米格家族的新宠米格-1.44
luyued 发布于 2011-02-23 18:46 浏览 N 次米格家族的新宠-----米格-39(米格-1.44)
在很多人看来,米格-1.44似乎只是米高扬集团在苏霍伊推出S-37(后正式更名为苏-47 )以后不甘沉寂而拿出来凑数的过时验证机,在他们看来,这架飞机不具备任阿隐身性,也和第五代(按西方的标准是四代)战斗机的设计理念完全没有关系。那么什么是下一代战斗机的标准呢,按当前流行的说法,下一代战斗机指的是具有较强的隐身特性,超音速巡航能力,大仰角过失速机动能力,而目前最符合这一标准的战斗机只有美国的F-22战斗机。当然以上的这些标堆其实就是按F-22 所具有的性能来制定的,因为在大多数人看来,F-22 是世界上唯一的下一代战斗机。至干美国昔日的宿敌(今天也仍然谈不上是朋友)俄罗斯推出的两种据说具有第五代战斗机特性的飞机――米格-1.44 和S-37 ,按俄国人自己的说法,只是两种技术验证机,也就是说俄国人似乎并没有五代机。于是在航空爱好者中就有了一片慨叹俄国航空工业跟不上潮流,走向没落,靠着卖苏-27系列战斗机的苏霍伊集团还可勉强度日,而在昔日象征着东方航空力量的米格王朝却气数已近。水实真是如此吗?米格-1.44真的仅是一款验证机吗?各种资料显示,它还其有着更深层次的含义。当然,和有些人想象的不同的是,解体后的俄罗斯在军事航空工业的保密方面依然十分严格,资料获取仍然受到很大程度的限制,但我们仅从气动外形,航电设备及发动机的发展,还有一些相关参考资料进行综合分析,就可以得出一些惊人的结论。
米格-1.44
从MFI计划说起 1983年,苏联开始了与美国ATF计划对应的MFI计划(Mnogofunktsionahl nyi Frontovoi Istrebitel,即俄文〝多用途前线战斗机〞的字头)以及LFI计划(俄文〝轻型前线战斗机〞的俄文字头)。MFI计划要发展一种同时具有MiG-31的长程拦截性能、又具有超机动性能、良好的对面攻击能力的战机。此即苏联第五代战斗机计划。俄第五代战机发展可追溯至1970年代,当时苏联几大战机设计局开始了三个大项目的预研、论证工作,包括I-90(Istrebitel-90)、Sh-90(shtoormovik-90)、B-90(bombardeecovschchik-90),分别为90年代的战斗机、攻击机、轰炸机的俄文缩写。因此前苏联/今俄罗斯空军一直以I-90称呼MFI。
当时苏联科研单位的分散使得科研效率低,研究单位的分散使得面对这种大型而先进的计划时有无力感,也构成资金的分散,这种状态自然对科研效率构成负面影响。因此在米格设计局在V.N Schchepin等人的领导下苏联政府于1983年开始了一项业务整合计划,目的是整合分散的科研单位,共同研发第五代战机的通用设备及科技,以提高科研效率。此计划由米格计局总设计师R.A Belyakov提议,并获得苏联空军以及工业界首脑的支持而进行,且被并入当时苏联五年经济建设计划中,可见其重要性,该计划也间接促成米格设计局成为MFI计划的主要(或是说内定)研製单位。同年,苏联空军(VVS)、国土防空军(PVO)、航空工业部、中央流体力学研究所(TsAGI)等研究单位与米格设计局共同勾勒出第五代战机(包括MFI与LFI)的蓝图。当时大致确定MFI将使用鸭式气动佈局(前翼-三角翼)、后掠角40到45度的三角翼、武器舱或半埋式挂架、矢量推力等。
