如何评价“枭龙” Block 3战斗机?

关注者
139
被浏览
407,358

42 个回答

本回答的主要目的是为知友 @很爱和稀饭 科普机载雷达的基本原理和性能判据,顺便说下枭龙3上的KLJ-7A雷达相对APG-80雷达到底是什么水平。

首先大家应该明白雷达的基本原理,雷达波发射出去的“形状”大体可以由下图所示:

中间那根长而粗的波瓣就是所谓的主瓣,雷达主要靠主瓣来对远处的单位进行探测。主瓣的宽度被称之为波瓣宽度,通常我们选择波束边缘功率密度下降到波束中央功率密度一半(也就是-3dB)的位置作为波束的边缘,也叫3dB波束宽度。

对于X波段的雷达,其3dB波束宽度有如下经验公式:

这两个公式一般使用前一个锥形公式(抑制了旁瓣信号因此主瓣更宽大),需要注意的是,这里的d是雷达孔径,与实际雷达物理尺寸之间存在一定的系数关系,一般取0.7比较合适。因此一个物理尺寸86厘米的雷达,可以算得波束宽度大约是3.6°。很显然,波束宽度与战斗机雷达口径成反比。

雷达的扫描方式并不如 @很爱和稀饭 想象的那样一次性发射一个高达120°×11°的波,其基本的扫描模式如下图所示:

很显然所谓120°是指雷达扫描帧的宽度,而不是一个波束的宽度有那么高。

如上图所示,使用笔形波束时主要用于跟踪飞行器,而扇形模式主要用于预警,一般情况下战斗机的RWS雷达模式就是扇形模式。扇形模式的扫描宽度可以是2行,也可以是4行,根据GJB5778所示,我国战斗机雷达试验的探测距离时使用俯仰角2行搜索模式:

下面我们来看看APG83的性能数据:

注意,APG83的帧扫描范围是120°×11°,11°这里有可能是1、2、4行,我们可以假设估计一下:

如果按 @很爱和稀饭 估计的那样是4行,那么波束宽度2.75°,则雷达的有效孔径达到惊人的78.5厘米,物理直径1米以上。这与APG83的小身板完全不符。而按1行算波束宽度11°,有效孔径不到20厘米,物理尺寸30厘米不到,与实物也不符。

APG-83,估计物理尺寸在60厘米级

因此,APG-83的波束宽度应该是5.5°,RWS模式使用俯仰2行是探测1㎡目标距离为47海里,折合约87㎞。据此可以估计APG-83的有效孔径尺寸为39.3厘米,按系数0.7估算,APG-83雷达的等效物理孔径为56厘米,因此APG-83的扫描扇尺寸是5.5°×11°。

因此 @很爱和稀饭 所谓的APG-83单次扫描宽度是KLJ-7A的2倍,俯仰角2倍,单次扫描面积是KLJ-7A的4倍的说法不成立。KLJ-7A雷达的尺寸应该略大于APG-83,但是没有本质区别,因此他们的单次扫描扇面大小应该是近似的,KLJ-7A略小一点点。而的范围APG-83确实比较大达到了120°宽度,单这并不意味着单次搜索的范围就一定更大。

需要注意的是,第3版的机载雷达导论里增加了ESA雷达的章节,在P126页里特别提到ESA雷达搜索时3dB宽度有重叠,如果按常规的50%宽度估算,那么应该按四线扫描评估APG83,得到2.5个3dB宽度对应11°,则对应的波宽是4.4°左右。

我们不知道各雷达的叠加重叠程度,但是对比时我们应该估计各自波脉冲叠加程度是相当的。

然后我们来对比下APG-83与KLJ-7A的性能,将其性能归一化:

1、距离归一:GJB5778的目标是5㎡,而APG-83的目标是1㎡,由此造成信噪比差异为10log(5/1)=7dB

这里引入分贝的概念,一般我们称某某A雷达性能比B雷达强1倍,实际上是指A雷达的信号强度与噪声之比比B雷达强1倍,用分贝来表示就是:

A=B+3dB(分贝)

NdB=10^(0.N),3dB大约就是2倍关系,1dB是1.26倍,2dB是1.585倍,10dB是10倍。

2、检测概率归一:苏系雷达指标为人诟病的一点就是苏系雷达拿50%检测率作为探测距离上限,导致探测距离看着高,实际用着差。检测率对信噪比的影响可以由下图估算:

对于现代雷达,主要看情形2的情况,很显然检测概率50%是信噪比只有10分贝,与90%检测概率对应的信噪比大约是16分贝,我国军标的85%检测概率大概在15分贝级别。

因此归一后总的信噪比差异是7+1=8分贝,根据雷达公式(后面再详细讲),探测距离影响是2分贝,也就是58.5%左右。因此APG-83按我军标准,其探测距离最远是74.5海里,折合约138千米,大大低于KLJ-7A的170千米。

