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俄国雷达介绍

来源:互联网 责编:大嘴 作者:佚名 时间:2009-01-03





雷 达
翻开所有介绍Su-27与MiG-29的文章,相信大家都被琳琅满目的雷达型号搞得一头雾水,特别是改型特多的Su-27系列。一下是N-001、一下是Zhuk、一下是RLSU-27…有的是 "NIIP" 的产品,有的是"NIIR"的产品……不久前连笔者自己也对这些型号头疼不已,今将之加以整理,清楚的交代这两家公司的关系,以及这些“乱七八糟”型号间的关系。
目前俄国战机雷达研制单位以NIIP与NIIR两家为大宗,Su-27与MiG-29基本上都是用他们的雷达,仅有Su-32曾一度采用位于圣彼得堡的雷宁聂次公司的雷达与航电系统。
有关这些雷达命名的前注
区分“雷达系统”与“雷达”型号的差异
以Su-27为例,在查询其雷达型号时有RLPK-27,又有N-001。其中RLPK-27是指“整个雷达系统”,他除了包括雷达外,还包括敌我识别装置、射控计算机等等,而不单只是用于收发及解算雷达信号的“雷达”。而N-001则狭义的指后者。两者之关系可整理为“RLPK-27系统包含了N-001雷达,而N-001不包含RLPK-27”。
以上有点在吹毛求疵,实际上搞不懂这层关系也无妨。因为根据俄国的命名方式,更换雷达后雷达系统的型号也会变动(例如Zhuk系统的雷达为N-010,而换成N-010M天线后系统就改称为Zhuk-M),因此实际上在描述时就算不强调RLPK-27与N-001的差异也无所谓,不用担心搞混。
绰号
有名词可是没有数字的,通常就是绰号,例如“黄玉”、“隼”等等。
一、 苏联第四代机载雷达与两大雷达公司
1.苏联四代雷达先行者--Soyuz“联盟”雷达
俄系机载雷达性能一向远略后于西方(即使较大较重,功能依旧较差),但这个差距从第四代雷达起大幅缩小,至今俄系雷达虽然不像同期西方雷达那样兼具体积小、重量轻、性能高特性,但至少能以体积、重量为代价换取到与西方雷达差不多的性能。与其它许多科技领域的拉距战类似,苏联在这方面依旧是靠强大的情报网与大量科技人才对西方技术的逆向研究达成的。
1970年代末期,苏联NPO Istok“源头”科学生产联合体根据窃取自美国APG-65雷达的情报研制了Soyuz“联盟”雷达。该雷达拥有多项当时很先进的技术,如数字处理器、平面数组天线、地形测绘等。共建造3具样机,其中之一装机飞试。
Soyuz雷达对当时的苏联来说太过先进,因此只有局部技术能用于研制中的RLPK-27与RLPK-29。真正用了大量Soyuz雷达技术的是Zhuk“甲虫”与RLSU-27以后的事。
2.苏联第四代战机的雷达:RLPK-27与RLPK-29
1970年代,苏联第四代战机Su-27与MiG-29的射控系统与雷达的研制重任落到法佐特龙科学生产公司旗下的两个单位身上:位在祖可夫斯基镇的仪器制造研究院(NIIP)与位于莫斯科的无线电工程研究院(NIIR)。由NIIP负责Su-27的SUV-27射控系统以及RLPK-27雷达,NIIR负责MiG-29的SUV-29射控系统与RLPK-29雷达(也负责研制射控计算机,以及与OEPS光电系统的整合工作)。
由于研究结果指出可以让SUV-27与SUV-29使用通用部件,以简化后勤、降低成本等等,因而于1978年确定第四代雷达研制方案,由NIIR与NIIP共同研制通用部件,然后他们再各自完成SUV-27与SUV-29,这使得两套系统有70%共通性。其中NIIP负责发射机的信号产生器、输入输出装置、飞弹整合装置、机载计算机、机载自我检测系统、数字传感器(shaft-code digtal sensor)等;NIIR研制高频与低频接收机、发射机的输出部分、内建测试系统与其地面配件。