1986年苏联军方令苏霍伊、米格、雅克列夫三大战机设计局交出自己的第五代战机方案并于年底决定MFI研发单位。米格设计局推出1.42(设计局内又称为512计划,后改称512号产品),是在与VVS、PVO讨论后,将一开始的1.41与1.43方案特性综合而来;苏霍设计局提出S-32前掠翼战机;雅克列夫设计局则提出一种采用鸭式布局、类似F-22的机身的单发战机。雅克列夫的方案虽然在外型上是最有隐身特色的,但单发战机不能满足苏联空军的长程、重型要求;苏霍伊的S-32则因为使用前掠式主翼,风险较高而落败。米格的1.42是与空军、国土防空军、空军研究院等共同协商的产物,真正能符合苏军作战思想,此外,当年米格设计局是苏联唯一一所专职的战斗机研发单位,不像苏霍设计局那样多方面发展,因此苏空军自然较相信米格能做出他们所要的东西。
Mig-1.44线图
米格设计局获胜后,获准建造4架1.42的验证机,包括一架静力试验机、一架动力及疲劳试验机,以及两架飞行验证机。1987年在TsAGI以及NII VVS的协助下,经过改良且确定更多细节的MFI及LFI方案出炉,不久进入了全程发展阶段。因感到同时进行两个计划的难处,米格设计局在此一阶段决定先全力攻坚MFI计划,之后再以此计划发展LFI。1989年1.42的第一个完整设计蓝图出炉,米格实验工厂以高度的电脑化建造验证机(前苏联航空业体系中,设计局与工厂是分开的,设计局只有实验工厂以制作实验机,而量产机则必须转往大型的工厂生产),验证机使用的技术较简单,主要是用来验证1.42的气动设计、飞行控制控系统如超音速巡航、超机动、飞行控制、测量RCS等。为了与1.42区别,验证机称为1.44。1991年新的MFI蓝图通过苏联空军许可,进入先进发展阶段(Advanced Development Project),同年米格设计局开始为准备量产MFI的工厂准备MFI的生产流程资料、技术文件等。1.44验证机于1991年完成机体,但当时苏联政府经济拮据,开始删减经费,1992年以后,经费几乎完全不存在,使得原定于1991至1992年间的首飞行程因而取消。其中一个重大关键在于由NPO Rodina设计的控制面制动机构就因为米格局多年无力付款而无法装备。1994年初1.44被命名为〝Blue 01〞,以铁路运输至祖可夫斯基试飞中心,同年12月15日进行高速滑行试验,并拍摄首批官方照片。但因经费问题,如控制面制动机构等设备仍未装设,因此仍不能试飞。
为了获得所需经费,米格局有了一系列作为,包括开拓固有飞机市场以及吸收MFI潜在客户资金。1995年5月米格设计局改组,成为MAPO集团(莫斯科飞机生产集团,包括米格设计局、克里莫夫发动机设计局、两个製造厂)的一部分,集团的发展重点在于扩展商机,例如MiG-29SMT、MiG-29UBT、MiG-AT教练机以及民用航空业务等。这种发展方向对航空工业来说是颇正确的,因为1995年已经不是冷战时代,发展民用航空似乎是大型航空工业的生存之道,例如美国最具规模的航空工业集团是生产民用机闻名的波音公司,而不是做出许多可怕飞机的骆马公司。但大力发展民用业务的结果,造成许多战机工程师英雄无用武之地,有些人还因此离开MAPO集团。儘管如此,这种务实的做法确实为MAPO赚取所需经费,例如其新型教练机MiG-AT就在1996年3月1日进行首次高速滑跑。另一方面,米格公司也希望能在莫斯科航展展出1.44,以便吸收潜在客户的经济支持,1995年第41届巴黎航展上,米格公司代理总设计师A.A Belosvet公开表示,他们将在8月份的莫斯科航展公佈1.44,但这项美梦后来被俄国防部打破。同样的,俄国防部也否决了1.44亮相1997年莫斯科航展的提议。这可以说明俄罗斯有多重视1.44。
