從雷達視角淺析側衛與鷹獅
來自專欄艦載機的整備間
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中國空軍多架戰機近日飛抵泰國烏隆空軍基地，參加中泰空軍「鷹擊-2018」聯合訓練。這是中泰兩國空軍第三次開展聯合訓練。
中泰空軍「鷹擊-2018」聯合訓練於9月4日至21日在泰國舉行，旨在深化推動兩國空軍合作交流，檢驗戰術戰法，促進裝備發展，提高部隊實戰化訓練水平。
近年來，中泰空軍開展一系列務實交流合作。2015年和2017年，中泰兩國空軍在泰國分別舉行了「鷹擊-2015」「鷹擊-2017」聯合訓練。
時間回到2015年，那是中方首次和泰方進行空戰演習。中方主要是用的老27（su27sk）對抗泰國的鷹獅（jas39c/d）。那一次，雖然中方飛行員給泰方留下了極為深刻的印象，「比西方飛行員更加優秀」，但是在中距對抗中的輸多勝少，仍然值得思考一些問題。很多文章對演習本身的情況和分析，進行了深入淺出的探討。主要就是交流啊，兩邊互為假想敵對抗啊，從中間收穫很多遠遠不止對抗比分結果的東西。本文就不在演習本身上進行啰嗦，從兩個機型使用的雷達角度，進行一些比較分析。
關於中距對抗處於下風，養雞分析得非常完善，原因如下：
- 由於種種原因，27sk沒有攜帶電戰吊艙出門，幾乎不具備電子干擾能力，成為裸奔狀態；
- 沒有使用機載數據鏈系統，編隊配合度大大下降；
- 中距彈僅用r27，本身操縱過程繁瑣，自動化程度低，且導彈性能落後；
一般說到重型機和輕型機的對比，重型機平台大，機頭孔徑大，能裝更大的雷達，看得更遠，在態勢感知上更有利，更能先敵開火暴捶輕型機小朋友。老27的雷達，n001，作為一款上個世紀70年代末期80年代初期技術水平的雷達，雖然總體性能不能和同時期美製apg63雷達相比，可是仰仗著1m口徑的大天線和高功率，不至於連小朋友都打不過吧。筆者根據現有資料對這兩型雷達從硬體和軟體兩方面進行簡單比較，最後得出結論，蘇27sk使用的n001雷達完全遜色於鷹獅的ps-05/A，這是造成蘇27在中距對抗演習中完全處於下風的一個重要原因。
總體介紹：
n001雷達，裝機對象su27。服役時間上個世紀80年代。是一款機載x波段火控雷達，主要用於對空搜索，跟蹤和負責火力引導。並不具備主動彈使用能力。（用主動彈是dlc，得交錢升級，且據用戶方反應，升級後雖能使用r77，但是性能提升意義非常有限）
ps-05/A雷達，裝機對象jas39。服役時間，1992年。也是一款機載多功能x波段火控雷達，除了負責對空搜索、跟蹤和火力引導，還可兼職對地對海探測、sar成像，具備一定電子戰能力。主動中距彈涵蓋在了套餐內，自帶aim120c使用能力。
天線上：
n001使用倒置卡塞格論天線，口徑約1m。技術特點是增益高，但掃描時性能縮水嚴重。
ps-05/A使用平板縫隙天線，口徑只有0.6m，比同期的f16 apg66/68雷達天線尺寸還要小。技術特點：增益更高，副瓣更低，掃描時性能並不縮水。這裡要注意下，前者口徑比後者大那麼多，後者增益更高不是違背物理規律了么？不是的，應該這麼理解，說平板縫隙天線增益更高是指技術上講同口徑的情況下，容易做到更高的增益。那兩者現在物理尺寸差那麼多，誰的增益高呢？經過筆者精密計算，前者增益的確比後者要略高一點點，但是相差不大，大約在2dB以內。這充分暴露出倒卡天線的缺陷，物理尺寸雖然很大，結果增益上居然占不到什麼優勢。因此，ps-05/A在天線性能上總體佔優。具體細節可參考：
相控陣：從拋物面到相控陣——機載雷達天線發展小史
發射功率：
根據saab官方資料，ps-05/A雷達發射峰值功率高達10kw，平均功率約1kw。這個峰值功率幾乎是n001發射峰值功率的兩倍，和F14所用AWG9雷達峰值功率相同。這裡值得一提的是，ps-05/A整體重量是150kg，不到n001的三分之一。。。這是怎麼做到的呢？因為使用了當時最先進的集成電路封裝技術和固態元器件，發射機功率密度大大提升。可以說鷹獅的雷達幾乎代表了90年代機掃pd的最先進水平，而n001是80年代平庸水平啊，還在使用體積和耗電量巨大的電真空器件，當然差距大。ps-05/A還和颱風的CAPTOR雷達用了不少相同技術，可謂是msa里登峰造極水準。所以，ps-05/A在發射功率上更大，這個指標仍然佔優。說到發射功率的問題，哪位朋友能補充下f15的apg63發射功率數據，這個能放進來作為參考就更有意思了。
信號處理水平：
先說n001的，典型脈衝多普勒雷達，高中低三種重複頻率模式應有盡有，不過主修是對空，對地對海性能一般，沒有優化。只能說傳統的模式都具備。採用模擬濾波陣列和中規模數字集成電路，以及數字化信號處理技術。抗干擾能力一般，沒帶電戰吊艙就是裸奔。
