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国外卫星拍到中国绝密预警机!18万米飞行高度: F-22F-35无所遁形
作者:admin 发布于:2024-03-06 03:11 文字:【】【】【

  10月24日,推上关注中国军事动态的军事大佬Aurelien D.@DBVtrigramme发布了一张令人震惊的图片,WZ-7s与WZ-9停在贵州安顺某机场的停机坪上,了解中国无人机系列的网友顿时为之震撼,因为WZ-9已经涂上了空军常用的灰色,这表示这种传说中的无人机预警机正式进入空军现役!

  WZ-9是一种大型高空长航时无人机,首次曝光时在2015年5月,尽管到目前已经有8年时间,但这种无人机神出鬼没,互联网上甚至连这种无人机的数据都没有,网友与其他无人机的对比推测出这种无人机的翼展应该已经超过50米,要算中国制造过的最大型无人机了。

  提到神雕无人机,很多网友第一时间就会想到和美国的全球鹰无人机RQ-4对比,因为这是全球最大型的两种无人机,RQ-4是诺斯洛普·格鲁门为美国空军与海军生产的大型战略侦察机,其基本数据如下:

  RQ-4的翼展长达39.9米,机身长度为14.5米,高度4.8米,最大起飞重量为14.63吨,载荷可达1.4吨左右。RQ-4搭载了一台劳斯莱斯 F137-RR-100涡轮风扇发动机,推力34 kN,巡航速度570公里/小时,最高速度为690公里/小时。

  RQ-4的大翼展平直翼使得它的航程很长,据公开的数据其最长航程可达2.28万千米,最长飞行时间可达34小时以上,最高升限可达1.8万米,RQ-4搭载了合成孔径雷达(SAR)和光电(EO)传感器以及热成像相机(IR),其SAR可以在风霜雨雪的天气直接对地雷达成像,并且还具有一定的穿透力。

  另外EO和IR相机可以同时运行,在20公里高度飞行时对地成像的分辨率可达30厘米,一次飞行覆盖的侦察范围超过750万平方公里,而其超长航程与航时可以长时间盘旋在目标区域附近,是一种极具威胁力的侦察手段。

  WZ-9神雕与RQ-4有两个最大的不同,一个是其气动布局方式非常特别,另一个是其功能定位不同,下文先来说说气动布局。RQ-4是常规下单翼V形垂直尾翼,这种设计减少大展弦比常规布局是长航时无人机常用布局,V形尾翼遮挡了中间发动机的红外特征,有部分隐身设计考虑,但基本上仍然属于常规布局。

  WZ-9神雕无人机就有些特别了,它是双机身,并且机翼非常靠后,目前网上还没有高清照片,不过已经有网友根据神雕无人机的特征CG出了它的完整图:

  有很多网友都在社交媒体上询问过这种无人机机翼几乎就在尾部,它是如何保持前后俯仰平衡的?答案就在两个机身前部的那段横梁,从另一种意义上来理解就是这架飞行器的鸭翼,提供了机身前部的升力。

  神雕无人机据信安装了WS-13,这是RD-33的改进版,推力为51.2KN,比全球鹰的发动机要大一些,并且根据其翼展,也比全球鹰要更大,基本上两者可以互相印证,另外神雕无人机的速度据说在979公里/小时,笔者认为这个数据可能有误,这种平直翼应该很难到达这个速度,否则气动弹性发散会很难处理。

  速度与RQ-4略高一些或者差不多都不是什么问题,毕竟神雕无人机并非比拼速度而是其定位,之所以神雕无人机设计成如此怪异是因为这种飞行器的定位是一架预警机,它的机身内部搭载了大型雷达天线阵列,从上图这张透明结构上可以看出其天线规模几乎从机头延伸至机尾,下图是局部放大:

  头部是卫星天线,侧面红外或者光学传感器,中部到尾部是雷达天线阵列,这是侦察预警一体的飞行器,加上其1.8万米以上的飞行高度,绝对可以称得上是全球飞得最高的预警器,这让它的预警范围要比普通预警机高得多,简单计算下即可知道它的覆盖范围有多大:

  飞行高度18千米,以此为中心可以计算出球面覆盖半径大约为955千米,这要比E-3预警机在12千米高度飞行时能覆盖的半径777千米要高得多,目前由于地形与雷达限制,E-3预警机的探测距离也不过400多千米,按比例算,WZ-9神雕无人机的雷达探测距离差不多能达到600千米左右。

  目前预警机都以载人为主,受到各种因素影响其极限飞行高度一般都在1.2万千米左右,而无人预警机主要是空气动力学性能影响,目前飞行高度最高的无人机可达2万米以上,这让登高望远的预警机可以看得更远,也就能发现更远距离的目标,争取更长的预警时间。

  从上文的叙述中基本可以确定WZ-9神雕无人机的雷达天线阵列装在主机身的两侧大约是一个高度1.5~2米左右,长度可达8~10米以上的大型相控阵天线平方米左右,两侧面积加起来可达24~40平方米,这是相当大的一面天线,到底有多大?