初次露面 1997年9月25日,苏霍设计局自筹经费发展的S-37实验机进行首飞,该机同样具备第五代战机特性,就当时来看,可以说苏霍设计局有可能成为俄罗斯第五代战机的生产者,所幸1.42当时仍获得空军及政府高层的强烈支持,苏霍伊设计局才没有反客为主。但是,若再不有所〝动作〞,米格公司不但颜面扫地,时间久了,军方是否继续支持1.42仍很难说。因此新任总经理兼总设计师M.V Korzhooyev设法再次启动1.44计划,拨款给前代理总设计师A.A Belosvet准备试飞工作。1998年12月底,米格公司终于在说服高层后,将1.44向国内公布,12月24日俄罗斯某日报就以简短的图文介绍这新型战机,这是1.44首次公开于俄罗斯的纪录。
1999年时公布的Mig-1.44照片
而在西方世界的首次报导是在1999年1月11日,Aviation Week以及Space Technology公布了1994年时俄罗斯拍摄的官方照片,这很可能是俄国方面选择性的〝洩漏〞给西方的,可见俄罗斯对于MFI这类重大计划的情报操作是完善的。1999年1月12日,Vladimir Gorboonov驾驶1.44以自身动力滑出机库,在白银银的北方雪地上,让包括俄国防部长在内的政府、军方首脑及国内外记者在飞机边观赏、拍照。并预告1.44即将试飞。
展翅高飞 整个1999年1.44的试飞准备如火如荼的进行,前面提到的控制面制动机构终于装备,而发动机也反复试车。1999年2月23日,米格1.44在祖可夫斯基机场进行高速滑行及俯仰控制,让鼻轮短暂离地。米格公司随后分析这笔测试数据,结果认为1.44的机况良好可供安全试飞。2月29日莫斯科时间上午11时25分,1.44由Vladimir Gorboonov驾驶,爬升至1000米并以500至600公里/小时速率盘旋于机场上空两圈后,于上午11时43分降落,完成处女航。两周后,官方的ORT电视才在晚间新闻公佈米格公司提供的1.44首飞影片,在这之前与之后,仍没有任何相关讯息公开,保密之严再次可见。1999年4月27日,1.44进行第二次试飞,历时22分钟,首度将起落架收起,并爬升至2000米高。在这之后,就没有公开试飞了。
当时Mig-1.44试飞时的模糊照片
据估计,1.44高空极速2765公里/小时(2.6马赫);最大巡航速度1800公里/小时(1.69马赫);航程(内燃料)大于3000公里;超音速巡航航程据说在1200公里到2000公里之间。
米格-1.44的总体气动设计偏重于一个全新的概念:超音速超机动能力,这是美国新一代战斗机所并不共备的性能指标.要具备这种能力首先速度上要达到要求。机身设计对飞机的飞行速度影响最大,由于飞机的最大截面位置靠前实际上对减小波阻不利,所以采用中等长细比的米格-1.44为了减小波阻的角度,将整架飞机机身的最大截面处设在了比较靠后的位置,再加上飞机采用的是无尾鸭式布局,那样若将主翼的截面积计算在内,则飞机的最大截面处约为机身长度的60%左右,这种设计可以减小飞机的超音速阻力,能够较为明显地改善飞机的超音速飞行性能。
米格-1.44的总体气动设计偏重于一个全新的概念:超音速超机动能力,这是美国新一代战斗机所并不共备的性能指标.要具备这种能力首先速度上要达到要求。机身设计对飞机的飞行速度影响最大,由于飞机的最大截面位置靠前实际上对减小波阻不利,所以采用中等长细比的米格-1.44为了减小波阻的角度,将整架飞机机身的最大截面处设在了比较靠后的位置,再加上飞机采用的是无尾鸭式布局,那样若将主翼的截面积计算在内,则飞机的最大截面处约为机身长度的60%左右,这种设计可以减小飞机的超音速阻力,能够较为明显地改善飞机的超音速飞行性能。
Mig-1.44地面展示状态
