中國青年報:突破正負60度視野極限 “天眼”更銳利
——中國預警機自主創(chuàng)新之路
——中國預警機自主創(chuàng)新之路
中國青年報:突破正負60度視野極限 “天眼”更銳利
——中國預警機自主創(chuàng)新之路
——中國預警機自主創(chuàng)新之路

文章來源:中國青年報 發(fā)布時間:2016-06-20
2015年9月3日,在紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式上,11架飛機編成的預警指揮機梯隊飛過天安門上空,我國空警500預警機完成了首次精彩亮相。
空警500是繼空警2000、空警200后,中國預警機“家族”的新成員。
上世紀40年代,美國海軍為及時發(fā)現(xiàn)利用雷達盲區(qū)接近艦隊的敵機,試驗將警戒雷達裝在飛機上,縮小雷達盲區(qū),擴大探測距離,于是有了世界上第一架預警機AD-3W“復仇者”。
如今,預警機已成為現(xiàn)代空中作戰(zhàn)體系的核心,是一國技術(shù)實力的重要標志,至今世界上只有美、俄等少數(shù)幾個國家具備研制能力。
擁有預警機是中國國防幾代人的夢想。從無到有,從有到“家族化”的背后,是我國國防科研人員,特別是中國電子科技集團公司(以下簡稱“中國電科”)以一種自力更生、創(chuàng)新圖強、協(xié)同作戰(zhàn)、頑強拼搏的預警機精神,走出了一條自主創(chuàng)新之路。
預警機“顏值”幾許?預警機的“天眼”如何練就?其研制過程有哪些奧秘?中國青年報·中青在線記者走近中國電科,帶您揭開預警機的神秘面紗。
“一旦戰(zhàn)爭爆發(fā),國外只要卡住幾個配件,買回來的預警機就用不了”
我國有960萬平方公里的陸地國土,還有300多萬平方公里的海洋國土,僅依靠地面雷達很難覆蓋整個領空,對低空飛行物更難以準確判斷位置,解決這個問題需要擁有“好視力”的預警機。
從外表上看,預警機和普通飛機最大的不同,就是預警機的“脊背”上有一個“鍋”,這就是雷達,正是預警機“好視力”的秘密所在。
在信息化時代,比地面雷達“視野更寬廣”的預警機成為作戰(zhàn)部隊必不可少的“天眼”,加上數(shù)據(jù)分析形成“最強大腦”,預警機被譽為“空中司令部”。
早在上世紀六七十年代,我國就曾探索研制“空警一號”預警機。
空軍雷達專家李濤回憶,“那時候別國來的飛機如入無人之境,因為咱們都是地面雷達,很多時候根本就看不到。沒有預警機不行啊!”
但“空警一號”的結(jié)局是,成了一個存放在博物館內(nèi)的展品。雷達是通過發(fā)射和接收無線電波來“看”目標,但雷達一旦上天后會受到嚴重的地雜波干擾。當時,由于技術(shù)匱乏和國力限制,“看不清楚”這個核心問題無法解決。
到了90年代,為了盡快裝備預警機,我國開始尋求與軍事強國合作的機會。一度受挫后,中國科研人員堅定了自力更生研制預警機的決心。
“我們可以從國外買,省時省力,但是一旦戰(zhàn)爭真的爆發(fā),國外只要卡住幾個配件,買回來的預警機就用不了。”在中國電科首席科學家陸軍看來,中國除了走自主創(chuàng)新之路,別無選擇。
預警機是一項極其復雜的系統(tǒng)工程,技術(shù)難度超常,當時國內(nèi)各方面配套基礎薄弱,在外人看來,中國人自己造預警機幾乎是“天方夜譚”。
有人偏不信邪,他就是中國工程院院士、被譽為“中國預警機之父”的王小謨。1992年,他聯(lián)合十幾名老專家聯(lián)名上書,主動請纓研制預警機。
國內(nèi)技術(shù)儲備和配套能行嗎?一大波懷疑、否定和阻力,接踵而來。
“中國人并不比外國人笨!外國人能做的,我們中國人一定能做到!我們不但要研制出預警機,還要研制出世界領先的預警機!”王小謨毫不遲疑地站在風浪最前沿。
從“0”到“1” 領先美國E-3C整整一代
在茫茫戈壁的試驗現(xiàn)場,地面40多攝氏度的高溫,機上高分貝的噪聲干擾,年近七旬的王小謨?nèi)詧猿衷诂F(xiàn)場,一次上機就是4個多小時,晚上經(jīng)常加班到第二天凌晨。高強度的工作,超負荷的運轉(zhuǎn),他硬是挺了下來,哪怕累病了,也“不下火線”。
2006年,王小謨在外場遭遇車禍,腿骨嚴重骨折,隨后又被診斷出身患淋巴癌。但大家看到的,依然是鎮(zhèn)靜平和的王小謨。躺在病床上,他一邊輸液,一邊和設計師探討交流。病情稍有好轉(zhuǎn),他又拖著虛弱的身體趕到試驗現(xiàn)場。
