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俄國雷達介紹

來源:互聯網 責編:大嘴 作者:佚名 時間:2009-01-03

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雷 達
翻開所有介紹Su-27與MiG-29的文章,相信大家都被琳琅滿目的雷達型號搞得一頭霧水,特別是改型特多的Su-27係列。一下是N-001、一下是Zhuk、一下是RLSU-27…有的是 "NIIP" 的產品,有的是"NIIR"的產品……不久前連筆者自己也對這些型號頭疼不已,今將之加以整理,清楚的交代這兩家公司的關係,以及這些“亂七八糟”型號間的關係。
目前俄國戰機雷達研製單位以NIIP與NIIR兩家為大宗,Su-27與MiG-29基本上都是用他們的雷達,僅有Su-32曾一度采用位於聖彼得堡的雷寧聶次公司的雷達與航電係統。
有關這些雷達命名的前注
區分“雷達係統”與“雷達”型號的差異
以Su-27為例,在查詢其雷達型號時有RLPK-27,又有N-001。其中RLPK-27是指“整個雷達係統”,他除了包括雷達外,還包括敵我識別裝置、射控計算機等等,而不單隻是用於收發及解算雷達信號的“雷達”。而N-001則狹義的指後者。兩者之關係可整理為“RLPK-27係統包含了N-001雷達,而N-001不包含RLPK-27”。
以上有點在吹毛求疵,實際上搞不懂這層關係也無妨。因為根據俄國的命名方式,更換雷達後雷達係統的型號也會變動(例如Zhuk係統的雷達為N-010,而換成N-010M天線後係統就改稱為Zhuk-M),因此實際上在描述時就算不強調RLPK-27與N-001的差異也無所謂,不用擔心搞混。
綽號
有名詞可是沒有數字的,通常就是綽號,例如“黃玉”、“隼”等等。
一、 蘇聯第四代機載雷達與兩大雷達公司
1.蘇聯四代雷達先行者--Soyuz“聯盟”雷達
俄係機載雷達性能一向遠略後於西方(即使較大較重,功能依舊較差),但這個差距從第四代雷達起大幅縮小,至今俄係雷達雖然不像同期西方雷達那樣兼具體積小、重量輕、性能高特性,但至少能以體積、重量為代價換取到與西方雷達差不多的性能。與其它許多科技領域的拉距戰類似,蘇聯在這方麵依舊是靠強大的情報網與大量科技人才對西方技術的逆向研究達成的。
1970年代末期,蘇聯NPO Istok“源頭”科學生產聯合體根據竊取自美國APG-65雷達的情報研製了Soyuz“聯盟”雷達。該雷達擁有多項當時很先進的技術,如數字處理器、平麵數組天線、地形測繪等。共建造3具樣機,其中之一裝機飛試。
Soyuz雷達對當時的蘇聯來說太過先進,因此隻有局部技術能用於研製中的RLPK-27與RLPK-29。真正用了大量Soyuz雷達技術的是Zhuk“甲蟲”與RLSU-27以後的事。
2.蘇聯第四代戰機的雷達:RLPK-27與RLPK-29
1970年代,蘇聯第四代戰機Su-27與MiG-29的射控係統與雷達的研製重任落到法佐特龍科學生產公司旗下的兩個單位身上:位在祖可夫斯基鎮的儀器製造研究院(NIIP)與位於莫斯科的無線電工程研究院(NIIR)。由NIIP負責Su-27的SUV-27射控係統以及RLPK-27雷達,NIIR負責MiG-29的SUV-29射控係統與RLPK-29雷達(也負責研製射控計算機,以及與OEPS光電係統的整合工作)。
由於研究結果指出可以讓SUV-27與SUV-29使用通用部件,以簡化後勤、降低成本等等,因而於1978年確定第四代雷達研製方案,由NIIR與NIIP共同研製通用部件,然後他們再各自完成SUV-27與SUV-29,這使得兩套係統有70%共通性。其中NIIP負責發射機的信號產生器、輸入輸出裝置、飛彈整合裝置、機載計算機、機載自我檢測係統、數字傳感器(shaft-code digtal sensor)等;NIIR研製高頻與低頻接收機、發射機的輸出部分、內建測試係統與其地麵配件。