SUV-27的技术门鉴一开始就设定得比SUV-29来得高,SUV-29原始采用盖赛林天线,而SUV-27却计划使用平面数组天线,并采用水平机械扫描与垂直电子扫描之方式增加其扫描速度与数据更新率,以其超越F-15所使用的AN/APG-63雷达。然而,多年的试验与改良仍无法解决平面天线、电子扫描、软件等技术问题,使得该雷达无法达到性能要求。因此NIIP于1982年决定放弃使用这种前卫的天线,转而采用MiG-29的盖赛林天线口径增为1.5倍的版本,另一方面舍弃自己研制的计算机而改采“数字计算机工程研究院”(NIITsEVT)研制的Ts-100计算机。新的设计由NIIP、NIIR、NIITsEVT与NIIAS合作开发,新设计于1983年完成并开始试验,1984年试验完成,后经过软件升级后,于1985年定型。
虽然说是定型了,但事实上其多项性能仍未达标准,例如对轰炸机的探测距离勉强只有140km。由于当时NIIP正全力研发Su-27M的RLSU-27雷达系统,因此没有花多少精力改良RLPK-27,使得RLPK-27直到1991年才真正排除缺陷。
3.提赫米诺夫--NIIP与法佐特龙--NIIR
1980年代中期,原隶属法佐特龙公司的NIIP与NIIR两研究院一分为二,成为两家独立的公司:提赫米诺夫--仪器制造研究院(Tikhomirov-NIIP)与法佐特龙--无线电工程研究院(Phazotron-NIIR)。他们分别以自己掌握的第四代雷达技术为基础,发展出一系列可供俄制战机使用的先进雷达,目前两家公司都有供Su-27、MiG-29、MiG-21等使用的先进雷达,以下仅介绍与Su-27、MiG-29有关者。
二、提赫米洛夫--NIIP公司(Tikhomirov-NIIP, 简称NIIP)
1.RLPK-27(N-001)改型
N-001系列的改进主要是从数据处理能力方面着手的。乃透过额外的软硬件朝增加下视能力、增加对地对海处理能力、增加发射R-77能力等三大方面作改善,并没有更换发射机等原有硬件。因此如波形种类太少等固有缺陷仍在。
最早的改型是Su-33用的N-001VE对空增强型。它增强对低空目标的处理能力使可探测高度3m以上的空中目标(N-001是50m),并且略为增强对海面目标处理能力使之可用炸弹进行攻击。至于导控R-77主动雷达飞弹、对面攻击飞弹、导引炸弹等能力则付之阙如,直到2002年以后的改进型才见改善。
据报导,俄国于1990年代就开始陆续小改其在役Su-27S的N-001。但第一种服役的具备对面攻击、发射R-77能力的改型则是用于中国Su-30MKK的N-001P(但也有资料表示为N-001VE),稍后俄国以Su-30MKK的经验发展出供本国Su-27SM用的N-001V以及外销型Su-27SMK的N-001VE。上述三种较新的改型性能不尽相同,但基本特性、修改原则却相同。
其修改方式是在原有系统上增设一条线路连往全新的数字处理系统,新增模式大都加诸在新系统上,仅发射R-77、反舰飞弹的功能透过改良旧系统达成。经改良的旧系统又称为SUV-VE对空射控次系统,新系统又称为SUV-P对面射控次系统,两者合称为SUV-VEP射控系统。当雷达选用对空模式时,就由旧系统处理,至发射R-77空对空飞弹与反舰飞弹的工作就归交升级后的旧系统。但选用新增模式如对地测绘、精确打击、反辐射等功能时,雷达数据就经由新增的数据信道送往新的处理系统作处理。这套“新系统”指的是由“技术复合体” (Technocomplex)研制的中央系统,详见Su-30MKK介绍文。