再說ps-05/A，同樣是典型脈衝多普勒雷達，該有的重頻模式也都有。但是有更高的集成度和更高速的信號處理系統。除了能有典型的對空模式（見圖4），還能兼職對地對海，具備sar成像能力，是一款多功能pd雷達。不僅如此，還集成了電子干擾和對地壓制能力（SEAD)。即便是同樣是裸奔狀態，n001的干擾能力和抗干擾能力，都玩不過鷹獅小朋友的ps-05/A。
標稱探測距離：
兩者標稱都是120km，但是之前說過，同樣是120km，其實是不一樣。至少從理論數據上講，小朋友截獲老大哥的距離是大於老大哥發現小朋友的距離的。這點也反映在了演習過程中。
可靠性和可維護性：
一直在想要不要放這個比較上來，畢竟這個和空戰性能沒有直接聯繫。不過還是決定不給n001留面子，索性一起比較了。n001因為使用大量的電真空高壓器件，可維護性、無故障工作時間和壽命上非常尷尬，也就是個比awg9強一點的水平，awg9的mtbf是個位數小時（也有資料寫是28～39小時，後期升級），n001多一點，是兩位數小時。維護保養較為複雜。
ps-05/A 的MTBF是250個小時，由於使用了模塊化的設計，使其保養和升級都非常方便，整體設計非常優秀。這方面鷹獅小朋友遠遠強過蘇27sk。
補充點ps-05/A的性能資料：
多功能屬性：
- 具備各種距離上的空戰模式，包括超視距空戰、視距內空戰和狗斗
- 對地對海攻擊能力
- 對敵方防空系統的壓制（SEAD）
- 對地偵查，繪圖，導航和監視能力
- 武器制導能力，包括數據鏈引導和中段引導
- 戰術交聯性，使用諸如link16數據鏈
- 電子戰能力
ps-05/A具備的空對空模式：
- TWS，即邊跟蹤邊掃描能力，能自動分配目標優先順序和優化掃描方式
- 在TWS模式下對優先順序高的目標自動跟蹤
- 對單目標跟蹤時評估其威脅性
ps-05/A具備的空對地模式：
- 地面/海面動目標指示和搜索（GMTI）
- 地面/海面動目標跟蹤(GMTT)
- 用於對地轟炸的空對地測距
- 多普勒波束銳化（DBS）和合成孔徑（SAR）測繪能力
- 實波束地形繪製
- 聚焦模式
結論，ps-05/A相比n001具有以下主要特點：
- 在增益上略低一點，但影響不大；
- 在發射峰值功率上佔有較大優勢；
- 發射接收機均使用固態器件，結構緊湊，功率密度大，體積和重量更低，信號處理能力更強，靈敏度更高；結合1，2兩點，其探測距離優於後者；
- 雷達功能和模式更多，波形更為靈活，干擾能力和抗干擾能力更強；
- 可維護性和可靠性更高
補充一點，關於看到大家噴倒卡的問題。n001和ps-05/A的主要差距並不是天線上，倒卡除了效率低一點，副瓣高一點（n001採取了副瓣對消手段很大程度上彌補了下）其他方面差距不大，甚至在掃描控制上還有優勢。n001設計於70年代前期，使用中小規模集成電路和分立元件，這直接帶來可靠性差的問題。而雷達的模式很大一部分靠硬體電路來實現，因而n001難以具備多種豐富模式，因此信號處理能力也差，調試和參數穩定都很不容易做到。改進後的N001VE以及N001VEP採用了大量中大規模集成電路，很多是常規數字電路，極大降低了分立元件佔比，可靠性和穩定都有很大提高。但是這類元件同樣是停留在雷達事務處理，以及後台處理。信號處理依舊是大量的模擬電路，集成度低。相比之下，PS05/A雷達，使用的是大規模和超大規模集成電路，可編程陣列，高速射頻AD，模擬電路部分比例極低，只有天線介面部分有一點模擬器件。所以信號處理非常穩定豐富，可以隨意使用雷達信號進行各種處理，雷達信號損失很小。
所以，重型機的孔徑優勢，是建立在技術水準相當的情況下。這兩款時間線跨越了10多年的雷達，技術上差了一代，導致其孔徑優勢完全沒有發揮出來。因此，在中距對抗下，從雷達角度來看，蘇27sk對鷹獅毫無優勢，這也是演習結果中反映出來的客觀情況。
鷹獅小朋友的雷達現在還在持續發展中，最新型號使用了AESA技術，據稱目標是把探測距離翻倍，其探測距離將會達到驚人的200km+，依靠小孔徑能做到這麼遠的距離實屬不易。而毛子家su27系列的aesa升級計劃幾乎沒有，基本都是些pesa改裝套件。不過tg現階段j11b系列用的是和ps-05/A類似技術水準的國產平板縫隙msa雷達。
最後，去年中泰軍演，聽說j10A過去暴捶了鷹獅小朋友，無論是中距對抗還是狗斗都給對面留下了很深的印象，為蘇27老大哥復仇了。當然，這裡面一個重要原因就是j10A的雷達和ps-05/A不存在代差，技術水準接近，航電短板給彌補回來了。
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