网友提问:
飞行员是怎么知道自己驾驶的飞机被敌方雷达或导弹系统锁定的呢?
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战斗机尾部装有雷达告警装置(RWR)与导弹光学预警装置(导弹逼近告警系统MAWS)用来探测敌机雷达信号、导弹尾焰紫外信号,传输到座舱告警系统,刺耳的“滴滴滴”,同时语言提醒“被锁定,导弹来袭”,警告灯不停显出闪耀的红光,提醒飞行员做好最后的“逃命”工作。
雷达与光学告警装置遍布歼-11战机的全身
先有矛后有盾。先有机载雷达,再有雷达告警装置;先有导弹,后有导弹预警装置。最早的机载雷达系统出现在二战的美国P系列战机上,称之为“雷达机炮瞄准具”,当时可是独家拥有的“黑科技”,美机在坠落前,飞行员必须手动拆下雷达机炮瞄准具,扔下地面或海里,才能跳伞,绝不能让日军得到。雷达机炮瞄准具让能够在十几公里远,扫描到敌机,并以雷达信号作为测距瞄准辅助,在1500米距离内对敌机进行射击。雷达机炮瞄准具最大的功效就是提前发现敌机,辅助测距瞄准射击,做到“先敌发现,先敌攻击”,比其他国家的光学瞄准系统先进很多。
苏-35机头部位的告警装置
战后,苏联对美国的雷达机炮瞄准具产生了浓厚兴趣,直到1950年半岛战争,仍然没有得到一手资料和样品。1951年10月的一天,苏联终于从一架迫降在半岛海岸沙滩上的F-86战机上得到了它。为确保迫降飞机不被美军炸毁,苏联付出了损失7架米格-15的代价,志愿军半夜出动了500人才把这架飞机从海滩拉了来回。苏联工程师第一次接触到了实物雷达瞄准具,马刺科维奇中尉拆解把玩后,对雷达机炮瞄准具设计大为赞赏,随即研发了第一款雷达告警接收机,并装在了米格-15的尾部,俗称为“护尾器”。护尾器能够在7至8公里远的距离上,探测到F-86的雷达机炮瞄准频率信号,提醒飞行员后面有敌机尾随,让米格-15屁股后面长了眼睛,大大提高了米格-15战机的战场生存能力。
歼-10A尾部的光学预警装置(非常像眼睛)
苏联在研发告警装置的同时,也仿制了雷达机炮瞄准具。随着电子技术的发展,机载雷达从简单的测距、航炮瞄准功能雷达,发展到了搜索火控一体化雷达,目前最先进的就是有源相控阵雷达了。雷达功能无非就以下两个,搜索与锁定攻击,搜索相当于在黑夜用手电筒扫过一片区域寻找目标,锁定攻击好比在黑夜用手电筒定向照射,使目标始终暴露在亮光下,然后扔一块板砖。现代雷达告警装置能够区分搜索与锁定,以及不同型号雷达的信号,从而给飞行员提供更准确的威胁信息。
“人体仿真”生物告警系统
导弹预警又分为雷达预警与紫外信号预警,中远距离空空导弹自带雷达,同样能被告警装置探测到。紫外信号预警装置能够探测到导弹尾焰中特有的紫外信号,此时离导弹到达的时间只有短短几秒钟,必须立即释放干扰弹进行最后防御。事实上,一旦告警装置接受到被锁定信号时,已经处于极端被动的状态,如果在不可逃逸区,也就是空空导弹推进火箭发动机工作距离内,战机很难逃脱被击落的命运。
不过,如果敌方雷达还处于搜索阶段,雷达预警装置还是能够发挥较大作用。但是随着数据链的使用,现代战机基本不会开机搜索目标,而是根据预警机提供的空情信息,直接定向火控锁定攻击,矛与盾的较量一刻都没有停息。
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雷达和对空导弹堪称是军用飞机的天敌。前者能够在数十乃至数百千米外探测到军用飞机,而后者则能够在近则数千米、原则上百千米外对军用飞机发起攻击,而军用飞机除了释放电子干扰以外只有通过机动动作甩掉导弹的份(大型飞机还难以进行机动),因此对雷达和导弹的防御是军用飞机飞行安全中的重要环节。为此,现代军用飞机普遍装有雷达告警系统。雷达告警系统由接收器、显示器和蜂鸣器组成,在接收器接收到由雷达或导弹的雷达导引头发射出的电磁波后,能够在显示器上指示出威胁来源方向、提醒飞行员改变航向以规避危险;而当飞机被雷达探测到或被导弹锁定时,蜂鸣器将会发出急促的告警音,警告飞行员应立即进行机动或释放干扰以防止遭到攻击。早期的雷达告警系统曾经因误报率高、实用性不强而被视为“鸡肋”,为此雷达告警系统经常与电子干扰系统联动。不过,雷达和防空导弹技术的发展,也可能使雷达告警系统难以发挥本该发挥的作用。比如在第三次中东战争时期,以色列空军装备的F-4战斗机就配备了针对SA-2、SA-3防空导弹的干扰系统,在告警系统接收到雷达的电磁信号后能立即启动干扰,这显著提升了F-4的生存几率。但令以色列飞行员意想不到的是,这套系统在第四次中东战争中反而成为了“催命”的玩意——原来,叙利亚等国家在第四次中东战争中将SA-6防空导弹投入使用,F-4的干扰器没法对其进行干扰,而麻痹大意的F-4飞行员往往仍然认为干扰系统在保护座机,因此出现了一些F-4在告警系统已经向飞行员提出警告后仍然遭到击落的记录。总之,雷达告警系统虽然能够提升军用飞机的生存几率,但确保飞机安全的决定性因素仍然在于飞行员,不能完全指望靠告警系统成为飞机的“护身符”。
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好久之前就答过这个题的。
其实是不知道的。是不是很意外?