SUV-27的技術門鑒一開始就設定得比SUV-29來得高,SUV-29原始采用蓋賽林天線,而SUV-27卻計劃使用平麵數組天線,並采用水平機械掃描與垂直電子掃描之方式增加其掃描速度與數據更新率,以其超越F-15所使用的AN/APG-63雷達。然而,多年的試驗與改良仍無法解決平麵天線、電子掃描、軟件等技術問題,使得該雷達無法達到性能要求。因此NIIP於1982年決定放棄使用這種前衛的天線,轉而采用MiG-29的蓋賽林天線口徑增為1.5倍的版本,另一方麵舍棄自己研製的計算機而改采“數字計算機工程研究院”(NIITsEVT)研製的Ts-100計算機。新的設計由NIIP、NIIR、NIITsEVT與NIIAS合作開發,新設計於1983年完成並開始試驗,1984年試驗完成,後經過軟件升級後,於1985年定型。
雖然說是定型了,但事實上其多項性能仍未達標準,例如對轟炸機的探測距離勉強隻有140km。由於當時NIIP正全力研發Su-27M的RLSU-27雷達係統,因此沒有花多少精力改良RLPK-27,使得RLPK-27直到1991年才真正排除缺陷。
3.提赫米諾夫--NIIP與法佐特龍--NIIR
1980年代中期,原隸屬法佐特龍公司的NIIP與NIIR兩研究院一分為二,成為兩家獨立的公司:提赫米諾夫--儀器製造研究院(Tikhomirov-NIIP)與法佐特龍--無線電工程研究院(Phazotron-NIIR)。他們分別以自己掌握的第四代雷達技術為基礎,發展出一係列可供俄製戰機使用的先進雷達,目前兩家公司都有供Su-27、MiG-29、MiG-21等使用的先進雷達,以下僅介紹與Su-27、MiG-29有關者。
二、提赫米洛夫--NIIP公司(Tikhomirov-NIIP, 簡稱NIIP)
1.RLPK-27(N-001)改型
N-001係列的改進主要是從數據處理能力方麵著手的。乃透過額外的軟硬件朝增加下視能力、增加對地對海處理能力、增加發射R-77能力等三大方麵作改善,並沒有更換發射機等原有硬件。因此如波形種類太少等固有缺陷仍在。
最早的改型是Su-33用的N-001VE對空增強型。它增強對低空目標的處理能力使可探測高度3m以上的空中目標(N-001是50m),並且略為增強對海麵目標處理能力使之可用炸彈進行攻擊。至於導控R-77主動雷達飛彈、對麵攻擊飛彈、導引炸彈等能力則付之闕如,直到2002年以後的改進型才見改善。
據報導,俄國於1990年代就開始陸續小改其在役Su-27S的N-001。但第一種服役的具備對麵攻擊、發射R-77能力的改型則是用於中國Su-30MKK的N-001P(但也有資料表示為N-001VE),稍後俄國以Su-30MKK的經驗發展出供本國Su-27SM用的N-001V以及外銷型Su-27SMK的N-001VE。上述三種較新的改型性能不盡相同,但基本特性、修改原則卻相同。
其修改方式是在原有係統上增設一條線路連往全新的數字處理係統,新增模式大都加諸在新係統上,僅發射R-77、反艦飛彈的功能透過改良舊係統達成。經改良的舊係統又稱為SUV-VE對空射控次係統,新係統又稱為SUV-P對麵射控次係統,兩者合稱為SUV-VEP射控係統。當雷達選用對空模式時,就由舊係統處理,至發射R-77空對空飛彈與反艦飛彈的工作就歸交升級後的舊係統。但選用新增模式如對地測繪、精確打擊、反輻射等功能時,雷達數據就經由新增的數據信道送往新的處理係統作處理。這套“新係統”指的是由“技術複合體” (Technocomplex)研製的中央係統,詳見Su-30MKK介紹文。