KLJ-7A的性能大约是APG-83+3.6dB。

而APG-80性能归一后大约是188千米,大约是APG-83+5dB。因此KLJ-7A是性能介于APG-83与APG-80之间的更接近APG-80的雷达。

下面介绍下为何这几款雷达性能有如此差异。

影响雷达探测距离的参数我们前面已经讲了诸如检测概率,雷达反射面积等参数,除此之外功率、噪声、照射时间、天线尺寸、波长都能影响雷达的探测距离。

首先天线尺寸我们前面说过,APG-83与KLJ-7A基本相当,KLJ-7A略大一点,T/R数量更多一点,由此带来的功率也会更高,但是影响不会太大,不会超过1dB。

照射时间和噪声可以用下图来理解

APG-80和APG-83都是0.025s(Dwell time),这个参数算是中规中矩,对战斗机来说大体都在这附近。当然你也可以牺牲雷达扫描的刷新率来提高照射时间,最终的结果是刷新率降低一倍,可以提高19%的探测距离。对远距离雷达来说,由于目标距离很远,雷达波单次扫描照射的空域很大,目标很难在刷新时间内位移很大角度,因此可以适当增加照射时间来提高探测距离。

但是对于战斗机来说,提高照射时间意味着刷新率大大增加,在瞬息万变的战场上非常不利。因此各战斗机雷达照射时间可能有差异,但是不太可能有倍级差异,对最终探测距离的影响比较小,在没有明确参数情况下不做差异性估计。

雷达波长都是X波段,因此估计波长相近,不影响雷达探测距离。

这时我们注意一点,APG-80的介绍里提到其他参数不变,PRF提高了一倍,占空比由10%提高到20%,意味着功率提高了1倍,这意味着光这一项信噪比提升可达3dB,而APG-80雷达尺寸及T/R数量明显更多一点,对应带来的性能提升在2dB左右,其中雷达面积1dB,T/R数量多1dB。由此可以估算APG-80的口径比APG-83大10^(0.1/2)-1=12.2%,对应物理口径大约是63厘米。

而KLJ-7A的占空比也应当是20%,雷达尺寸及T/R数量分别带来0.3dB的提升,对应物理口径大约是56×10^(0.03/2)=58厘米,与实际的物理口径差异不大,这意味着这几款雷达的技术水平是相当的。KLJ-7A与APG-80的差异主要是雷达口径,与APG-83相比主要是占空比差异,雷达口径也更大些。

一般来说,10%占空比是典型的低档雷达,20%占空比大多是中高档雷达,更高的占空比意味着各功率器件的规格明显要高于10%占空比雷达的器件。更高占空比则受当前材料、散热限值很难做到更高,至少对战机来说风冷做到20%就很高了。

最后的结论,APG-83雷达从规格上看是典型低档AESA雷达,KLJ-7A受限于尺寸,是典型的中档雷达,APG-80则是性能较好的中档雷达。

某位总师应该去了解一下 PAF 发展史,而不是试图兼顾巴空军总司令一职。Sabre II 计划开展的同时,ROSE 计划也在同步进行,巴基斯坦空军曾经有机会从卡塔尔获取 幻影2000 战斗机,最终放弃并不是法国也加入了美国对巴基斯坦的制裁,而是因为印度空军同样获得了 幻影2000:

The ROSE program was successful and saved Pakistan Air Force's financial capital to be spent in a huge amount on foreign exchange. Under this program, further upgrades were considered and recommendations were made for the procurement of Mirage 2000 from Qatar.

当然我可以理解 师的信息搜集水平是可接受的(un-),毕竟为了和五代机相关的立论而将一份假冒的中文论文奉若至宝,还能要求什么呢?

同时,美国对巴基斯坦的武器禁运并没有持续多久就停止(不然巴基斯坦空军现在哪儿来的那么多 F-16?又不都是 1980 年代弄到的),而 JF-17 在 2003 年才首飞,更不用说在 Sabre II 计划过程中,米高扬的工程师也参与进来,你猜猜为什么巴基斯坦没有选择 米格-29?

又,“JF-17 肯定不是当攻击机用”——

这说明 师既不了解 PAF 的历史,也不了解 PAF 的现状,只是凭着一种非专业人士的偏见试图按一种非科学的范式“研究”战斗机。

事实上,目前巴基斯坦空军最先接装 JF-17C Block III 的两个中队,其中的第八中队恰恰就是战术攻击中队,而第二十五中队、第二十七中队和第五十战术攻击中队的 幻影5 目标替代机型也恰恰是 JF-17 —— 这就是 师口中的“肯定不是当攻击机用”。

我诚挚地建议中文互联网上的军事爱好者不要再做这种教巴基斯坦人嫌弃 JF-17、教美国人嫌弃 F-22 和 E-7 的事情了,因为这方面是真的存在海精专精确算的,至少比圈外人精确。