歼20机载有源雷达改变空战走向,开拓者被提名国家最高科技奖

诗筠说国际 2024-02-10 17:11:58

近日,2023年度国家科学技术奖提名工作结束。据公开的信息,备受关注的国家最高科学技术奖已知有13位专家被提名。其中,自然不少了国防工业界的泰斗级专家,中国机载火控雷达的开拓者贲德院士也位列其中。

据报道,今年是中国机载火控雷达事业创立45周年,贲德院士在这个时间点获得提名尤其值得关注。众所周知,近年来中国服役了歼-20、歼-10C等大批先进战机,这些战机都配备了基于贲德院士研究成果、代表世界最前沿的机载有源相控阵火控雷达,可以直接改写空战走向。今天,我们的就来回顾一下中国“战鹰之眼”的发展之路。

△歼-20采用了我国最先进的机载有源雷达,相信同样的雷达罩背后是快速迭代升级的最新成果

喝“断头酒”、立军令状,造雷达

上世纪70年代,以F-15、F-16为代表的第四代战机陆续首飞并服役,现代空战的走向也由此发生根本性改变。这些战机具备上视和下视超视距作战能力,可以引导导弹攻击数十公里外的目标。当中的关键就在于战机拥有了“千里眼”——机载脉冲多普勒火控雷达。

△F-15等四代机战机的标志性技术是机头的机载脉冲多普勒雷达技术,它实现了下视下射的,是超视距作战的根基

机载火控雷达被誉为“战鹰之眼”,它是战机实现超视距能力的物质基础,直接影响着现代空战结果,乃至制空权争夺。机载火控雷达设备不大,却具有着战略意义。

众所周知,上世纪70年代,我国的国防工业基础相对薄弱。然而,当敏锐地察觉到空中作战模式正发生根本性变革时,高层展现出了前瞻性的视野,并迅速决策我们也要着手研制机载多普勒火控雷达,以适应未来战场的需要。

1979年,国家将机载多普勒火控雷达的研制任务交予中国电科14所,中国的机载火控雷达事业由此开启!

△贲德院士的工作照

研制工作由贲德院士主持,贲德由此成为我国机载多普勒雷达领域的开拓者和学科带头人。值得注意的是,接手机载雷达研制项目时,贲德院士刚刚从深山中一处神秘基地归来,当时的他刚刚参与完我国首部大型相控阵预警雷达7010的研制。7010雷达有8层楼高,面积有2个篮球场大,转眼间,贲德院士的“战场”从“巨无霸”天线阵面转向了战斗机鼻子里的0.1立方米。

在0.1立方米的背后,贲德和团队面对的是我国在这个领域的完全空白。雷达研制过程中,贲德曾前往北京向刘华清上将汇报工作。据贲德院士回忆,汇报后众人共同进餐,刘华清端起酒杯说,“咱们今天喝‘断头酒’,雷达搞不出来杀头”。这句话虽然略带玩笑之意,但在贲德和同事看来却极具分量。

面对巨大的技术挑战,贲德带领团队向国家立下军令状,从零开始摸索。机载火控雷达研制的巨大挑战在于,一般的机载雷达没有下视功能,主要原因是下视的地杂波非常强,而且飞机高速飞行时,不同方向杂波的多普勒频率相差非常大,极容易掩盖低空飞行的目标信号,令高空作战的战斗机难以监测。

△国外曾准备给歼-8II装备F-16的航电,但对机载脉冲多普勒雷达等关键技术却是严防死守,只愿意教如何使用

80年代中期,我国曾与外方达成协议,由外方为我国空军歼击机有偿加装机载多普勒雷达。但对方对雷达技术实行超乎寻常的封锁。不仅安装雷达的过程要隔墙进行,有关使用该雷达的“应知应会”,也“缩水”成了如何按按钮。面对外方的层层壁垒,立下军令状的贲德和团队誓言 “一定要争口气!”据报道,从基础理论、基础算法开始,贲德和团队研究了上百个课题,搞清了脉冲多普勒的原理,提出了适合我国国情的研制思路,进行了机载脉冲多普勒雷达的整机设计。

在雷达进行飞行试验时,贲德虽已50多岁,却依然抢着登机上天。当时的测试条件并不好,试验平台是一架已接近报废、颠簸不堪的飞机。一上飞机就连着3-4个小时地盯紧机子,有时为了测试精度,一天要登机两次。随着登机测试任务一天天加重,贲德的身体也出现了乏力、心慌、胸闷、发热等不适症状,那段时间,他的体重迅速从123斤,降到了108斤。

1989年,贲德带领团队突破封锁,国产机载多普勒火控雷达研制成功!

△我国首型机载脉冲多普勒体制火控雷达在歼-8II战机上列装

被玩出了“花”的机载有源雷达

贲德带队研制的机载脉冲多普勒火控雷达荣获国家科技进步一等奖,奠定了我国国防机载雷达领域自主研制的基础,受到高层的高度评价。时任领导人用“争气机”称呼这部雷达,这是可以说是对以贲德院士为代表的中国雷达人的最高评价。基于贲德院士研制的机载脉冲多普勒火控雷达成果,中国电科14所陆续为歼-8II、歼-10A、歼-11B、歼-15等战机安上“千里眼”。与此同时,14所也紧追机载火控雷达技术最前沿,短时间内实现了新体制机载火控雷达技术的一次又一次飞跃,歼-10B、歼-10C、歼-20陆续装备上无源/有源相控阵火控雷达。

△歼-10C(上图)和歼-10B外形差异不大,但火控雷达从无源迈向有源,从装备时间节点来看,这一技术的历史性跨越也宣告我军战机雷达开启了有源时代

对于外界而言,战斗机装备的雷达可能只是型号的差别。但需要注意的是,机载脉冲多普勒火控雷达技术的突破、成熟应用,到无源相控阵雷达,再到前沿有源相控阵雷达的大规模列装,是在极短的时间内完成的,相比其它任何一个军事强国都要快得多。

中国在机载火控雷达领域所取得的最新成果,从数年前的珠海航展也能够一见端倪。2016年珠海航展上,由14所研制的国产机载有源相控阵雷达KLJ-7A首次对外公开亮相,这代表了该领域雷达技术的国际先进水平。

△14所推出的“三面阵”(下)、“机相扫”(上)“广角”机载有源雷达,虽然没开盖,轻薄程度肉眼可见,这背后应该是基于先进的电子元器件、封装技术

如果说KLJ-7A的形态略显“常规”,那么到了2018年珠海航展,机载有源相控阵雷达已经被14所玩出了“花”。本届航展上,14所立足未来战场环境推出机载有源相控阵火控雷达“广角”解决方案,包含“三面阵”、“机相扫”等不同技术形态,为现代战机突破传统视野局限提供了多种选择。至此,美国、欧洲、俄罗斯在机载有源领域的“技术特色”被我国全部收入囊中,这背后既是我国“市场”的旺盛需求,更是技术能力达到一定阶段后的“自由发挥”。

毫无疑问,目前中国的机载火控雷达技术已经迈入世界先进行列,这为我国的空中力量夺取制空权打下了坚实基础,而这一切成绩的获得离不开贲德院士等老一辈军工人的付出。

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诗筠说国际

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