AA82276761 2014-11-12 08:29
俄羅斯的VHF反隱形雷達
隱形技術的基本原理是結合有效的戰術來設法降低飛機的可探測信號，壓縮對方各種探測設備對隱形飛機的有效探測距離。其重點是設法降低飛機的雷達回波信號、對外輻射無線電信號和紅外特徵。由於紅外信號受雲雨影響衰減很快，如何降低前兩者信號強度是當前隱形技術發展的重點，雖然隨著紅外探測技術進步，各种红外偵測器材的作用距離和精度也在不斷提高。
對於降低飛機雷達回波信號，一般採用的是外形隱形和材料隱形兩種技術，通過對飛機外形的修改實現雷達波散射、折射和繞射，降低雷達回波強度；通過塗抹特殊隱形材料來降低特定波長的雷達回波強度，這兩種技術都是目前隱形領域最常見的技術。而如何降低飛機對外輻射無線電信號，這方面知道的人不多。說到底就是降低機載雷達發射波和數據鏈通信時被對方截獲的可能性。就拿F-22戰鬥機採用的“低可截獲性”（LPI）通信技術來說，原理也不複雜，就是使用寬頻譜跳頻通信、類噪聲波形調製和偽隨機掃描模式進行通信，使得對方難以截獲定位。而現代有源相控陣雷達可用頻譜範圍可以跨越千兆以上，使用擴頻調製後的脈衝串工作，那些冷戰後期研製的晶體管雷達告警接收器很難捕獲這些雷達信號。
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低波段VHF雷達是對付隱身飛機的利器
波斯灣戰爭中，以美國為首的多國部隊使用F-117A隱形戰鬥機攜帶精確制導武器，在空中預警機配合下一舉摧毀海珊苦心經營的蘇式防空體系震撼了整個世界。蘇式防空體系面臨挑戰前所未有，面對這種情況，蘇聯工程技術人員和軍人們提出了三點對策：發展打擊壓制對方ISR體系的技術，包括遠程反輻射飛彈和電子干擾技術；發展能夠削弱低可探測性技術效果的高分辨率雷達；研製點防空系統，專司攔截敵精確導引武器，尤其是“哈姆”反輻射飛彈和“戰斧”巡航飛彈。經過一番努力，相關產品已經陸續出現在國際市場上，其中最引人矚目的就是能夠探測美國隱形飛機和飛彈的各種探測裝置。
這些高性能探測裝置按照工作原理可以分為兩類：工作在VHF波段的探測雷達和本身不發射無線電波，完全依靠接收對方電磁輻射來定位目標的被動探測雷達。
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NNIIRT 1L13“Nebo”SV雷達，天線尺寸巨大
VHF波段雷達，一般工作波長選擇在1-3米範圍內。因其體積大，探測精度低，所以到冷戰後期被認為沒有發展前途。實際上蘇聯在冷戰時期也僅僅研製過一種真正意義上的VHF波段雷達——NNIIRT 1L13“Nebo”SV雷達，但很快就被其他類似產品取代，如著名的P-14“高王”和P-12/18“spoon rest”雷達。
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P-14“高王”雷達
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P-12/18“spoon rest”雷達
VHF波段雷達的最大優點是探測距離遠，但缺點也很明顯：體積大、探測精度低且故障率高。就拿雷達部署來說，部署一台“spoon rest”雷達需要2小時，而部署一台“高王”則需要24-48小時，根源就是部署時必須安裝巨大的主瓣天線。此外這種雷達目標大，容易被人發現；探測低空目標能力不好；易受外部電磁信號，如廣播電視甚至手持無線電台信號干擾。上述三種雷達都不具備三坐標探測能力，所以需要額外部署一台S波段測高雷達來提供目標的高度信息。
但到了冷戰末期，美國人研發的隱形技術已經趨於成熟，這對蘇聯構成極大威脅。除非在極近距離上，蘇聯部署的各種飛彈導引雷達和新型探測搜索雷達都沒法發現F-117A隱形戰鬥機。1991年波斯灣戰爭中F-117A戰機無一傷亡，僅有的輕傷也是由大口徑防空高砲彈片造成的。