王小謨的背后是數(shù)以萬計的科研人員,許多預警機設計人員玩了命地干,連續(xù)幾年在試驗場過春節(jié),一天掰成兩天用。
邊學邊干,王小謨?yōu)轭A警機事業(yè)手把手地帶出了一批年輕的后備核心人才,陸軍就是其中之一。
預警機涉及眾多技術(shù)領域、多個分系統(tǒng),其研制工作浩瀚復雜、環(huán)環(huán)相扣,集結(jié)了國內(nèi)最優(yōu)秀的相關(guān)科研力量。陸軍認為,這是通過機制創(chuàng)新達到系統(tǒng)創(chuàng)新、集成創(chuàng)新。
時任大系統(tǒng)型號負責人的陸軍大膽提出采用開放式體系架構(gòu),為系統(tǒng)搭建了一個強有力的“骨架”,這種架構(gòu)后來引領了世界各型預警機集成方法。
預警機不是獨立上天的,它是一個指揮所,戰(zhàn)斗機要跟著上去。每架戰(zhàn)斗機上都有雷達,地面也有好多雷達。如果出現(xiàn)一架敵機,5架飛機看見它就是5個坐標,都報告給預警機,預警機要綜合判斷到底是多架還是一架。把眾多的電子設備集成在一個飛機上,完全是中國電科自主創(chuàng)新摸索出來的。
作為“天眼”,預警機的視野范圍要盡可能地無死角,雷達波束需要覆蓋更廣的方位。在傳統(tǒng)教科書上,視野范圍——“相控陣天線掃描角度”的極限是正負60度。在60度以外的范圍,即使雷達能夠工作,但“視力”嚴重下降。“相控陣天線寬角掃描”是世界性技術(shù)難題,不少專家把這視為不可能突破的禁區(qū)。
電科人改變角度思考問題,突破傳統(tǒng)觀念,我國預警機的天線掃描角度范圍創(chuàng)造了世界之最。
據(jù)統(tǒng)計,空警2000、空警200兩型預警機創(chuàng)造了世界預警機發(fā)展史上的9個第一,突破了100余項關(guān)鍵技術(shù),累計獲得重大專利近30項。
美國政府智囊團“詹姆斯敦基金會”評論,中國采用相控陣雷達的空警2000,比美國的E-3C整整領先一代!
打破國外平臺限制 雷達裝上“中國芯”
空警2000的研制成功,實現(xiàn)了中國預警機從“0”到“1”的跨越。但這并不是終點。
空警2000的載機平臺無法繼續(xù)引進,使技術(shù)上處于世界領先的“空中指揮所”面臨失去翅膀的危機,“卡脖子”的問題又出現(xiàn)了。“你用哪個飛機,哪個飛機就卡我們。比如當時某國看我們做出預警機了,就不想賣飛機給我們了。”王小謨說,擁有我們自己的飛機平臺迫在眉睫。
中國電科在“小平臺、大預警、高性能、新一代”的道路上繼續(xù)跋涉求索。這之后有了“9·3”大閱兵時劃過天安門上空的基于數(shù)字陣列雷達和國產(chǎn)運載飛機的空警500預警機。
實際上,20年前,中國電科與國際同步開展數(shù)字波束形成的技術(shù)研究,并在世界首次提出數(shù)字陣列雷達概念。
數(shù)字陣列雷達技術(shù)是國際前沿技術(shù),其主要原理是用數(shù)字收/發(fā)器件替代原來使用模擬式器件,降低了系統(tǒng)的重量、體積,以及損耗。
在信息系統(tǒng)方面,空警500預警機首次全面采用國產(chǎn)處理平臺、國產(chǎn)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了對所有分系統(tǒng)的國產(chǎn)化;在元器件方面,通過原位替換、重新設計、統(tǒng)型替代等方法,大幅壓縮進口元器件使用比例,國產(chǎn)化規(guī)格比超過90%,實現(xiàn)了信息系統(tǒng)的“中國制造”。“尤其是雷達的核心信息平臺服務器100%實現(xiàn)國產(chǎn)化,完全實現(xiàn)了‘中國芯’。”陸軍說。
空警500預警機的研制成功,使我國徹底擺脫了預警機發(fā)展依托國外平臺的被動局面,“天眼”更加自由明亮。
“預警機一定是定制的,不是通用產(chǎn)品。”陸軍告訴記者,國防科研人員會根據(jù)空軍、海軍等的不同需求設計制造預警機。這印證了王小謨的判斷,預警機的發(fā)展是體系化的,“經(jīng)常有新款更新”。
在陸軍看來,未來會對預警機提出更新的要求。他透露,預警機始終與前沿技術(shù)緊密結(jié)合,目前大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡信息技術(shù)等前沿技術(shù)都已應用于預警機中。
本文摘自:《中國青年報》