N-001V的最新改型是换装PERO相列天线的“熊猫”(Panda)。PERO是NIIP为N-001与N-019研制的相列天线,采用反射式X波段数组与透射式L波段敌我识别数组。N-001所用的PERO天线口径1.05m,X波段主波增益系数36dB,追12打4,重82kg。换装PERO天线后的N-001称为“熊猫”(Panda),增加少许模式,但最主要的优势仍在于相列雷达带来的快速扫描与同时多任务能力,此外,波形过少等N-001的固有缺陷仍在,只能算是较廉价的性能提升方案。
PERO的实验型天线于2001年出厂,据说其中一具被送往中国大陆测试。2003年7月初,俄国方面完成PERO的飞行试验,预计PERO将用于Su-30MKK-2与Su-27SM等飞机上。
2.RLSU-27 (N-011)与RLSU-30M (N-011M)
1980年代初期,情报显示即将服役的改良型F-15的航电性能远非Su-27能比拟,为此苏霍设计局大改Su-27S至Su-27M,而NIIP则为之研制RLSU-27,采一些因技术原因无法如期用于N-001、N-019的技术如平面数组机械式天线(N-001是盖赛林天线)等。制式代号N-011,于1992年装机测试。与Su-27的N-001相比,N-011探测距离、扫描范围(方位、俯仰角)、同时追踪及锁定目标数量、操作模式、可用波形数量都提高了,并能进行地形测绘等,详见Su-35介绍文。
在研制机械天线型RLSU-27的同时,NIIP根据过去为MiG-31设计S-800“闪光舞”以及为五代机研制的N-014等相控阵雷达的经验,发展了被动电子扫描天线。装备这种电子扫描天线的N-011称为N-011M,是一种技术指标与五代战机MFI的N-014同级的雷达。1990年代开始在Su-35的711与712号机上试验,后来随Su-30MKI出口印度,厂商代号RLSU-30MK,绰号“雪豹”或“酒吧”(Bar),详见Su-35、Su-30MKI介绍文。
3.OSA相列雷达
可用于MiG-21的相列雷达,也常装备于MiG-29UB展出,就口径论,与NIIR的FARAON相当,应可用于Su-27系列上。
4.Epaulet“肩章”微型相列雷达
最初针对MiG-21等老旧飞机设计,使之可以导引R-27与R-77中程飞弹的相列雷达。系统总重20kg,天线重5kg,功率15W,视野上下左右各45度,全空域扫描间隔2秒。在Su-27与MiG-29上,这种雷达可装设在翼前缘延伸内以增大全机雷达视界。据此推断数套此种雷达将可构成全周界雷达视野。
三、法佐特龙--NIIR公司(Phazotron-NIIR,简称NIIR)
1.“甲虫”(Zhuk)
Zhuk(N-010)雷达是NIIR于1980年代中期为MiG-29M研制的,配备较新的Ts-101计算机,能发射R-77飞弹、具备精确对面打击能力等,是苏联研制的第一种多用途雷达。这款雷达于1987年开始测试,苏联解体后因MiG-29M计划终止而没有服役。但NIIR还是根据开发Zhuk的经验发展一系列雷达,如供Su-27用的Zhuk-27、供中国歼八-IIM用的Zhuk-8-II、供MiG-21用的Kopyo等。
性能诸元如下:水平视野+-20、+-60、+-90度,垂直视野上60下40度。天线口径680mm;X波段;尖峰功率5kw,平均1kw;重250kg;最大探测距离(搜索暨测距模式)下视迎击80~85km;下视追击40~45km。采追踪暨扫描模式时同时追踪10~12个目标并打击2~4个,最大距离60km。
2.Zhuk-27与Zhuk-PH
多年前曾盛传新型Su-27如Su-33改、Su-35、Su-30MK将使用Zhuk-27雷达。这种雷达是NIIR公司为争取Su-27改装市场而发展的Zhuk改型雷达,但事实上不曾服役。NIIR公司也没有继续改良之,因为,他们将主力放在后来的Zhuk-M的模块化发展上。
