美軍推行全隱形空軍,要生產228架B-21隱形大型機,我們怎麼樣

自新世紀以來,美軍一直在紮實推進作戰飛機的全隱形化。從最早的F117戰鬥轟炸機的初級隱形階段到F22\B2\F35的成熟隱形階段。到最新預研階段的高度全面隱身的新一代戰鬥機、B-21隱形轟炸機、隱形無人機都有一個共同的主題就是把雷達光電隱形進行到底,試圖建立一個全隱形的空中作戰力量。美軍是在玩命追求零傷亡、零損失的絕對優勢打擊,這也為別的國家的發展提供了方向借鑑。

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裝備數量只有20架的B2隱形轟炸機

畢竟地面雷達的視距已被隱形飛機壓縮到二戰前。即使有米波雷達和長波雷達的發展,也僅僅是視距稍寬而已,再遠一點就無法精確捕捉目標。對高速度、遠程化精確武器、有隱形功能的作戰飛機來講對付這種提升不是事。更不要說紅外、光電探測了,這種探測本來就距離不遠,紅外隱形的作戰飛機輔以各種戰術策略,很容易就把自身的紅外特徵降到環境紅外特徵之內,如同先進潛艇把自身噪音降到海洋環境噪聲以下一樣,讓紅外探測無所適從。

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紅外隱形很出色的F-35戰鬥機

所以建設全隱形化的空中作戰力量大有可為。美軍目前只做到了戰鬥機的隱形化,智能無人機的隱形化尚在起步階段。最頭疼的是戰爭中一些非常重要的節點無法實現隱形,如預警機、加油機、電子戰飛機等等需要大載荷、大功率設備、固定造型的特種作戰飛機。設想如果在戰爭中敵方已經看不見隱形飛機了,反而遠程看到的是非常關鍵、高價值的這些特種飛機,敵方豈不非常樂意地猛攻這些飛機,那麼這些特種飛機豈不還兼職誘餌飛機的功能。但對己方就損失過大,不光是人員物質的損失,還要對整個戰爭的勝敗負責,沒有這麼傻的人。

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傳統預警機固定造型

所以特種作戰飛機的隱形勢在必行,因此可以理解美軍要228架B-21的生產能力做什麼。就是要有隱形大飛機的生產能力,有了生產能力再出各種改型就容易多了。其中以預警機的改型對戰爭的影響力最大,但是預警機頂著一個大雷達天線罩的固定造型深入人心。如何才能實現雷達天線隱形呢?科學家們已經發展出了柔性共形相控陣雷達天線,目前日本、美國、中國、歐洲都在研究柔性共形雷達天線。2015年曝光的我國神鵰戰略無人預警機,採用了X波段的共形雷達技術。我國也推出了圓柱陣的陸軍相控陣雷達和直升機共形天線。據說我國2016年已立項了新型共形雷達預警機項目。未來美國的B-21隱形大型機生產線可以大批量生產B-21形狀的轟炸機、預警機、加油機、電子戰飛機等等。

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一機多型的隱形大型機B-21

柔性共形技術有廣闊的軍事用途,對於提高探測能力大有好處,尤其在飛機隱形技術深入發展的今天,更具有現實意義。也將是飛機設計的一個里程碑。柔性共形技術的特點是:

1、這種天線最主要的優點就是不僅可以貼合任意曲面,還能動態調整因飛行器氣動、冷熱等原因引起的振動和變形影響。而且相對於傳統平板型天線,柔性共形天線可以大幅的擴大雷達孔徑,實現對隱形飛機的探測。作戰飛機可以設計成最優的氣動外形,不用遷就雷達天線而影響氣動性。大型預警機能充分利用機身表面積和機翼翼展布置天線,大幅提升探測能力。高空長航時無人偵察機採用柔性共形陣天線,可以實現大功率、大口徑雷達探測,滿足其大範圍的偵察能力需求。

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美國對薄型柔性共形陣天線吹風試驗

2、柔性共形陣天線有更大面積、更遠偵測距離、更大功率的性能。我國預警飛機空警系列的總設計師王小謨曾表示:未來的機載預警雷達必須增大雷達天線的幾何尺寸才能有更遠的探測距離、更好的抗干擾措施和更大的功率孔徑,但大型雷達受制於飛機的整體尺寸限制,天線尺寸已不能再大了,我國目前的預警機在反隱身目標,特別是F-22、F-35和B-2這類目標作戰能力還很欠缺,空警-2000和空警-500對他們的發現距離很近,不足以形成威懾,共形雷達預警機可以解決這些問題。

3、柔性共形陣天線可以應用到各機種。各種飛機的每塊機翼機身都能成為天線,各種有人飛機、無人機都能執行情報蒐集、監視、通訊任務,而無需開發專門的預警偵察飛機。

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柔性共形陣雷達預警機的早期型號

4、柔性共形陣天線可以實現增強的電子戰能力,強化了電子攻擊效果。能被動探測敵方的通信信號。利用大型共形陣的高功率大孔徑可以壓制多波段的雷達和大量短波通信,以實現電子干擾和電子攻擊。

5、柔性共形陣天線不佔用機內空間,多餘空間可以用來安裝其他設備、燃料,從而增加飛機的載荷和航程,也可以提高設備的結構強度,有助於提高載具的機動性及戰場的生存能力。這用在戰鬥機或導彈之類的緊湊型和大機動型載具上具有巨大優勢。戰鬥機能多載燃油增加航程,能搭載更多的機載武器。雷達制導的導彈能降低導引頭的尺寸和重量,可以安裝更大的戰鬥部或攜帶更多的燃料,也可以大幅縮小彈體尺寸增加便攜性,提高機動性。

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導彈柔性共形陣雷達

雖然各國在柔性共形陣取得了較大進展,但是一些問題還待優化。難點一:陣列所有單元要有相同的方向圖、最大值指向和極化取向,但陣列不在一個平面上,因此計算和實現難度大。共形陣陣元工作時的通斷和幅相多樣化,功率分配、波束控管需要實時適應性調整,另外陣元有各自的電環境,如何解決工作時有源輸入阻抗匹配是需要解決問題,對大過載性能的載體來說振動和動態變形對於陣面的影響要更大些,需要採用自適應機制加以解決。

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美國、日本共同研發的最新柔性共形陣天線

美國、日本共同研發的最新柔性共形陣天線,其解決了大部分共形陣天線所未解決的難題。在實現應用方面有很大的進展,這種共形陣天線上附有感應器,通過計算天線的彎曲曲率確定各個元件的座標,然後自動調整各個陣元的相位形成方向一致的電磁波。


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