中國(guó)預(yù)警機(jī)，創(chuàng)9項(xiàng)世界第一

預(yù)警機(jī)是將眾多電子設(shè)備集成在飛機(jī)上的高科技產(chǎn)品，它可以進(jìn)行情報(bào)探測(cè)、指揮控制、通訊導(dǎo)航、電子對(duì)抗、信息傳輸?shù)?，是現(xiàn)代國(guó)防信息化的核心裝備，能體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力和科技水平。目前，世界上只有美、俄、以色列等少數(shù)國(guó)家具備研制能力，中國(guó)因?yàn)榇蛟斐鲎约旱念A(yù)警機(jī)，進(jìn)入了這一先進(jìn)行列。

在這方面做出重大貢獻(xiàn)的是著名的雷達(dá)專家王小謨，他主導(dǎo)研制了我國(guó)第一部三坐標(biāo)雷達(dá)和世界領(lǐng)先的相控陣?yán)走_(dá)，被譽(yù)為“中國(guó)預(yù)警機(jī)之父”。 今年1月18日，他獲得國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

十三年磨一劍

王小謨1938年出生于上海，現(xiàn)為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司科技委副主任，中國(guó)工程院院士。他說：“做出中國(guó)人自己的雷達(dá)是我們這代人追求的目標(biāo)。”

1961年，王小謨從北京工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)北京理工大學(xué)）畢業(yè)后，就擔(dān)起了重任：擔(dān)任我國(guó)第一部三坐標(biāo)雷達(dá)的副主持設(shè)計(jì)師。他大膽突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的模式，創(chuàng)造性地提出了脈內(nèi)掃頻的方法，簡(jiǎn)化了雷達(dá)高頻系統(tǒng)，解決了三坐標(biāo)雷達(dá)的技術(shù)難關(guān)——威力、精度、時(shí)間的矛盾。

20世紀(jì)70年代，王小謨?cè)谫F州山區(qū)繼續(xù)三坐標(biāo)雷達(dá)研制，用頑強(qiáng)的毅力十三年磨一劍，成功研制出我國(guó)第一部自動(dòng)化三坐標(biāo)雷達(dá)——“JY—8”雷達(dá)。

80年代，他又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以超常規(guī)的速度成功研制出我國(guó)第一部中低空兼顧的微波雷達(dá)，使我國(guó)在低空雷達(dá)方面趕上了世界先進(jìn)水平。

預(yù)警機(jī)代表了雷達(dá)航空技術(shù)的最高成就，是現(xiàn)代化空戰(zhàn)的“大腦”。擁有預(yù)警機(jī)是中國(guó)幾代人的期望。預(yù)警機(jī)是機(jī)身上放置整套遠(yuǎn)程雷達(dá)系統(tǒng)，用于搜索、監(jiān)視空中或海上目標(biāo)，指揮引導(dǎo)己方飛機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的飛機(jī)，功能等同于“空中司令部”。

1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，美國(guó)E—2C和E—3A預(yù)警機(jī)幫助多國(guó)部隊(duì)贏得了勝利。戰(zhàn)后，我國(guó)決定通過對(duì)外合作的方式，解決預(yù)警機(jī)裝備的急需。經(jīng)過多年艱辛的談判，我國(guó)與以色列簽訂合同，共同開發(fā)一架發(fā)展型預(yù)警機(jī)，王小謨受命擔(dān)任預(yù)警機(jī)工程中方總設(shè)計(jì)師。然而在2000年，迫于美國(guó)壓力，以色列單方面終止預(yù)警機(jī)合作研制合同。

在這種嚴(yán)峻的形勢(shì)面前，王小謨向中央建議“立足自主、研制國(guó)產(chǎn)預(yù)警機(jī)！”很快得到各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，并提出了“一定要做出中國(guó)人自己的‘爭(zhēng)氣機(jī)’”的口號(hào)。僅一年時(shí)間，王小謨帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就把地面樣機(jī)做好了，又過了一年，樣機(jī)成功試飛。在王小謨的帶領(lǐng)下，我國(guó)用5年時(shí)間就走完了西方幾十年的路，成功研制出自己的預(yù)警機(jī)空警—2000和空警—200。

中國(guó)的預(yù)警機(jī)一經(jīng)公開，就受到西方國(guó)家的廣泛關(guān)注。美國(guó)政府智囊團(tuán)“詹姆斯敦基金會(huì)”發(fā)表評(píng)論認(rèn)為，采用了相控陣?yán)走_(dá)的中國(guó)空警—2000預(yù)警機(jī)，比美國(guó)最先進(jìn)的E—3C整整領(lǐng)先一代。

工作原理和應(yīng)用范圍

王小謨主導(dǎo)研制的國(guó)產(chǎn)三坐標(biāo)雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)在工作原理上有什么異同？

三坐標(biāo)雷達(dá)特指能同時(shí)測(cè)量目標(biāo)距離、方位和仰角或高度的雷達(dá)，即天線在水平方向二坐標(biāo)雷達(dá)基礎(chǔ)上，增加了在垂直方向上的電掃描測(cè)高技術(shù)，從而獲得目標(biāo)的距離、方向和高度信息。由于它比二坐標(biāo)雷達(dá)多提供了一維高度信息，使其在艦載雷達(dá)中的地位更為重要，成為引導(dǎo)飛機(jī)作戰(zhàn)的關(guān)鍵設(shè)備。

