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空警-3000的雷达为什么回到双面阵
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作者:
晨枫
时间:
11 小时前
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空警-3000的雷达为什么回到双面阵
本帖最后由 晨枫 于 2025-8-29 11:10 编辑
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空警-2000是中国预警机的里程碑，其意义是怎么强调都不过分的。空警-2000采用三面阵主动相控阵雷达，对正前、左侧后、右侧后保持360度全向全时凝视，这是世界上独有的。
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主动相控阵雷达的波束敏捷，凝视模式下洞察秋毫，空情掌握能力无出其右。配合先进数字处理和指挥控制技术，可以全面、精确控制空中战情。
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空警-2000的数量较少，有说法一共只造了4架。这里面有成本高昂的原因，也有伊尔-76机体数量缺乏的原因。空军在理论上可以拿出更多的伊尔-76来改装预警机，但空运力量就更加不足了。
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空警-200是平衡木设计，以成本较低、数量充足的运-8为基础，但性能相对受到局限。空警500采用小三面阵，结合技术进步，在不小程度上补足了空警-2000数量太少的问题，在技术性能上也足够接近，成为中国空军的主力预警机，在台海前线发挥了尤其大的作用。但是中国还是不满足，推出了运-20为基础的空警-3000。
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运-20一出现，人们对其期望就包括改装预警机，但首先填补运输机短板更加急迫。现在运-20产能上来了，运油-20出来了，空警-3000自然水到渠成了。
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更大的机体、更大的起飞重量能搭载更大的雷达天线罩，这是自然的。比空警-500更高的升限意味着更大的地平线距离，这也是大大的优点。但从三面阵改回双面阵，还是机械旋转的双面阵，这出乎人们的意料。但这不是退步，是螺旋形上升。
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雷达天线尺寸为王。在同样的技术条件下，天线越大，灵敏度和分辨率越高，副瓣越小，这是物理规律决定的，再先进的数字技术也只能锦上添花，而不能倒转乾坤。
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空警-3000的天线罩可能比空警-2000更大，但增加的尺度还是有限的。这不是简单的尺寸和重量问题，还有阻力问题。在几何上，内接等边三角形每边的边长为半径乘以3的平方根。换句话说，可以用足直径全长的双面阵在长度上就有2/1.7321=1.155倍的优势，15.5%的天线尺度增加是很有诱惑力的。
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双面阵也比三面阵轻，功耗相应降低，简单粗暴地以线性长度推算，双面阵的重量和功耗都只有三面阵的77%。
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当然，缺点是不再保持全向凝视能力。
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实际上，三面阵的全向凝视能力不是没有问题的。相控阵雷达的阵面是固定的，依靠波束的电子转向来扫视，视角一般不超过120度。换句话说，三面阵的“结合部”实际上“视力”较弱，形同缺口。在实用中，“操场跑道”式的椭圆形飞行路线经常在变，死区不时得到覆盖，问题不大，但总是一个短板。战舰上多用四面阵，只有“星座”级这样的“便宜货”采用三面阵，是一样的道理。不过“福特”级航母也用三面阵，就很令人无语了。
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改成双面阵后，只能对前后阵面各自面对的120度范围保持凝视，两侧各留下60度的缺口，需要机械回转，才能覆盖360度。这点机械复杂性算不了什么，关键是性能。
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全时全向凝视对于近距离目标很重要，对于远距离目标没那么重要。预警机的主要任务恰好是保持对远距离空情的观察和掌控，因为机械回转不碍事。但是凡事总有一个但是，空战不是想保持在远方就能保持在远方的，另外360度里，会有部分方向是监控重点，其他方向不必与最高威胁方向争抢资源。
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主动相控阵雷达可以分出很多波束，每个波束可以独立控制，这对分清主次十分有用，在凝视场景里大显神威。天线阵转动起来，依然可以通过波束的同步转动对目标保持观察，直到超过最大偏转角，这时就要等下一个阵面的波束进入工作角度了。如果转速够快，这样的间隙很小。波束扫描间隙期间根据目标上一时刻的速度、高度、加速度、升降率可以推算，等到下一次波束扫描的时候再更新，不碍事。在威胁方向集中、威胁程度很高的时候，也可以用变速转动，延长对高威胁方向的观察窗口，缩短对低威胁方向的监控窗口，依然保持主次有别。
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高度数字化的主动相控阵雷达不再需要像早期机械扫描雷达一样，对所有方向均匀分配扫描时间，变速转动更加提高灵活性，因此双面阵的两侧死角不是太大的问题，三面阵的死角反而更加不容易及时覆盖。
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也就是说，空警-3000的双面阵不是从空警-2000的三面阵的退步，而是迂回的进步。
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更加宽大的机体提供了更大的指挥控制中心的空间。预警机不只是把雷达站搬到天上，是把指挥所也搬到天上了。观察与指挥紧密结合永远是最好的，再发达的数据链也永远有通信滞后和受到干扰的问题。在预警机上就地处理威胁信息、然后发出的控制指令与下传雷达的原始数据相比，通信要求极大降低，信道通畅和抗干扰能力天然就好。
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现在有用低轨道预警卫星星座取代预警机的想法。在理论上，这可以保持对全球的凝视式监控。在实际上，这样不分主次的全时全域凝视很浪费。更大的问题在于预警卫星不可能成为指挥控制中心，星上数据处理能力也有限，高度依赖星际和星地数据链注定带来体系的脆弱性。部分预警卫星在关键时刻故障或者战损的影响很大，补射卫星可没有那么快。预警卫星在高烈度战争中的生存力和可靠性挑战还难以解决。
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美国空军的E-7预警机现在还在不上不下的当中，中国空警-3000上线了。世界上曾经还有英国、以色列、俄罗斯、瑞典的预警机技术，现在貌似只剩中美了。
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