軍事科普:“暴風”戰機雷達如何做到“一秒一座城”?
來源:科普中國
發布時間:2021-02-24
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  近日,英國“暴風”戰鬥機計劃再次受到矚目。據相關(guan) 網站報道,該計劃的雷達傳(chuan) 感器開發團隊透露了一些有關(guan) 該戰機雷達的技術細節。
 

  頗具科幻感的“第六代戰機”

  “暴風”戰機雷達如何做到“一秒一座城”?

  “暴風”戰機想象圖

  “暴風”是英國為(wei) 其皇家空軍(jun) 開發的第六代戰鬥機,目前有四個(ge) 主要合作夥(huo) 伴,並得到600多家英國公司和學術機構的支持。2018年7月英國在範堡羅國際航展上首次展示了該戰鬥機的全尺寸模型,同時宣布將於(yu) 2018年至2025年期間投資20億(yi) 英鎊研發這款戰鬥機,預計於(yu) 2035年投入運營。從(cong) 全尺寸模型看出,“暴風”屬於(yu) 較大的單座、雙發、三角翼戰鬥機,采用了翼身融合體(ti) 設計技術,帶有曲柄狀後緣和外傾(qing) 雙垂尾,無平尾,以提升升阻比和隱身能力

  2020年10月,聯合開發團隊公布了“暴風”戰鬥機的相關(guan) 設計數據,頗具科幻感。據稱“暴風”會(hui) 按有人駕駛設計,但保留向無人駕駛演化的選項,同時在配套武器方麵,英國擬為(wei) “暴風”裝備激光武器和高超聲速武器。另外該戰鬥機將采用變循環發動機技術、“可穿戴駕駛艙”等,另外一係列諸如態勢感知、數據管理、自治係統等多個(ge) 技術領域60多項技術項目的研發、驗證、演示工作也正在進行之中。
 

  “一秒一座城”的“超級雷達”

  其中,“暴風”的雷達堪稱一大亮點,開發團隊稱,該新型雷達係統收集和處理的數據量是現有雷達係統的10000倍,每秒可處理相當於(yu) 9個(ge) 小時的高清視頻(或一個(ge) 中等城市的互聯網流量)的數據量。

  “暴風”戰機雷達如何做到“一秒一座城”?

  提升雷達性能的關(guan) 鍵是要實現接收機的小型化

  在當時,開發團隊對於(yu) 該新型雷達沒有提供具體(ti) 內(nei) 容,而此次在報道中則給出了比較多的說明。雷達開發商意大利萊昂納多公司透露,在提升雷達傳(chuan) 感器性能方麵,關(guan) 鍵點是要重新規劃設計雷達有源電掃陣列,從(cong) 而實現接收機的小型化。具體(ti) 而言,目前有源相控陣雷達天線陣列由小型收發通道(TRM)網格結構組成,每個(ge) TRM都生成一個(ge) 單獨的雷達波束,該波束可以跟隨不同的目標或與(yu) 其他波束合成以創建更大的波束。陣列中的TRM分為(wei) 幾組,每組接收到的模擬信號被饋送到接收器,接收器將數據數字化,然後再傳(chuan) 遞給雷達的處理器。由於(yu) 現在TRM的尺寸都偏大,所以接收機必須放置在飛機機鼻後部,通過同軸電纜與(yu) 天線陣列相連接;另外在模擬信號的數字化過程中,極易造成部分雷達信號的損耗/缺失。

  而萊昂納多公司的解決(jue) 方案是,設計小型化接收機,使其能裝到機鼻部位並集成在天線中,從(cong) 而消除同軸電纜;同時接收機與(yu) 信號處理機之間的數字化信號通過光纜傳(chuan) 輸,以減少傳(chuan) 輸中的信號損耗。根據介紹,接收機小型化以後,數字化雷達信號能夠實現更高速、更穩定、低損耗傳(chuan) 輸,其效率和可靠性都得以提高;同時每個(ge) 接收機獨立連接的TRM組數量更少,集成化程度更高,係統整體(ti) 性能更強;另外萊昂納多的總工程師Duncan McCrory表示,該雷達並非獨立的傳(chuan) 感器,而是“暴風”戰機多功能射頻係統(MRFS)的一部分,MRFS將集成實現電子攻擊/電子支援、光電/紅外目標瞄準和態勢感知、通信等多種功能,通過多源傳(chuan) 感器數據融合,實現全麵態勢數據感知,因此接收機小型化設計也有助於(yu) 實現係統的多功能化。
 

  軍(jun) 事小詞典

  “暴風”戰鬥機:該機為(wei) 英國為(wei) 其皇家空軍(jun) 開發的第六代戰鬥機,融合了變循環發動機技術、“可穿戴駕駛艙”、以及激光和高超聲速武器等各種“黑科技”。其中“暴風”的雷達據稱每秒可處理相當於(yu) 9個(ge) 小時高清視頻的數據量,等於(yu) 一個(ge) 中等城市的互聯網流量。


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