还有谁能做到?中国雷达超美国认知:20马赫导弹,可同时追踪10枚

来看世界 2024-07-09 07:52:17

美国虽然尚没有高超音速导弹,但是因为中俄等国家已经部署了相应的产品,所以美国目前已经在建设高超音速试验平台,将2枚探测卫星发射入轨,希望打造一个可以用于高超音速试飞、并进行高超音速探测的平台,据美国目前的消息称,该平台已经可以探测到5马赫以上速度飞行的导弹。

但是中国在这方面的进展似乎已经超出了美国的认知,我们的科学家又开发了新的技术,这是清华大学电子工程系的一个项目,他们利用建立在地面上的雷达,可以以相当高的精度,追踪高超音速目标,还可以识别虚假目标,在地面模拟期间,新雷达在估算导弹以每秒近7公里的速度飞行的距离时只有28厘米的误差,并且在估计导弹的速度时准确率高达99.7%。

而这一技术目前也是美国所欠缺的,华盛顿智库战略与国际研究中心(CSIS)在去年的时候发布了一篇报道,指出五角大楼面临的一个非常棘手的问题就是难以精确地跟踪高超音速目标。理论上,只要你反应足够快,可以精确估算导弹的飞行路径等信息,甚至可以用物理的防治直接拦截高超音速目标(打个比方,提前在击中点之前放几层厚装甲),那样的拦截有效且成本比较低。

高超音速目标很难探测,美国正积极开发相应探测技术

高超音速目标的速度通常超过5马赫,最快可达20马赫以上,这样就使得传统的雷达和探测器难以及时反应,大量的信号甚至可能会烧毁探测器的电路板,高超音速飞行器还可以进行不规则机动,增加了预测和跟踪的难度。一些飞行器还采取了隐身设计,外型上不利于雷达波的反射,高速飞行时,由于和大气剧烈的摩擦,外部会产生一个等离子体鞘,会影响电磁波的传播,进而影响探测。

美国为了提升自身高超音速导弹项目的进展,同时也为了实现对高超音速目标的侦测,积极开发高超音速试验平台,并发射了数枚卫星进入轨道,利用光学等手段进行探测。DARPA(国防高级研究计划局)和AFRL(空军研究实验室)正在开发多种高超音速武器系统,如HACKS(高超音速巡航导弹系统)、HTV-2(高超音速技术飞行器-2)等,这些项目旨在测试和验证高超音速飞行器的设计、材料和制导技术。

在这里美国也有一些妥协,由于关键技术进展困难,美国改变了飞行器的外形,以往是希望用导弹一样的外形,但是很难达到预定的速度,美国甚至不得不降低了高超音速的标准,然后采用无人飞行器的方式替代导弹外形的飞行器。HTV-2就是一种无人驾驶的高超音速飞行器,如果完成设计和测试,它将能够以超过20马赫的速度飞行。

在高超音速目标的探测方面,美国发射了多枚卫星进入轨道,利用光学、红外和其他传感器技术对高超音速目标进行探测。它们建设了STSS(空间跟踪和监视系统),这个系统由多颗卫星组成,配备高分辨率红外传感器,能够持续跟踪高超音速导弹的飞行路径。还建设了HBTSS(高空导弹防御传感器系统),它则是专注于高空区域的导弹探测,利用卫星传感器进行目标识别和跟踪。

通过不断研发和测试高超音速试验平台,美国希望加快自身高超音速武器的发展,以缩小和中俄的差距,并且想要取得一定的领先优势,避免在关键飞行器方面和中俄产生代差。美国还与盟国合作,共享高超音速技术和侦测数据,提升整体防御体系的效能。但是目前来说,不管是高超音速飞行器还是其探测技术,美国都已经落在了后边。

假以时日,就算是美国成功研制出了高超音速飞行器,中国和俄罗斯可是不会在这方面等着美国的。在美国研发测试到部署前的这段时间,中国和俄罗斯则因为更多的应用和实践,将能更好地对高超音速飞行器进行技术上的迭代升级,未来的高超音速飞行器可能有着更远的航程、更快的速度以及更难以侦测的飞行轨迹。

