火控雷達照射原理
雷達以這種方式進行工作的我們稱之為主動雷達。相對根據(jù)目標本身發(fā)出的特征信號進行探測的我們稱之為被動雷達。
火控雷達絕大部分屬于前者。
一般情況下與火控雷達同時工作的還有一部雷達叫探測雷達。兩種雷達不同之處在于探測雷達的波長比較長,探測距離遠,但是測量精度比較差,只能提供目標的大致方位。一般的探測雷達只能提供兩維坐標信息,因此不足以對武器系統(tǒng)提供足夠精確的方位對目標實施打擊。
火控雷達與探測雷達不同,它會向武器系統(tǒng)提供精確的三維坐標信息。用以引導(dǎo)武器系統(tǒng)對目標進行火力打擊。因此它的作用距離相對比較近。
對于武器系統(tǒng)對目標的打擊過程通常是:探測雷達尋找目標,而后在目標進入火控雷達的照射范圍內(nèi)打開火控雷達尋找目標,在找到目標后進行一段持續(xù)跟蹤,在獲得一段時間內(nèi)目標持續(xù)的移動信號后,由火控計算機測算出目標的運動軌跡,轉(zhuǎn)入自動跟蹤。同時引導(dǎo)火力對目標進行打擊。
我們通常說的鎖定就是指雷達經(jīng)過持續(xù)照射取得足夠數(shù)據(jù)由火控計算機轉(zhuǎn)入自動跟蹤的一瞬間。
不怎么專業(yè)。根據(jù)自己貧瘠的腦容量解釋下。
雷達波有一個波長的東西,波長越長傳播距離越遠,波長越短,傳播距離越近。
當然波長越短傳播速度越快 反之相反。
這樣得到一個結(jié)果:波長長的雷達波可以傳回更遠得目標,但是精度不高,波長短的傳播速度短,當?shù)貍鲿哪繕诵畔⒏_。
目前各國都裝備了有源相控陣雷達。這個雷達是一種還有幾千個獨立的接受和發(fā)射元器件組成的無數(shù)次個獨立的雷達陣列。雷達,只需要改變部分獨立單元的工作模式就能實現(xiàn)從搜索向跟蹤的轉(zhuǎn)變(也就是從搜索雷達向火控雷達的轉(zhuǎn)變。)
換句話說,現(xiàn)在裝備相控陣雷達的戰(zhàn)機可以同時搜索多批次目標同時跟蹤其中一個批次或者多個批次。并同時攻擊他們。
而且機載計算機的不斷更新讓搜索像跟蹤轉(zhuǎn)變只需要零點幾秒。
那么火控雷達什么鬼,為什么目標機會發(fā)現(xiàn)自己被跟蹤了呢。
很簡單,戰(zhàn)斗機有一個主被動電子戰(zhàn)艙室,一般在飛機垂尾上。這個裝置會接受360度球體方向射來的無線電波。而根據(jù)雷達波的波長長短將目標劃分出威脅等級。另外根據(jù)雷達波信號的強弱判斷信號源距離飛機的距離,然后通過判斷雷達波種類從而估算出雷達你威脅程度。這個過程非常復(fù)雜。
火控雷達的雷達波呢因為要得到目標的恒定航向,航速,距離,高度和攻擊陣地的相對位置參數(shù)等數(shù)據(jù)形成可以使用的火控參數(shù)可以讓攻擊單元使用。所以雷達波照射時間長,雷達波強度大,一旦飛機被這種雷達波持續(xù)照射。就意味著他處在隨時甚至已經(jīng)被攻擊的境地。所以飛行員會非常緊張。
通俗講,戰(zhàn)斗機被打,一般還知道對方正在看著自己,的是不是舉起手了,或者已經(jīng)打下來了,他不知道。能做的只有不斷的跑或者護住頭。
所以,戰(zhàn)機被火控雷達照射和拿槍指著頭沒區(qū)別。區(qū)別只是在于對方什么時候開槍,或者槍是不是已經(jīng)響了。子彈已經(jīng)在自己看不到得位置飛過來。
相控陣時代 雷達波的頻率,甚至波形,編組加密方式等都可以瞬間改變,甚至可以獨立的脈沖式的不斷照射 也就是頻率不斷變化的,間隔很短照射。這樣很容易讓對方電子戰(zhàn)系統(tǒng)不工作(無法判斷威脅等級)。
我是雷達工程師,我來回答!首先說簡單點,普通的預(yù)警雷達發(fā)現(xiàn)目標就代表:我已經(jīng)看到你了哦!而目標被火控雷達照射鎖定,那就代表:我不但發(fā)現(xiàn)你了,我還瞄準你了,隨時都有可能開火!
