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隐身飞机都可见?俄罗斯安了个“集装箱”,能探测国界外2000公里

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俄罗斯卫星通讯社12月2日引述俄罗斯国防部的消息称,俄罗斯将会建立覆盖全国边境地区的大型雷达网络,以便提早发现和跟踪来袭的巡航导弹、战斗机以及其他"空气动力学目标"。根据俄罗斯军方的介绍,这种新式雷达系统代号为"集装箱",是一种视距可达2000公里的远程超视距雷达预警系统。在功能上类似于"沃罗涅日"雷达预警系统。目前第一套"集装箱"系统已经部署在原苏联的加盟共和国——摩尔多瓦,并已经正式启用。
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(俄罗斯"杀手锏"——"集装箱"超视距天波雷达,注意,不是前面几个"集装箱",而是军人身后那一排巨大的雷达天线柱子)




雷达预警系统早已有之,不过早期雷达预警系统是监视弹道导弹的

早期雷达预警系统其实是冷战时期就已经出现的,世界大国专门用于超视距对空(太空)监视,并为本国进行导弹来袭预警的一个侦查网络系统。由于战略弹道导弹是美苏两强最核心的战略武器,所以早期的预警雷达也是一种超大功率,并专门用于探测来袭弹道导弹的专用雷达系统。这种雷达由于功率巨大,且雷达的阵面也极为巨大,所以通常需要依托山体或者单独建设巨大的建筑,作为雷达阵面使用。
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(巨大的"沃罗涅日"导弹预警雷达,也是一种巨型相控阵雷达,这种雷达因为能耗太大,需要一座发电厂才能配合使用)




早期苏联的导弹防御系统中,最先进的即为"沃罗涅日"雷达系统,该系统类似于美国的"铺路爪"超大型超视距雷达,具备4000公里的巨大探测距离,并且可以探测数千公里外太空中篮球大小的武器,因此对于高速飞行的弹道导弹有极为精准的侦测能力。目前俄罗斯以"沃罗涅日"雷达系统为核心的战略导弹防御系统已经建设完成。但是现在的问题是,随着隐身技术的发展,原先"高来高去"走抛物线弹道的战略导弹已经"毫无秘密"可言。各国的战略导弹从发射开始,在火箭上升段,因为巨大的红外信号,很容易被太空中的早期导弹预警卫星侦测到。随后导弹预警雷达即可接手卫星的侦测方位,一旦确认来袭导弹的轨道,即向本国战略部门发出警报,并启动战略反击系统,这就是战略导弹反击系统的基本原理。
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(全新的"沃罗涅日-DM"型雷达,俄军战略导弹预警系统的"眼睛")




不过随着技术的发展,各国目前对于战略弹道导弹的监视预警系统已经基本完善,但是对于低空和隐身目标,目前而言尚不具备足够的侦测和反击能力。因此,隐身战斗机和轰炸机具备在现役雷达系统无法有限侦测的情况下,实现对敌方的有效渗透,并使用各类精确制导武器摧毁敌方目标的能力。而俄罗斯由于苏联解体,自身经济发展不断衰退,已经无力像美国一样大规模投资研发新式隐身飞机。所以俄罗斯只能在防御系统——雷达预警系统方面想办法。




天波雷达,一种神奇的存在

本次俄罗斯国防部公布的"集装箱"雷达系统是采用天波反射的方式来实现超视距探测。众所周知,雷达波是采用直线传播的,而地球是一个球体,所以飞机只要保持在雷达一定距离之外(通常为40公里),并保持飞行在地平线以下,则常规雷达就无法对飞机进行有效探测。但是早在苏联时代,俄罗斯的科学家们就曾经有效解决过这一问题。具体解决的办法就是利用著名的"电离层"充当反射镜,来解决雷达无法超视距探测的问题。
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(大气电离层示意图)




在地球大气层中的"电离层"(Ionosphere)是地球大气的一个区域。电离层是指在受太阳高能辐射以及宇宙线的激励下,呈现电离状态的地球大气高层。电离层的高度很高,从距离地面60公里到1000公里之间的区域的大气都处于电离状态。在这个区域内,由于大气受宇宙射线的辐射而电离,所以这一层次的大气有很多特殊的性质,其中一条就是——可以反射某些特定波段的电磁波。