Zhuk-27采用口径约1m的天线,横向视野扩张到+-85度,对RCS为3平方米的目标最大探测距离增至130km,最大追踪暨扫描距离增至90km,以迎合R-27ER/ET等长程飞弹之射控需要;重量增至275kg。
Zhuk-PH是Zhuk-27的相位数组版。横向与纵向视野均+-70度。增加“测速不测距”模式用以搜索远方目标,使对3平方米RCS的目标探测距离增至140~165km;同时追踪24个目标,打击6~8个。
3.Zhuk-M(N-010m)家族
Zhuk-M是NIIR公司为MiG-29SMT研制的全新雷达,制式代号N-010M,NIIR公司在Zhuk-M上实现模块化设计,将之分成“几乎不必升级的”以及“经常要换的”的部分,前者如发射机,后者如计算机、天线等。这种配置方式使得客户只需更换天线、处理器、软件就能得到全新的雷达性能,而不必更换最昂贵的发射机。因而发展出一个完整的家族,既有供MiG-29用的Zhuk-M系列,也有供Su-27使用的Zhuk-MS系列,另外其技术也被用于改良Kopyo等雷达。
(1)MiG-29用的Zhuk-M
包括Zhuk-ME机械扫描雷达以及Zhuk-MFE相列雷达(又称作RP-35,装备FAR-700相列天线)。装备Baget“边条”系列计算机。与N-019相比,Zhuk-M不论用途还是探测距离都大为提高,而不像Zhuk那样只增加用途而几乎没增加距离。因此装备Zhuk-M的MiG-29SMT等改型便可使用R-27ER/ET等长程飞弹。
雷达重220kg,体积400立方公寸,天线口径624mm,天线增益34.5dB,尖峰功率6kw,平均功率1.5kw,故障间隔200小时。
对空模式:搜索与测速测距、下视下射能力、在追踪既扫描模式(TWS)时同时追踪10~20个目标并同时打击2~4个、缠斗模式、对付贴地飞行的直升机、辨识目标大小(小、中、大)、辨识目标种类(喷射机、螺旋桨飞机、直升机、飞弹)、判定敌机群内飞机数量。对3平方米RCS目标而言,上视迎击与追击搜索距离分别为130km与50km,下视距离分别为120km与40km。
对面模式:不同分辨率的地形绘制能力、同时追踪4个目标、海面测量、探测与追踪移动中的地面与海面目标、地形回避、600km内的气候观察。
Zhuk-MFE是配备FAR-700相列天线的Zhuk-M,又称作RP-35,基本数据与Zhuk-ME相同,唯因采用电子扫描,故能同时使用多种模式、扫描更快、追踪目标更多、同时打击数也更多。
目前的计划中,Zhuk-ME用于MiG-29SMT等飞机,而Zhuk-MFE用于MiG-29SMT-2、MiG-29K等战机,当然他们彼此能互换,所以实际装备情况可能有变。
Zhuk-M还有一种称为Zhemchoug的改型,这是为中共歼十与FC-1研制的。配备中共的敌我识别(IFF)天线,天线口径较小,最大探测距离缩短为80km,最大锁定距离60km,追20打4,重180kg。
(2)Su-27用的Zhuk-MS
由Zhuk-M系列为基础放大修改而来,因此基本能力都相同,唯更大的天线与更强的处理能力使探测距离、打击数量等都有所提高。这一系列包括使用Zhuk-27的机械天线的Zhuk-MSE机械雷达,以及采用FAR-980(绰号SOKOL,隼)相列天线的Zhuk-MSFE相列雷达。
Zhuk-MSE在对地模式中增加分辨率3m的合成孔径模式以及地形追随模式。
Zhuk-MSFE的FAR-980(SOKOL,隼)相列天线采用非常特别的非等距数组布置,据NIIR表示,这种天线布置使得可以用较少的天线达到所需的功能,使造价降为传统数组的1/5。
按照目前计划,Zhuk-MSE将配备Su-27改良型、Su-33改良型、中共的Su-30MKK-3、Su-33UB原型机等,而Zhuk-MSFE已于2002年配于Su-33UB试验,未来可能也将用于前述多种侧卫战机。
