中國這一招，或讓美國隱形轟炸機喪失用武之地？

原標題： 中國這一招，或讓美國隱形轟炸機喪失用武之地？

近日，中電集團米波反隱身雷達總師吳劍旗做客節目，介紹了該所研製的第四代米波反隱身雷達，並表示中國是目前世界上唯一掌握先進米波雷達的國家。

米波反隱身雷達的代表作是JY-27A對空警戒雷達，它最大的特點是具備很高的探測精度，甚至能夠分清空中兩個相距非常近的目標。

可以說，JY-27A雷達是世界上第一種能夠冠上「先進」二字的米波雷達。

這種米波雷達的出現，讓許多軍事愛好者振奮，他們認為這個軍事武器，或許讓美國價值幾十億美元的隱形飛機喪失用武之地！

米波雷達的重要性體現在哪裡呢？JY-27A雷達真的有這麼厲害嗎？

讓我們從頭說起。

文 | 席亞洲 瞭望智庫特約軍事觀察員

編輯 | 謝芳 瞭望智庫

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隱形飛機讓防空預警系統「清零」

眾所周知，隱形飛機是現代軍事技術領域最重要的技術突破之一。

在1991年的海灣戰爭中，伊拉克吸取了1982年被以色列空軍轟炸反應堆的教訓，建設了一套相當現代化的防空預警系統。

其中，法國承擔總體設計，英國承擔戰場管理系統和後勤支持，總體的防空理念學習蘇聯。

這套防空預警系統對中高空、低空和超低空都能實現完整的覆蓋，可以說已經超過當時第三世界的一般水平，甚至比當時的中國還要先進。

全世界都認為，它能夠在一定程度上扼制美軍。

然而，戰爭爆發的第一天，這面「銅牆鐵壁」的主要指揮中心、通訊中心等目標，就被美國F-117A「夜鷹」隱形戰鬥轟炸機拋下的激光制導炸彈轟上了天。

此後，在美軍空襲下，伊拉克的整個防空系統被迅速瓦解。

F-117A「夜鷹」隱形戰鬥轟炸機

伊拉克防空系統的崩潰震撼了全世界——這意味著，各國的大部分防空系統也被「清零」了——因為雷達探測隱形飛機的距離大幅度縮短，原本互相重疊，密不透風的雷達探測網頓時變得千瘡百孔，這使得隱形飛機可以順著空隙鑽入他國國土腹地，隨意實施攻擊。

左圖紅圈為雷達網探測非隱形飛機的區域，右圖紅圈為雷達網能探測到隱形飛機的區域

反隱形也因此成為世界各國極為重視的課題。

真正出現突破性轉機還要等到1999年。這一年，北約轟炸南聯盟，一架F-117A隱形飛機被老舊的S-125防空導彈擊落。

1999年3月28日，F-117被擊落

南聯盟到底用什麼手段發現這架隱形戰鬥機？眾說紛紜，很多媒體認為，捷克「維拉」多基地雷達是擊落F-117A的關鍵。

不過，有資料顯示，在那次作戰中，成功發現和跟蹤這架隱形飛機的，是蘇聯製造的P-18米波雷達。

蘇聯P-18雷達

P-18米波雷達是一種自1970年就開始服役的老舊雷達，它能察覺隱形飛機的存在，並對其大概方位做出判斷。

同時，它的成本比較低，很適合幅員遼闊而經費相對受限的中蘇等國。自F-117被擊落後，米波雷達就成了中俄等國極為重視的研究方向。

當然，它存在嚴重的缺點——不精確並很難探測低空目標。因此，許多西方國家放棄了米波雷達，專心研製微波雷達。

【註：米波雷達是工作波段在米波（波長1米以上）波段的雷達；微波雷達是工作波長在微波（波長為1毫米~1米）波段的雷達，微波包含分米波、厘米波和毫米波。】

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米波雷達為何可以反隱形？

我們先說飛機能夠隱形的原理。隱形飛機主要是因為採用了特殊外型，減少雷達波反射回雷達本身的強度。而這個減弱回波強度，一般用RCS（雷達反射截面積）來表示。目前比較先進的隱身飛機，RCS可以減小到0.001-0.0001平方米水平。

不過，這種削弱雷達回波的能力是分波段的，現代隱身飛機技術一般做不到「全波段隱身」，只能削弱特定波段，尤其是現代雷達常用的微波波段。但對米波波段的雷達波，削弱能力就因為一些因素沒那麼強了。

2015年，反隱身雷達總師吳劍旗在《雷達科學與技術》雜誌上發表了題為《反隱形與發展先進米波雷達》的論文，文中說：「由於電磁波的瑞利和諧振散射模式對飛機外形不敏感，吸波塗層吸收電磁波效果受到厚度與波長關係的限制，採用米波長甚至更長波長的低頻段來反隱形是最直接、高效的措施。」