N-001V的最新改型是換裝PERO相列天線的“熊貓”(Panda)。PERO是NIIP為N-001與N-019研製的相列天線,采用反射式X波段數組與透射式L波段敵我識別數組。N-001所用的PERO天線口徑1.05m,X波段主波增益係數36dB,追12打4,重82kg。換裝PERO天線後的N-001稱為“熊貓”(Panda),增加少許模式,但最主要的優勢仍在於相列雷達帶來的快速掃描與同時多任務能力,此外,波形過少等N-001的固有缺陷仍在,隻能算是較廉價的性能提升方案。
PERO的實驗型天線於2001年出廠,據說其中一具被送往中國大陸測試。2003年7月初,俄國方麵完成PERO的飛行試驗,預計PERO將用於Su-30MKK-2與Su-27SM等飛機上。
2.RLSU-27 (N-011)與RLSU-30M (N-011M)
1980年代初期,情報顯示即將服役的改良型F-15的航電性能遠非Su-27能比擬,為此蘇霍設計局大改Su-27S至Su-27M,而NIIP則為之研製RLSU-27,采一些因技術原因無法如期用於N-001、N-019的技術如平麵數組機械式天線(N-001是蓋賽林天線)等。製式代號N-011,於1992年裝機測試。與Su-27的N-001相比,N-011探測距離、掃描範圍(方位、俯仰角)、同時追蹤及鎖定目標數量、操作模式、可用波形數量都提高了,並能進行地形測繪等,詳見Su-35介紹文。
在研製機械天線型RLSU-27的同時,NIIP根據過去為MiG-31設計S-800“閃光舞”以及為五代機研製的N-014等相控陣雷達的經驗,發展了被動電子掃描天線。裝備這種電子掃描天線的N-011稱為N-011M,是一種技術指標與五代戰機MFI的N-014同級的雷達。1990年代開始在Su-35的711與712號機上試驗,後來隨Su-30MKI出口印度,廠商代號RLSU-30MK,綽號“雪豹”或“酒吧”(Bar),詳見Su-35、Su-30MKI介紹文。
3.OSA相列雷達
可用於MiG-21的相列雷達,也常裝備於MiG-29UB展出,就口徑論,與NIIR的FARAON相當,應可用於Su-27係列上。
4.Epaulet“肩章”微型相列雷達
最初針對MiG-21等老舊飛機設計,使之可以導引R-27與R-77中程飛彈的相列雷達。係統總重20kg,天線重5kg,功率15W,視野上下左右各45度,全空域掃描間隔2秒。在Su-27與MiG-29上,這種雷達可裝設在翼前緣延伸內以增大全機雷達視界。據此推斷數套此種雷達將可構成全周界雷達視野。
三、法佐特龍--NIIR公司(Phazotron-NIIR,簡稱NIIR)
1.“甲蟲”(Zhuk)
Zhuk(N-010)雷達是NIIR於1980年代中期為MiG-29M研製的,配備較新的Ts-101計算機,能發射R-77飛彈、具備精確對麵打擊能力等,是蘇聯研製的第一種多用途雷達。這款雷達於1987年開始測試,蘇聯解體後因MiG-29M計劃終止而沒有服役。但NIIR還是根據開發Zhuk的經驗發展一係列雷達,如供Su-27用的Zhuk-27、供中國殲八-IIM用的Zhuk-8-II、供MiG-21用的Kopyo等。
性能諸元如下:水平視野+-20、+-60、+-90度,垂直視野上60下40度。天線口徑680mm;X波段;尖峰功率5kw,平均1kw;重250kg;最大探測距離(搜索暨測距模式)下視迎擊80~85km;下視追擊40~45km。采追蹤暨掃描模式時同時追蹤10~12個目標並打擊2~4個,最大距離60km。
2.Zhuk-27與Zhuk-PH
多年前曾盛傳新型Su-27如Su-33改、Su-35、Su-30MK將使用Zhuk-27雷達。這種雷達是NIIR公司為爭取Su-27改裝市場而發展的Zhuk改型雷達,但事實上不曾服役。NIIR公司也沒有繼續改良之,因為,他們將主力放在後來的Zhuk-M的模塊化發展上。