4.KOPYO“矛”系列
NIIR在与NIIP分家后以Zhuk的技术研制的,供MiG-21、教练机等小飞机使用的,有一定的多用途能力,甚至能导引僚机的Kh-31A反舰飞弹。
衍生型有Komer(Su-22)、Kopyo-25(用于Su-25,荚舱形式)、Kopyo-29(用于印度的MiG-29改型)、以Zhuk-M技术改良的Kopyo-M以及配备向列天线的Kopyo-F等。
(1)KOPYO-F(FARAON)相列雷达与FARAON-M
又称作FARAON(警察),系配备相列天线的Kopyo-M改型。天线形式与FAR-980(SOKOL)天线相同,都是由圆形非等距天线单元构成。拜先进电子科技之赐,整个系统仅重75kg,轻于其前身KOPYO-M(90kg) 。抗干扰能力强,有三种发射机能视目标不同而选择1000、400、150瓦功率。除可用于MiG-21大小的飞机,也可用于Su-27的尾刺内。
FARAON-M则是FARAON的改良型,重量进一步减至45kg。
5.侧视雷达数组
供Su-27系列使用的测试雷达数组,与前、后视雷达搭配后能够成360度雷达视野。
6.N-012相列雷达
由NIIR的一个小部门研制供Su-35用的后视雷达,视野+-60度,对小型空中目标探测距离约50km,对大型目标可达100km。详见Su-35介绍文。
四、附录:两家公司的新动态与其主动相列雷达
法佐特龙-NIIR公司近年基于对未来飞机的论证而开始研发一套更好的雷达系统,这种雷达系统包括前、后、侧视雷达已构成球形雷达视界,带来更好的状况意识(SA)能力,能适应未来飞机对敌我识别、攻击精度等要求。并期望发展一种在12~15年间仅需透过软件升级而完全不须改硬件的雷达。
提赫米洛夫--NIIP已获得第五代战机雷达合约,目前正全力研制第五代战机的雷达。因为经费的因素,NIIP并没有研制全新的雷达,而是先保留部分久经世故的第四代雷达技术加上必要的改进与创新而成,先求达到需求,之后再逐步过度到真正的五代雷达。NIIP高层表示,如果经费足够,全第五代雷达最快要2012年左右才能问世。
俄罗斯的第五代战机将装备主动相列雷达(AESA),NIIP与NIIR两公司都有自己的AESA。NIIP公司不久前取得第五代战机主动相列雷达研制权,并于2003年6月首次进行原型机的实验室测试。而NIIR公司多年前即为苏霍设计局的S-54研制“隼”(SOKOL)主动相列雷达(注意与SOKOL被动相列天线不同),并做出原型测试过,虽然NIIP获得五代机AESA研制合约,但NIIR公司仍将继续研制其AESA以便争取未来可能的市场。约2006年起,Su-37将可能配备这些为五代机研制的AESA成为Su-30MK系列与五代机之间的过度机种。
光电系统
一、红外线搜索与测距系统(IRST)
Su-27的OEPS-27光电系统内的OLS-27〔36红外线搜索与追踪系统(IRST)〕以及Su-33的OLS-27K由“地球物理中央设计局”(Geophyzika)研制,由乌拉尔光学仪器工厂(UOMZ)生产。而Su-35、Su-30MK等所用的OLS-30系列则由UOMZ自行设计。
OLS-27、OLS-27K、OLS-30详细资料分别收录于Su-27S、Su-33、Su-35介绍文,这里仅编列数据表。
二、UOMZ公司的Sapsan-E光电荚舱
Sapsan-E是供Su-27与MiG-29使用的光电夹舱,由UOMZ公司于多年前开始发展,并将仅装备电视摄影机与雷射测距/照明仪的Sapsan荚舱出口国外,这次展出的则是完整版。Su-27与MiG-29将光电系统内建,因而可用光电球满足对面武器的电视导引、雷射照明等,但光电球位在机首上方,下视视野不足,在远程对地攻击时倒还无所谓,然在近程攻击时就远不如光电荚舱(光电荚舱一方面挂在下面,一方面导引头可大角度转动)。另一方面荚舱也有易于升级等众多优点,因此俄国近年也开始像欧美一样发展多种荚舱。
