歼20机载有源雷达改变空战格局,开拓者被提名国家最高科技奖

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2023年,国家科学技术奖的提名已经落幕。公布的名单显示,包括国防工业中的顶尖专家在内的13位专家入围了国家最高科学技术奖。在这些专家中,以中国机载火控雷达的创始人,贲德院士的提名尤为引人注目。

今年恰逢中国机载火控雷达项目成立45周年,贲德院士在此时获得提名意义重大。众所周知,中国近年来装备了大量如歼-20和歼-10C等先进战斗机,这些战斗机都使用了贲德院士的研究成果这些成果代表了机载有源相控阵火控雷达的全球领先水平,对空战的趋势产生了重要影响。

最新一代的歼-20采用了我国顶尖的机载有源雷达,这背后体现的是不断进步的技术成就。

在上世纪70年代,代表性的第四代战机如F-15和F-16陆续投入使用,现代空战的方向因此发生了根本的转变。这些战机拥有了超视距攻击的能力,能够引导导弹打击远处的目标。这种能力的核心在于战机配备了“千里眼”——即机载脉冲多普勒火控雷达。

F-15等四代战机的核心技术是机头的机载脉冲多普勒雷达,该技术实现了超视距作战的基础。

机载火控雷达作为战机实现超视距攻击能力的核心设备,直接关系到空战的胜负乃至争夺制空权的能力。尽管机载火控雷达的体积不大,其战略意义却非常重大。

众所周知,我国在20世纪70年代的国防工业基础相对较弱。然而,高层领导人敏锐地意识到空战模式的变化,并迅速作出决策,启动了机载多普勒火控雷达的研发工作,以适应未来战场的需求。

1979年,机载多普勒火控雷达的研制任务被指派给了中国电科14所,标志着中国机载火控雷达事业的起步。

贲德院士负责该项目的研制工作,从此成为中国机载多普勒雷达领域的先驱和领军人物。值得一提的是,贲德院士接手机载雷达研制项目时,刚从一处秘密基地返回,他之前参与了中国首个大型相控阵预警雷达7010的研制。7010雷达高达8层楼,面积达到两个篮球场大,而贲德院士的新“战场”却是战斗机鼻部仅0.1立方米的空间。

在这0.1立方米的空间内,贲德院士和他的团队面临着在该领域的巨大挑战。在雷达研制过程中,贲德曾到北京向刘华清上将报告工作进展。贲德院士回忆称,报告结束后,大家一起用餐时刘华清举杯说:“我们今天喝‘断头酒’,如果雷达研制失败,就是要担责。”这虽然带有玩笑的成分,但对贲德和他的同事来说却是重大的激励。

面对极大的技术挑战,贲德院士带领团队向国家立下军令状,从零开始研究。机载火控雷达研制的挑战之一在于,普通机载雷达缺乏下视能力,主要原因是下视时地面的杂波信号非常强,而且飞机高速飞行时,来自不同方向的杂波多普勒频率差异巨大,这会掩盖低空目标的信号,使高空战斗机难以进行有效监测。

国外曾计划为我国歼-8II战机安装F-16的航电系统,但对关键技术如机载脉冲多普勒雷达技术进行了严格的技术封锁,仅提供操作使用的基本教程。

在20世纪80年代中期,我国曾与外国签订协议,由外国为我国的一些空军战斗机加装机载多普勒雷达,但外国对该雷达技术实施了严格的技术封锁。在雷达安装过程中,外方施加了严格的限制,甚至教学也仅限于基本操作。面对这些限制,贲德院士和他的团队立誓要取得成功。

据报道,团队从基础理论和算法开始,对脉冲多普勒的原理进行了深入研究,提出了适合我国国情的研制方案,并进行了整机设计。

在雷达的飞行测试阶段,尽管贲德院士已经年过五旬,他仍然争先恐后地参与测试飞行。测试使用的飞机状况并不理想,颠簸不断,贲德院士有时为了确保测试的准确性,一天需要多次飞行。随着测试任务的增加,贲德院士的健康状况开始出现问题,他的体重从123斤迅速减至108斤。

1989年,贲德院士带领的团队终于突破技术封锁,成功研制出国产机载多普勒火控雷达。

贲德院士领导的研制团队所开发的机载脉冲多普勒火控雷达获得了国家科技进步一等奖,奠定了我国在国防机载雷达领域自主研制的基础,得到了高层的高度认可。时任领导人曾赞誉该雷达为“争气机”,这是对贲德院士及其团队的高度评价。基于贲德院士的研制成果,中国电科14所后续为歼-8II、歼-10A、歼-11B、

歼-15等战机安装了先进的“千里眼”。同时,14所在机载火控雷达技术上不断前行,短时间内实现了技术的飞跃,为歼-10B、歼-10C、歼-20等战机配备了无源/有源相控阵火控雷达。

歼-10C与歼-10B外形相似,但火控雷达从无源升级至有源,标志着我军战机雷达技术进入了有源时代。

机载有源相控阵雷达技术的突破和成熟应用,以及其后的大规模部署,是在极短的时间内完成的,速度远超其他任何军事强国。

从数年前的珠海航展可见,中国在机载火控雷达领域取得的成就。2016年珠海航展上,由14所研制的国产机载有源相控阵雷达KLJ-7A首次公开展出,展示了该领域的国际先进水平。

由14所推出的“三面阵”、“机相扫”“广角”机载有源雷达,其轻薄程度和先进的电子元器件、封装技术都是显而易见的。

到2018年珠海航展,14所在机载有源相控阵雷达领域已经展现出多样化的技术形态,如“广角”解决方案的“三面阵”和“机相扫”,这些技术提供了现代战机突破传统视野局限的多种选择。至此,美国、欧洲、俄罗斯在机载有源雷达领域的技术特色已经被我国完全掌握,这不仅反映了国内市场的强烈需求,也显示了我国技术能力达到的新高度。

毫无疑问,目前我国的机载火控雷达技术已处于世界领先水平,为我国空中力量夺取制空权奠定了坚实的基础,这些成就离不开贲德院士等老一辈军工人的不懈努力。

审核编辑 黄宇

 

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