三坐標(biāo)雷達(dá)的主要任務(wù)是探測(cè)和跟蹤空中目標(biāo)，并將目標(biāo)信息進(jìn)行處理，為早期預(yù)警、空中作戰(zhàn)和進(jìn)攻性武器系統(tǒng)提供導(dǎo)引，在各種戰(zhàn)術(shù)雷達(dá)應(yīng)用中占有很大比例。用于空中監(jiān)視、警戒與導(dǎo)引的防空雷達(dá)、火控雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達(dá)多數(shù)均為三坐標(biāo)雷達(dá)，但這種雷達(dá)也存在設(shè)備復(fù)雜笨重、效率低、成本高、頻率容易暴露等缺點(diǎn)。

為了解決三坐標(biāo)雷達(dá)的缺點(diǎn)，就引入了相控陣技術(shù)，相控陣技術(shù)是解決這些問題的最優(yōu)選擇。

相控陣?yán)走_(dá)是一種通過改變雷達(dá)波相位來改變波束方向的雷達(dá)。相控陣?yán)走_(dá)有密集的天線陣列，在傳統(tǒng)雷達(dá)天線面的面積上可安裝上千個(gè)相控陣天線，任何一個(gè)天線都可收發(fā)雷達(dá)波，而相鄰的數(shù)個(gè)天線即具有一個(gè)雷達(dá)的功能。掃描時(shí)，用一個(gè)或數(shù)個(gè)天線區(qū)塊，對(duì)敵方目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行掃描，因此整個(gè)相控陣?yán)走_(dá)可同時(shí)對(duì)多個(gè)目標(biāo)或區(qū)域進(jìn)行追蹤，相當(dāng)于多部普通雷達(dá)同時(shí)工作，大大提高了工作效率。

相控陣?yán)走_(dá)分無源和有源兩種類型。有源相控陣?yán)走_(dá)使用更為廣泛，它的每個(gè)輻射器都配裝有一個(gè)獨(dú)立的發(fā)射/接收組件，每一個(gè)組件能自己產(chǎn)生、接收電磁波。

相控陣?yán)走_(dá)能對(duì)付多目標(biāo)，能同時(shí)搜索、探測(cè)和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標(biāo)，并能同時(shí)制導(dǎo)多枚導(dǎo)彈攻擊多個(gè)空中目標(biāo)，還能同時(shí)完成對(duì)多個(gè)目標(biāo)的搜索、跟蹤、捕獲、識(shí)別、（飛機(jī)）引導(dǎo)、（導(dǎo)彈）制導(dǎo)及戰(zhàn)果評(píng)估等任務(wù)。

相控陣?yán)走_(dá)可靠性高，即使其中一個(gè)或幾個(gè)天線不能發(fā)射或接收，并無礙于雷達(dá)整體性能。目前，世界上典型的應(yīng)用有美國(guó)研制的“鋪路爪”遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)，“丹麥眼鏡蛇”雷達(dá)，以及“宙斯盾”系統(tǒng)的AN/SPY—1相控陣?yán)走_(dá)等。

第三代預(yù)警機(jī)，專門對(duì)付F—22

評(píng)價(jià)預(yù)警機(jī)的性能要看兩個(gè)方面，一是搭載平臺(tái)的性能，例如巡航速度、續(xù)航時(shí)間、有效載荷、乘坐舒適性等指標(biāo)。二是以雷達(dá)為主的任務(wù)系統(tǒng)的性能，這是最重要的方面。

預(yù)警機(jī)雷達(dá)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)包括探測(cè)距離、精度、分辨率、掃描范圍以及抗干擾性能、多目標(biāo)處理性能、可靠性等。而采用哪種體制的雷達(dá)，往往決定了上述參數(shù)先進(jìn)與否。目前，中國(guó)空警—2000和空警—200都采用了有源相控陣?yán)走_(dá)。

有報(bào)道稱，空警—2000創(chuàng)造了9項(xiàng)世界第一。其中最值得一提的是，它是世界上第一種采用大圓盤、背負(fù)式、三面有源相控陣的新型預(yù)警機(jī)，這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了360度的均衡覆蓋。空警—2000也是第一種裝備部隊(duì)的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行方位和高低角掃描的有源相控陣預(yù)警機(jī)。其大圓盤的直徑超過了美國(guó)的E—3C，為世界最大。由于天線直徑世界第一，而且有源相控陣技術(shù)為提高功率奠定了基礎(chǔ)，所以其探測(cè)距離也是世界上最遠(yuǎn)的?？梢哉f，空警—2000預(yù)警機(jī)是中國(guó)為數(shù)不多的、在技術(shù)和性能上超越美、歐同類現(xiàn)役裝備的國(guó)產(chǎn)現(xiàn)役武備。

除了三坐標(biāo)雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)，中國(guó)已經(jīng)提出第三代預(yù)警機(jī)的概念，其先進(jìn)的雷達(dá)將能讓F—22這樣的隱身戰(zhàn)機(jī)暴露。王小謨就曾擲地有聲地說：“第三代預(yù)警機(jī)將可以對(duì)付這樣的目標(biāo)?！?/p>