然而耐人尋味的是，當人們把主要精力放到隱形戰機的優異表現時，“沙漠風暴”開場的一場秘密行動卻少有人關注。第一個發起攻擊的不是F-117也不是“戰斧”，而是由AH-64“阿帕奇”武裝直升機和MH-53“低空鋪路者”組成的“諾曼地特遣隊”。他們低空飛行深入伊科邊境，摧毀了部署在那裡的P-18“spoon rest”、P-15“平臉”和P-15M“蹲眼”雷達。發起這場行動的原因歷來諱莫如深，一個合理的解釋就是這些雷達可能會發現F-117的行踪並向伊拉克防空系統報警。
這些雷達都是上世紀5、60年代產品，隨著新型S波段雷達陸續裝備部隊，這些舊貨被處理給第三世界國家。隱形技術的挑戰使得大家重新燃起對VHF探測雷達的研製熱情，大家紛紛嘗試用新技術對其進行改進。
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SNR-125“低擊”導引雷達引導發射採用無線電指令制導的SA-3飛彈擊落了F-117A
真正的轉機來自1999年的科索沃戰爭，在代號為“聯盟力量”的空襲行動中，美軍仍舊投入了F-117A隱形戰機打頭陣，但結果卻是折戟沉沙，一架F-117A隱形戰機被南聯盟防空部隊擊落。戰鬥中南聯盟防空部隊使用“Spoon Rest”探測雷達發現目標；用SNR-125“低擊”導引雷達鎖定目標；最後發射採用無線電指令導引的SA-3飛彈一舉擊落敵機。就這樣，南聯盟防空部隊使用上世紀60年代技術擺平了美國最新技術研製的高技術兵器，打破了“隱形戰機不可擊落”的神話。當然關於這場戰鬥的更多技術細節還不清楚，唯一確定的是當時美軍的EA-6B“徘徊者”電子干擾機沒有到達指定位置，沒能有效干擾南聯盟地面雷達並掩護己方戰機行動。另外美軍的作戰計劃制定水準也很糟糕，給了對方預測己方戰機飛行線路打伏擊的機會。
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F-117A殘骸
從那時起，俄羅斯軍工廠商聞到商機，開始大規模使用數字處理技術和固態電子元件改進蘇制老式雷達，特別是SA-3“果阿”防空飛彈系統和P-18“Spoon Rest”D雷達。
俄製VHF波段反隱形雷達的出現或許會抵消美國在隱形技術上優勢。當然目前看美國隱形技術對於工作在S波段和X波段的雷達還是很有效的，即便少量新型VHF波段雷達也不回扭轉形勢，但如果新型VHF波段三坐標雷達出現在戰場上的話，那麼整個遊戲規則就要改了。這是因為新型VHF波段三坐標雷達不但具有較遠的探測距離——至少達到50海裡，而且能提供目標的高度信息，這樣一來就可以引導防空飛彈甚至直接引導戰鬥機攔截。
顯然，俄羅斯工程師們的思路是努力提高VHF波段雷達的探測精度，使其能引導防空飛彈和戰鬥機飛到距離隱形戰機足夠近的距離上，以便飛彈或飛機上裝載的X/Ku波段雷達能直接捕捉隱形戰機。此外，幾乎所有俄式戰機上都裝備了紅外搜索/跟踪系統，不少雷達導引空對空飛彈也都有對應紅外導引衍生型號，例如AA-10和AA-12。
實際運用中，俄方的設想是使用足夠數量的VHF波段雷達覆蓋某個特定地區，使得對方隱形戰機無法從該地區突破。VHF波段三坐標雷達不但可以探測目標，當S/X波段製導雷達失靈時還可以協助防空部隊引導飛彈攻擊。
VHF波段雷達還有個顯著優勢就是其工作頻率處於美製反輻射飛彈，如AGM-88“哈姆”和MBDA ALARM飛彈的探測範圍之外，這些飛彈的導引頭主要用來跟踪L/S波段雷達信號。如果VHF波段雷達大量服役的話，那麼反輻射戰機將不得不攜帶更多武器來完成搜索、殲滅的任務。那麼面對新型VHF波段雷達和經過最新改進的傳統VHF波段雷達，美國人又能拿出哪些反製手段呢？
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EA-18G“咆哮者”電子干擾機