Zhuk-27采用口徑約1m的天線,橫向視野擴張到+-85度,對RCS為3平方米的目標最大探測距離增至130km,最大追蹤暨掃描距離增至90km,以迎合R-27ER/ET等長程飛彈之射控需要;重量增至275kg。
Zhuk-PH是Zhuk-27的相位數組版。橫向與縱向視野均+-70度。增加“測速不測距”模式用以搜索遠方目標,使對3平方米RCS的目標探測距離增至140~165km;同時追蹤24個目標,打擊6~8個。
3.Zhuk-M(N-010m)家族
Zhuk-M是NIIR公司為MiG-29SMT研製的全新雷達,製式代號N-010M,NIIR公司在Zhuk-M上實現模塊化設計,將之分成“幾乎不必升級的”以及“經常要換的”的部分,前者如發射機,後者如計算機、天線等。這種配置方式使得客戶隻需更換天線、處理器、軟件就能得到全新的雷達性能,而不必更換最昂貴的發射機。因而發展出一個完整的家族,既有供MiG-29用的Zhuk-M係列,也有供Su-27使用的Zhuk-MS係列,另外其技術也被用於改良Kopyo等雷達。
(1)MiG-29用的Zhuk-M
包括Zhuk-ME機械掃描雷達以及Zhuk-MFE相列雷達(又稱作RP-35,裝備FAR-700相列天線)。裝備Baget“邊條”係列計算機。與N-019相比,Zhuk-M不論用途還是探測距離都大為提高,而不像Zhuk那樣隻增加用途而幾乎沒增加距離。因此裝備Zhuk-M的MiG-29SMT等改型便可使用R-27ER/ET等長程飛彈。
雷達重220kg,體積400立方公寸,天線口徑624mm,天線增益34.5dB,尖峰功率6kw,平均功率1.5kw,故障間隔200小時。
對空模式:搜索與測速測距、下視下射能力、在追蹤既掃描模式(TWS)時同時追蹤10~20個目標並同時打擊2~4個、纏鬥模式、對付貼地飛行的直升機、辨識目標大小(小、中、大)、辨識目標種類(噴射機、螺旋槳飛機、直升機、飛彈)、判定敵機群內飛機數量。對3平方米RCS目標而言,上視迎擊與追擊搜索距離分別為130km與50km,下視距離分別為120km與40km。
對麵模式:不同分辨率的地形繪製能力、同時追蹤4個目標、海麵測量、探測與追蹤移動中的地麵與海麵目標、地形回避、600km內的氣候觀察。
Zhuk-MFE是配備FAR-700相列天線的Zhuk-M,又稱作RP-35,基本數據與Zhuk-ME相同,唯因采用電子掃描,故能同時使用多種模式、掃描更快、追蹤目標更多、同時打擊數也更多。
目前的計劃中,Zhuk-ME用於MiG-29SMT等飛機,而Zhuk-MFE用於MiG-29SMT-2、MiG-29K等戰機,當然他們彼此能互換,所以實際裝備情況可能有變。
Zhuk-M還有一種稱為Zhemchoug的改型,這是為中共殲十與FC-1研製的。配備中共的敵我識別(IFF)天線,天線口徑較小,最大探測距離縮短為80km,最大鎖定距離60km,追20打4,重180kg。
(2)Su-27用的Zhuk-MS
由Zhuk-M係列為基礎放大修改而來,因此基本能力都相同,唯更大的天線與更強的處理能力使探測距離、打擊數量等都有所提高。這一係列包括使用Zhuk-27的機械天線的Zhuk-MSE機械雷達,以及采用FAR-980(綽號SOKOL,隼)相列天線的Zhuk-MSFE相列雷達。
Zhuk-MSE在對地模式中增加分辨率3m的合成孔徑模式以及地形追隨模式。
Zhuk-MSFE的FAR-980(SOKOL,隼)相列天線采用非常特別的非等距數組布置,據NIIR表示,這種天線布置使得可以用較少的天線達到所需的功能,使造價降為傳統數組的1/5。
按照目前計劃,Zhuk-MSE將配備Su-27改良型、Su-33改良型、中共的Su-30MKK-3、Su-33UB原型機等,而Zhuk-MSFE已於2002年配於Su-33UB試驗,未來可能也將用於前述多種側衛戰機。
