二維機(jī)翼_二維機(jī)翼和三維機(jī)翼的區(qū)別

　　近日二維機(jī)翼，中國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)事業(yè)有一個(gè)大好消息：

　　中國(guó)航空工業(yè)雷達(dá)所創(chuàng)造了一個(gè)世界第一，研發(fā)了一種出色新型雷達(dá)，并已成功試飛驗(yàn)證！

　?。ㄉ蠄D：中國(guó)KLJ-7A相控陣?yán)走_(dá)）

　　這一雷達(dá)就是世界首創(chuàng)二維機(jī)翼的作戰(zhàn)飛機(jī)機(jī)載風(fēng)冷二維有源相控陣火控雷達(dá)。

　　雷達(dá)所首創(chuàng)的這一雷達(dá)，關(guān)鍵在于突破性的在機(jī)載有源相控陣火控雷達(dá)上，運(yùn)用了風(fēng)冷散熱技術(shù)。

　　一、解決改進(jìn)升級(jí)現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)傳統(tǒng)雷達(dá)的散熱難題

　　給現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)裝備相控陣?yán)走_(dá)，有很大的吸引力 —— 它取消了復(fù)雜沉重不可靠的天線(xiàn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，波束指向快速靈活，數(shù)據(jù)更新速率快，方便與數(shù)字式信號(hào)處理系統(tǒng)整合，工作模式切換快，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

　　例如美軍F-15戰(zhàn)斗機(jī)最重要的升級(jí)設(shè)備之一：APG-63(V)3雷達(dá)，它是傳統(tǒng)的APG-63雷達(dá)逐步升級(jí)而成的有源相控陣?yán)走_(dá)。

　　但這一嶄新的雷達(dá)技術(shù)，一直存在冷卻上的難題 —— 當(dāng)然，各個(gè)軍事大國(guó)在全新設(shè)計(jì)的現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)有源相控陣?yán)走_(dá)，已經(jīng)有力的解決了冷卻問(wèn)題。

　　可是如果需要用有源相控陣技術(shù)，改進(jìn)升級(jí)現(xiàn)有戰(zhàn)斗機(jī)的現(xiàn)役雷達(dá)，難度就大多了。

　　法國(guó)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的RBE2AA有源相控陣?yán)走_(dá)，全新設(shè)計(jì)，冷卻問(wèn)題已經(jīng)解決

　　在改進(jìn)、升級(jí)現(xiàn)役雷達(dá)時(shí)，為了節(jié)省成本和加快升級(jí)過(guò)程，常常保留現(xiàn)役傳統(tǒng)脈動(dòng)多普勒火控雷達(dá)主體部分，僅將傳統(tǒng)天線(xiàn)等發(fā)射接受部分改為使用有源相控陣技術(shù)，這時(shí)解決散熱問(wèn)題的技術(shù)難度很大 —— 傳統(tǒng)雷達(dá)并沒(méi)有考慮有源相控陣的巨大發(fā)熱量，而現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)、現(xiàn)有雷達(dá)的結(jié)構(gòu)、供能都無(wú)法大改。

　　在外國(guó)的一些戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈有源相控陣?yán)走_(dá)中，采用了非風(fēng)冷方式，例如日本AAM-4B空空導(dǎo)彈的雷達(dá)，它的散熱設(shè)計(jì)能耗較高，因此設(shè)計(jì)上增加了攜帶的燃料，以滿(mǎn)足供能需求。

　　在這一前提下，風(fēng)冷方式有著簡(jiǎn)單、耗能少、成本低等特點(diǎn)，但是風(fēng)冷傳統(tǒng)上效率較低，因此在現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)各種限制下，長(zhǎng)期存在無(wú)法滿(mǎn)足戰(zhàn)機(jī)有源相控陣?yán)走_(dá)冷卻的需求。而中國(guó)軍工行業(yè)的這一突破，化解了相關(guān)難題。

　　AAM-4B空空導(dǎo)彈使用相控陣?yán)走_(dá)，因此沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)天線(xiàn)的機(jī)械部分

　　二、解決空空導(dǎo)彈等空間狹小武器的有源相控陣?yán)走_(dá)散熱難題

　　散熱冷卻問(wèn)題，被公認(rèn)為相控陣?yán)走_(dá)的研制難關(guān)，而戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈上的相關(guān)雷達(dá)難上加難。戰(zhàn)機(jī)航空電子設(shè)備有大約一半來(lái)自于高溫問(wèn)題，雷達(dá)也不例外。特別是在限制特別多的戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭上，因?yàn)樘炀€(xiàn)陣中負(fù)責(zé)收發(fā)信號(hào)的T/R組件密度大，全部集中在一個(gè)平面上，間隔只能是波長(zhǎng)一半左右（在X波段間隔必須只有15mm左右，而且這是兩個(gè)組件中心算起的間隔，組件邊緣間距要更?。?/p>

　　按目前技術(shù)水平，假如相關(guān)效率為25%，一個(gè)常見(jiàn)的導(dǎo)引頭相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn)產(chǎn)生好幾百瓦的熱量，戰(zhàn)機(jī)機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)熱量只會(huì)更大?？梢韵胂裨讵M小空間內(nèi)要傳走幾百瓦熱量，對(duì)風(fēng)冷技術(shù)要求極高。