机头及机身设计 米格-1.44的机头非常丰满,在激波的形成和强度的影响上,这种饱满的机头能够较好地兼顾跨音速和超音速这两方面的减阻。而前机身截面一反常态地使用横椭圆,现今经典的后几代战斗机前机身截而多采用融合体构型,典型的例子主要有F-16 、苏-27等,而F-22 也是融合体构型的一个变形。这种前机身截面构型好处很多,鉴如融合体部分实际上形成了一个机头边条,这能够极大改善飞机的气动特性。而米格-39 的前机身截面是一个类似纺锤体的横椭圆,这种设计在大仰角升力的提升上并不如现今流行的带边鳍的融合体机头,只是说在传统机头设计中,横椭圆机头属于增升漩涡仅次干融合体的。
Mig-1.44横椭圆形的机头及前机身有利于大迎角状态下的横侧稳定性和保持很高的方向稳定性
不过,这种横椭圆机头的设计在全机高速大仰角飞行时对方向稳定性的贡献是非常大的。下一代战斗机一个重要特点狱是强凋过失速机动能力。然而在进行大仰角的过失速飞行时飞机的速度非常之低,甚至接近零。这个时候的气流非常容易从机冀上表面分离失速,然而如果此时飞机没有足够的横侧稳定性,则整个机身很容易因为气流不对称分离而向一边侧摆,随后就会进人不可控地尾旋。而米格-1.44所采用的是横椭圆截面前机身,这种机身在大仰角状态下横侧稳定性不但不下降,同时还保持很高的方向稳定性。这种优势在仰角25度和40度左右时体现得最为明显。而且横椭圆机头还能够减轻大仰角范围内的波动变化。
米格-1.44的机身后体设计并没能够很好地解决机翼摇晃现象。机翼摇晃是指飞机在大仰角飞行时,在无外力激励的情况下机翼自动产生摇晃,主要是由机翼本身的流场以及机头漩涡与机翼的干扰造成的。这是现代战斗机经常发生的二种失控现象。而对机翼摇晃振幅影响最大的就是横椭圆截而机身。不过尾翼对机翼摇晃震荡有一定的阻尼作用,虽然米格-1.44采用的是无尾布局,但仍布置了气动尾板,能够对气流起到一定的稳定的作用,减弱震荡幅度。米格-1.44 的机头下垂并不明显.这主要是为了保证飞机的超音速能力。同样,后机身也基本不上翘。而机身中段采用了蜂腰构型,这是经典的面积率修型,意在降低跨音速飞行时的激波阻力。
从这个角度观察,可清楚看到机身中段蜂腰构型及发动机边上的气动尾板
而在后机身外形上,采用的是收缩比为0.7左右的后体设计,这种机尾适当的收缩能够降低底阻,从而减小总阻力,然而如果收缩得过干剧烈,就会使机身表而的空气分离,并造成相当的压差阻力。而0.7 左右的收缩比也是压差阻力和底阻有最好的匹配.
米格-1.44采用了矩形进气道设计,这能够在机身的截面容限内获得最大的进气量。而且处于隐身考虑,减小迎风面雷达反射面积,飞机的进气唇非常薄,而且采用了之字型进气道,遮蔽发动机祸轮叶片对雷达波的平板反射。
Mig-1.44采用的矩形进气道
鸭式布局 鸭式布局是米格-1.44的另一个特色设计,本身米格-1.44采用的是三角翼布局,气动中心本身就比一般的战斗机要靠后,再加上惊人的大功率发动机造成发动机重量远远超过正常的发动机重量。这些因素都使得米格-1.44 的重心非常靠后,这样如果仍旧采用正常式布局,则平尾的尾臂变得非常小。所以为了获得更高的力臂,米格-1.44采用了鸭式布局。这样能够获得较好的操纵性和较大的升限比。
米格-1.44采用的是近距鸭面形式。这种形式能够利用鸭面和机翼前缘分离旋祸的相互有利干扰,使涡系更加稳定,推迟旋涡的破裂,这样就提高了大仰角时的升力。在考虑鸭面位置的时候,米格选择了上置鸭面,没有反角的形式。相对于其他鸭翼布置形势而言,这种上鸭面形式在大仰角的情况下对升力的增加最大,尤其是在失速仰角上效果非常明显。而比鸭面位于主翼上方,能够有效改善机翼气流的分离,所以俯仰力矩曲线的线性最好,这也就意味着飞机在俯仰控制的时候能够有效地在能够预料的范围内机动。而且在马赫数0.7 -1.2 的跨音速范围内,随着仰角的增大,增升效果更为明显,同时鸭面没有失速现象。在超音速飞行状态下仍然是上鸭面的线性最好。