空警600再次试飞,雷达盘子“薄如碟”,这是下一代雷达技术吗?

魑魅涅槃 2023-03-23 08:40:10

近日,社交媒体上有网友发布照片显示,已经快要上舰起降测试的我军第一代固定翼舰载预警机——空警600仍在紧张试飞之中,这一点可以从其仍然身穿出厂绿色底漆涂装看出端倪。

而值得一提的是,相比此前多次出现在社交媒体上的空警600所不同的是,这次最新亮相的空警600身上有一个很大的看点就是:“其核心的背负式机载雷达看起来非常的薄”,甚至比美军最新的E2D固定翼舰载预警机所装备的AN/APY-9相控阵雷达还要“薄一些”。

对于预警机而言、特别是采用圆盘背负式气动布局的预警机而言,不管是传统的多普勒雷达还是现今主流的相控阵雷达,其探测距离的远近都直接和圆盘内的雷达阵列天线尺寸有直接关系。圆盘直径越大、雷达阵列尺寸越长,圆盘中间越厚、雷达阵列尺寸越高,整个雷达阵列天线的收发面积也就越大,预警机的探测距离也就越远。

像我国当初研制空警2000大型空中预警机时,得益于其载机平台采用了200吨级战略运输机,所以空警2000为了更远的探测距离和多目标锁定能力,装备了当时全球直径最大圆盘相控阵雷达,并且三块相控阵雷达阵列天线采用等边三角形布置方式,以获得360度全向探测优势。

但就算是空警2000以及后面的改进版空警500装备了我国自主研制、且性能处于世界领先的机载大尺寸相控阵雷达天线,其圆盘雷达天线仍然有一定的厚度,似乎根本不可能设计的薄如“碗碟一样薄”。

那对于正在试飞的空警600而言,如果不是拍摄角度影响,导致镜头内的空警600雷达天线“薄如碗碟”的话,那空警600的雷达天线T/R收发组件,或许已经提前采用我国最新研制的“氮化镓”技术。

说起氮化镓技术,可能很多数码爱好者都略知一二,因为这两三年我国诸多国产手机不断推出的各种大功率充电器背后,都离不开我国已经开始普及、且已经成为主流的“氮化镓”技术。其相比传统的大功率硅基充电器充电功率越大、体积越大、发热量越大不同的是,氮化镓充电器得益于氮化镓材料的间隙更宽、导电性更好的半导体特性优势,其有着更高的抗击穿电压优势,其相比同功率硅基充电器最大的优势就是同等体积小,充电功率更大、且发热量更低,同时重量还能大幅减轻1/3以上。

而我国氮化镓半导体充电器技术的普及背后,正是因为我国早前就开始布局,且现如今已经开始大范围使用的军用氮化镓雷达技术得到成熟和应用,所以除了军用各类新型相控阵雷达开始放弃之前的砷化镓技术,改用更先进的氮化镓技术外,这项技术也被军转民应用到民用领域。

像2021年的珠海航展上,有着我国乃至世界雷达领导者的中电科14所对外展示的“灵动”家族中,展出的YLC-8E型、SLC-7型防空雷达、YLC-18A型警戒雷达、YLC-12型中低空雷达等产品,不仅涵盖了UHF、L、S、C等波段,使得客户能够以全套打包形式,购买到本国军队任何作战需求的军用雷达型号。而且更值得关注的是灵动家族的所有雷达,都已经率先使用上了美俄都还未普及的氮化镓技术,可想而知连外贸型号都早在2021年全面普及氮化镓技术了,更别说我国自用型号有多先进了。

再回到空警600疑似已经率先用上氮化镓雷达的可能性有多大上来看,这种可能性还是比较大的:

一、氮化镓雷达相比当前主流战机装备的砷化镓雷达,最大的优势在于氮化镓具有类似石墨烯超导晶体结构,这也使得其相比砷化镓雷达所采用的类似金刚石晶体结构,具有超过1000倍以上的电子移动速度优势,更快的电子移动速度也就意味着雷达的扫描频率更快,能够更早发现任意目标。

同时类似石墨烯的晶体结构也使得氮化镓雷达的电子芯片功率密度,最高可达到砷化镓芯片的10倍,在相同使用环境和条件下,氮化镓芯片可承受的电压或电流是砷化镓芯片的至少2倍,用氮化镓材料制造的雷达T/R组件,在相同数量、尺寸下其发射功率、探测距离至少可以达到砷化镓雷达的1.7倍以上,更远的探测距离一直是雷达的发展方向,这也是空警600疑似采用氮化镓雷达的可能性之一。

二、氮化镓技术另一大优势是体积更小、功率更大,因为相同尺寸下的氮化镓雷达芯片功率密度更高,抗击穿电压更高,所以其比相同尺寸下的砷化镓雷达拥有着更大的发射功率和更小的体积和重量优势。在雷达罩尺寸基本保持不变的前提下,氮化镓雷达的单个T/R组件体积更小,那能够排列的数量也就更多,而相控阵雷达体制最大的优势就是T/R组件数量越多,雷达探测距离越远、探测精度越高。

而对于空警600而言,受限于载机平台的起飞重量和气动布局限制,其肯定是有限空间内集成的T/R收发组件数量更多,重量和体积更小最好,因此相较于砷化镓半导体材料而言,氮化镓体积小、重量轻、功率大的优势也就成为了空警600率先用上的可能性之一。

三、传统雷达包括砷化镓雷达虽然最大探测距离已经能够达到400公里以上,多目标锁定能力已经能够同时锁定二三百个目标,但不管是什么体制雷达模式,在其持续开机运行时都会产生大量热量,因此雷达阵列天线内部都会采用气冷、液冷、油冷等各类冷却方式进行降温保护。

但氮化镓半导体相比传统的砷化镓等雷达半导体材料而言,在其有着更大发射功率和更小更轻体积重量优势前提下,得益于氮化镓的热导率比砷化镓高7倍,因此氮化镓材料制成的雷达天线收发阵列可以大幅降低冷却系统的重量和体积甚至不用任何冷却方式,只用最简单也是机载雷达最便捷的“风冷模式”就可以运行。比如中电科14所此前为枭龙战机研制的KLJL-7A相控阵雷达采用的就是氮化镓雷达技术+风冷冷却技术,其更小的尺寸、更轻的重量对于枭龙轻型战机而言是最大优势,同时其较小较轻体积和重量前提下,雷达性能不降反升,也是枭龙战机的制胜法宝之一。

而对于空警600而言,其雷达尺寸面积更大,如果采用传统冷却模式,不管是液冷、气冷、还是油冷哪种冷却方式,都会在雷达阵列天线周围布设冷却系统,这无疑或多或少增加了圆盘雷达整流罩的尺寸和厚度,显然和最新曝光的空警600所采用的超薄雷达有出入。

那大胆猜测的话,保不齐空警600的雷达天线阵列使用了发热量很低的氮化镓雷达技术,且由于其发射量较低,仅靠“热辐射”就能实现自主散热,雷达阵列发出的热量被传递到整流罩壳体上,再借由整流罩壳体内外的温差实现自主散热,用不上散热系统,雷达盘子厚度也就“更薄、更像超薄碗碟了”。

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评论列表
  • 乆亍 12
    2023-03-24 08:18

    中国的预警机从看不到美国的车尾,到弯道超车,到领先一个身位,科学家付出了怎样的辛勤努力,太了不起了[点赞]

  • 2023-03-26 06:25

    不知能上大辽大鲁号不?🤔️🤔️🤔️

  • 2023-03-29 18:12

    超薄饼干,不错[呲牙笑][呲牙笑]。