4.KOPYO“矛”係列
NIIR在與NIIP分家後以Zhuk的技術研製的,供MiG-21、教練機等小飛機使用的,有一定的多用途能力,甚至能導引僚機的Kh-31A反艦飛彈。
衍生型有Komer(Su-22)、Kopyo-25(用於Su-25,莢艙形式)、Kopyo-29(用於印度的MiG-29改型)、以Zhuk-M技術改良的Kopyo-M以及配備向列天線的Kopyo-F等。
(1)KOPYO-F(FARAON)相列雷達與FARAON-M
又稱作FARAON(警察),係配備相列天線的Kopyo-M改型。天線形式與FAR-980(SOKOL)天線相同,都是由圓形非等距天線單元構成。拜先進電子科技之賜,整個係統僅重75kg,輕於其前身KOPYO-M(90kg) 。抗幹擾能力強,有三種發射機能視目標不同而選擇1000、400、150瓦功率。除可用於MiG-21大小的飛機,也可用於Su-27的尾刺內。
FARAON-M則是FARAON的改良型,重量進一步減至45kg。
5.側視雷達數組
供Su-27係列使用的測試雷達數組,與前、後視雷達搭配後能夠成360度雷達視野。
6.N-012相列雷達
由NIIR的一個小部門研製供Su-35用的後視雷達,視野+-60度,對小型空中目標探測距離約50km,對大型目標可達100km。詳見Su-35介紹文。
四、附錄:兩家公司的新動態與其主動相列雷達
法佐特龍-NIIR公司近年基於對未來飛機的論證而開始研發一套更好的雷達係統,這種雷達係統包括前、後、側視雷達已構成球形雷達視界,帶來更好的狀況意識(SA)能力,能適應未來飛機對敵我識別、攻擊精度等要求。並期望發展一種在12~15年間僅需透過軟件升級而完全不須改硬件的雷達。
提赫米洛夫--NIIP已獲得第五代戰機雷達合約,目前正全力研製第五代戰機的雷達。因為經費的因素,NIIP並沒有研製全新的雷達,而是先保留部分久經世故的第四代雷達技術加上必要的改進與創新而成,先求達到需求,之後再逐步過度到真正的五代雷達。NIIP高層表示,如果經費足夠,全第五代雷達最快要2012年左右才能問世。
俄羅斯的第五代戰機將裝備主動相列雷達(AESA),NIIP與NIIR兩公司都有自己的AESA。NIIP公司不久前取得第五代戰機主動相列雷達研製權,並於2003年6月首次進行原型機的實驗室測試。而NIIR公司多年前即為蘇霍設計局的S-54研製“隼”(SOKOL)主動相列雷達(注意與SOKOL被動相列天線不同),並做出原型測試過,雖然NIIP獲得五代機AESA研製合約,但NIIR公司仍將繼續研製其AESA以便爭取未來可能的市場。約2006年起,Su-37將可能配備這些為五代機研製的AESA成為Su-30MK係列與五代機之間的過度機種。
光電係統
一、紅外線搜索與測距係統(IRST)
Su-27的OEPS-27光電係統內的OLS-27〔36紅外線搜索與追蹤係統(IRST)〕以及Su-33的OLS-27K由“地球物理中央設計局”(Geophyzika)研製,由烏拉爾光學儀器工廠(UOMZ)生產。而Su-35、Su-30MK等所用的OLS-30係列則由UOMZ自行設計。
OLS-27、OLS-27K、OLS-30詳情資料分別收錄於Su-27S、Su-33、Su-35介紹文,這裏僅編列數據表。
二、UOMZ公司的Sapsan-E光電莢艙
Sapsan-E是供Su-27與MiG-29使用的光電夾艙,由UOMZ公司於多年前開始發展,並將僅裝備電視攝影機與雷射測距/照明儀的Sapsan莢艙出口國外,這次展出的則是完整版。Su-27與MiG-29將光電係統內建,因而可用光電球滿足對麵武器的電視導引、雷射照明等,但光電球位在機首上方,下視視野不足,在遠程對地攻擊時倒還無所謂,然在近程攻擊時就遠不如光電莢艙(光電莢艙一方麵掛在下麵,一方麵導引頭可大角度轉動)。另一方麵莢艙也有易於升級等眾多優點,因此俄國近年也開始像歐美一樣發展多種莢艙。
