其中,最先被曝光、信息量最多的,莫過于被網友稱為“雙離譜”的第四代坦克裝備,目前網絡上已有該新型坦克的大量高清圖片。

該新型坦克被網友直呼“雙離譜”,第一個離譜是這款坦克上應用了大量黑科技,戰斗力強到令人咋舌。第二個離譜就是這么強的坦克不是還在論證,而是已經列裝了。
該新型坦克有什么黑科技?與以往的坦克有什么不同?
從外觀分析,該新型坦克與以往的相比,增加了大量的傳感器,包括炮塔上有6 向可見光/紅外傳感器、車體 4 向廣角相控陣雷達、2 片 C 波段相控陣雷達 + 1 根激光雷達,共 13 路傳感器,實現 360°/晝夜/全天候“透視裝甲”——相關信息為網友猜測、非官方信息。
?大量軍迷分析,該新型坦克裝備大量的傳感器,透露了未來坦克戰略發展的新趨勢——放棄甲彈對抗,擁抱信火一體。在傳統的坦克武器發展思路中,主要增強坦克的裝甲和導彈,讓坦克防的住、打的猛。然而在俄烏戰場上,隨著大量無人機的投入,無人機以靈巧的方式對坦克實施了“開罐式”攻擊,致使傳統的“甲彈對抗”措施幾無用武之地。
于是,“信火一體”的革新思路應運而生,即通過大量的傳感器感知周圍環境信息,引導火力防御 ,而不再一味地堆裝甲、堆炮管。
在該新型坦克上,相控陣雷達等傳感器的裝備,有分析認為部分就是為了應對無人機等新型攻擊設計。
有信息指出,車體四周分布的四面固態有源相控陣雷達,堪稱“黑科技”般的存在——采用氮化鎵T/R組件,可同時追蹤128個目標,對火箭彈、反坦克導彈等典型威脅的探測距離達15公里,定位精度達到0.1毫弧度——相關信息為網友猜測、非官方信息。
可以看到,在全新的坦克作戰體系里,主打相控陣雷達普及化,為什么在我國國防體系中,如此青睞相控陣雷達?
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相控陣雷達有著獨特的構造,它本身不會移動,并且其天線陣列呈現出平面的形態。這不禁讓人感到好奇,在這種情況下,它究竟是怎樣對掃描方向進行調整的呢?從 “相控陣” 這個名稱就能夠看出端倪,所謂相控陣,關鍵在于對每個陣元所產生的電磁波的相位和幅度進行精準控制。
通過這種控制方式,能夠增強電磁波在特定方向上的強度,同時抑制其他方向的強度,最終達成使電磁波束改變方向的目的。接下來展示的這張圖,便是相控陣雷達掃描不同方向時的動畫示意圖,從中我們可以更直觀地了解其掃描過程:



要闡述相控陣雷達的原理,傳統雷達的工作模式是一個繞不開的話題。在影視作品當中,倘若劇情需要呈現雷達的畫面,傳統雷達往往會成為道具的優選。這是因為傳統雷達具有鮮明的特點,它動感強烈,那快速轉動著的天線極具視覺沖擊力,能夠很好地烘托出緊張的氛圍,便于營造出緊迫感。


雷達探測目標距離的原理是:雷達波從發射到從目標返回的總時間,乘上光速,等于目標距離的兩倍。

其實,相控陣雷達從本質上來說,并非是單一的 “一個雷達”,而是由眾多類似 “傳統雷達” 的單元所組成的共同體。下面這張圖片展示的,便是相控陣雷達的天線,從中可以更直觀地感受其構造特點。

這便是相控陣雷達的基礎工作機制。在形象的比喻中,傳統機械式掃描雷達常被比作 “個體戶”,獨自運作;而相控陣雷達則像 “合作社”,眾多陣元協同作業。相控陣雷達還被譽為 “21 世紀的雷達”,在現代軍事裝備中占據重要地位。
在戰斗機領域,是否配備相控陣雷達成為衡量第四代戰斗機的關鍵指標之一。許多第三代戰斗機,在將老式雷達換裝為相控陣雷達后,作戰能力得到了顯著提升。就拿 F-16 戰斗機來說,有人調侃它裝上相控陣雷達后,戰斗力如同火雞蛻變成為鳳凰一般,實現了質的飛躍。
?接下來,讓我們深入探究相控陣雷達具備的卓越優勢。
無需機械運動,可靠性顯著提升
相控陣雷達在設計上摒棄了傳統雷達天線所必需的機械驅動系統。這一創新設計帶來了諸多好處,其中最為突出的便是可靠性的大幅增強。相較于傳統雷達,相控陣雷達的平均無故障時間大幅延長,這意味著在實際使用過程中,它能更穩定、持續地發揮作用。
而且,相控陣雷達的工作原理與互聯網有著異曲同工之妙,各個陣元就如同互聯網中的節點。即便在眾多陣元中,有多達百分之十的陣元出現損壞,整個相控陣雷達系統依然能夠維持基本功能,繼續正常運轉,展現出強大的容錯能力。
強大的 “分身” 能力,功能多樣且強大
相控陣雷達的性能優劣,在很大程度上取決于陣元的先進性以及數量的多少。陣元數量的跨度極大,少則幾百個,多則可達上萬個。
以美國的 “鋪路爪” 陸基相控陣預警雷達為例,它擁有 15360 個能夠發射電磁波的陣元,同時還有 2000 個不發射電磁波的陣元。這些發射陣元被巧妙地分成 96 組,與其他輔助部件協作,從功能上看,它就如同 96 部雷達組合在一起,具備了強大的探測和監控能力。
這使得相控陣雷達能夠同時執行多項任務,實現 “分身有術”,極大地拓展了其應用場景和作戰效能。