同时,上置鸭面还有着较好的高速飞行抖振特性。在不选择上置鸭面的情况下,高速大仰角飞行机翼本应该完全失速,旋涡破裂。然而上置鸭面使得机翼前缘处的旋涡涡心前移,而且基本没有对机翼下洗的减升影响,使得旋涡仍然存在,这表明上置鸭面增强了旋涡,而且随着马赫数的增大,效果越为明显。不过在低空亚音速状况下,上置鸭面对降低机翼内侧载荷的作用比较小,机翼剖面压心移动量少,这也就造成在低速情况下机翼内侧前缘吸力小,外翼部分升力低,直接后果就是低速激动时容易造成外翼面气流首先分离失速。在超音速飞行时,在马赫数2.86 以内的速度里,上鸭面的配平升阻比最高,气动前移量大,下洗和尾流等对机翼的不利影响小。不过在超过马赫数2.86 时,上翼面的稳定余度大,这对配平阻力不利,同时也降低了配平升阻比。
米格-1.44采用了近距鸭面形式
米格-1.44的鸭翼后掠角为60度,在当代战斗机 中,米格-1.44的鸭翼后惊角度属于比较大的,这对改善大仰角时的鸭面升力十分有帮助,这主要是鸭面涡流与机翼涡流的互相有利干扰作用,后掠大的鸭面离机翼近,这种作用就相对更为明显一些。同时,鸭面后掠增大也提高全机大仰角时的升力,而且上置鸭面的影响更大,因为上鸭面的位置较之其他情况更有利于鸭面和机翼的旋涡相互干扰。
而对于上置鸭面而言,最好没有反角,因为上置鸭面对涡流的影响是最有利的位置,稍作改变都会减弱这种影响,同时也会破坏升力曲线的线性。
米格-1.44的鸭翼出人意料地采用了带前缘锯齿的形式,这种形式广泛流行于70 年代的超音速战斗机,该设计的主要目的在于增强上冀面涡流,以达到增升的目的。不过这种设计由于对迎风面隐身特性十分不利,所以后期的新型战斗机基本不再采用这种设计了。而米格-1.44在公开展出的时候,鸭翼前缘根部的锯齿请晰可见,这一出人意料的设计主要原于鸭翼根部凸起的鼓包。这两个鼓包内主要是向前电子设备收容舱,不过这一设计有可能造成鸭面产生的涡流在此分离破裂,所以在鸭翼前缘增加了锯齿设计,加强涡流,并强行将涡流吸附在机身表面,防止其分离。
米格-1.44的鸭翼出人意料地采用了带前缘锯齿的形式
不过有一种观点认为该设机对隐身性能有极大影响,实际上影响不可能完全没有,不过倘若是经过严格计算的设计,这种回波实际上仍然可以通过锯齿间的多次反射而导向其他威胁性较小的方向。
米格-1.44的鸭面形状采用了前/后缘均后掠的形式,这种形状的鸭面主要是有较高的升力系数,同时尽量获得较高的升阻比。这主要是在航程和大仰角机动两项指标中,米格-1.44更偏向于后者。
米格-1.44采用的是中等展弦比切尖三角翼。这种主翼在气动力上升力系数并不是很大,不过有效地避免了大仰角机动时的失速问题,而且随着仰角的持续增大,升力系数并无明显下降,而且在不太大的仰角下气流就会从翼根前缘分离形成漩涡,产生涡升力而提高大仰角时的机翼升力。而中等展弦比三角翼最大的特点在于超音速时升阻比高,诱导阻力小,利于改善超音速时的盘旋性能。从亚音速到超音速的气动中心后移最较小,减小了超音速时气动中心的后移,使得飞机在超音速飞行时有较好的俯仰稳定性和可操纵性。
米格-1.44的主翼设计同样可以体现该型机在设计时上要是为了突出超音速飞行时的机动能力。
另一方面,米格-1.44在主翼上采用了切尖设计,这实际上造成了机翼梢根比的改变。米格-1.44的梢根比为0.1 。这种设计由于使翼梢出现了明显的结束段,也就造成了诱导阻力的增大。不过另一方面,这种设计也使气动中心前移,减小了静稳定度,增加了俯仰机动性。并且,该设计也减小了超音速飞行时的波阻。米格-1.44虽然没有平尾,不过在发动机和垂尾之间有一对可调节的气动尾板,美国的X-2 9验试机也有着相同的设计,主要是用于大仰角机动时控制翼面旋涡,推迟塔的分离和破裂。而且在大仰角机动时,也不会因为平尾气流的遮蔽造成垂尾效率损失。
