让F22无所遁形!中国科学家掌握反隐身技术:从太空定位美五代机

青筠谈世界 2024-10-20 18:42:39

提起第五代战斗机,人们第一印象就是隐身性能,这是五代机与前几代战斗机最本质的区别,在空战进入超视距时代之后,五代机凭借隐身优势,就相当于在实战中“开挂”,别人看不到它,它却能看到别人,然后进行单方面的打击。

所有军事强国都在发展、完善自己的第五代战斗机,同时也在积极研究反制第五代战斗机的方法,并且方式各有所不同。以美国为例,作为世界上最早装备第五代战斗机的国家,美军很早就在演习中见识到了第五代战斗机的威力。因此在中俄先后装备第五代战斗机之后,美军就开始寻找制衡中俄五代机的方法。

美军目前采用的方法很简单,是飞机就需要装发动机,装了发动机就会有红外信号,既然五代机对雷达隐身,美军就给自己的战斗机装备先进的红外搜索装置,用这种被动探测手段来发现中俄的五代机。从2015年开始,美国就开始研发新型远程红外搜索跟踪吊舱,2020年,美军一架F-15C战斗机首次使用“军团”红外吊舱完成了导弹发射测试,这种吊舱被放置在一个圆筒状盒子内,既能独立使用,又能集成到机腹中线的副油箱前端。目前这种吊舱已经装备于美军的F-15、F-16、F/A-18战斗机上,F-22也计划装备采用隐身外形设计的吊舱。美军声称:“军团”红外搜索/跟踪系统吊舱将赋予美军战斗机探测、打击隐身目标的能力,是真正的“游戏规则改变者”。

只不过,红外搜索跟踪吊舱并不是一个新玩意,早在上世纪80年代,苏联就在苏-27与米格-29上标配了该系统,美国海军的F-14舰载机也曾装备了红外搜索跟踪吊舱。而中国的歼-10C、歼-16也全部内置了红外搜索跟踪装置,早就具备了被动探测、打击隐身目标的能力。

只不过,利用红外信号来搜索敌机,只是一种被动探测手段,探测距离与抗干扰能力都无法与雷达相比较,实战中能够发挥出多大的价值还有待观察。至少装备红外搜索跟踪装置的歼-10C与歼-16,在演习中依然很难与歼-20对抗。

至于俄罗斯,因为缺乏高性能光学仪器的加工能力,就连衍射平显、热成像仪都需要从国外进口,因此他们的红外搜索跟踪系统很难有效发现五代机。而他们对付隐身战机的方式更加简单粗暴,既然雷达与红外搜索跟踪系统的性能不如中美,那就堆数量。苏-57可以说是世界上传感器数量最多的战斗机,配备了101KS“环礁”整合式光电侦搜系统,包括座舱前方的101KS-V球型红外搜索/跟踪转塔、座舱后方和机鼻下各1座101KS-O球型定向光电压制转塔、座舱后部两侧的101KS-U紫外线传感器、翼根处的101KS-P红外探测器。

此外,苏-57还在机翼襟翼位置装备了N036L雷达天线,这种长波段雷达虽然探测精度不佳,但是却能在较远的距离外发现隐身战斗机,目前世界上主流的反隐身雷达都采用L波段。拥有了数量如此众多的传感器,苏-57的抗干扰能力被直接拉满,发现隐身目标的能力也值得期待。即便苏-57的这套航电系统无法有效发现隐身战机,俄罗斯还有最后一招,就是让苏-57利用速度优势快速接近美军的五代机,然后在近距离发挥机动性的优势。

相比之下,中国走的路线更加高端,没有局限在单一平台上,而是利用体系优势来反制五代机。10月18日,西方媒体报道称,中国科学家在研发隐身飞机探测手段方面取得了重大进展,通过分析北斗系统的信号与隐身飞机的互相作用来发现目标。

北斗是中国自行研制的全球卫星导航系统,目前在太空中已经拥有60颗卫星,基本做到了对中国周边的无死角覆盖,并逐步扩展到了全世界。西方媒体称,当北斗卫星发射的信号遇到F-22这类隐身飞机时,因为这些飞机表面有隐身涂层,不仅能够吸收雷达波,还对电磁信号有一定的影响,北斗卫星发射信号会受到干扰和分散,而这种散射在无线电频谱中产生了独特的回声,中国科学家已经破译了这一回声。通过先进的算法,中国科学家能够使用特定的无线电信号,来准确定位隐身飞机的位置。

隐身战机的原理是将照射过来的传统雷达兵散射到其它低威胁方向,极大压缩了被雷达发现的距离。现在中国科学家基于卫星信号分析来确定隐身战机,就好比科幻片里敌人虽然能隐身,但是它所处的位置,空气与光线会有细微的异常波动,只要准确感知哪个位置的有异常波动,就能知道敌人在哪了。

