若雷达技术获得突破,还有必要研发隐身战机吗?
雷达技术早就有重大突破了!!!现代的军用雷达其实已经是第五代雷达系统了,而且第六代雷达也在路上,用不了多久就会和大家见面了。
要搞清楚这个问题,咱们先看看雷达的代次,然后大家自然就能明白隐身飞机和雷达这两种相爱相杀的军事装备之间的关系了。
第一代雷达是德国人克里斯蒂安·赫尔斯迈尔(Christian Hülsmeyer)在1904年发明的探测装置。
这个装置利用无线电波的反射原理为海上航行的轮船确定前方是不是有其他船只。
主要用在浓雾天气中船只的防撞。
这个装置已经具有了雷达的所有特征。
依靠一对接近的高压电针不断地击穿空气产生脉冲、将脉冲用发射天线发射出去形成电磁波,电磁波经过金属物体反射形成回波,回波经过接收天线接收形成声光信号,克里斯蒂安的做法是带动一个电铃来响铃。
当铃声响起的时候证明船舶行进方向上有船只或者金属障碍物。
这个雷达的作用距离其实只有3-10公里,但已经可以让行驶中的船舶及时改变方向避免碰撞。
在当时这个装置还没有叫做雷达(radar),而是被称作“望远镜”。
第二代雷达还是基于克里斯蒂安的技术,只不过将雷达做成了可以垂直转动的形式。
其实还是克里斯蒂安的做法,通过旋转极轴天线,操作员通过耳机来听到最大的回波声音,然后依据天线垂直旋转的角度通过三角函数的计算方式来计算出目标的距离。
到了第三代雷达就是公认的雷达之父出现的时候了,英国人罗伯特·沃森-瓦特在雷达信号中加入了固定的无线电脉冲。
发射天线(圆形顶端)和接收天线(圆形大锅盖)通过雷达脉冲波形的“相差”来测算目标距离。
大体上就是测出发射波和回波之间的时间差Δt,然后乘以光速就可以得到目标的距离。
当时这个东西就被军用了,而罗伯特·沃森-瓦特也确定了雷达的名字Radar(Radio Detection and Ranging无线电侦测和测距),就成了雷达之父。
当然了这位雷达之父在出席无线电国际会议上还有一个小段子,他在会议上碰到了克里斯蒂安,还是很谦虚地说“我是雷达之父,您是雷达的祖父”。
后期的雷达系统都是在罗伯特的基础上进行的改进,这也就是第三代雷达系统。
虽然期间走了一点弯路,例如二战的很多夜间战斗机的雷达。
还是克里斯蒂安的固定设计之外,大部分都变成了这个样子:这就具备了现代雷达的基本特征:信号震荡器发射天线通断器一个接收天线为人类可读的输出设备产生信号的显示处理器。
控制所有这些设备和天线以执行软件命令的雷达扫描的电子部分。
指向最终用户设备和显示器的系统雷达也在此时就形成了工程学的一个大的学科,既然是学科雷达就很广泛了,其实大家知道的雷达不足真正雷达家族的1/10。
到了第四代雷达的时候人们发现利用多普勒效应可以区分出不同速度的物体,也就开始研制出多普勒雷达。
后来人们发现利用波束赋形的方式可以让雷达波汇聚或者复用,这就是第五代的相控阵雷达。
这就是雷达的发展历史了,我们如果看过这些之后就会发现雷达就是依靠电磁波(无线电波)进行空间探测的设备。
隐身飞机呢?
隐身飞机主要就是对电磁波进行偏转和吸收来降低被雷达探测到的概率的一周飞机设计方案。
这里就有雷达公式(既然是学科了,必定很多公式)的问题了:其中Pr是雷达的回波功率,而在公式分子部分还有一个σ 就是大家说的雷达反射系数,也可以近似地认为是RCS雷达反射截面积σ 和反射回来的雷达波功率成正比。
但是大家可以看到分子上面一大堆参数呢,都和雷达的反射回波功率成正比。
例如Pt发射机的功率,G发射机天线的增益系数,A雷达天线的口径……隐身的意义就在于通过降低σ数值来有效地扩大R(距离)的数值。
这样在飞机和雷达的较量中让雷达更难发现。
其实隐身飞机的概念在雷达刚刚出现在战场上的时候就被研究,并不是太新的概念,从第一代喷气式飞机甚至之前的一些螺旋桨飞机都开始注重了隐身的设计。
直到F-117这一种将隐身作为第一目标的飞机出现隐身技术才被大众所广泛谈论。
所以说绝对隐身的飞机不存在,绝对发现不了隐身飞机的雷达也不存在,这是两个相对立技术之间的博弈过程。
并没有什么必要性或者非必要性的讨论。