增強6萬倍!中國科學家突破雷達新技術:精確定位西太美軍F-22

《南華早報》4月18日報道稱,中國科學家開發出了一種隱身戰鬥機探測技術,能將極其微弱的隱身戰機信號放大6萬倍,不止是美軍的F-22和F-35戰鬥機沒有藏身之地,連還未服役的B-21也和裸奔無異!

關注中國對隱身戰鬥機探測最前沿領域的網友應該還記得,去年中國科學家也開發出了一種紅外波段下探測定位隱身戰鬥機的技術,能在接近300千米外定位F-22這類大小的目標,很難想象,在中國如此技術的加持下,美空軍在西太基本就在裸奔了!

究竟是什麼技術:能將隱身戰機信號放大6萬倍?

F-22是目前全球頂尖的五代隱身戰鬥機之一,據美軍公佈的資料,其正面RCS(雷達散射面積)只有1平方釐米,也就是相當於一塊指甲蓋大小的金屬面的反射相當,按RCS面積減少10倍,探測距離下降一半多(2/5)計算,四代機的典型反射面積爲3~5平方米,雷達發現距離約爲160千米!

按此比例大致計算,那麼0.5平方米的目標就只有80千米,0.05平方米就只有40千米,0.005平方米就只有20千米,0.0005平方米(5平方釐米)的目標發現距離只有10千米,而0.0001平方米的目標發現距離小於10千米!

這是一個相當可怕的數據,因爲低於10千米就差不多進入目視距離了,也早已進入雷達靜默條件下可以打擊的紅外格鬥導彈的鎖定距離,簡單地說從理論上看,在和F-22對決時,即使F-22不開雷達,也能在毫無察覺的情況下被對方鎖定,並且被F-22發射的紅外格鬥導彈擊落,是不是相當可怕?

有鑑於此,一直以來美軍都將F-22宣傳爲世界上最強大的戰鬥機!然而《南華早報》報道稱個,中國科學家在最新一期的《北京航空航天大學學報》發表的論文稱,研究人員已經找到一種探測方法,能將F-22的雷達反射信號增強6萬倍,也就是等效RCS面積超過6平方米,換算成發現距離的話大約能在大於200千米的距離上發現F-22戰鬥機!

《南華早報》報道稱這個技術對F-22影響極大,原因很簡單,原本以F-22的隱身能力完全可以在接近戰區時發射導彈或投放滑翔炸彈,即使在戰場有預警機支持的情況下,F-22能搭載滑翔距離超過130千米滑翔炸彈,能在安全距離上投放,但在200千米距離外發現F-22戰鬥機後,在這個距離上也非常危險,因爲在現代戰場上,從發現到鎖定,再到被擊落基本就是一整套一氣呵成的流程,當F-22在戰場上被發現的那一刻起,不知道將會有多少雷達和導彈對準F-22!

並且論文還表示,這種新型探測方法可以覆蓋大約6.3萬平方千米的廣袤區域,無論F-22如何機動都無法逃脫雷達的鎖定,並且這種技術的定位精度能在如此寬闊的區域中達到20米的誤差,這種級別的精度完全可以作爲中距空空導彈的火控數據。

中國早已發佈的PL-15遠程空空導彈的最大作戰距離在200~300千米左右,F-22在200千米的距離上被發現,再配合實時更新的數據鏈,那都是妥妥的“不可逃逸區”,據《南華早報》報道稱,只需0.008秒即可完成精確的目標座標和移動速度計算,即使是F-22機隊入侵,也能在0.2秒內獲取到每一架F-22的詳細數據。

數據鏈會將這些數據發送給攔截F-22的戰鬥機並且注入空空導彈作爲慣性導航的數據,隨後導彈發射爬高並轉入巡航狀態,在飛行過程中如果F-22機隊數據發生重大變化時會立刻通過數據鏈傳遞給導彈,彈載計算機會根據最新的慣性導航數據調整導彈的飛行軌跡,在預設的位置攔截F-22。

在F-22進入導彈主動雷達的“燒穿距離”時,彈載雷達開機並鎖定F-22,在超高機動性的導彈面前,F-22再強大的矢量發動機都是徒勞的,在這種情況下,F-22除了被擊中外沒有其他選項,這種猶如上帝視角的戰場感知技術,將會給美軍的隱身戰鬥機帶來極大的壓力,當然比F-22隱身性和機動性都差的F-35更是壓力山大。

到底是什麼技術?爲何能以“上帝視角”感知F-22?

據《南華早報》報道稱,這個技術是將現有裝備的極致利用,其原理似乎並不複雜:

中國有多家雷達製造廠家都研發出了反隱身雷達,利用發射低頻電磁波或加大發射功率等各種技術來探測隱形目標,但這些雷達通常被設計爲獨立運行,儘管這也能發現F-22和F-35等隱身戰鬥機這一類目標,但在戰鬥機飛行過程中會出現姿態改變,比如機動飛行,側向飛行甚至下降到某一高度等都會影響回波質量,造成反隱身雷達獲取的回波不穩定,在很多情況下都會因此丟失目標或者無法持續跟蹤!