一個辦法就是針對VHF波段的電子干擾，但問題是這樣一來需要天線尺寸非常大，對於EA-6B“徘徊者”也好，還是EA-18G“咆哮者”電子干擾機也好都很難裝下，而且這些電子干擾機也是一些遠程防空飛彈系統，如SA-21或SU-30MK/SU-35BM戰鬥機的重點獵殺目標。尤其是那些新型VHF波段雷達，與冷戰時期的產品相比，由於採用了頻率捷變技術，要想捕獲它們的頻率變得更困難，唯一能大體確定它們的頻率範圍的只剩下天線尺寸。
另一個可用的辦法就是冒險出動珍貴的B-2（僅20架）“幽靈”隱形轟炸機或者F-22“猛禽”隱形戰鬥機深入對方防空系統縱深，使用射程超過60海浬的GBU-39/B小尺寸精確導引炸彈或帶折疊翼的GBU-31 JDAM炸彈進行攻擊。F-22是戰鬥機中的“凱迪拉克”，它不但具有無與倫比的超隱形性能，更具有超音速巡航能力，這樣一來可以大大壓縮突防時間，不給對手留下太多反應機會。而B-2轟炸機在設計階段十分注重隱形效果，被認為能夠對付VHF波段雷達。而不幸的是，最新型的F-35“閃電II”戰鬥機限於當初設計定位和成本，既不具備“猛禽”的超音速巡航能力也不具備像“幽靈”那樣能夠穿透對方防空系統的隱形性能，所以面對對手新一代防空系統，它的生存力多少要打個問號。當然這不是說F-35的研製不成功，現在一型戰鬥機的研製週期短則七八年，長則十多年，研製前想定的戰場環境和多年後實際戰場環境有些差異是難免的。但有一點可以肯定，面對新的戰場環境，F-35必須盡快找准自己的戰場定位然後製定出相應的戰術來彌補自身缺陷，這是它面對的最棘手問題。
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B-2太精貴了，損耗不起
還有一項技術不能不提，那就是主動對消技術——戰鬥機主動發射一組無線電回波，波長和波形和VHF波段雷達發射波完全一致，但其相位正好相反。這樣一來通過相位相互抵消達到隱身目的。應該說這項技術的原理十分先進，優點也很明顯，但難點在於工程上難以實現，而且最大的弱點在於容易被對方部署的被動探測雷達發現和定位。
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3D NNIIRT 1L119 Nebo SVU三坐標雷達
隨著技術的進步，相比冷戰時代產品，新一代VHF波段雷達在數字信號處理功能、抗干擾能力和機動性能上已經有了很大提高，例如3D NNIIRT 1L119 Nebo SVU三坐標雷達可以在45分鐘時間裡撤收或部署完畢，更新型的2D KBR Vostok E兩坐標雷達撤收部署時間更是只有8分鐘！30N6E/92N2E系列、64N6E系列還有96L6型雷達干脆就是按照“打了就跑”的要求設計的，撤收部署時間僅為5分鐘。即使隱身戰機在很遠的距離上發射武器，一旦被這樣的雷達發現，那不管武器本身跑的有多快，地面目標早就轉移了。
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2D KBR Vostok E兩坐標雷達折疊後體積很小
雖說VHF波段雷達不是擊敗隱形技術的“萬能良藥”，但它的存在確實大大削弱了隱形技術的效果。目前越來越多的新型三坐標VHF波段雷達裝備部隊，為地面防空飛彈陣地提供空中預警，攻勢空軍必須拿出應對策略來對付它們。這時候對隱形技術持懷疑態度的人，還有那些頑固守舊堅持設計傳統戰機的人又開始四處抱怨：隱形技術是一項耗資巨大但很快會過時的“奢侈品”。但事實是，在嚴密的蘇式防空體系面前，即使是隱形戰機要冒很大風險才能突防成功；那麼那些不具備隱形能力的傳統戰機，包括最新型的F-15、F-16、F /A-18還有歐洲“颱風”戰鬥機則根本沒有突防成功的可能。隱形技術仍舊是攻勢空軍執行任務是必不可少的利器。
最後的結論是，單靠隱形技術就能輕鬆突防的想法被證明是不切實際和危險的，要突破新一代防空系統的防禦，隱形戰機仍舊需要與其他對抗技術和手段：電子對抗、隱真示假、無人機甚至網絡戰手段等相結合才能成功。