雷达专家刘永坦因何获得800万奖金?俄专家解读中国超视距雷达成就

1月16日报道 俄罗斯卫星网1月12日发表题为《中国科学家因何获得800万奖金?》的报道称,1月8日,哈尔滨工业大学教授刘永坦荣获2018年度国家最高科学技术奖,同时获得800万人民币的奖金。超视距雷达是刘永坦领导下的专家们所取得的关键性研发成果之一。俄罗斯军事专家瓦西里·卡申发表文章就中国超视距雷达所取得的成绩做了解读,以期揭开刘永坦因何获得800万奖金的“秘密”。现将全文摘编如下:

中国正努力研究海基机动超视距雷达,并希望凭此提升在西太平洋地区针对美军的反介入战力。

无线电信号为直线传播,甚至功率最大的常规陆基雷达也无法看到百公里外超低空飞行目标。预警机因尺寸和功率限制仅能部分解决这个问题。

超视距雷达的工作原理是借助无线电波在电离层的反射或折射效果。由于它不受地球曲率的限制,故而没有常规雷达的局限性,但要真正实现超视距,则需要付出高昂代价。此类雷达在技术上极其复杂且非常昂贵,由大量中转和接收天线组成,有时彼此之间相距数百公里。

早在上世纪60年代末,中国已开始研发这种雷达,与苏联和美国几乎同时。苏联和美国在冷战结束前已经建成首批可实际运行的雷达样机,但中国项目因技术基础薄弱而未能取得成功。

解放军列装的首批超视距雷达是俄产的“向日葵-E”型雷达。中国于2000年初从俄罗斯购买了3套。“向日葵”系列是相对较小的海军超视距雷达。中国购买的型号可发现接近300公里外的水面目标。2000年代,俄罗斯海军也购买了此款雷达,部署在里海和太平洋。

2008年,中国在其北部地区建成更大型的超视距雷达,为空军所用,是导弹预警系统中的一部分。据西方评估,其预警距离可达2500公里。此后,中国继续加大投入发展海军超视距雷达系统,并为战略防空和反导用途制造功率更强的雷达。

中方的研发过程与俄罗斯强化此项工作是同步进行的。2002年,俄罗斯建成“集装箱”超视距雷达,其预警距离是3000公里,扫描范围是240度。之后经过长时间的调整和测试,2013年开始在军队中运行。

这种可同时发现5000个目标的巨型设施据称将在2019年进入全面战斗值班状态。与此同时,俄罗斯还在发展“向日葵”海上雷达网络。俄罗斯将在自己周边地区建成功率强大的雷达侦测系统,可针对空中和海上攻击预警。目前还不清楚俄罗斯是否有建设海基机动超视距雷达计划,也许这与俄罗斯水面舰队规模不大有关。苏联解体之后,俄罗斯主要建造的是中小型舰艇(轻型护卫舰和巡逻舰)。

对于中国来说,建设海基超视距雷达是迫切的,且具有重要的意义。中国已在远距离海上攻击方面投入巨资,部署大量反舰弹道导弹、岸基重型反舰巡航导弹以及轰炸机。相应的,保障这些重型武器能在远距离发现和跟踪目标则成为必须要解决的问题。

众所周知,中国在侦察卫星集群以及重型侦察无人机等方面投入巨大。但是,这些手段中的任何单项,都无法获得可靠的效果,尤其在对手是美国的时候。而建设海上机动超视距雷达,是保障侦测远离中国海岸目标的重中之重。俄罗斯海军在演习中使用“向日葵”雷达,为反舰导弹指示目标位置,而中国海军看来也将使用同样的方式。

海上机动超视距雷达可为美国舰队在第一、第二岛链范围内的行动制造很多的困难。未来,中国航母战斗群还将提高在远海上的作战能力,而超视距雷达技术也可使其更快发现敌方在远距离发射的巡航导弹和派出的空中力量。

