滴滴……滴滴滴,不好!大流氓又來了

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大流氓又欺負到咱家門口了,哎呦,老蔣的這個小脾氣啊...


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如果大家細心,應該留意過美軍“麥克坎貝爾”號驅逐艦今年首次闖入西沙領海的新聞,不出意外這艘驅逐艦又是被我軍圍觀了


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為什麼這兩年這樣的“偶遇”、“尾隨”經常發生?

大家要知道,軍艦主機啟動不是一分鐘兩分鐘的事情,就算解放軍紀律嚴明個個按時到崗,主機他不講紀律的,你不給我預熱,油路不加壓,我就不動彈。


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有時候還要加好多的管子才能伺候好(054A主機故障維修)

主機啟動就要十多分鐘,何況還要趕到攔截海域,那就是N個小時之後了,啥都趕不上。以前咱們無力掌控南海局勢,就是這樣心有餘而力不足。

別人來鬧事也不會提前打招呼對吧?衛星監控有窗口期,沒法24小時盯著;咱解放軍總不能天天、每時每刻放飛機去周邊海域搜索預警吧,也沒那麼多飛機啊,四百七十多萬平方公里的海疆呢。

所以這種情況,最好用的還是雷達,遠程雷達


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我們知道,美國有“薩德”,還有海上巨眼SBX-1預警雷達這種怪物,探測距離都是3、5000公里的超遠距離,但是它們都是用來探測飛行器的,特別是為導彈防禦系統提供早期預警,對海面目標它們看不見!

為什麼?請大家想一想,雷達波是走直線的,地球是圓的,那麼直線傳播的雷達波探測海面目標的時候,有效距離是非常近的。有多近呢?上三角函數!


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校長:停!數學學得好我當什麼編輯呀!

風子:OK!說結果吧

10米高的雷達對10米目標的探測距離是26公里,領海範圍大約是22公里(12海里)。如果美艦以30節的速度向我領海直線航行,等你發現再派軍艦出去的時候,他已經遛了幾圈然後悠哉悠哉的回新加坡了。

南海諸島最高點都沒有10米,那我海防豈不是形同虛設嗎?

沒事,劉老幫你插個眼


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劉永坦院士

高頻表面波雷達


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風博士知道,很多媒體都喜歡把這個東西叫做高頻地波雷達,但這種表述是不嚴謹的。因為該雷達是利用海水錶面可傳遞電磁波的特性,使電磁波沿著海面傳播。


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大概是這樣!

反科學是嗎?初中課本都說了,光是一種電磁波,光沿直線傳播這玩意兒還能拐彎的?

能!

在這裡風博士要解釋一下,光有波粒二象性,電磁波大約以可見光為分界,紅外線以下的電磁波更多的呈現波的特徵,而紫外線以上的電磁波更多的呈現粒子特徵。也就是說,波長比較長的波有可能“拐彎”:即沿表面傳播

不理解是嗎?

風博士告訴你一個非常容易理解的例子:海浪。海浪就是一種表面波,毫無疑問他沿著海面傳播,無論是空氣中還是深海,都沒有海浪。現在假設我們在水底炸一顆水雷。


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爆炸能量以波的形式向外散發,一部分沿水傳播,一部分散發到空氣中,還有一部分就會變成海浪。請問,你覺得上面哪一種波的形式能傳的更遠呢?

海浪嘛!

電磁波既然是一種波,也會有表面波現象。理論上說,陸地和空氣之間也有表面波,比如地震波中的L波(破壞最大),但陸地上廣闊無垠的地形實在是太少了,還是預警機比較靠譜。故而,表面波雷達幾乎專屬於對海探測。

客觀上,這片雷達陣列相當於一架永不降落的預警機。

如果只是這樣那也不稀奇,國外早就有了類似的玩意,比如英國的“監督員”、俄羅斯的“向日葵”、加拿大的SWR-503等系統,美國就不用說了,民用的CODAR公司都成立35年了。


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那為什麼劉院士得到了如此之高的榮譽?僅僅是因為他為咱們海防擦亮了眼嗎?