我們知道,之前我們瞄準目標,最基本的就是用眼睛看,目標移動到哪里,我們的眼睛跟到哪里,然后把武器瞄準哪里,都是很簡單的操作!但是隨著軍事技術(shù)的進步,作戰(zhàn)距離越來越遠,最后發(fā)展到超視距做戰(zhàn)了,也就是人的眼睛對于直接攻擊沒有什么作用了,需要輔助瞄準設(shè)備了。
所以后來誕生了像光學瞄準鏡這樣最初簡單的輔助設(shè)備,后來雷達誕生了,很快就被運用到軍事方面。了解火控雷達,首先還是了解一下最基本的雷達工作原理。
雷達基本原理
整個雷達系統(tǒng),一般都包括雷達的發(fā)射機和接收機,發(fā)射機可以發(fā)射特定頻率的電磁波輻射到空中,一般空中是沒有障礙物的,一旦空中有障礙物,雷達波照射到它們身上以后,就會發(fā)生反射,反射的信號,會被雷達的接收機準確的接收。而接收的信號,里面包含了目標的各種信息,比如說是目標的大小、速度和距離等等。
這里我們就拿最基本的距離信息的獲取來舉例說明一下:
雷達的電磁波的速度就是光速,是已知的,在雷達發(fā)射機發(fā)射一束電磁波,再到接收到目標的反射信號,兩次操作節(jié)點之間的時間也是確定的。這樣速度和時間都有了,兩者相乘,就是電磁波的一個來回的運動距離,再除以二,就是雷達到目標的實際距離。其實這個時候如果目標是移動的,那么幾乎不影響距離的精度,因為就算是目標移動再快,在每秒移動30萬公里的光速面前,絕對是可以忽略不計的。
其它的目標的大小、運動方向和目標的個數(shù)等信息,這些都是可以通過一些雷達的公式和一些原理相相結(jié)合,然后運算處理出來。那么這個時候,不斷的發(fā)射電磁波,目標的信息就實時被雷達獲取了,不過這個時候還只是看到了目標!
火控雷達照射原理
火控雷達就不光是看到了,還需要更準確的進行鎖定,需要更強的發(fā)射功率對目標進行準確的定位,確保萬無一失!一般被鎖定的目標本身也有雷達的接收機,所以也會接收到空中有較強的連續(xù)性的電磁波,然后發(fā)出語音和燈光報警提示操作員被火控雷達鎖定,這在影視劇里面經(jīng)常看到。
此時目標的位置、大小和運動方向等信息,火控雷達都知道了,雖然眼睛沒有看到目標,但是目標已經(jīng)在雷達的屏幕上面實時顯示了。目標的各種信息也已經(jīng)傳輸?shù)搅宋淦骺刂葡到y(tǒng)里面,目標移動到哪里,武器基本上就是對準到哪里。當然有些武器雖然沒有隨著目標移動,但是已經(jīng)鎖定了,就比如垂直導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng),發(fā)射后才會轉(zhuǎn)向目標的方向進行跟蹤。
一般武器本身安裝了火控雷達的,包括發(fā)射機和接收機,被稱為主動式雷達制導(dǎo)武器,俗稱發(fā)射后不需要管。另外就是武器本身只有雷達接收機,對目標的照射需要輔助雷達,比如說很多防空導(dǎo)彈系統(tǒng),需要地面雷達的輔助,稱之為半主動雷達制導(dǎo)武器。下圖就是一個半主動式的艦載防空導(dǎo)彈的工作示意動圖:
火控雷達照射危害和影響
所以基本上被火控雷達鎖定,就和人舉槍瞄準了另外一個人一樣,舉槍的人隨時可以開火。而被瞄準的人知道自己被瞄準,而且還不知道舉槍的人什么時候開火,所以感覺到恐慌。這也就是為什么經(jīng)常在新聞中看到,A國強烈抗議B國開啟了火控雷達照射自己,嚴重威脅A國安全,就比如去年末韓國軍艦開啟火控雷達照射日本巡邏機,日本強烈抗議,兩國爭吵了起來。
所以火控雷達在正常的情況下,也很少開機,和平時期開機最多的還是訓練時候。這其中尤其是和外國對峙的時候,開啟火控雷達照射對方目標基本上就是一個挑釁行為,幾乎是發(fā)起攻擊的最后步驟了,所以一般都不會開機鎖定外國目標。
另外就是對方不知道被雷達照射后,是否會被攻擊,所以可能因為緊張,導(dǎo)致還會誤判,對使用雷達照射的這一方首先發(fā)起主動攻擊,這樣局勢就不可控。
以上就是我個人理解的火控雷達鎖定目標的原理以及它的影響和危害,能力有限,歡迎補充!