上圖為美國的“鋪路爪”長程預警雷達,主要用于監視彈道導彈,它可以探測導彈的彈道、發射點,計算出彈著點的位置。同時,它還可以用于監視和探測太空中的衛星。
?上圖展示的是美國的海基 X 波段雷達,它有著 “海上巨眼” 的美譽。這款雷達依靠螺旋槳驅動,具備強大的適應能力,即便在遠海的狂風巨浪環境中,也能穩定運行,是美國國家導彈防御系統(NMD)的關鍵組成部分 。
相控陣雷達擁有數量眾多的陣元,這賦予了它強大的作戰能力。在軍艦遭遇敵方導彈飽和攻擊的危急情況下,相控陣雷達可以將眾多陣元靈活分組,每組陣元分別負責跟蹤和應對一個目標。我們時常聽聞某些戰機或軍艦具備同時對抗多個目標的能力,實際上,這背后的主要功臣就是它們搭載的相控陣雷達。

就像上面圖示的 F-35 戰機,其搭載的 AN/APG-81 相控陣雷達功能十分強大。在空中,它能精準跟蹤各類飛行目標;在地面,無論是坦克還是車輛的動向都逃不過它的 “眼睛”;在海面,船只的一舉一動也都被它盡收眼底。而下面這張照片呈現的,則是美國海軍的 F-35B 戰機在航母上進行垂直起降的場景。

在我們的認知里,蜻蜓的復眼極為獨特。觀察上圖中蜻蜓的眼睛,又大又鼓,幾乎占據了頭部的大部分空間。蜻蜓作為世界上眼睛數量名列前茅的昆蟲,其復眼由上萬只 “小眼” 構成。這獨特的構造賦予了蜻蜓絕佳的視力,讓它無需轉動頭部,就能向上、向下、向前、向后全方位觀察周圍環境。
相控陣雷達與蜻蜓的復眼有著異曲同工之妙。相控陣雷達中的每一個陣元,就如同蜻蜓復眼中的每一只小眼。在不少人看來,雷達只是一個會發射和接收電磁波的金屬設備。但實際上,人類的眼睛又何嘗不是如此呢?眼睛依靠接收可見光這種電磁波來感知外界,而雷達,本質上就是戰機、軍艦和衛星的 “眼睛”。在現代軍事領域,如果缺少了雷達的助力,即便武器裝備再強大,也難以發揮出應有的作用。
傳統雷達好比人類的眼睛,不過更像是 “獨眼龍”,若要觀察左邊的目標,就得轉動整個雷達裝置,就像人扭頭一樣。而相控陣雷達則類似蜻蜓的復眼,能夠靈活地改變探測方向,無需進行機械轉動。這種特性使得相控陣雷達在探測和跟蹤目標時,速度快得驚人。比如,調整 100 度的探測方向,普通雷達因為需要機械轉動,大約耗時 1 秒,而相控陣雷達所需時間卻不到 1 毫秒。
相控陣雷達堪稱雷達界的 “全能冠軍”。回顧過去,軍艦上往往需要安裝多種不同類型的雷達。這些雷達不僅體積龐大、重量驚人,而且相互之間還存在干擾問題。常常出現一種雷達工作時,另一種雷達就會受到干擾,嚴重時甚至無法同時運行。
相控陣雷達則不同,它由電腦精準控制,方位指向和波段切換都能在瞬間完成。這使得它能夠同時對空中、地面和海面的不同目標進行探測,將原本需要多種雷達協同才能完成的任務集于一身,實現了火控雷達、搜索雷達、預警雷達等功能的一體化。
此外,相控陣雷達還具備戰機間通信的能力,在必要時,通過集中波束,還能對敵方實施電磁干擾戰。
相控陣雷達還有一個顯著優勢,它能夠在 1 秒內完成關機和開機操作。當軍艦遭遇依靠雷達信號進行追蹤的 “反雷達導彈” 時,相控陣雷達可以迅速關閉朝向來襲導彈方向的雷達,同時讓其他方向的雷達繼續保持開啟狀態,有效降低被導彈擊中的風險。
在坦克中列裝相控陣雷達,而且是多面相控陣雷達,網友稱全球絕無僅有,“離譜”。
在坦克中相控陣雷達的裝備,意味著我國在相控陣雷達小型化、低功耗技術的領先,在飛機、軍艦中,相控陣雷達的裝備,讓這些武器產生了脫胎換骨的蛻變。
隨著相控陣雷達列裝新型坦克,將會給未來戰場帶來顛覆性改變。
本文部分資料來自:知乎《如何評價我國新式主戰坦克和新型步戰?》雷達屆《相控陣雷達:原理與優勢淺述》
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