並不全是。官方評論是,“與國際最先進同類雷達相比,劉永坦研製的新體制雷達系統規模更小、作用距離更遠、精度更高、造價更低,總體性能達到國際先進水平,核心技術處於國際領先地位”。

其實這套系統除了實時監控艦船軌跡的基本功外,對飛機大小的目標有極強的探測能力。

這個要從雷達的頻率說起。

一般來說,頻率高的電磁波衰減快,頻率低的衰減慢,所以宙斯盾的遠距離探測雷達通常都是S波段雷達。但頻率高的電磁波定位精準,可以引導導彈攻擊,因此055上的火控雷達又是X波段。


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根據公開資料,表面波的有效範圍在短波頻段,頻率為3-30MHz。風博士可以負責任地說,後面那個30是媒體用來忽悠大家的,前面說過,波長越短越顯粒子性。電波要順著海面拐彎,頻率自然是越低越好,波長那是越長越好(比如赫魯曉夫要在中國建的長波電臺)。

風博士據此推測,最佳探測頻率不會超過8MHz。為什麼呢?根據常識,無線電波長與頻率是一一對應的。頻率在3-6MHz之間時,對應的波長大約是100-50米。請注意,F-22的長度約為20米,根據雷達波長一半的物體反射最強烈的基本常識,6-8MHz左右的頻段是最有效的反隱形手段。當然,略高一點也行,但太高可能不容易貼著海面跑。


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無源干擾箔條就是按目標火控雷達波長的一半製作的

具體多少,需要根據雷達探測距離、頻率、精度調整(應該是一個範圍內多個頻率以防干擾)。這種雷達的技術難點在於,海浪本身就是一個干擾源,要過濾掉不同氣象條件下的雜波你得有多少實驗數據,花多少心思?更別說找到那幾個最優頻段本身就是非常複雜的問題。劉院士幾十年的努力換這個一等獎,殊為不易也!

有人要說了,S波段中心頻率3GHz,對應波長為10釐米,尚且不能作為精確引導的波段,幾十米波長的雷達,即使我們看到了也拿人家沒辦法,再說了這麼多根柱子在那裡,被炸了怎麼辦?

話不是這麼說!

因為雷達分很多種,當探測雷達發現目標之後,具體的引導任務會交給火控雷達。火控雷達是出了名的定向雷達,雷達波以非常窄的波束照射目標,引導導彈攻擊。


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海狸2J,海紅旗-7的火控雷達,雷達波束只向“衛星鍋”前面發射

這種時候,F-22飛行員就該聽到刺耳的警報聲,飛行記錄儀會記錄下來,然後讓美國外交部向中國抗議,

你們竟然用火控雷達照射我!

那麼,戰時敵方可以炸掉他嗎?

可以!

高頻表面波雷達陣列佔地面積巨大,沒有移動能力,要炸掉是很容易的。但沒有什麼意義!因為最關鍵的主機可以藏起來你炸不著,地面看到的那些都是天線,我國鋼產量超過外國總和的,就這幾根天線還不夠一秒鐘的鋼產量呢。適合建立天線陣列的地方到處都是,修復也是非常簡單的,你炸完了我就再組裝起來就是,看你巡航導彈貴還是我的鋼鐵貴。


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吶,就是這個樣子,威海試驗站(哈工大供圖)。這材料成本看起來比路燈杆也高不了多少,炸了也不心疼。

就新聞中我們看到的天線陣列,那就不下一百多根啊!問題是,英國人的戰斧巡航導彈庫存才113枚,打光了也炸不掉這一個雷達陣地(可憐的大英帝國)。如果你從海上來,還要擔心先被雷達定位,那迎接你的可就是鷹擊系列的飽和打擊!


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可以想象一下,這玩意兒在沿海戰略要地部署之後,簡直是點亮海疆全地圖啊!

那些自以為是的宵小之徒,出門就被我們的雷達全程監控,看你怎麼鬧騰。

任爾筋斗雲,自有五指山!


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