米格-1.44采用切尖三角翼及双腹鳍设计,垂直尾翼位于主翼之上
一般而言,垂尾布置在机翼上,可以避开大仰角时鸭面旋涡的不利侧洗影响垂尾效率,增强方向稳定性,同时防止垂尾对航向起不稳定作用,米格-1.44选择了这种布局方式。而其垂尾外倾角度较大,这主要是为了减小浸润面积和改善隐身特性。在平面形状上,垂尾与主翼的平面形状相近,所考虑的问题也是相近的,只不过重视的是航向机动性和大侧滑角控制力。
米格-1.44采用的是双腹鳍设计,腹鳍面积较大,同时有可控制的安定面。一方面,在超音速飞行时能够增大航向稳定性,避免由于稳定性的急剧减小而造成飞机失控;另一方面,在大仰角机动飞行时,大部分的垂尾面积基本上已经被主翼或平尾的气流遮蔽,几乎失去作用,而只有下洗的气流还保持稳定,此时不受气流遮蔽的,处于稳定的下洗气流流场中的腹鳍就显得尤为重要。不仅能够提供足够大的航向稳定性,防止机头向一边侧滑而进入尾旋,而且可控的安定面可以使飞机在失速仰角状态下仍保待机动能力。
米格-1.44强调的是超音速机动性,同时兼顾亚/跨音速大仰角控制能力 米格-1.44追求的不是“不稳定”, 而是“可控”。随着F-16“不稳定”飞机这一概念的出现,现在多数战斗机均将重心设计得比较靠后,造成俯仰稳定性偏低,这自然也就使得俯仰动作能够较为容易地做到。不过能够进行有效控制的战斗机却不是很多,全欧战斗机“台风”就是典型的例子,虽然飞机采用了远距鸭面布局,理论上讲俯仰稳定性会非常低,然而为了防止由于驾驶员动作过于“猛烈”,飞机仰角改变突然造成失速,所以安装有仰角限制器,限制飞机的最大仰角,这另一方面也就使得“台风”的机动动作保守了许多,有时甚至不如二代机。然而米格-1.44大量的控制舵面就是为了在失速仰角能够有效地控制飞机,实现真正的大仰角机动。然而如此庞杂的气动舵面在操纵上是十分复杂的、很难想象由人来驾驶这样一种飞机。不过,据某些资料表明米格-1.44装备了一个全新的系统,该系统能够主动使飞机进入大仰角飞行状态,并自动控制飞机的飞行状态,以此弥补驾驶员某些方面的不足。超音速机动性的优势主要可以休现在面对美F-22 的APG-77有源相控阵雷达上,因为APG-77 的跟踪原理基本上是根据目标的飞行状态推算目标下一步的位置。而米格-1.44在高速接近F-22时突然改变运动状态,APG-77就会因推算点没有截获而丢失自标,此时米格-1.44随即可以进入发射状态,发射完毕后再次以相同方式甩掉敌方跟踪。
米格-1.44的武器舱空间很大,估计共可放8枚折收后的R-77(四个叠四个),要放某些对地攻击武器可能也没问题。不过1.44的武器舱没有武器发射装置,而是作为仪器舱测试航电设备。武器舱当实验仪器舱有很大的方便,可以方便更换仪器进行各种实验,例如美国波音公司在最新的几种飞机如X-32、X-45(无人机)上就将一个武器舱用来当仪器舱,成为该公司设计飞机的一项新传统。米格设计局早期曾设想过机背武器舱,这种设计一方面提升对地隐身性能,一方面在高G空战时有助于武器的锁定与操作(高G缠斗时,目标总是在〝上面〞,因此之前F-22就曾经有AIM-9X导引头锁定目标的问题),不过这样一来,飞机结构会更加複杂,且可用武器种类将受限制,所以米格-1.44的武器舱仍是保守的机腹式。
在外形隐身上米格-1.44考虑的是迎风面隐身,因为实战表明战斗机最大的威胁方向是机头左右正负30度的位置,所以米格-1.44在设机上大量将正对面的雷达波反射至其它威胁较小的方向,而为了保证气动性能,其他位置并没有过多得隐身措施。
目标探测系统:先敌发现,先敌打击
