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增强6万倍!中国科学家突破雷达新技术:精确定位西太美军F-22

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《南华早报》4月18日报道称,中国科学家开发出了一种隐身战斗机探测技术,能将极其微弱的隐身战机信号放大6万倍,不止是美军的F-22和F-35战斗机没有藏身之地,连还未服役的B-21也和裸奔无异!



关注中国对隐身战斗机探测最前沿领域的网友应该还记得,去年中国科学家也开发出了一种红外波段下探测定位隐身战斗机的技术,能在接近300千米外定位F-22这类大小的目标,很难想象,在中国如此技术的加持下,美空军在西太基本就在裸奔了!

究竟是什么技术:能将隐身战机信号放大6万倍?

F-22是目前全球顶尖的五代隐身战斗机之一,据美军公布的资料,其正面RCS(雷达散射面积)只有1平方厘米,也就是相当于一块指甲盖大小的金属面的反射相当,按RCS面积减少10倍,探测距离下降一半多(2/5)计算,四代机的典型反射面积为3~5平方米,雷达发现距离约为160千米!



按此比例大致计算,那么0.5平方米的目标就只有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平方厘米)的目标发现距离只有10千米,而0.0001平方米的目标发现距离小于10千米!

这是一个相当可怕的数据,因为低于10千米就差不多进入目视距离了,也早已进入雷达静默条件下可以打击的红外格斗导弹的锁定距离,简单地说从理论上看,在和F-22对决时,即使F-22不开雷达,也能在毫无察觉的情况下被对方锁定,并且被F-22发射的红外格斗导弹击落,是不是相当可怕?



有鉴于此,一直以来美军都将F-22宣传为世界上最强大的战斗机!然而《南华早报》报道称个,中国科学家在最新一期的《北京航空航天大学学报》发表的论文称,研究人员已经找到一种探测方法,能将F-22的雷达反射信号增强6万倍,也就是等效RCS面积超过6平方米,换算成发现距离的话大约能在大于200千米的距离上发现F-22战斗机!

《南华早报》报道称这个技术对F-22影响极大,原因很简单,原本以F-22的隐身能力完全可以在接近战区时发射导弹或投放滑翔炸弹,即使在战场有预警机支持的情况下,F-22能搭载滑翔距离超过130千米滑翔炸弹,能在安全距离上投放,但在200千米距离外发现F-22战斗机后,在这个距离上也非常危险,因为在现代战场上,从发现到锁定,再到被击落基本就是一整套一气呵成的流程,当F-22在战场上被发现的那一刻起,不知道将会有多少雷达和导弹对准F-22!



并且论文还表示,这种新型探测方法可以覆盖大约6.3万平方千米的广袤区域,无论F-22如何机动都无法逃脱雷达的锁定,并且这种技术的定位精度能在如此宽阔的区域中达到20米的误差,这种级别的精度完全可以作为中距空空导弹的火控数据。

中国早已发布的PL-15远程空空导弹的最大作战距离在200~300千米左右,F-22在200千米的距离上被发现,再配合实时更新的数据链,那都是妥妥的“不可逃逸区”,据《南华早报》报道称,只需0.008秒即可完成精确的目标坐标和移动速度计算,即使是F-22机队入侵,也能在0.2秒内获取到每一架F-22的详细数据。



数据链会将这些数据发送给拦截F-22的战斗机并且注入空空导弹作为惯性导航的数据,随后导弹发射爬高并转入巡航状态,在飞行过程中如果F-22机队数据发生重大变化时会立刻通过数据链传递给导弹,弹载计算机会根据最新的惯性导航数据调整导弹的飞行轨迹,在预设的位置拦截F-22。

在F-22进入导弹主动雷达的“烧穿距离”时,弹载雷达开机并锁定F-22,在超高机动性的导弹面前,F-22再强大的矢量发动机都是徒劳的,在这种情况下,F-22除了被击中外没有其他选项,这种犹如上帝视角的战场感知技术,将会给美军的隐身战斗机带来极大的压力,当然比F-22隐身性和机动性都差的F-35更是压力山大。

到底是什么技术?为何能以“上帝视角”感知F-22?

据《南华早报》报道称,这个技术是将现有装备的极致利用,其原理似乎并不复杂:

中国有多家雷达制造厂家都研发出了反隐身雷达,利用发射低频电磁波或加大发射功率等各种技术来探测隐形目标,但这些雷达通常被设计为独立运行,尽管这也能发现F-22和F-35等隐身战斗机这一类目标,但在战斗机飞行过程中会出现姿态改变,比如机动飞行,侧向飞行甚至下降到某一高度等都会影响回波质量,造成反隐身雷达获取的回波不稳定,在很多情况下都会因此丢失目标或者无法持续跟踪!