這是什麼意思呢？

舉個例子，米波反隱形的主要原理，類似於肉眼能看到燈光下空氣中的灰塵。

光可以自由穿過空氣，但無法穿過灰塵。當光照在灰塵上，會發生散射效應，這就相當於空氣中懸浮著一個個小小的光源，我們的肉眼可以看到這些小光源。

這些小光源其實就是一種特殊的電磁波，雷達則是一部利用電磁波探測目標的機器。

米波雷達反隱形原理

不同波長的光在同樣尺寸的灰塵上，散射的強度也不同

那麼，米波為什麼會產生比較大的散射呢？

灰塵的尺寸與特定波長的光波有一定對應關係時，就容易產生強烈的散射。對於較大的顆粒物，比如一個乒乓球，擱在陽光下就不會因為散射效應而發光，而空氣中懸浮的PM2.5，也不會發生散射（是反射還是散射？），都是因為它們與光波沒有對應關係。

這個比喻雖不嚴謹，但大致可以說明米波雷達反隱形的主要原理。

用論文中的話來說，「國際上比較公認的是，隱形飛機的RCS在米波段要比微波段大2-3個數量級」，舉例來說，一架飛機在微波波段的RCS是0.01平方米，那麼米波波段就可能達到1平方米乃至10平方米，這個量級的差異給了米波雷達發現隱形飛機的能力。

此外，米波雷達還有一個好處，也是蘇聯和我國較為重視的，那就是「功率孔徑積」大——簡單來說就是在成本相同的情況下，它可以做到功率更大，天線更大，探測的距離更遠。

20世紀60年代擊落U-2偵察機，

我國引進的蘇聯P-12米波雷達曾發揮重要作用

按照論文里的概算，反隱形頻段優勢加上功率孔徑積優勢，讓米波雷達的整體優勢達到了4個數量級以上，不但可以抵消隱形飛機RCS減少3個數量級的影響，還能進一步增大探測距離近1倍，用以抵消四代機等先進隱形戰機超音速巡航壓縮預警時間的影響。

雷達的對地探測距離是受到目標RCS影響的，如果目標的RCS減小到十分之一，那麼在其他條件不變的情況下，就可以把探測距離縮小一半。但如果使用米波雷達，它有4個數量級的優勢，目標的RCS要縮小到萬分之一，才能抵消米波雷達的反隱形能力。

目前只有F-22和殲-20這樣的戰鬥機，才能夠達到RCS縮小到千分之一到萬分之一的水平，但在米波雷達面前，這樣的RCS其實就相當於不隱形，甚至能讓雷達的獲得探測距離增加一倍的優勢。

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如何克服固有缺陷？

既然米波雷達能反隱形，為什麼這種技術沒有廣泛運用呢？

傳統的米波雷達多使用簡單的八木天線或老式網狀矩形拋物面天線，採用兩坐標定位，存在解析度差、數據處理能力弱、探測精度低等問題。

由於不易消除地球表面反射帶來的影響，再加上與民用信號重疊嚴重，傳統的米波雷達無法測高，也無法搜索低空目標。這就好比，你在一個地面是鏡面的房間里，打開手電筒向下照，眼睛就會被晃花。

所以我們看到，近幾年俄羅斯積極對外推銷的「東方」P-18E米波反隱身雷達，是一個很長的橫向天線，它無法探測目標的飛行高度，只能大概知道「天上有敵機」。

P-18E「東方」雷達（已出售給越南）

之後，俄羅斯研製出了一種「天空」UME雷達，其天線外形非常奇特，橫著很寬，還有一個豎起來很高的天線，有點像倒過來的「T」。這種雷達實際上採用了米波測角，分米波（屬於微波）測高，豎起來的那部分天線實際上是一部分米波雷達。

俄羅斯「天空」UME雷達

根據俄羅斯自己公布的數據，雖然「天空」UME雷達具備了一定的測高能力，但測高誤差高達4000米，水平測距誤差也達到400米，只能大概知道目標是在中空還是高空。而且，從其龐大的形態也能看出，該雷達基本不具備機動性。

正是因為有諸多缺陷，吳劍旗總師和他的團隊，對於傳統米波雷達的改進是十分艱難和了不起的。

該所的第一個嘗試就是2001年獲國家科技進步二等獎的「稀布陣綜合脈衝孔徑搜索雷達」。

從吳劍旗總師提供的圖片來看，彷彿只是幾根非常密集的管子，但實際上，這是一個佔地非常廣闊的裝置，每根天線之間的距離「超過100個波長」，也就是一百米以上，整個天線布陣內外兩層，排成圓陣，圓心處是控制站。