【延伸阅读】相控雷达未安装!军迷拍国产航母新图

近日,有军迷在大连拍到了首艘国产航母001A的最新图片,其中显示舰岛上方的大型相控阵雷达尚未安装,还有大批配套的电子设备仍在安装中,本图集就此为您展示。(感谢热心军迷Garuda66从前方发回的现场图片)

图为从舰艏角度拍摄的001A航母的滑跃甲板特写。

图为仍在舾装中的001A航母,可见舰岛上林立的脚手架,以及甲板上堆放的各种施工设备。

图中可见舰岛上为大型相控阵雷达预留的安装口(红框处),位于桅杆最顶端的“顶板”三坐标对空搜索雷达则已安装完成。

图为新型大型相控阵雷达的预留口特写图,可以看到难得一见的内部结构。

本图近处可见被包裹得严严实实的海红旗-10近防导弹发射器,以及后侧飞行甲板上部分升起的偏流板(可以挡住舰载机起飞时释放的尾焰,把尾焰引向两侧和上方防止灼伤甲板),全部升起时应有三块,图中只升起了两块,应该仍处在调试阶段。

据外媒报道,001A型航母配备有3座“海红旗-10”18联装近防导弹系统,与美海军“拉姆”系统定位类似。该系统可用于拦截1130型近防炮射程外的目标,并与前者互补。图为中国“海红旗-10”试射资料图。

图为辽宁舰试射右舷海红旗-10近防导弹。

红框中可见已部分安装完成的 “菲涅尔”光学助降系统,只安装了一侧的闪光灯和中央灯箱,还有一侧未安装。

位于舰艏滑跃甲板附近的疑似大型电缆组,接入到舰体内部可能是用于内部排线测试。

舰艏滑跃甲板特写,下方可见3个大型系缆孔。

夕阳下的001A国产航母,背景是巨大的大连船舶重工龙门吊。

图为从远距离拍摄的001A国产航母侧面特写。

据美国“全球防务”网站4月5日发表文章称,与现役的辽宁舰相比,即将下水的中国国产001A型航母优化了舰体载荷(机库加长15米),最多可搭载36架歼-15重型舰载战机,而辽宁舰仅能搭载24架,更多的舰载机意味着001A型将具备更强的火力投送能力。图为军迷制作的001A型(上)与辽宁舰(下)的细节对比图。(感谢“图谏”供图)

图为网友制作的001A型与辽宁舰编队航行设想图。

【延伸阅读】谁敢向我开炮!神奇雷达“秒杀”敌炮兵

美国在反炮兵定位雷达研发领域起步较早,早在20世纪70年代就研发了“火力发现者”系列定位雷达,代表型号是AN/TPQ-36和AN/TPQ-37,这两种是目前世界上装备数量最多且实战经验较丰富的型号。图为部署在前线地区的AN/TPQ-36雷达,摄于1996年。

AN/TPQ-36(编号中,AN代表海、陆军专用;T代表可移动式;P代表雷达;Q代表特殊用途)是一种中距离反炮兵定位雷达,采用S波段电子扫描方式,对火箭炮的最大定位距离为24千米,对火炮则为18千米,一次可同时定位10个武器发射点,但反应时间较长(约6分钟),而且有时会出现虚警情况。

该型雷达的优点是集成水平高,整体尺寸较小,可以直接用黑鹰直升机进行吊运快速部署,地面也可以利用悍马车运输。

作为互补,AN/TPQ-37是远程反炮兵定位雷达,于20世纪80年代装备美军,其雷达同样采用S波段,但发射功率更大,对火箭炮探测距离为50千米,对火炮为30千米,除定位这两种武器外,还增加了对战术导弹阵地的定位能力。

1991年海湾战争中,美军曾利用TPQ-37雷达测定过伊拉克陆军的炮兵和飞毛腿导弹发射阵地,共测定过356个目标。在2003年的伊拉克战争中,美军炮兵报告称第3步兵师的师属炮兵单位使用“火力发现者”(2部TPQ-36雷达和1部TPQ-37雷达)在21天内完成了1800多次探测。图为“飞毛腿”导弹发射车。