作为第五代战斗机,在目标探侧与跟踪方面,米格-1.44追求“先敌发现”能力和多目标探测与跟踪能力,因此相控阵雷达、尤其是有源相控阵雷达将是其探测装置的首选。不过由于保密的原因,我们所获得的材料并不很多,不过通过俄国对这方面研究的发展程度同样可以分析一二。与机械扫描雷达相比,相控阵雷达的主要优点有系统功率效率高、可以以时分方式实现多功能、具有更好的探测与跟踪能力、波束形状具有高度灵活性并容易实现自适应波束、低副瓣、高可靠性和隐身性能好等。有源相控阵与无源相控阵比,其系统效率和可靠性更高(实际上无源阵的功率效率一般反而低于机械扫描雷达),有源相控阵雷达的一个发展趋势是实现固态化,即取消可靠性差的行波管等大功率部件,因此可靠性得到进一步提高。有源相控阵雷达的缺点主要是有接收机/发射机模块、高密度电源和热设计三大技术难题,其成本很高,因此无源相控阵在第五代战斗机中也有前途,其搭载平台可以作为使用有源阵平台的低端搭配。
先了解一下前苏联/俄罗斯相控阵雷达大略发展历程 俄罗斯发展战斗机机载相控阵雷达的历史很长,1981年开始服役的米格-31A “捕狐犬”截击机是俄罗斯、也是全世界第一种采用相控阵雷达的作战飞机,机上装有一台莫斯科相位电子雷达集团的N007 SBI-16 “掩体”无源相控阵雷达,北约命名为“闪舞”。 该雷达的相控阵天线直径达到1100毫米,工作在9-9.5万吉赫兹( X 波段),具有3000个铁氧体移相器,并采用了跳频抗干扰错施。方位扫描极限角+/-70度或+/-120度(即具有后视能力),俯仰扫描范围-60度到+70度,对战斗机目标搜索距离为200千米,后半球探测距离90千米(上视)和69千米(下视),可同时跟踪10个目标并攻击其中威胁最大的4个。该雷达下视能力很强,使其可以拦截低空入侵的巡航导弹。米格-31的雷达也可以当成远程空中预警雷达使用,与此相适应的是米格-3l独特的APD-518 加密数据链信息系统,它可以在4 架米格-31之间实现探测情报共享,从而大大拓展每架飞机的态势感知空域,亦能使米格-31A 的持续高速性能在更大的空间得到有意义的发挥。当然也可以由一架米格-31打开雷达探测多个目标并利用数据链传输给共它3架保特雷达静默的飞机,实现较隐蔽的接敌与攻击。四架米格-31 组成的编队便足以控制800-900 千米长的空域,再加上其超音速巡航能力,使它成为前苏联/俄罗斯国土防空军(已经于1998年并入俄罗斯空军)最强大的截击机,堪称世界专用截击机的颠峰之作。
SBI-16 “掩体”无源相控阵雷达,可同时跟踪10个目标并攻击其中威胁最大的4个
米格-31的无源相控阵雷达也在随着科技进步不断改进,1984年开始发展的米格31M便计划使用“掩体”M 雷达,其PHAA直径达到1400毫米,能够同时跟踪24个目标,同时制导6枚远程空空导弹攻击6个目标,但该机在制造6架原型机后实际已经终止发展。俄罗斯空军的战斗机使用相控阵需达比原国土防空军的截击机晚,其发展思路与美国类似―――即使用已经拿握的相关技术将普通的机载脉冲多普勒雷达改进成相控阵雷达。美国在其有源相控阵雷达技术成熟以后,已经将F-15 的APG-63和F-16 的APG-68 分别改进为APC-63 ( V ) 2 和APG-68 “快捷波束雷达”有源相控阵雷达,其中后者以APG-80 的编号装备在出口到阿联酋的F16 Block 60上,新型的F/A-18E/F也在2006年开始换装由APG-73改进而来的APG-79有源相控阵雷达。