稀布陣綜合脈衝孔徑雷達實驗系統

其外形和中俄都部署過的「天波雷達」，或者「長波電台」陣列看起來相似，但是其作用和原理卻非常不同。

在說它的原理前，我們要先說一下「有源相控陣」。普通的雷達相當於單眼，而有源相控陣雷達則是「複眼」，不過事實上，它比無法聚焦的昆蟲複眼複雜得多。

有源相控陣雷達利用相控陣原理，可以讓多個發射機發射的波束互相干涉，進而合成一個波束，並控制其方向、角度，來發現敵機。中國的052D驅逐艦使用的就是有源相控陣雷達，它看起來就是一個平板，但卻能覆蓋前方很大範圍，是世界上較為先進的雷達。

吳劍旗總師團隊研發的「稀布陣綜合脈衝孔徑搜索雷達」，就相當於把一個有源陣天線，做得非常非常大，然後平放在地上，天線不動，但能夠形成一個波束去掃描。

相控陣雷達波束合成示意圖，稀布陣雷達就相當於平放在地面上的巨大相控陣雷達天線

對於B-2隱形戰略轟炸機這樣的大型目標，普通的米波雷達是難以探測到的，而稀布陣雷達擁有更大的波長，就有很大幾率可以探測到，這可以很大程度上避免他國隱形戰略轟炸機，對本國國土猶入無人之境的攻擊。

B-2隱形戰略轟炸機

稀布陣雷達作為一個實驗系統，為研製JY-27A對空警戒雷達這樣的新型米波雷達奠定了技術基礎。JY-27A雷達在這一技術支持下，創造性地融合了米波和有源相控陣技術，其對典型隱形飛機最大探測距離大於350公里，同時採用基於地形自適應的測量技術，測高精度顯著提高。此外，JY-27A雷達在彈道導彈預警、報分析、組網信息融合等方面，也克服了傳統米波雷達的缺點，居於世界先進水平。

目前，JY-27A雷達已投入大批量生產，成為對抗第四代隱形飛機的「殺手鐧」，國外雷達廠商目前尚無同類型產品，

JY-27A對空警戒雷達

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並未徹底解決反隱形難題

那麼這種「先進米波雷達」是否像軍迷們說的那樣，讓幾十億美元研製的隱形飛機過時了？

這種說法恐怕有些誇張。

儘管「先進米波雷達」的探測精度相較傳統米波雷達有了很大的提升，但其實際的探測精度仍然比不上微波雷達，只能在相對近的距離上引導地空導彈進行攻擊。

此外，它的機動性與傳統米波雷達相比，並沒有什麼進步，這種體積很難部署到飛機這類平台上。

目前，世界上不少國家在飛機上部署了波長較大的雷達，但是並沒有米波的。

例如美國E-2D預警機部署的AN/APY-9超高頻相控陣雷達用的就是UHF波段，屬於分米波；俄羅斯的蘇-57和蘇-35戰鬥機在其機翼前緣安裝了N036L-1-01雷達，據稱為L波段，也是分米波。

事實上，近年來隱形技術也在進步。

例如美國的B-21轟炸機，中國未來的遠程轟炸機轟20，都因為本身尺寸超出米波雷達強散射的尺寸匹配範圍，而被列為「全波段隱形」飛機，是目前「先進米波雷達」也很難探測到的目標。

中、美正在研製的新一代隱形轟炸機也將採取全波段隱形設計

總的來說，「先進米波雷達」反隱形目前是卓有成效的，也堪稱是顛覆性的技術，但並不能真正讓隱形技術徹底「破產」。它主要被用在國土防空領域，依託較大的防禦縱深，來抗擊隱形飛機。

目前來看，對付隱形飛機最有效的方法，是用我方的隱形飛機，戰役、戰術導彈去摧毀敵方隱形飛機的機場，或者直接將其炸毀在機場上。

對於反隱形技術的未來，吳劍旗總師也有提及，那就是「光子雷達」。

光波也是電磁波，米波雷達是將雷達使用的波段向上擴展，超出隱形飛機針對雷達波段的上限，而光子雷達，則是超出其下限。

中國首部微波光子成像雷達

目前，我國也已經成功用光子雷達實現了對「非合作目標」的成像試驗。由於光子雷達具有探測精度高，反隱形效果好等特點，未來很可能成為真正讓現代隱形技術失效的新技術。

到那時，新的隱形和干擾技術也可能出現，就好像矛與盾的不斷升級。不過，站在科技潮頭勇於開拓的創新者，以及他們背後的強大國力，才是國防安全最大的保障。

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來源： 新華社

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