  比如KJ-2000的大型雷达天线米直径,按三面阵计算,其边长大约为7米,天线米,那么其天线米,而且还是个椭圆形,面积绝对是小于10平方米的,而一架神雕无人机造价要比KJ-2000小得多,而雷达天线居然在同一个级别。

  另外其专门设计的机翼完美的避免了遮挡,这面巨型相控阵天线在左右两侧与前方都无遮挡,唯一的影响是正前方与正后方的数据,不过这两个方向的雷达扫描可以通过S形状飞行轨迹或者环形飞行轨迹更新,缺点是更新速度可能会稍慢,但对于扫描范围高达600千米半径的预警机来说,影响其实不是很大。

  笔者认为,神雕无人机应该会用上我国最先进的雷达天线技术之一的数字阵列,在这里必须要简单介绍下雷达天线技术以及确认下我国雷达技术在全球排名中的位置:

  目前全球预警机的雷达技术经历了倒置卡塞格伦、平板(波导)缝隙阵、无源相控阵、有源相控阵、数字阵列和共形阵列等几种,越靠后越先进,识别起来也非常容易,倒置卡塞格伦就是有抛物面天线的那种,当然有抛物面天线的不一定是倒置卡塞格伦,三代机中用这种雷达天线很多。

  这种天线优点是成本低,缺点是扫描时增益低,波束畸变严重,也不太适合用在预警机上,因为抛物面旋转的体积太大了,完全不适合需要360°扫描的预警机机载雷达,所以这种天线能用在机载雷达上,但没法用在预警机上,因为体积实在太大。

  美军E-2和E-3预警用的是平板(波导)缝隙阵,由成千上万个发射的小单元天线按照一定规则,间距等均匀布置在阵列面上,组成一个高增益、窄波束、超低副瓣的平面阵列天线,因为在波导表面开缝(槽),电磁波从此处辐射,所以叫做平板缝隙阵。

  我国的KJ-2000预警机和驱逐舰以及航母上的四面阵用的是有源相控阵雷达,可以不用改变雷达天线方向即可改变波速方向,扫描速度快,更新率高,并且还没有机械运动部件,近些年来成为预警机以及舰载雷达的标配。

  数字阵和共形阵其实都属于相控阵,不过传统的相控阵是依靠移相器、衰减器和微波合成网络来实现波束在空间扫描,其本质还是一种在模拟域的基于射频器件和馈电网络构建的运算处理方式,但数字阵是收、发均采用数字波束形成技术的全数字化相控阵雷达,每个通道的发射以及接收波形所需要的幅度相位数据等参数都是可以单独控制,波束的形成更灵活准确。

  共形阵其实就是数字阵,但它的形式和数字阵又有些不一样,数字阵也只能贴在平板上,但共形阵可以贴合在机体表面,基本不影响飞机的气动外形,布置灵活,面积还超大!比较麻烦的问题是机体曲面,这些分布在复杂曲面上的发射单元波束处理、信号处理难度太大,目前做的最好的是中国。

  E-3是平板缝隙阵,E-2D属于八木天线线阵(平面阵的一种),KJ-2000是有源相控阵,KJ-500是数字阵,而KJ-200B属于共形阵,WZ-9神雕预警机应该用的也是数字阵,我国每出一个型号就升级一代,这个更新速度真的让西方国家望其项背。

  美军的预警机数量很大,但用的技术都是比较早期的平板缝隙阵和八木天线线阵,尽管性能也不错,而且某些方面还有独到之处,但总归是要被替代的,目前美军也有数字阵与共形阵新技术,但工程化不如中国,要全面应用于预警机,这个还需要时间,按美军目前的更新速度,估计得猴年马月了。

  预警机的优势除了雷达外还有信号处理与空中管理,这个需要将来自雷达天线海量的数据处理成空情信息,将预警机范围内的作战飞机联合形成一个三维分布的、上帝视角的立体空间,在这个空间中,预警机探测到的空中威胁信息、海面可疑目标、地面威胁目标以及截获的电磁波标定敌方的各种雷达位置等。

  一个是向最近的战斗机更新威胁信息,对受到威胁的己方作战飞机与地面作战部队发出警告等等,另一个是还可以将战斗机的传感器连接起来,延长预警机的触角,或者直接让作战飞机接收预警机的雷达代替本机扫描达到雷达静默状态,基本上就是智能的一个空中威胁发现与空中指挥平台。

  在载人预警机上,计算机处理这些信息后可以直接向范围内的飞行器推送,也可以加上人工分析与指挥直接和己方战机沟通,神雕无人预警机却没有这些加持,因此第一个就要有一台超级计算机加上AI自动处理空情信息并向区域内所有作战单位推送。

  另一个就是需要地面指挥中心的人工干预,这就需要一个高速链路来支持,神雕无人机的头部有一个大型卫星天线,在机头部位侧面也有对地或者空中通信的天线,这些高速链路都可以及时将威胁信息送达地面并处理后再通过神雕预警机发布。

  神雕预警机除了雷达预警这个“常规功能”外,根据其特色,其应该还能担任多种用途,比如侦察以及为多种打击武器提供中继支持,比如反舰导弹甚至高超音速滑翔武器等。

  目前神雕的涂装表示已进入服役状态,10年时间,也该成熟了,而且近些年来黄海、东海和南海都不太平,神雕无人机服役也正是时候,弥补我预警机不足,当然另一种意义可能是未来的高烈度冲突中配合忠诚僚机组成一个全无人机作战的单元,这一点目前连美军都做不到,中国在这方面已经遥遥领先了!

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