“鎖定目標”就是進入了雷達的“跟蹤模式”,因為在雷達的眾多工作模式中就包括了搜索(Search)和跟蹤(Track)這兩種主要模式,所謂的“搜索”就是在一個大范圍內(nèi)進行反復(fù)的掃描,比如下圖所示,就是雷達正處于搜索模式,而在搜索模式中,雷達波每次掃過目標,就會在顯示屏上顯示一個亮點:
▲雷達的搜索模式
當然,這種類似于“360度”全方位掃描(整個立體空間內(nèi))的雷達一般是地面或者是艦載火控雷達,如果是戰(zhàn)機上的機載火控雷達的話,那么其掃描范圍僅僅是機頭前方的一個錐形立體空前,如下圖所示,就是F-22的AN / APG-77雷達的工作模式簡圖,從圖中我們可以看到,其機載雷達只針對機頭前部的錐形空間:▲機載雷達的工作范圍
▲機載雷達搜索目標示意圖
所以,雷達的搜索模式其實就是在掃描整個工作空間,雷達波需要每隔一段時間才能掃描同一個地方,也就是前面提到的:雷達波每次掃過目標時才會在顯示屏上顯示一個亮點,而這個亮點每次出現(xiàn)時都是有時間差的。也正是因為在搜索模式時雷達對目標信息的反饋有著一個時間差,所以此時的雷達只能大概知道目標的位置和運動狀態(tài),而不能做出精確判斷,畢竟等雷達波下一次掃描到目標時 ,目標的位置已經(jīng)改變了,搞不好都已經(jīng)出了武器的打擊范圍,所以,如果想要準確的掌握目標的實時運動狀態(tài),雷達就必須進入到跟蹤模式(Tracking phase),這個跟蹤模式也就是題目中提到的“鎖定”。
▲戰(zhàn)機雷達的鎖定和發(fā)射武器
不過,在正式鎖定目標之強,雷達搜索和跟蹤模式中間還有一個過渡階段,這個階段叫也叫做“采集模式”(Acquisition phase),所謂的“采集模式”就是雷達系統(tǒng)以一種預(yù)定搜索模式在指定區(qū)域中進行反復(fù)搜索,直到重新發(fā)現(xiàn)和定位目標,定位目標后則可進入跟蹤模式,當進入跟蹤模式時,此時雷達波就不是反復(fù)掃描一個區(qū)域了,而是緊緊地“盯著”目標,也就是“鎖定”,當雷達鎖定目標后基本上就可以實現(xiàn)實時反饋目標的具體信息(位置和運動狀態(tài))了,有了目標的具體信息后,才能使用相關(guān)的武器進行打擊,這就是題目中提到的火控雷達的鎖定。
最后,知道了什么是火控雷達的“鎖定”,我們就可以順帶來理解一下戰(zhàn)機是如何判斷自身是否被對方火控雷達鎖定的了,前面提到,當雷達處于搜索模式時,雷達波是每隔一段時間才會掃描一次目標的,所以,此時戰(zhàn)機上的雷達告警系統(tǒng)(RWS)偵測到的是有時間差的雷達掃描信號,每隔一段時間能偵測到一次;而當被對方的雷達鎖定時 ,此時雷達告警系統(tǒng)偵測到的可就是連續(xù)和急促的雷達信號了,會立即警告飛行員戰(zhàn)機已經(jīng)遭到對方火控雷達的鎖定。
意為著,發(fā)射按鈕一旦安下,導(dǎo)彈即可擊中目標。
作者:yunbaotang本文地址:http://www.ntlljf.com/bao/57813.html發(fā)布于 2023-11-28
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