基于美軍浮空器的雷達系統(tǒng)應(yīng)用

摘 要：浮空器是指利用輕于空氣的氣體來提供升力的航空器。目前，美國導(dǎo)彈防御局和陸、海、空三軍種都有自己的系留浮空器等的研制和裝備計劃。

關(guān)鍵詞：浮空器;發(fā)展;裝備

1 引言

氣球載預(yù)警監(jiān)視裝備是一個裝備系列，從規(guī)模上它可分為大型系統(tǒng)（l0000立方米，量級）、中型系統(tǒng)（5000立方米，級）、小型系統(tǒng)（3000立方米，級）三類。從結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境上可以分為常規(guī)型、高原型（工作于海拔300m以上環(huán)境）、車載型和艦載型。

大型系留氣球平臺通常采用固定部署方式，由于載荷能力強、升空高度高，可作為骨干裝備用于加強重點方向、重點地區(qū)遠距離低空探測能力，美國南部用于監(jiān)視美國與墨西哥邊界陸海空動向的系留氣球載預(yù)警監(jiān)視鏈，就是使用的固定式大型氣球平臺。機動式氣球載預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)（如車載型和艦載型）通常采用中型或小型系留氣球平臺，具有獨特的機動部署優(yōu)勢，既可作為固定式氣球載預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)急補充裝備，也可作為特殊地區(qū)、特殊任務(wù)應(yīng)急手段使用，可在日常難以部署或不需要長期部署預(yù)警探測裝備的地域或海域快速構(gòu)建低空、超低空預(yù)警探測網(wǎng)。美軍在科威特和阿富汗地區(qū)大量部署車載式系留氣球預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)，主要使用了6000立方米以下的系留氣球平臺。

2 發(fā)展系留氣球載預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)

自軍用飛機投人實戰(zhàn)應(yīng)用以來，低空（高度l000m以下）和超低空（高度100m以下）突防一直是各國預(yù)警探測體系面臨的重大威脅。隨著超低空、超聲速飛行攻擊性武器的不斷發(fā)展和各類作戰(zhàn)飛機超低空、超聲速飛行性能的不斷加強，以及相關(guān)技術(shù)在世界范圍內(nèi)不斷擴散，加強和完善低空、超低空預(yù)警探測網(wǎng)建設(shè)至今仍然是各國防空預(yù)警探測體系建設(shè)的重點。實際上，即使是當(dāng)今世界軍事力量最強大的美國，也沒有實現(xiàn)全國范圍內(nèi)的低空、超低空飛機預(yù)警探測網(wǎng)覆蓋。

要解決低空、超低空預(yù)警監(jiān)視問題，探測器升空是根本出路，系留氣球平臺滯空時間長，載荷能力強，使用費用和保障條件要求比飛機平臺低得多，加載中遠程預(yù)警探測設(shè)備后，可作為加強低空超低空預(yù)警探測體系的重要手段。典型的超低空小目標，如超低空飛行的無人機，雷達截面積只有0.2㎡左右，飛行速度通常為10一250km/h，使地面預(yù)警探測系統(tǒng)很難及時發(fā)現(xiàn)和連續(xù)跟蹤。據(jù)報道，美國空軍用于戰(zhàn)場偵察、監(jiān)控和對地攻擊的“捕食者”無人機，其巡航速度在130km/h左右。

此外，一些執(zhí)行戰(zhàn)場偵察、電子干擾、欺騙誘導(dǎo)、反輻射攻擊和心理戰(zhàn)任務(wù)的無人機，大都在任務(wù)區(qū)域以150km/h左右的速度實施低空、超低空飛行。預(yù)警機雷達受平臺高速運動的影響，雜波頻譜展寬比較嚴重，難以對低速飛行的低空、超低空小目標進行有效探測。氣球載雷達系統(tǒng)正常工作時，其氣球平臺空中姿態(tài)變化很小，雜波頻譜展寬很小，利用脈沖多普勒雷達速度分辨率較高的特性，可根據(jù)任務(wù)需要，針對超低空小目標的特點和探測區(qū)域內(nèi)公路網(wǎng)的分布情況，分方位扇區(qū)設(shè)置適當(dāng)?shù)哪繕藦较蛩俣葯z測門限或者不同探測模式，并采用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能比較有效地解決低空、超低空小目標的探測問題。

美國空間與戰(zhàn)略防御司令部經(jīng)過評估后認為，“反巡航導(dǎo)彈甚至比擊落超聲速遠程彈道導(dǎo)彈還要困難”。究其原因，主要是依靠常規(guī)地面預(yù)警探測手段無法及早發(fā)現(xiàn)和連續(xù)跟蹤巡航導(dǎo)彈。因此，美軍經(jīng)過仿真研究和實裝驗證后確認，對巡航導(dǎo)彈這類超低空飛行的目標，最好的預(yù)警和跟蹤手段就是把雷達升高，即空基和浮空器探測方案，前者包括預(yù)警控制機、預(yù)警直升機、無人駕駛預(yù)警機，后者包括系留氣球載雷達和預(yù)警飛艇，而后者具有更高的效費比。因為與各類預(yù)警飛機相比，氣球載雷達和預(yù)警飛艇在空中滯留時間長（十幾天至幾十天），便于實施不間斷的預(yù)警監(jiān)視，且裝備購置、放飛場建設(shè)和日常運行等費用均比預(yù)警飛機低得多。據(jù)美國軍方估算，氣球載雷達系統(tǒng)的日常運行和維護費用低于預(yù)警飛機的1/10。

3 加速發(fā)展系留氣球載預(yù)若監(jiān)視系統(tǒng)

美國發(fā)展氣球載預(yù)警探測裝備已有30多年的歷史，在系留氣球的研制和使用方面具有世界最高水平。其中著名的系留氣球生產(chǎn)制造商有TCOM、RCA、ICL、Dvoer等公司。自20世紀七八十年代以來，固定、車載、船載等不同種類的系留氣球預(yù)警監(jiān)視系統(tǒng)相繼投人使用，廣泛用于美國空軍、海軍、海岸警備隊以及海關(guān)緝私部門。90年代，美國又批準了“浮空器預(yù)警系統(tǒng)計劃”，并對該系統(tǒng)進行了多項試驗研究，其中系留氣球平臺載有監(jiān)視雷達和跟蹤雷達，它能探測、跟蹤和輔助攔截低空巡航導(dǎo)彈，可連續(xù)留空工作30天以上，并與布署在防區(qū)內(nèi)的“愛國者”、“宙斯盾”等系統(tǒng)協(xié)同實施攔擊作戰(zhàn)。美國國防部在評價若干空基探測器的方案之后，認為效費比最佳的低空預(yù)警探測方案是由固定翼飛機和浮空器組成的混合系統(tǒng)。

美國的氣球載雷達系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能在幾次實戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用。在阿富汗和伊拉克軍事行動中，美軍使用了3種長度分別為15m、37m和71m的系留氣球，掛在氣球下部的有效載荷除了一些光學(xué)（紅外）傳感器外，主要是360°掃描監(jiān)視雷達和精確跟蹤雷達，這些系留氣球都能升高到150m以上，可以遂行長達20天以上的連續(xù)預(yù)警監(jiān)視任務(wù)。

4 結(jié)語

目前，浮空器在預(yù)警監(jiān)視領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在系留氣球平臺上，隨著大型飛艇關(guān)鍵技術(shù)的突破，浮空器應(yīng)用熱潮將在未來10年內(nèi)出現(xiàn)

參考文獻

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作者簡介：

劉賢明（1982.2—）安徽合肥人，高級工，主要從事浮空器全工藝流程研究