中国机载雷达有多强?探秘军工黑科技:KLJ 7A 雷达与 PL 21 导弹

去年在南京举办的世界雷达博览会上,我国一款雷达一亮相就惊艳全场。它不仅拥有国际领先的广角探测能力,还让战机具备了向后探测的 特异功能,性能丝毫不输美国 F35 战机机头搭载的雷达。今天,咱们就来好好聊聊这款堪称我国机载雷达领域 王者KLJ 7A 三面相共震雷达。

KLJ 7A 雷达的 前辈是早期枭龙战机搭载的 KLJ 7X 波段机载火控雷达。科研人员对它进行了大量改进,换掉了老式的机械扫描开槽波导平面阵列天线,装上了全新的全固态相控阵雷达天线。这一换装,就好比普通人突然获得了武林高手的毕生功力,KLJ 7A 雷达从诞生起就注定不平凡。

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它采用全波段设计,能覆盖全部脉冲频率,还具备全方位、全高度、全天候探测跟踪目标的能力。要是把老款 KLJ 雷达比作鹰眼,那 KLJ 7A 就是被太上老君用八卦炉反复锤炼过的火眼金睛。只要它一开机,不管是天上飞的敌机,还是海上航行的军舰,都能被精准定位,清晰地显示在雷达屏幕上。

KLJ 7A 雷达的探测角度达到了惊人的 300 度,几乎快实现 360 度无死角探测了。更厉害的是,这么强大的雷达,重量却只有 120 公斤左右。这对战斗机来说可是个天大的好消息,因为节省下来的重量,可以多装几十公斤的油料或者弹药,大大提升战斗力。科研人员还在雷达里塞进了 1000 TR 组件,让它能在 170 公里外,发现雷达截面积大于 5 平方米的目标。毫不夸张地说,KLJ 7A 机载雷达在技术层面和美国 F22 的雷达不相上下,功能上也能和 F35 AN/APG - 81 雷达媲美。

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今年年初,我国给巴基斯坦运送的一批枭龙 3 战机,就搭载了 KLJ 7A 有源相控阵雷达。巴基斯坦正是看中了这款雷达的性能,它能全面碾压印度空军苏 30 战机搭载的雪豹无源相控阵雷达。当初,俄罗斯为了拿下印度的订单,把雪豹雷达的性能吹得天花乱坠,说它探测距离有 400 公里,能同时跟踪 20 多个目标。印度一听,觉得这比中国王牌战机的雷达还厉害,马上就下单了。结果等实际使用时才发现,雪豹雷达在追击敌机时的锁定距离只有 60 公里,对海探测时,发现驱逐舰的距离也只有 150 公里,和 KLJ 7A 雷达比起来差远了。而且雪豹雷达重达一吨,几乎占了苏 30 很大一部分空重,将近一米的口径,也让战机小型化变得困难重重。这也说明,我国在雷达领域的研究成果和经验积累,已经超过了俄罗斯,正快速追赶美国。

要知道,曾经机载雷达技术对我国来说是难以跨越的门槛,就连擅长雷达技术的俄罗斯,首套机载有源相控阵雷达也是在 2019 年苏 57 定型后才初步完成,到现在,雷达内 TR 组件的制造还受西方限制。而我国完全是从零经验、零基础起步,一路攻坚克难,才取得了如今的成就。KLJ 7A 雷达的出现,标志着我国在机载火控雷达领域实现了重大突破,已经达到世界先进水平。

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KLJ 7A 雷达有三面阵和机向扫两种构型,各有优势。三面阵构型的 KLJ 7A 雷达,由一个正面天线阵列和两个侧面天线阵列组成,就像手机的广角镜头,能获得更广阔的视野。三个天线阵列加起来,探测范围达到 300 度。搭载这种雷达的战斗机,具备 敏捷脱离的能力,就算在大机动、大角度的情况下,也能持续跟踪和锁定目标,实现攻防兼备,让战机在空战中的战术更加灵活,大大提高了空战对抗能力和生存几率。比如,在两架战机速度和气动性能差不多时,如果一方用的是普通有源相控阵雷达,敌机通过机动动作躲进其探测盲区,还没开启主动导引的空空导弹很可能就会丢失目标。但要是装备了 KLJ 7A 三面阵雷达,不管敌机怎么躲,都难逃 法眼,被导弹击中的概率大增。可以说,科研人员巧妙地解决了有源相控阵雷达天线波束偏离法线导致性能下降的问题,还提升了成像效果和抗干扰能力,实在太厉害了!

另一种机向扫构型的 KLJ 7A 雷达,采用了不同的探测思路。科研人员把雷达正面安装在一个可旋转的巨盘上,雷达工作时,巨盘就会不停转动,从而改变雷达的探测方向,扩大搜索范围。这种设计在驱逐舰桅杆上很常见,不过在战斗机机头里,受空间限制,机向扫构型的 KLJ 7A 雷达探测范围只有 200 度(正负 100 度)。但它最大的优点就是轻便,能为战机节省更多重量用来挂载弹药或增加油箱容量,让战机飞得更远、火力更强。所以,机向扫构型更适合轻型或中型战斗机。总的来说,KLJ 7A 雷达是目前世界上最轻薄的机载有源相控阵雷达,它设计紧凑、功率低,液冷风冷都能用,性价比超高,几乎没有明显短板。这背后,是无数军工科研人员日夜付出的心血,他们默默奉献,值得我们敬佩和感谢。

