道,歼-20隐身战机的有源相控阵雷达正在进行碳化硅材料的测试,这一技术使得雷达的探测距离提升了整整一倍。
与氮化镓相比,碳化硅在承受电压的能力上有显著提升,用其制造的T/R组件不仅具备高输出功率,还拥有出色的热导效率和耐高温特性。虽然碳化硅的优势早已被各国科研人员发现,但由于其加工难度大、成本较高,长期未能投入实用阶段。但中国的科研团队经过多年攻关,成功将碳化硅芯片从2英寸扩大到12英寸规模化生产,极大降低了生产成本。
据《南华早报》称,采用碳化硅雷达的歼-20,其极限探测距离有可能达到甚至超过1000公里。需要注意的是,这一距离主要是针对像战略轰炸机和运输机等RCS(雷达反射截面)约为100的目标。如果目标换成RCS为5的普通战斗机,探测距离大约为500公里,而对于RCS低于1的半隐身战斗机,探测距离可达200公里以上。至于F-35这类隐身战斗机,歼-20的碳化硅雷达的探测距离也能接近100公里。
碳化硅不仅具备更高的热稳定性和化学稳定性,还能够在恶劣的环境下稳定工作,其出色的散热能力和效率使得雷达系统能持续高强度运转。更重要的是,碳化硅材料的雷达系统故障间隔时间更长,维护需求大大降低,增强了飞机的战备状态和出动率。
如果碳化硅雷达能够装备国产战斗机,那意味着中国已经具备了进行超视距打击的能力,空战规则将因此发生改变。更重要的是,碳化硅雷达若搭载在六代机上,将发挥出1 1大于2的效能。根据目前掌握的信息,六代机将比歼-20拥有更远的航程、更强的隐身能力和更丰富的武器挂载能力,未来将贯彻“攻势制空”理念,主动出击,不再被动防守。
歼-20在“反介入/区域拒止”任务中,虽然已具备足够的隐身能力和氮化镓雷达,但它仍依赖于预警机和电子战机的支持。然而,六代机未来面临的作战环境将更加艰难,孤军深入、没有预警机支援的情况下,必须具备强大的独立搜索和抗干扰能力。在这种背景下,碳化硅雷达的出现为六代机提供了必需的支持,解决了当前氮化镓雷达无法胜任的任务。
六代机的弹仓将大幅升级,除了能够携带空对地导弹,还能搭载霹雳-17这种远程空空导弹。霹雳-17的射程至少有300公里,这就要求战机能够在300公里外锁定敌机,并且能够在强电磁干扰环境下完成任务。氮化镓雷达显然无法满足这一需求,而碳化硅雷达则能轻松应对。
装备了碳化硅雷达的六代机将具有前所未有的作战能力,能够在第二岛链附近的空域主动猎杀美军战机。凭借其先进的碳化硅雷达和霹雳-17远程空空导弹,六代机将成为“空中巨兽”,对美军的战略轰炸机、预警机和加油机构成巨大威胁。美军要想拦截六代机将面临极大的挑战,甚至连预警机也可能在发现六代机之前就被导弹击中。
如果碳化硅雷达得到广泛应用,未来中国的六代机将极大改变亚太地区的空中战略格局。在此背景下,美军的大型飞行器将无法再对中国构成威胁。美军的加油机将被迫撤离,轰炸机的作战范围大幅缩减。随着六代机的出现,美国在亚太地区的空中优势将彻底崩塌。
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