图为TPQ-37系统的组成单位示意图,除了由于雷达尺寸加大,需要使用中型卡车运载外,整套系统具有很强的战场部署能力的,雷达展开时间为30分钟,撤收时间为15分钟。

图为静态展示的TPQ-37雷达。

由于TPQ-37雷达性能先进,且便于部署,以色列国防军也有采购。雷声公司还为以色列出口型安装了经过改进的迫击炮定位软件,提高了它在近距离上的探测能力。改进后的雷达称为“达曼”雷达系统。 图为以色列国防军装备的老式Shilem反炮兵雷达,虽然采用履带底盘,但看上去十分笨重。

以色列国防军一直使用它对付巴勒斯坦的“卡桑”122毫米和240毫米火箭弹以及黎巴嫩真主党游击队手中的火箭炮。图为巴勒斯坦武装人员准备发射“卡桑”火箭弹 。

图为美军两种移动式反炮兵定位雷达的作战单位构成,可见都具有很强的战场机动性能。

除了用于定位火炮和火箭炮的定位雷达外,美军还装备有AN/TPQ-48/49 LCMR(轻型反迫击炮定位雷达),其电子扫描天线能提供对从近距离来袭的迫击炮弹进行360度全向探测和跟踪。,其采用全向测定时,对81毫米迫击炮的最大定位距离为8千米,对120毫米迫击炮为10千米,目标定位误差在5千米处约为100米。

当系统探测到有迫击炮弹来袭时,便立即通过无线电链路向配备有个人数字助理的操作者发出声响警报信号。计算出来的敌方迫击炮位置坐标网格随后显示在单兵的PDA(掌上电脑)上。图为塔利班武装分子准备发射迫击炮。

然后系统会将目标数据通过语音或数据链路传送到反击炮兵单位。该系统已于2002年在阿富汗巴格拉姆空军基地进行实战部署,后来在伊拉克战场也有广泛应用,受到美军前线部队的好评。图为美海军陆战队炮兵进行夜间射击训练。

图为美陆军公开日上的LCMR雷达与AN/TPQ-53雷达。

AN/TPQ-53“快速反应能力”机动式反炮兵定位雷达,是美国洛马公司于21世纪研发研发的新型雷达,将逐步取代老式TPQ-36和37雷达,截至2013年6月,美军已列装了51套。

图为俄军BM-30“龙卷风”火箭炮群进行实弹打靶。TPQ-53雷达可在60千米外对其进行定位。

由于换装了最新的电扫雷达,TPQ-53具备更远的探测距离和更强的作战性能。其对火箭炮的最大探测距离为60千米,还能在全向扫描和定向扫描模式之间灵活切换。图为TPQ-53不同扫描模式探测距离示意图,左为全向扫描,右为定向扫描。

图为TPQ-53雷达两种扫描模式的探测界面示意图,左为定向扫描,探测距离较远,但扫描范围有限,右为全向扫描,探测范围广,但距离有限。

图为美军在实战演习中部署的TPQ-53雷达。

除美国外,还有多个国家研发了反火炮定位雷达,瑞典于1999年装备部队的“亚瑟”(ARTHUR,“火炮搜索雷达”的英文缩写)雷达就是其中之一。一般用于定位20千米内的榴弹炮和30千米内的火箭炮。在2003年的伊拉克战争中,英军曾利用“亚瑟”A型成功定位并摧毁了伊拉克陆军的牵引火炮部队。 图为捷克陆军装备的“亚瑟”系统。

“亚瑟”B型雷达的输出功率增大,探测距离提高25%;信号处理能力增强,具有更强的弹道计算能力和追踪能力,可利用模糊逻辑识别目标,并可根据炮弹的飞行阻力系数辨别炮弹的口径。除能定位火炮外,还能对35千米外的迫击炮阵地进行定位。 图为“亚瑟”雷达展开后的状态。

除了履带底盘外,亚瑟 雷达还有轮式底盘型号,其采用方舱设计,战场部署较为灵活。

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