这一特性被前苏联的科学家们充分利用起来,他们把整个地球大气的电离层当作一面镜子,而雷达波就好比是照在镜子上的光线。光线照在镜子上会发生折射,而当雷达波照射在电离层上时,则同样会发生折射。天波超视距雷达的基本原理,就是利用大气电离层反射雷达波,并靠接收经电离层反射回来的雷达波,对视距以外的目标进行确认。而前苏联的科学家们所做的并不仅仅是通过天波雷达侦测目标,他们甚至还用这种雷达直接作为火控雷达,用来引导导弹攻击视距以外的目标!
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(我国购自俄罗斯的现代级"泰州"号驱逐舰,舰桥上方红圈内的雷达就是著名的"音乐台"超视距天波雷达)




在我国从俄罗斯进口的956E/EM"现代"级驱逐舰上,在舰桥上方看起来像大拇指一样的雷达系统,绰号为"音乐台",这种雷达就是苏联一款广泛装备的量产版超视距雷达。它就是利用电离层反射电磁波的原理,把大气中的电离层当作一面镜子,通过电离层反射的方式实现超视距侦测。而现代级驱逐舰正是依靠了这款超视距雷达,从而省去了直升机中继制导的工作,可以由"音乐台"雷达直接为SS-N-22超视距反舰导弹提供全程制导修正。
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(成为我国海军标配的366型超视距天波雷达,依靠这台雷达,我国海军的鹰击-83、鹰击-62、鹰击-12等超视距反舰导弹都不再需要中继制导,大大提升了舰艇战斗力)




我国也看中了"音乐台"雷达优越的超视距性能,所以在俄罗斯的基础上,对其进行仿制和优化,研制出国产366型超视距雷达,目前我国海军的054A型护卫舰、052B/C/D等驱逐舰,全部加装366型雷达系统。目前366雷达已经成为我国海军大中型水面舰艇的标准配置,通过这种雷达系统,我国的主力舰已经实现了全面的超视距对海打击能力,从而不再依赖中继制导的直升机或者其他平台,海军水面舰艇作战能力也因此得到成倍提升。




升级改进的天波雷达——"集装箱"系统

有"音乐台"雷达的成熟技术,相信俄罗斯再研制更新的天波雷达并非难事。所以"侦测距离2000公里"至少在理论上是可行的。而且,隐身飞机通常是针对由下向上发射的电磁波,所以我们看到,隐身飞机通常腹部非常光滑,尽可能减少突出物和雷达反射面,但是隐身飞机的背部在设计要求上就宽松许多。巧的是,由于天波雷达恰恰是利用电离层作为反射层来探测超过一般雷达视距之外的目标,而雷达的反射波恰好集中在飞机的背部。这就意味着,从理论上说,天波雷达确实具备发现隐身目标的能力。
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(能够侦测2000公里的巨型天波雷达,依旧是十分巨大)




不仅如此,很有趣的事情是:中俄如今的天波雷达已经发展到第二代,而美国至今没有装备成熟可靠的天波雷达,美军的远程反舰导弹等超视距武器至今依然需要依靠中继制导,才能确保有效命中目标,这在战场上无疑是危险的,因为一旦中继制导平台被对方击落,那么导弹就有可能失去导引,导致攻击失败。目前在天波雷达这一技术领域,俄罗斯已经把美国远远甩开。
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(B-2轰炸机尽管雷达反射面几乎小到可以忽略不计,但那只是针对地面雷达,而其背部的两个巨大的进气口,正是天波雷达最好的观测对象)




目前"集装箱"雷达系统的总设计师米哈伊尔·彼得洛夫对记者表示,俄罗斯目前正在考虑将第二套"集装箱"雷达系统部署到面向北极的方向,因为对于美俄两国而言,越过北极直接打击对方,是战术上的最短路径。所以北极方向一直是俄罗斯最重要的防御方向。尽管俄罗斯目前在航空器的隐身技术方面和美国有巨大的差距,但是凭借在雷达制导体质上的优势,俄罗斯依然在技术上具备和美国抗衡的能力,特别是依靠天波雷达制导体质上的优势,俄罗斯可以有效发现来袭的隐身飞机,并且可以建立大纵深的远程监视预警体系,从而在整体上提升整个国家的国防实力。对此,美国大概没有想到,自己历时数十年开发的隐身技术,就这样被俄罗斯"破功"了。
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