7月8日,贲德院士荣获我国国家最高科学技术奖。在颁奖仪式的第二天,在接受媒体采访时,他不经意间抛出了一个重磅炸弹——“我国新一代陆基超远程战略预警雷达,其探测能力可达8000公里之外,即便是微小的目标亦能尽收眼底。”那么,8000公里究竟意味着什么呢?
北京与莫斯科之间的直线距离不过5800公里。换言之,若该雷达站设于我国某座山峰之巅,即便是对夏威夷上空掠过的飞鸟,亦能准确辨识其性别。
美国所配备的铺路爪雷达,被誉为全球最为卓越的战略预警系统之一,其对于弹道导弹的探测范围可达到惊人的5550公里。
俄罗斯沃罗涅日系列,其覆盖范围约略在6000公里上下。
贲德院士嘴里这个“8000公里”,不只是比美俄多出两千多公里那么简单。
这标志着我国在该领域已将其他两大超级强国远远抛诸身后。
贲德院士已届耄耋之年,今岁已八十八载。然而,其一生仅致力于两件伟业。
首当其冲,便是于1970年代领导研发我国首部超远程战略预警雷达——著名的7010雷达。
其次,在7010项目的基础上,我带领团队成功研发出新一代雷达,使其达到全球领先水平。首先,让我们回顾一下7010项目。
在那个1970年代的初期,我国正承受着巨大的外部压力。北方的边境线上,百万雄师严阵以待,苏联的洲际导弹亦随时可能发动攻击。
务必自主研发出战略预警雷达。
当时年逾三十的贲德,荣膺7010雷达项目的主要技术负责人之一。
彼时,我国工业基础之薄弱,究竟到了何种地步?
微波芯片在批量生产过程中,其性能表现极为波动不定,往往十个芯片中,就有九个的参数存在差异。
这座雷达天线阵列高达八层楼,占地面积相当于两个半篮球场,其上分布着近万个天线单元。这些单元发射的电磁波在幅度与相位上需保持极高的同步,一旦其中任何一个单元出现偏差,所形成的波束便会变形,从而直接影响探测距离的准确性。
贲德与他的团队在山沟中坚守了整整七年。他们的阵地位于高寒山区,白日里阳光炙烤,触手可烫;而夜晚,寒风凛冽,刺骨冰凉。
热胀冷缩效应使得器件参数日复一日地发生变动。面对这一挑战,他们采取了最为直接的方法——逐个单元地进行测量与调整,从而摸索出了一套动态补偿策略。这套策略能够在温度波动时自动进行系统校准。
雷达的安装与调试历时八年,期间贲德坚守在深山之中,默默守护了整整七年。
在1983年,苏联的宇宙-1402号核动力卫星不幸失控,正逐渐滑向坠入大气层的命运。
西方情报机构对多个可能的落点进行了预测,但这些预测之间却存在明显的分歧与冲突。
7010雷达精确地提供了轨道参数及时间窗口,结果这颗卫星残骸如预期般坠落至南大西洋,与贲德团队的预测几乎完全吻合。1979年,美国天空实验室的坠落事件中,同样是7010雷达提前准确预报了坠落的时间和地点。
这两仗打完,全世界都知道中国有了远程预警能力。
然而,7010系统存在一个根本的缺陷——其采用了无源相控阵技术,导致发射设备集中配置,难以提升功率,抗干扰性能亦相对较弱。此外,该系统功能单一,仅能专注于监控弹道导弹。
隐形战机、巡航导弹,皆无所遁形。新一代雷达技术全面弥补了这些不足。
根本性的转变源自两大关键要素:氮化镓技术以及P波段的应用。氮化镓作为第三代半导体材料的领军者,占据着举足轻重的地位。
相较于美国仍在使用的砷化镓技术,氮化镓的功率密度显著提升了数倍。在相同的天线阵列中,氮化镓技术可将发射功率提升至兆瓦量级。
以类比的方式而言,铺路爪的发射功率堪比数百台微波炉全功率运行,而新一代中国雷达的功率则相当于上千台微波炉齐齐对准天空加热。
电磁波传播的距离更远,且回波信号的强度需显著增强,方能在8000公里之外,即便在噪声环境中也能清晰辨识目标。
P波段在反隐身技术中扮演着至关重要的角色。诸如F-22、F-35、B-2等隐形战机的表面涂层及外形设计,均系针对厘米波制导雷达进行精心优化的。
然而,P波段的波长介于30厘米至1米之间,其长度远超厘米波波段。
当波长与机翼边缘、进气道等关键部位的尺寸相仿时,便会产生谐振现象。此时,即便隐身涂层无法吸收信号,外形散射也无法有效衰减,反而导致信号强度被加剧放大。
我国中国电科的吴剑旗院士团队研发的YLC-8B型机动式反隐身雷达,基于相似原理,其公开测试数据显示,对隐身战斗机的探测距离已超过400公里。而固定式战略预警雷达,由于阵列更大、功率更强,其探测距离更是可延伸至更远的范围。