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说完了雷达,咱们再来聊聊我国一款神秘的超远程空空导弹。这款导弹射程超过 400 公里,曾在歼 16 机翼下短暂亮相,之后就销声匿迹,就像神龙见首不见尾,充满了神秘感。因为它还没有正式命名,咱们先借用网友的称呼,叫它 PL 21

据说 PL 21 弹体细长,和 HQ 9 远程地空导弹差不多,但它采用了世界最先进的无主翼气动布局,全身上下只有尾部有弹舵,样子看起来有点像烧火棍。有人猜测,这种设计可能会让它的飞行速度大幅提升。也有人觉得,PL 21 或许是在红旗 9 地空导弹基础上研发的,采用了小阻力的高抛弹道来增加射程。要知道,地球曲面和上升加速度会影响地空导弹的有效射程,通常实际射程比宣称的要短。比如早期的 HQ 2 导弹,正常有效射程不到 40 公里,但用抛物线弹道飞行,射程能翻倍到 70 多公里。要是再优化内部空间、增加燃油箱容积,说不定能飞到 150 多公里。所以,军迷们根据猜测的 PL 21 尺寸推算,如果它真的采用高抛弹道发射,射程很可能超过 400 公里。当然,这些都只是猜测,关于 PL 21 的设计思路、作战性能等,目前都还没有确切消息。

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可能有人会问,导弹射程超过 400 公里,都超出机载雷达的探测范围了,弄这么远有必要吗?以前我也这么想,觉得不如把精力放在研发更先进的战斗机上。但现在情况不一样了,随着特种飞机,像空中加油机、预警机等的出现,空战模式发生了很大变化。这些特种飞机能提供侦察预警、空中指挥加油、电磁压制等重要支持,能让战斗机的作战能力成倍提升。不过,这些特种飞机一般都躲在战场后方,被层层保护起来。目前,空中作战距离大多在视距范围内,就算是超视距作战,距离也基本在 100 公里以内。也就是说,如果我们想打掉敌方的预警机或空中加油机,就得突破敌方战机和防空拦截系统组成的严密防线,这非常危险,很可能有去无回。但要是我们有了射程超过 400 公里的导弹,就能在敌方防御范围外发起突然攻击,打敌人一个措手不及,大大增加获胜几率。所以,很多国家都在拼命研发超远程空空导弹。

我们可以通过对比其他国家同类导弹,来推测 PL 21 的性能。目前,俄罗斯和美国都在研发超远程空空导弹。俄罗斯计划为苏 57 配套的 KS 172 超远程空空导弹,宣称射程也在 400 公里左右;在 R33 基础上研发的 R37 超远程空空导弹,射程提高到了 300 公里,未来可能装备在米格 31BM 和苏 35 上。美国这边,早就开始试射 AIM - 260 空空导弹,它原本是为了替换让美国丢面子的 AIM - 120 中距空空导弹。AIM - 260 体积和 AIM - 120 差不多,但射程达到了 360 公里,足足是 AIM - 120 的两倍,能在 F22 战机里装下 6 枚。俄罗斯和美国的这些超远程空空导弹,都是 PL 21 的强劲对手。不过,从我国研制出双脉冲发动机的 PL 15 来看,我觉得 PL 21 很有可能最先服役。

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目前,空空导弹大多采用固体火箭发动机,它结构简单,便于长期储存,还不用吸气,有利于设计导弹的气动布局。但它也有缺点,需要借助氧化剂才能燃烧燃料,这就增加了导弹重量,导致飞行距离缩短。像 AIM - 54 远程空空导弹,重量超过 400 公斤,要是 F22 满载这种导弹,飞行性能肯定会受影响。而且,固体火箭发动机的燃料是瞬时燃烧,一旦燃料耗尽,导弹就跟废铁差不多了。为了解决这些问题,双脉冲发动机诞生了。虽然 AIM - 120 号称搭载了双脉冲发动机,但实战测试中,美国飞行员发现它的射程有水分,所以他们一般选择在距离敌机不超过 40 公里时发射导弹,以保证命中率。

想要大幅提高空空导弹射程,又不增加重量,超燃冲压发动机是个好选择。这种吸气式发动机不需要氧化剂,能减轻导弹重量。如果不出意外,PL 21 可能就采用了固体燃料冲压发动机,它结构简单可靠,利用平氧推进剂燃烧产生的高温复燃燃气作为冲压补燃的火源,不管外界环境和飞行姿态怎么变,都不会熄火,还能增强导弹的机动性。不过,它也存在能量较低、燃气流不好调节、推力控制不方便等问题,这些可能就是 PL 21 还没问世的原因。好在俄罗斯和美国在超远程空空导弹项目上也进展缓慢,俄罗斯的相关武器性能可能有夸大成分,从俄乌冲突就能看出来;美国的 AIM - 260 计划明年才开始试飞测试,最快 2025 年才能问世。所以,我们有时间继续打磨 PL 21 的性能,争取让它达到超越国外一代半甚至两代的水平。

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如今,我国新式装备不断涌现,新航母、新驱逐舰、新舰载机、新导弹…… 这一切都展现了我国强大的军工科研实力。看着这些成果,我感觉咱们就像回到了盛世大唐,曾经失去的巅峰正在一步步找回。而这所有成就的背后,都离不开军工科研人员的默默付出。感谢这些可爱可敬的人,也感谢每一位看到这里的观众!

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