中国已有高超音速飞行器,探测技术也已经获得突破

生成和分析精确测量的雷达信号需要极快的反应速度,由于单位时间内的导弹移动等信号数据量更大,对雷达的原材料以及计算系统提出了很大的挑战,要知道电子设备的缺点就是超过一定的载荷可是会直接烧坏的。清华大学的团队创新性地将激光融入雷达,使得雷达系统可以生成和处理比以前更复杂的微波信号,首次精确测量超高速物体,据论文所述,这种新型微波光子雷达的探测范围超过 600 公里。

新型微波光子雷达或使用多个波束来同时发射和接收信号,每个波束可以独立定位和跟踪一个目标,从而实现同时探测多个目标的能力。为此需要配备高速信号处理器,能够实时处理多个返回信号,利用先进的目标识别算法和数据处理软件,能够从复杂的环境背景中准确提取目标信号,区分不同速度和高超音速目标的雷达回波特征。

能够做到这样的事情,大概也绕不开我们在雷达材料方面的领先,特别是砷化镓和氮化镓等材料,它们有着十分出色的性能。砷化镓材料具有优异的高频特性,电子流动率高,有助于提高雷达接收和处理信号的效率,适合用于高频雷达系统的制造,且在高频率下表现出较低的噪声水平,有助于提升雷达的灵敏度和分辨率。

氮化镓材料具有较高的功率密度和热导率,其宽带隙特性使其在高频率和高功率应用中表现出色,能够承载更高的电能量和热能量,使其适用于需要高能量承载的雷达应用。在高能量密度和辐射环境下,氮化镓可以使雷达系统长时间的运行。

在这种关键材料的开发、尤其是生产上,中国占据着十分突出的领先,因此我们现在已经实现了相控阵雷达的白菜化,甚至在农牧业之中都已经大量使用相控阵雷达,这是美国也难以做到的。

材料学方面的进步,已经让我们的电子设备能力大幅度的提升,还推动了多种电子作战平台的开发。比如高新计划是我们的一项重要电子战系统开发计划,涵盖了多种电子侦察和干扰设备,利用先进的电子材料和技术,提高信息优势。包括gaoxin6号和高新8号,6号主要用于信号侦察和电子情报收集,8号则是电子干扰机。

歼-16D是中国基于歼-16战斗机改进而来的,专门用于执行电子干扰和压制敌方防空系统的任务,配备了新型的电子干扰设备,能够有效干扰和压制敌方雷达和通信系统。广泛使用了GaN材料,增强了其干扰和抗干扰能力,提高了电子战效果。

既有高超音速导弹,又有高超音速探测技术,中国高超音速技术已全面领先

目前我们在高超音速技术方面的实力已达世界领先水平,东风-17是我们公开展示的第一款高超音速滑翔飞行器(HGV),具有机动变轨能力,能够有效突防现有的防空和反导系统,它的飞行速度可达10马赫以上,射程超过2000公里,能够携带常规和he弹头,对高价值目标构成严重威胁;被称为“航母杀手”的东风-21D是世界上第一种反舰弹道导弹,设计用于打击移动中的海上目标,在末段飞行时进入高超音速阶段。

而在探测方面,依托于其在材料科学和电子技术上的积累,开发了高灵敏度和高分辨率的雷达系统,能够承载更高的能量,提升探测距离和精度,具有快速信号处理和高效数据处理能力,或采用了分布式计算和并行处理技术,使雷达系统在高负载情况下依然能够稳定运行,并能过滤和识别虚假信号。我们既能发射高超音速,又能探测高超音速。

美国在这两方面都很积极,但是美国空军主导的AGM-183A空射高超音速滑翔导弹和海军的高超音速助推滑翔导弹项目,虽然投入相当多,但是仍然在技术上面临障碍,难以突破5马赫的速度关口。对比来看的话,我们已经在高超音速飞行器和探测系统的开发中,形成了从材料科学、电子技术到系统工程的全面技术体系。

美国在2024年3月于西太平洋的关岛进行了空射高超音速导弹的试射,旨在展示和检验美国的高超音速技术能力,是美国近年来高超音速武器计划的一部分,旨在缩小与中国的技术差距。西方分析认为,美国此次试射是对中国高超音速武器发展的直接回应。但仍然存在与中国的技术和能力差距,此次行动更多地是为了表明美国在这一领域的努力和决心,而非已经取得实质性领先。

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评论列表

林溪

林溪

2
2024-07-09 23:12

老黄历了省省吧

来看世界

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