但发表在《北京航空航天大学学报》的论文表示,科学家已经找到了一种办法,能将战区范围内的多个雷达组成阵列,从不同角度扫描战场,并且通过一个复杂的信号处理系统将回波信号“叠加”并显示到战场动态上,由于是多角度观察战场,使得F-22或F-35在绝大部分机动条件下都不会丢失目标,可以长时间稳定的跟踪

论文表示这并不是一项新技术,此前早就有专家试图将战区多个雷达整合到一起组成一个“真阵列”观察战场,但因为信号处理的问题无法完美的叠加到一起,会出现多批次目标警告,即目标数量x雷达数量的尴尬场景,但该研究团队最新开发的信号处理技术与战区雷达协调技术已经完美的解决了这一问题:



团队突破性的开发出了“智能资源调度”方法,允许集中式联网雷达系统根据战区隐形飞机的特征和实时位置变化来调整波束参数和每个雷达的功率,使得信号处理与雷达功率协调完美的解决了这个问题。

更为优秀的是这种技术并不需要雷达将所有资源向探测F-22这类隐身目标倾斜,而是只需要一部分时间与功率指向F-22可能出现的区域即可,除此以外该功能不影响该雷达在其他方向上的探测,简单的说多个雷达配合的情况下,参与雷达只需要“兼职”即可,论文表示,最少只需要3台雷达即可实现对F-22战斗机编队的全面稳定跟踪,当然参与雷达数量增加,可以提高分辨率与定位精度以及更稳定的跟踪。



另外这种技术对雷达要求不高,可以来自陆基雷达或者岛屿上的雷达,甚至是来自舰艇与空中预警机的雷达,这个技术相当于将某一区域的雷达整合到了更大范围的预警系统中,其中还包括来自预警机的信息,真正能做到上帝视角观察战场,这技术实在是太牛了!

红外探测:无源探测技术,完全没有察觉的情况下被锁定

2022年8月23日,《南华早报》报道了中国科学家团队开发出一种新型红外探测技术的新闻,可以在相控阵雷达的探测距离外探测到高速飞行器的红外信号!报道称,中国国防工业的工程师在期刊《红外与激光工程》上发表了一篇论文,中波红外系统已经可以在285 公里(177英里)的距离内探测并跟踪民用飞机:

“从红外光谱图像中可以清楚地识别出目标的轮廓、旋翼、机尾和发动机的数量”

大多数红外感知的探测系统距离很难超过20千米,因为中红外波很容易被大气吸收,但研究团队发现,中红外波段中有一些强烈的红外信号可以穿透空气传播到很远的距离。不过要实现这种探测很难,因为要穿透大气到达探测器的光子数量很少,监测非常困难。



不过报道称研究团队已经使用了一种尖端光学传感器,可以有效地检测极少数量的光子,此前这种技术已经应用到了墨子号卫星上用来检测单光子,现在这种技术从民用转向了军用,成为红外探测领域的最前沿技术。

更为神奇的是,如果嫌图像不够清晰的话,甚至还能补射一束激光,从而增强目标反射光子的数量,使得图像更加清晰,从论文的配图中可以看出,一架在285千米外飞行的客机,通过这种观测技术,可以达到数舷窗的程度,你可以想象一下,这有多恐怖!因为锁定一架战斗机完全不需要这么高的分辨率,一个三维空间内的坐标再加目标信号特征即可!



并且研究团队还表示,这种系统结构比较小,可以安装在车辆、战斗机甚至卫星上,非常方便可以整合到战斗机中,并且据Flightglobal.com上的一份报告显示,中国的J-20已经可以150千米和110千米外接收美国B-2隐形轰炸机和F-22战斗机的红外信号,这个数据还是在2015年公布的。



各位可以想象一下,如果这种红外观测技术与雷达阵列技术相结合,西太的区域对中国来说几乎就是透明的,不知道美军的F-22和F-35是有多大的勇气来中国家门口溜达,看来这些战斗机的到来只会增加我们对技术革新的兴趣!

4月16日,美国空军参谋长戴维·W·奥尔文在参议院军事委员会听证会上表示,美国空军不会采购超过100架的B-21轰炸机,此前美国空军全球打击司令部和各类智囊团则表示至少需要225架~250架B-21,但是美国空军坚持采购不超过100架。2015年,B-21的需求为80~100架,后增加到100架。



这是美军新型的隐身轰炸机的最新消息,首飞结果月后美军就宣布这种隐身战斗机进入了量产,可见美军对这种轰炸机满意程度!B-21是美军给予厚望的轰炸机,去年12月2日在加利福尼亚州帕姆代尔的诺斯罗普·格鲁曼公司首次亮相,尺寸比B-2稍小,但航程却不低,美媒猜测,B-21可以在不加油的情况下飞行4,000千米,另外B-21还可以控制“忠诚僚机”,速度据之前称是高亚音速,速度也没有比B-2更快,但隐身性能会也比B-2更好。

从B-21的定位来看,美军希望其执行的是穿透式作战任务,简单理解就是这种轰炸机将抵达中国沿海甚至进入内陆腹地执行穿透防空系统的打击任务,这是当年B-2轰炸南联盟以及伊拉克与阿富汗的模式,现在美军居然打算将这个模式搬到中国,简直就没有可能!



即使中国没有那么先进的探测手段,但在防空雷达与反隐身雷达如此密集的东南沿海想要突破防控网,B-21基本也是没可能的,现在有了战区上帝视角观测的技术,还有在300千米外被动发现隐身战斗机的技术,这个战场对中国来说基本就是单向透明的,这仗还怎么打?蒙面偷偷潜入对手家想玩一把大的,结果却被人家家里安装的摄像头给直播了,尽管蒙着脸,但大家还是认识这架就是村里的一霸,没翻脸之前大家都不想惹他,但要是翻脸了,分分钟教他重新做人

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