1.UOMZ公司的GOES系列光电系统
Sapsan-E装备UOMZ公司的GOES系列探测系统。所谓的GOES是一种高度整合的模块化光电探测系统。他让不同的光电传感器尽可能的共享光学窗口并优化数据,例如让电视与热影像摄影机共享窗口并共同处理数据,选择其中较精确的数据供系统使用,如此24小时都能有最适当的数据(例如白天取电视摄影机的可见光数据,而晚上电视摄影机已不堪用时就选用热影像摄影机的数据)。GOES能整合的光电设备有:昼间电视摄影机、微光电视摄影机、热影像探测器、雷射测距仪、雷射测距既目标指示仪、雷射照明仪、敌方雷射照明警告器、红外线探测仪等等。将这些系统做不同的组合就能适应于不同任务的飞机,目前各式各样的GOES导引头以应用于Ka-50、Ka-52、Mi-17、Mi-8等直升机。
2.Sapsan荚舱
Sapsan是用于Su-27、MiG-29等战术战机,装备口径360mm的GOES光电系统,多年前仅装备昼间电视摄影机与雷射测距仪供出口。目前则已发展完成。完整版的Sapsan-E是UOMZ公司与苏霍、米格两公司商榷下的结果,能完全适合Su-27与MiG-29的对地攻击需要。配备电视摄影机、热影像仪、雷射测距仪以及雷射照明仪。其它诸元还有:宽360mm,长3m,重250kg,使用温度摄氏-60到+50度,上视10度下视150度,左右视野各150度。
电 战
有关Su-27的电战系统概念详见Su-27S与Su-35部分,这里仅个别介绍较新的产品供读者进一步参考。
一、L-005S“Sorbtsya”电战荚舱
由卡鲁兹斯基科学研究所(KNIRTI)为Su-27系列研发,用以对抗F-15、F-16、F/A-18、幻象2000等战机以及鹰式、麻雀、爱国者等防空飞弹之雷达系统。L-005S挂于翼端,因为距离远,因此较容易涵盖大范围,且定位更准确。荚舱中间为接收机、发射机等,前后两端则是被动式相列天线。相列天线能用以探测或主动干扰辐射源,不同天线之间能分工合作以达成目的,例如可由一个天线负责监视,另一个天线负责干扰。
采用主动干扰模式时,可采大功率干扰或以反射方式制造假讯号干扰,后者是对介于飞机与辐射源之间的地面或水面发射类似的波束,使对方收到回波后可能算出的位置在实际目标的下方,如此便达诱骗目的。除了干扰雷达外,也能用以干扰雷达导引飞弹寻标头,每具相列天线约可发射10多个干扰波束。
KNIRTI未来可能将光电系统整合到L-005S荚舱内,以增加对抗光电导引武器之能力。俄国在Su-27LL实验机的翼端挂架上试验一种很小的多面体雷射发射机,每一面都可以发出雷射,由于多面体是不规则、不对称型的,因此只要转动这个多面体理论上就能让雷射照到许多方向,这种装置可用以摧毁红外线导引头。该设备体积小,大约只跟一般飞弹弹头差不多而已,要整合进荚舱应不困难。
二、L-175V噪音干扰荚舱
用于Su-32电战型的噪音干扰荚舱,平均功率1kw,详见Su-32介绍文。
三、拖曳诱饵
同样是KNIRTI的产品,将装备在Su-27系列上。采用拖曳诱饵的好处是由于飞机带着诱饵继续飞行,因此诱饵一直保有与飞机差不多的速度,如此敌人就难以藉由两者的速度差异判定真假,是被动干扰系统发展趋势之一。不过据说此系统的研制不是很顺利,现况如何还不明。
四、导引头致盲雷射
以雷射等高能波束射瞎红外线导引头是先进战机对抗短程飞弹的趋势之一。俄国也老早在研究。其操作方式是在飞机感测到来袭飞弹方位后,指引高能雷射射向飞弹,使其导引头失效。在Su-27的LMK-2405号机翼端挂架前面可见多窗口小球,可能就是这种系统。