俄罗斯空军战斗机使用的相控阵雷达主要是在N010”甲虫”系列的基础上发展起来的,包括“甲虫”-MF、“甲虫”-RN (即“甲虫”-PH)等,而其它编号、称呼又有N0llM 、N0l2 、N014 、“隼”、“法老”等。这些雷达编号与名称的对应关系相当混乱(这与俄罗斯军费短缺,相关设计局不得不不断推出各种产品开拓国际市场有密切关系),目前能够确定的是N0ll即为“甲虫”- 27 ,而N0llM 是其的无源相控阵改型;“隼“是有源相控阵雷达,而“法老”则是其小型化版本;此外N012是俄第五代战斗机将采用的后视雷达,很可能即为”法老”或其改进型,N014 则是俄第五代战斗机首选的前视火控雷达。而这些雷达雷达无一例外都是相位电子雷达集团的产品。
N010“甲虫”-27雷达
N011M无源相控阵雷达已经在苏-35上进行过试验,将用于苏-35(含苏-37 )和印度的苏-30MKI 。该雷达天线直径超过1000毫米( N011 天线直径为1078毫米),工作在L 、X 波段,方位扫描极限角达+/-90 度 ,对雷达散射截面积为2平方米的目标前、后半球探测距离分别达到80-120千米和30-40千米,对空中警戒/控制飞机这样的大型目标最大探测距离到400千米,对地面目标探测距离达到加200千米,能够同时跟踪20个目标并攻击其中8个(另有说法为跟踪15个和攻击6 个) ;“甲虫”-MF 则采用直径达到980毫米的无源相控阵天线,方位扫描极限角+/一70度,可以同时跟踪30个目标并攻击其中威胁最大的6个;“甲虫”-RN则是全数字式的无源相控阵雷达,对RCS为3平方米的目标探测跟离为120-140 千米,对地面目标探测距离为100 -150千米,可以同时跟踪15个目标井攻击其中威胁最大的6个。
“甲虫”-27的无源相控阵型号N010M雷达
“隼”式有源相控阵雷达的原型在2001年莫斯科肮展(MAKS)上首次展出,它将发展成一个系列,其中天线直径980毫米的用于苏-27系列的改进,700毫米直径的用于米格-29 系列,440 毫米直径的用于雅克-130 教练/攻击机,更小直径的型号则用做苏-27 改进型等的后视雷达.用于苏-27 系列改进的“隼”在其主动电子扫描阵列天线上集成有约1000 个X 波段的T / R 模块,方位/俯仰扫描极限角+/-70 度,发射机峰值功率8千瓦,平均功率2千瓦,对战斗机目标前、后半球探测距离分别为1 80 千米、80 千米(低空时分别为170 千米、60 千米),对驱逐舰、剔单快艇、地面桥梁、移动坦克的探测距离分别为300千米、180千米、150千米、25千米,可以同时跟踪30个目标井攻击其中威勘最大的6 个,雷达重量245千克,体积0.55立方米,采用空气加液体冷却,目前该雷达已经开始在苏-30MK上进行飞行试验。2003 年投入服役。国外报道东亚某国在2001年进口了20套“隼”式雷达的AESAA ,用于改装其苏-27战斗机,如此果报道属实,那么该国便成为全球第2个为现役战斗机改装有
- 05-31· 内地七天王天后上榜毒星
- 05-31· 安徽之行(五十九) 凤阳
- 05-15· 2011年04月20日
- 05-15· 康巴丝石英钟
- 05-12· 品鉴
- 05-12· 资深论 张保生
- 05-12· 我的欧洲之旅
- 05-12· 被LV闪晕了~
- 05-12· 瑞士冰雪上的激情
- 05-12· 一线品牌瓷砖与二线品牌
- 05-12· [推荐]美人心计 十二星座
- 05-12· [转载]美人心计 十二星座
- 05-12· 中恒D6-KIT智能变频一体机
- 05-12· 美军宙斯盾舰已能拦截东
- 05-10· 你信吗?老富康时速200狂
- 05-10· 大同100问
- 05-10· [原创]鼠年春联
- 05-10· 回顾:经典老电影《小街
- 05-10· 春节前后 秀光收到博友们
- 05-10· Medical Alert Tiffany Jewelry -