更令人拍案叫绝的是,这种检测装置不需要复杂的雷达系统,只需要一套简单的信号接受天线就可以了,造价低廉,几乎可以部署在地球任何敌方,只要能接收到北斗卫星信号的地方,该装置就能发挥作用。哪怕北斗系统的信号丢失了,该装置也能切换到欧洲的“伽利略”、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统,确保随时能够发挥作用。

相比传统复杂且昂贵的反隐身雷达,这种装置操作简单、成本低廉,哪怕是小国也能轻松装备一大批。试想一下,假如中东国家都装备了这种反隐身战机系统,那么美国和以色列的隐身战机,今后将在中东国家面前无所遁形。

当然,这种装置也不是没有缺点,比如折射信号经常被建筑物、树木、信号塔所干扰,这种被动探测系统通常需要装备多个天线来降低影响。而中国科学家则采用了单天线的“盲检测”方法。这种方法最早由南斯拉夫科学家在上世纪90年代发明,但是没有引起西方的重视,中国科学家则发现了这种算法在检测电磁信号中隐藏的循环频率方面的价值,最终得以在中国科学家手中发扬光大。

而这种从太空中定位美军五代机的方法,仅仅是中国科学家掌握的新技术之一,中国科学家还掌握了利用现有雷达发现隐身战机的技术。传统的反隐身雷达发射长波信号,很容易因为目标侧向飞行或者下降到某一高度影响回波质量,导致反隐身雷达对目标的探测不稳定,既无法精确定位,还很容易丢失目标。

中国科学家则提出了将多个反隐身雷达组成阵列的方法,从不同角度扫描战场,并且通过一个复杂的信号处理系统将回波信号“叠加”在一起,从而且精确且稳定的定位目标。但是这种方式国外之前研究过,将多部反隐身雷达组合到一起,会因为信号处理问题无法实现信号完美叠加,导致明明是一个隐身目标,雷达屏幕上却显示出多个目标。

而聪明的中国科学家再次将不可能化为了可能,研究出了“智能资源调度”方法,根据飞机的特征和实时位置变化来自动调整波束参数和每部雷达的功率,让目标信号完美叠加在一起,将F-22的雷达反射信号增强6万倍,可以在200千米的距离上发现F-22战斗机。

而这也是中国自信的让歼-20放弃机炮的原因之一,歼-20装备霹雳-15导弹,能够击落150千米外的目标,F-22根本没有近身的机会。哪怕有1、2个漏网之鱼,歼-20还有2枚霹雳-10格斗弹确保万无一失,根本没有机炮发挥的机会。

而中国能够掌握上述先进的反隐身技术,可不仅仅只是军工领域科学家的功劳,而是整个社会的功劳,没有先进的AI技术与算法,中国科学家提出的单天线“盲检测”方法以及回波信号“叠加”技术,就只能是一个理论,而无法转化为实际。没有5G等信号传输技术,各种反隐身设备的信号传输将存在明显的延迟,直接影响系统的协调整合工作,大大增加系统的复杂程度。

相比起美俄利用单一设备来对抗五代机,中国科学家则充分发挥体系优势,拥抱新技术来对抗旧技术。而这也是为什么美国急着打压华为、中芯国际等中国高科技企业的原因,许多造福社会的新技术,经过中国科学家的奇思妙想后,很快就会在军工领域发扬光大。

当然,不能因为中国科学家研发出了先进的反隐身技术,就对美国的五代机掉以轻心了。首先,这些反隐身技术还未在战场上得到验证,能发挥出多大作用是个未知数。并且美国也不可能坐以待毙,针对中国的反隐身技术,美国肯定会在干扰信号、破坏探测终端方面进行针对性部署,隐身与反隐身技术永远都是道高一尺魔高一丈的互相克制。

其次,哪怕五代机失去了隐身能力,依然能够对四代机造成巨大威胁。第五代战斗机比第四代战斗机先进的地方,可不仅仅是一个隐身。五代机拥有更快的巡航速度,就足以令通常只能亚音速巡航的四代机头疼了,在同样携带4到6枚空对空导弹的情况下,第五代战斗机因为有内置弹舱,可以继续维持气动阻力不变,速度下降的并不明显,而四代机则因为气动阻力与重量同时增加,很难发挥出最大飞行速度。

更快的巡航速度,让五代机在突然接敌时快速发射中距弹,然后在导弹“开眼”后快速脱离。而四代机则因为巡航速度的限制,只能先提速后发射导弹,以发挥出导弹的最大射程,导弹“开眼”后也很难维持超音速飞行状态,更容易被追尾的导弹击中。

所以中国在积极开发反隐身技术的时候,依然在继续发展歼-20,因为哪怕没有了隐身性能,歼-20其它方面的性能依然凌驾于四代机,这就是战斗机之间的代差造成的差距,四代机无论怎么改进都很难赶上五代机。

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