　　導(dǎo)彈上的雷達(dá)空間有多??？左邊是俄羅斯R-27R/ER導(dǎo)彈使用的9B-1101K單脈沖半主動(dòng)雷達(dá)，中間為R-77主動(dòng)雷達(dá)空空導(dǎo)彈的9B-1348E雷達(dá)，右邊是R-27AE上的9B-1103K主動(dòng)雷達(dá)。它們都必須安裝在少于200毫米的狹小空間內(nèi)。

　　這也是為什么世界上還沒(méi)有幾個(gè)風(fēng)冷的同類(lèi)雷達(dá)。甚至在許多專(zhuān)業(yè)著作中，明確指出這一級(jí)別的有源相控陣?yán)走_(dá)，“不宜采用自然散熱或風(fēng)冷”方式，而應(yīng)使用熱管等其它方式。具體手段包括把天線(xiàn)整體浸入液冷系統(tǒng)中，或使用固態(tài)散熱、循環(huán)液體導(dǎo)熱技術(shù)，但這些方法都不太適合于改造現(xiàn)有傳統(tǒng)雷達(dá)。

　　三、顯著改善戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈有源相控陣?yán)走_(dá)的探測(cè)有效性

　　解決風(fēng)冷技術(shù)問(wèn)題，還對(duì)增大有源相控陣?yán)走_(dá)探測(cè)距離有著決定性的意義 —— 按照目前的技術(shù)水平，有源相控陣?yán)走_(dá)雖然有著巨大的優(yōu)勢(shì)，但即便它的總功率增加10倍，使用集中波束探測(cè)時(shí)，有效距離卻只能增加0.87倍。也就是說(shuō)，想要增加探測(cè)距離，總功率就要大幅度增加，但隨之而來(lái)的散熱問(wèn)題更為困難。中國(guó)軍工人解決了風(fēng)冷方式技術(shù)問(wèn)題后，使得增加探測(cè)距離的難度顯著降低。

　　如前所述，有源相控陣?yán)走_(dá)的好處遠(yuǎn)不止探測(cè)距離遠(yuǎn)，散熱冷卻問(wèn)題的緩解將令中國(guó)軍工行業(yè)能在更多的戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈上發(fā)揮這一探測(cè)手段的優(yōu)秀性能，全面提高戰(zhàn)斗力。

　　四、解決“共形有源相控陣?yán)走_(dá)”散熱難題

　　中國(guó)航空工業(yè)雷達(dá)所在有源相控陣?yán)走_(dá)風(fēng)冷問(wèn)題上的突破，也使得中國(guó)軍工更為解決徹底解決“共形有源相控陣?yán)走_(dá)”的技術(shù)難題。

　　共形有源相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)點(diǎn)在于，它的天線(xiàn)不再限制為機(jī)頭安裝的單一天線(xiàn)陣列，可以在機(jī)身各個(gè)位置，包括側(cè)向機(jī)身表面、寬度極大的機(jī)翼前緣正面安排有源相控陣T/R收發(fā)組件，這對(duì)于改善整體雷達(dá)探測(cè)能力有著突破性的意義 —— 僅僅能夠?qū)⒍鄠€(gè)雷達(dá)天線(xiàn)安排到更大的距離上這一點(diǎn)，就能令整體探測(cè)能力顯著提高，特別是在針對(duì)隱身戰(zhàn)斗機(jī)的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)被動(dòng)定位等領(lǐng)域，會(huì)獲得前所未有的出色能力。

　　據(jù)稱(chēng)蘇-35戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼前緣裝有有源相控陣?yán)走_(dá)天線(xiàn)

　　不過(guò)，在各種非傳統(tǒng)的機(jī)身位置上安裝有源相控陣?yán)走_(dá)T/R組件，散熱難度要比在機(jī)頭安裝雷達(dá)更大 —— 這時(shí)候中國(guó)最新風(fēng)冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)了，它比熱管等方式更為易于安排，非常有希望解決狹窄位置，例如機(jī)翼前緣的T/R組件散熱問(wèn)題。

　　此外，戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈需要高速飛行，特別是在空空導(dǎo)彈上，氣動(dòng)加熱對(duì)雷達(dá)相關(guān)位置的影響，也必須考慮進(jìn)去。有了風(fēng)冷技術(shù)的突破，戰(zhàn)機(jī)、導(dǎo)彈也不再需要為了頭部巨大的雷達(dá)天線(xiàn)而犧牲氣動(dòng)、隱身性能，可以更為靈活的選擇最佳的氣動(dòng)設(shè)計(jì)。

　　下圖中的殲-8II戰(zhàn)斗機(jī)，雖然已經(jīng)相當(dāng)老舊，但如果能改為使用具備有源相控陣技術(shù)的改進(jìn)型雷達(dá)，仍有一定價(jià)值。

　　小節(jié)

　　綜上所述，中國(guó)航空工業(yè)雷達(dá)所的最新風(fēng)冷機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)技術(shù)，顯然意義不局限于改進(jìn)現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)，還對(duì)未來(lái)探測(cè)能力更為強(qiáng)大的空空導(dǎo)彈與機(jī)載共形雷達(dá)發(fā)展，有著決定性的作用。