1.UOMZ公司的GOES係列光電係統
Sapsan-E裝備UOMZ公司的GOES係列探測係統。所謂的GOES是一種高度整合的模塊化光電探測係統。他讓不同的光電傳感器盡可能的共享光學窗口並優化數據,例如讓電視與熱影像攝影機共享窗口並共同處理數據,選擇其中較精確的數據供係統使用,如此24小時都能有最適當的數據(例如白天取電視攝影機的可見光數據,而晚上電視攝影機已不堪用時就選用熱影像攝影機的數據)。GOES能整合的光電設備有:晝間電視攝影機、微光電視攝影機、熱影像探測器、雷射測距儀、雷射測距既目標指示儀、雷射照明儀、敵方雷射照明警告器、紅外線探測儀等等。將這些係統做不同的組合就能適應於不同任務的飛機,目前各式各樣的GOES導引頭以應用於Ka-50、Ka-52、Mi-17、Mi-8等直升機。
2.Sapsan莢艙
Sapsan是用於Su-27、MiG-29等戰術戰機,裝備口徑360mm的GOES光電係統,多年前僅裝備晝間電視攝影機與雷射測距儀供出口。目前則已發展完成。完整版的Sapsan-E是UOMZ公司與蘇霍、米格兩公司商榷下的結果,能完全適合Su-27與MiG-29的對地攻擊需要。配備電視攝影機、熱影像儀、雷射測距儀以及雷射照明儀。其它諸元還有:寬360mm,長3m,重250kg,使用溫度攝氏-60到+50度,上視10度下視150度,左右視野各150度。
電 戰
有關Su-27的電戰係統概念詳見Su-27S與Su-35部分,這裏僅個別介紹較新的產品供讀者進一步參考。
一、L-005S“Sorbtsya”電戰莢艙
由卡魯茲斯基科學研究所(KNIRTI)為Su-27係列研發,用以對抗F-15、F-16、F/A-18、幻象2000等戰機以及鷹式、麻雀、愛國者等防空飛彈之雷達係統。L-005S掛於翼端,因為距離遠,因此較容易涵蓋大範圍,且定位更準確。莢艙中間為接收機、發射機等,前後兩端則是被動式相列天線。相列天線能用以探測或主動幹擾輻射源,不同天線之間能分工合作以達成目的,例如可由一個天線負責監視,另一個天線負責幹擾。
采用主動幹擾模式時,可采大功率幹擾或以反射方式製造假訊號幹擾,後者是對介於飛機與輻射源之間的地麵或水麵發射類似的波束,使對方收到回波後可能算出的位置在實際目標的下方,如此便達誘騙目的。除了幹擾雷達外,也能用以幹擾雷達導引飛彈尋標頭,每具相列天線約可發射10多個幹擾波束。
KNIRTI未來可能將光電係統整合到L-005S莢艙內,以增加對抗光電導引武器之能力。俄國在Su-27LL實驗機的翼端掛架上試驗一種很小的多麵體雷射發射機,每一麵都可以發出雷射,由於多麵體是不規則、不對稱型的,因此隻要轉動這個多麵體理論上就能讓雷射照到許多方向,這種裝置可用以摧毀紅外線導引頭。該設備體積小,大約隻跟一般飛彈彈頭差不多而已,要整合進莢艙應不困難。
二、L-175V噪音幹擾莢艙
用於Su-32電戰型的噪音幹擾莢艙,平均功率1kw,詳見Su-32介紹文。
三、拖曳誘餌
同樣是KNIRTI的產品,將裝備在Su-27係列上。采用拖曳誘餌的好處是由於飛機帶著誘餌繼續飛行,因此誘餌一直保有與飛機差不多的速度,如此敵人就難以藉由兩者的速度差異判定真假,是被動幹擾係統發展趨勢之一。不過據說此係統的研製不是很順利,現況如何還不明。
四、導引頭致盲雷射
以雷射等高能波束射瞎紅外線導引頭是先進戰機對抗短程飛彈的趨勢之一。俄國也老早在研究。其操作方式是在飛機感測到來襲飛彈方位後,指引高能雷射射向飛彈,使其導引頭失效。在Su-27的LMK-2405號機翼端掛架前麵可見多窗口小球,可能就是這種係統。