美国所产的铺路爪系产品问世于1970年代,其设计初衷并未将隐身技术威胁纳入考量范畴。而俄罗斯的沃罗涅日系列,尽管相对较新,却同样缺乏针对隐身技术的专项应对模式。
我国新一代雷达自设计伊始,便将反隐身能力纳入了基本需求之中。
贲德院士在访谈中直言不讳地表示:“全球范围内所拥有的雷达技术,我国均已具备。”这种8000公里的探测距离所引发的战略转型,其重要性远超于参数本身,值得我们深入思考。
首先,绘制一幅地图。以我国东北地区某一城市为中心,绘制一个半径达8000公里的圆形区域。
这一圆周巧妙地囊括了整个西太平洋,将夏威夷群岛、关岛以及澳大利亚北部尽数纳入其怀抱。
美国自加州的范登堡基地发射了民兵-III型洲际弹道导弹,当导弹穿越夏威夷上空时,我们这边的雷达系统已迅速启动,开始对其进行追踪。以往,中国东部沿海的预警雷达由于地球曲率和功率的局限,其有效探测半径仅限于第二岛链。
民兵-III导弹的飞行过程历时约30分钟,直至抵达第一岛链附近方才被探测到,留给拦截部队的反应时间不足10分钟。如今,导弹在升空阶段便已被锁定,预警时间得以大幅延长,至20分钟以上。
对潜射弹道导弹的压制效果尤为显著。美国装备的俄亥俄级核潜艇搭载的三叉戟D5导弹,其射程更是超过了11000公里。
该导弹可在西太平洋,距离我国海岸线约1000公里的位置实施发射,其弹道飞行时间可缩短至10分钟以内。
昔日,受限于地平线的遮挡,雷达存在盲区,通常需待弹头重返大气层方才启动应急程序,此时预警时间往往不足三分钟。然而,新一代雷达在导弹发射后仅需大约60秒即可捕捉到尾焰信号,随即启动弹道计算,准确判断落区是否涵盖渤海湾、长三角以及珠三角地区。
核潜艇原本赖以依存的隐蔽性与出其不意的优势,如今受到了显著的削弱。部署在西南方向的同类雷达,其探测范围已扩展至印度洋的北部海域。
美军轰炸机于迪戈加西亚基地频繁起降,而在阿拉伯海与孟加拉湾游弋的核潜艇发射活动,亦尽收探测视野之内。
我国已成功实现对两大洋潜射导弹上升阶段的实时监控,此举标志着相关技术已从设想变为现实。
然而,这仅仅是冰山一角。这部雷达的更大价值,实则在于它成为了一个网络的核心枢纽。
天基红外预警卫星能够迅速捕捉到导弹发射时的热辐射信号,然而,由于轨道周期的限制,其追踪能力无法保持持续性。空警-500预警机在海面目标的监控上,其追踪范围大约可达400公里,而055型驱逐舰配备的相控阵雷达亦受到地球曲率的影响而受限。
此款陆基超远程雷达,凭借其强大的功率和广阔的阵列,能够对数千公里之外的物体进行不间断的跟踪监测。
该系统接手卫星探测到的目标,不断刷新其坐标信息,并将相关数据传递至联合火力打击指挥系统,进而分发给东风-26、东风-21D等远程打击武器。
导弹在飞行过程中,能够接收到中段修正指令,从而实现从发现目标到将其摧毁的完整闭环过程。
昔日,我们往往待对方踏入火力范围,方才进行拦截。
此刻,敌方尚在第二岛链周边集结,其动向已尽收我方监控之中。
一旦航母编队自横须贺或关岛启航,其行踪便难以保持神秘。舰载机作战范围介于800至1000公里,然而,为实施攻击,它们不得不冒着风险穿越导弹火力网。
自始至终,战场上的主动权未曾掌握于其手中。
贲德院士那一辈人,耗时八年,在幽深的山谷中将7010项目成功矗立。
在那个时代,氮化镓、高性能芯片以及自动化校准系统尚属遥不可及。他们凭借着最为基础的逐点测试方法,以及看似笨拙的动态补偿技术,在一片空白之中,成功构筑了中国战略预警体系的第一道坚固防线。
五十五载岁月流转,新一代雷达站伫立于同一片沃土之上,然而其视野已跨越太平洋之浩瀚,俯瞰夏威夷以东的辽阔空域。
技术的演进绝非无源之水,无本之木。
每一代人都有自己的债务需要偿还,同样也有各自难以逾越的困境需要跨越。
7010项目实现了从无到有的突破,而新一代技术则致力于从有到优的精进。展望未来五十年,新的挑战与问题将等待着新一代去探索与解答。
8000公里的这个数字,既是一段旅程的终点,亦是一个全新的征程的起点。当一部雷达能够将探测范围扩展至如此遥远的地域,随之而变的将是整个游戏规则的根本转变。
至于这场变革将引领局势走向何方,那已非雷达所能独立决断。