W君详细说说吧。
这是一个军用雷达,他负责探测空中目标,但是这种雷达是没有锁定战斗机的能力的,发出的雷达波仅仅用于探测空中是否有物体可以将雷达波反射回来。仅仅能提供探测目标的方位、高度、速度等信息。
这个是火控雷达。火控雷达是一个高功率窄束雷达,有点类似于一个手电筒,根据探测雷达提供的方位信息,火控雷达开机后某一个小的锥形区域内雷达电磁波信号极强,这时被探测的目标上面的雷达回波就加强了数倍。
当目标被火控雷达“照亮”后,导弹的接收机接收到了雷达信号则会对火控计算机发出锁定信号。
这个就是锁定过程。对于战斗机来说,战斗机只能知道自己是不是被火控雷达照射,导弹发出来或者没发出来都是不清楚的。
当然有例外,在早期二代机的电源系统并不能很好的满足飞机供电需求,在发射导弹的瞬间火控雷达会闪断一下,很多早期的雷达预警器会根据这个闪断判断有战机发射导弹。但现在这招不灵了。
而对于主动雷达制导的导弹,例如AIM-120.本身在导弹内放置了一个小型雷达。这个雷达的频率和工作方式和普通机载雷达差别并不大。因此战斗机被这种导弹锁定是毫无感知的。
所以可以这样理解,战机被火控雷达照射——不安全;战机没有被火控雷达照射——不一定安全。
那么对导弹的来袭,自然就有另外的手段进行识别——导弹预警探测器。
这是一个安装在飞机机身周围的光电装置,只要发现复合导弹特征的红外线信号源高速袭来那么就会立刻报警,让飞行员做出最后的战术动作。
这是阵风战斗机的导弹预警探测器视野,基本上涵盖了机身周边360度的范围。一旦发现导弹特征,其实不管是不是真正射向自己的都会报警。在飞行员听到报警信号的时候就会立即的做出反应——抛射红外/雷达诱饵、做出大角度离轴机动。
但飞行员才不会纠结自己的飞机是不是被敌方锁定了,这些动作都训练成肌肉记忆了。
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战斗机的机载设备上有个叫做雷达告警系统(RWS)的玩意,或者叫做雷达告警接收器(RWR),这种雷达告警系统是一个被动式电磁波接收系统,也就是说它只能接收由外部环境辐射而来的雷达波,而不能主动向外发射雷达波能量,当它接收到外部雷达波的辐射能量时,需要和自己数据库里已知的相关雷达波类型进行对比和分析,从而判断该雷达波的威胁性大小。
▲苏-27雷达告警系统界面图
看上图,是Su-27战机上的“Beryoza”SPO-15LM雷达显示界面图,概括一下图中的各种图标的作用,我们可以知道,对于飞行员来说,雷达告警系统(接收器)能告诉他们的信息大概有以下这些:
1、辐射源方位;
2、辐射源工作模式:锁定或者搜索;
3、辐射源的相对高度:在自己上方或者下方;
4、辐射源的一般类型:机载、舰载或者陆基;
5、辐射源的特殊类型:根据接触距离判断导弹类型;
▲龙卷风雷达告警系统
以上5点就是一个机载雷达告警系统在接收到雷达辐射时,能告诉战斗机飞行员的相关信息,但是有一点我们需要注意,雷达告警系统并不具备敌我识别能力(IFF)以及确定外部雷达辐射源精确的距离,只能根据辐射源的功率大小类判断大致的威胁范围,还有就是,机载RWS数据库里的雷达波是需要空情部门在平时对相关雷达信号、数据链信号、通信信号等电磁波数据进行分析和积累的,然后把这些整理出来的数据装进机载设备中,一旦RWS经过数据对比,发现有威胁的雷达信号时,就会对飞行员进行相关的告警,至于陌生雷达信号,则需要通过内部的算法进行推拟和计算,从而判定是否具备威胁!
因此,针对雷达告警系统的这一特性,就针对性的出现了一种叫做LPI雷达(Low Probability of Intercept )即低截获概率雷达的东西,这玩意就是准门为了避开对方的雷达告警系统 ,以及反辐射导弹而设计的,可以在飞机的雷达信号截获接收机的可检测信号范围外对目标进行发现和跟踪!
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现代战机都是安装有导弹预警系统,主要用于应对各种导弹攻击的情况,通常这类设备分为两类,一类:雷达告警系统,通过检测电磁波的变化情况,来判断战机是否被对方制导雷达跟踪了,这样可以给飞行员提供报告制导型的雷达,使用雷达制导的武器,都可以被这种设备发现,还是很有效的。
另一个就是红外预警系统,它通过发现导弹的尾焰,导弹发射之后,发动机总要工作,会有一定的热量放出去,形成有一定的轨迹,可以被红外预警系统发现,从而报告说附近有导弹飞来。
红外预警系统数据主要针对红外制导导弹,因为它们是被动制导,只有利用尾焰才能发现它们。雷达预警系统主要针对雷达系统。
如果使用两种系统,那么就可以建立一个非常完善的预警体系,有效的预警各种导弹的攻击,但是仅仅是能够报告有威胁存在,不能够有效的对抗导弹攻击 。
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