但發表在《北京航空航天大學學報》的論文表示,科學家已經找到了一種辦法,能將戰區範圍內的多個雷達組成陣列,從不同角度掃描戰場,並且通過一個複雜的信號處理系統將回波信號“疊加”並顯示到戰場動態上,由於是多角度觀察戰場,使得F-22或F-35在絕大部分機動條件下都不會丟失目標,可以長時間穩定的跟蹤

論文表示這並不是一項新技術,此前早就有專家試圖將戰區多個雷達整合到一起組成一個“真陣列”觀察戰場,但因爲信號處理的問題無法完美的疊加到一起,會出現多批次目標警告,即目標數量x雷達數量的尷尬場景,但該研究團隊最新開發的信號處理技術與戰區雷達協調技術已經完美的解決了這一問題:

團隊突破性的開發出了“智能資源調度”方法,允許集中式聯網雷達系統根據戰區隱形飛機的特徵和實時位置變化來調整波束參數和每個雷達的功率,使得信號處理與雷達功率協調完美的解決了這個問題。

更爲優秀的是這種技術並不需要雷達將所有資源向探測F-22這類隱身目標傾斜,而是隻需要一部分時間與功率指向F-22可能出現的區域即可,除此以外該功能不影響該雷達在其他方向上的探測,簡單的說多個雷達配合的情況下,參與雷達只需要“兼職”即可,論文表示,最少只需要3臺雷達即可實現對F-22戰鬥機編隊的全面穩定跟蹤,當然參與雷達數量增加,可以提高分辨率與定位精度以及更穩定的跟蹤。

另外這種技術對雷達要求不高,可以來自陸基雷達或者島嶼上的雷達,甚至是來自艦艇與空中預警機的雷達,這個技術相當於將某一區域的雷達整合到了更大範圍的預警系統中,其中還包括來自預警機的信息,真正能做到上帝視角觀察戰場,這技術實在是太牛了!

紅外探測:無源探測技術,完全沒有察覺的情況下被鎖定

2022年8月23日,《南華早報》報道了中國科學家團隊開發出一種新型紅外探測技術的新聞,可以在相控陣雷達的探測距離外探測到高速飛行器的紅外信號!報道稱,中國國防工業的工程師在期刊《紅外與激光工程》上發表了一篇論文,中波紅外系統已經可以在285 公里(177英里)的距離內探測並跟蹤民用飛機:

大多數紅外感知的探測系統距離很難超過20千米,因爲中紅外波很容易被大氣吸收,但研究團隊發現,中紅外波段中有一些強烈的紅外信號可以穿透空氣傳播到很遠的距離。不過要實現這種探測很難,因爲要穿透大氣到達探測器的光子數量很少,監測非常困難。

不過報道稱研究團隊已經使用了一種尖端光學傳感器,可以有效地檢測極少數量的光子,此前這種技術已經應用到了墨子號衛星上用來檢測單光子,現在這種技術從民用轉向了軍用,成爲紅外探測領域的最前沿技術。

更爲神奇的是,如果嫌圖像不夠清晰的話,甚至還能補射一束激光,從而增強目標反射光子的數量,使得圖像更加清晰,從論文的配圖中可以看出,一架在285千米外飛行的客機,通過這種觀測技術,可以達到數舷窗的程度,你可以想象一下,這有多恐怖!因爲鎖定一架戰鬥機完全不需要這麼高的分辨率,一個三維空間內的座標再加目標信號特徵即可!

並且研究團隊還表示,這種系統結構比較小,可以安裝在車輛、戰鬥機甚至衛星上,非常方便可以整合到戰鬥機中,並且據Flightglobal.com上的一份報告顯示,中國的J-20已經可以150千米和110千米外接收美國B-2隱形轟炸機和F-22戰鬥機的紅外信號,這個數據還是在2015年公佈的。

各位可以想象一下,如果這種紅外觀測技術與雷達陣列技術相結合,西太的區域對中國來說幾乎就是透明的,不知道美軍的F-22和F-35是有多大的勇氣來中國家門口溜達,看來這些戰鬥機的到來只會增加我們對技術革新的興趣!

4月16日,美國空軍參謀長戴維·W·奧爾文在參議院軍事委員會聽證會上表示,美國空軍不會採購超過100架的B-21轟炸機,此前美國空軍全球打擊司令部和各類智囊團則表示至少需要225架~250架B-21,但是美國空軍堅持採購不超過100架。2015年,B-21的需求爲80~100架,後增加到100架。

這是美軍新型的隱身轟炸機的最新消息,首飛結果月後美軍就宣佈這種隱身戰鬥機進入了量產,可見美軍對這種轟炸機滿意程度!B-21是美軍給予厚望的轟炸機,去年12月2日在加利福尼亞州帕姆代爾的諾斯羅普·格魯曼公司首次亮相,尺寸比B-2稍小,但航程卻不低,美媒猜測,B-21可以在不加油的情況下飛行4,000千米,另外B-21還可以控制“忠誠僚機”,速度據之前稱是高亞音速,速度也沒有比B-2更快,但隱身性能會也比B-2更好。

從B-21的定位來看,美軍希望其執行的是穿透式作戰任務,簡單理解就是這種轟炸機將抵達中國沿海甚至進入內陸腹地執行穿透防空系統的打擊任務,這是當年B-2轟炸南聯盟以及伊拉克與阿富汗的模式,現在美軍居然打算將這個模式搬到中國,簡直就沒有可能!

即使中國沒有那麼先進的探測手段,但在防空雷達與反隱身雷達如此密集的東南沿海想要突破防控網,B-21基本也是沒可能的,現在有了戰區上帝視角觀測的技術,還有在300千米外被動發現隱身戰鬥機的技術,這個戰場對中國來說基本就是單向透明的,這仗還怎麼打?蒙面偷偷潛入對手家想玩一把大的,結果卻被人家家裡安裝的攝像頭給直播了,儘管蒙着臉,但大家還是認識這架就是村裡的一霸,沒翻臉之前大家都不想惹他,但要是翻臉了,分分鐘教他重新做人