俄罗斯在电子科技方面从来不是强项,难产的俄罗斯N036有源相控阵雷达,已经落后中国十几年了。日前,俄罗斯军工再次公开了苏-57隐身战斗机使用的N036“松鼠”有源相控阵雷达的清晰照片。
苏-57是俄罗斯研制的第五代单座双发隐形多功能重型战斗机,具备隐身性能好、起降距离短、超机动性能、超音速巡航等特点。苏-57隐身战斗机配备的N036雷达是俄罗斯的第一套战斗机使用的机载有源相控阵火控雷达(AESA)。
苏-57战机在2019年定型的时候,该雷达才初步完成,但目前在TR组件设备领域还受制于西方的控制。
苏-57隐身战斗机最大的亮点是装备有五套有源电子扫描阵列(AESA)雷达,其中三部X波段雷达,分别置于正前方及左右两侧,机首安装一部大尺寸的N036有源相控阵雷达,两侧配备了2部N036N侧视雷达。襟翼另有2部N036L机翼雷达,该雷达属于L波段雷达,以应付对X波段有低RCS的低可侦测目标,如隐形战斗机。
N036雷达是X波段的大口径有源相控阵雷达,雷达天线的直径大约1米,安装有1552个T/R晶体管组件,平均功率是2千瓦,峰值功率为10千瓦,俄式指标的最大探测距离达350-400千米。
N036雷达的技术水平一般般,其真实孔径是700×900mm,但T/R组件数只有可怜的1526个,小于口径更小的F-35战机的AN/APG-81雷达的1676个T/R组件,也远远小于孔径相似的F-22战机AN/APG-77雷达的1956个T/R组件。单位面积容纳的T/R组件数量越多,雷达性能越好,也说明散热技术处理的更好,这体现了T/R模块封装技术的差别。
N036B侧视雷达是X波段的小型有源相控阵雷达,雷达天线约长0.5米、宽0.3米,包含358个T/R雷达组件。可用于机身两侧探测和跟踪目标,拓宽了飞机的雷达视野。通过这部雷达,苏-57沿轴线的视野可达±135°。
N036L机翼雷达安装于襟翼位置,这种L波段有源相控阵雷达的主要功能有两个,一是适应火控雷达作用距离大幅增加后的敌我识别需要。二是用于探测低空和隐身目标,对隐身目标探测有一定好处,但只能探测距离和方位,不能测高。
有源相控阵雷达(AESA)的技术门槛极高,目前地球上只有中国、美国和欧洲等极少数国家能够完全掌握并且不受限制的自主生产。即使是俄罗斯这样的传统航空武器工业大国,他们最拿手的机载火控雷达也还是无源相控阵雷达,例如目前俄罗斯最成熟的机载火控雷达是苏-35战机的雪豹E无源相控阵雷达。由于苏-35战机雷达和航电技术落后的缘故,已经有埃及和阿尔及利亚拒绝接收苏-35战机。
相控阵雷达技术,是由成百上千的收发T和R单元为核心部件的基础,再加上许多辐射单元所排列组成的天线。目前世界上最顶尖的有源相控阵雷达已经采用能量密度可达砷化镓(GaAs)芯片5到10倍的氮化镓(GaN)组件。然而俄罗斯的有源相控阵天线原料,却仍然是采用的砷化镓。这种传统的砷化镓半导体材料废品率极高,并且制造工艺非常昂贵,这就对俄罗斯军用雷达的研发与采购,产生了极大限制。
受制于落后的微电子技术,俄罗斯雷达曾长期在无源相控阵领域徘徊,其有源相控阵雷达一直无法摆脱试验状态。早在15年前米格-29就选配了甲虫AE有源相控阵雷达,至今却仍未完全实用化。
目前俄罗斯在有源相控阵雷达的氮化镓T/R组件领域还受制于西方的控制,导致N036有源相控阵雷达在2019年末才初步完成研制,但生产很困难。木错,俄罗斯目前不能自主生产有源相控阵雷达的T/R组件(氮化镓半导体)。经过几年的私下引进,俄罗斯目前已经能够使用本国和西方设备勉强自产砷化镓TR组件。但新一代的氮化镓TR组件还遥遥无期。
在2021年3月2日,美国官方突然宣布对俄罗斯实施更加严厉的半导体技术全面禁运制裁,俄罗斯目前有超过90%以上的民用和军用半导体材料和元件都需要进口,进口对象除了一部分来自中国,剩下全部为美国的西方盟友。
俄罗斯季霍米罗夫仪器仪表制造科学研究所(NIIP)的N036雷达总设计师尤里·贝里在接受在2020年6月接受俄《国防》杂志采访时,承认,俄罗斯用于机载有源相控阵火控雷达的国产氮化镓半导体生产项目甚至还没有立项,距离实用还需要很长一段时间。
尤里·贝里说:“我们国家仍然没有为有源相控阵天线的T/R收发器元器件研发氮化镓技术的项目,这个项目将需要打通从原材料到生产线的整条技术链。在这方面,美国和中国已经领先,俄罗斯已经极大地落后。”
由于半导体技术水平落后,俄罗斯在受到西方禁运以后,俄罗斯自主研制的有源相控阵雷达陷入困境,生产砷化镓半导体组件会受到极大影响,包括苏-57的N036雷达,22350等型号导弹护卫舰的相控阵雷达,以及大量武器和军用电子设备的交付将推迟、拖延或中断。美国这次半导体制裁对俄罗斯军用电子工业的打击较大,直接影响了苏-57战斗机的量产。
目前中国已经把氮化镓半导体T/R组件做成了大白菜,拥有全球最大最好的氮化镓工厂,有源相控阵雷达遍地开花,领先俄罗斯十几年。中国发展有源相控阵雷达是在2010年,但进步非常快。2013年国产首台X波段有源相控阵雷达获奖,在歼-10C战机配装有源相控阵雷达以后,中国迅速全面掌握了全套的有源相控阵技术,并且我们更进一步搞出了新一代的数字阵列有源相控阵雷达。
近几年来,中国自主研制生产的氮化镓TR组件、有源相控阵雷达和数字阵列雷达都取得了突飞猛进的发展,可以与美国比肩。有源相控阵雷达的性能要比无源相控阵雷达的性能强至少10倍以上,而数字阵列相控阵雷达的性能要比有源相控阵雷达强100倍以上。
因此,中国已经迈入有源相控阵雷达的自由世界,俄罗斯在中国后面学习和追赶。俄罗斯真的可以听取一下中国网友们的衷心建议,可以从中国这里引进氮化镓T/R组件,用于N036雷达。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.