邱志明
(海軍裝備研究院系統(tǒng)所,北京 100073)
隱身技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用,出現(xiàn)了“安靜”型潛艇和“隱身”艦船、飛機(jī)、導(dǎo)彈、水中兵器、戰(zhàn)車等低可探測(cè)目標(biāo),這類目標(biāo)是一種通過技術(shù)手段控制和降低目標(biāo)的特征信號(hào)(包括電磁、紅外、可見光、聲、煙霧和尾跡等)從而使其成為難以被發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和跟蹤的目標(biāo)。如:美國的F-117A隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、F-22隱形戰(zhàn)斗機(jī)、F-35C艦載型隱形戰(zhàn)斗機(jī)、B-2A隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)等,其總體特征是雷達(dá)截面小于0.5平方米,同時(shí)采用了電子欺騙、干擾和誘餌系統(tǒng),以及低截獲概率雷達(dá)、有源相干對(duì)消系統(tǒng)等主動(dòng)隱身技術(shù),使其雷達(dá)發(fā)射截面積僅有常規(guī)飛機(jī)的1%。
美海軍已把“隱身艦船——海影”號(hào)上成熟的隱身技術(shù)應(yīng)用到“阿利·伯克”級(jí)驅(qū)逐艦、“朱姆沃爾特”級(jí)驅(qū)逐艦和“自由”級(jí)瀕海戰(zhàn)斗艦等已服役或開始建造的水面艦艇中,俄“基洛夫”級(jí)核動(dòng)力導(dǎo)彈隱身巡洋艦采用了雷達(dá)等低可探測(cè)性技術(shù),大大提高了隱身性能。
美 AGM-129A/B空射巡航導(dǎo)彈、“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈、“聯(lián)合空對(duì)地防區(qū)外導(dǎo)彈”等采用了隱身技術(shù),其RCS僅為0.01~0.2平方米。
潛艇通過減震降噪等技術(shù),使其航行時(shí)輻射的噪聲大大降低。在過去的40年中,西方與俄羅斯?jié)撏У妮椛湓肼暯档土私?35分貝,而且正以平均每年 0.5~1分貝的速度降低,美“海狼”級(jí)攻擊型核潛艇的輻射噪聲已接近海洋環(huán)境噪聲。在潛艇外殼敷設(shè)消聲層后,除了進(jìn)一步降低輻射噪聲,還可以使其目標(biāo)強(qiáng)度下降10~20分貝。隨著安靜型潛艇(輻射噪聲相應(yīng)量級(jí)為線譜聲源級(jí) 115 分貝(5~200Hz)、聲壓譜密度級(jí) 95 分貝(1kHz)、寬帶噪聲級(jí) 135分貝(10~10kHz))的出現(xiàn),大大增加了被動(dòng)聲納和主動(dòng)聲納對(duì)其探測(cè)難度。
隱身技術(shù)的迅猛發(fā)展,對(duì)防御系統(tǒng)提出了嚴(yán)竣挑戰(zhàn),研究和發(fā)展反隱身技術(shù)和武器系統(tǒng)已成為重要而緊迫的任務(wù)。美國對(duì)發(fā)展各種反隱身技術(shù)和能力的效費(fèi)比研究認(rèn)為,發(fā)展反隱身技術(shù)比發(fā)展隱身能力要困難100倍。應(yīng)對(duì)隱身目標(biāo),盡快突破低可探測(cè)目標(biāo)的探測(cè)技術(shù),是未來海戰(zhàn)場(chǎng)必須解決的迫切而現(xiàn)實(shí)的問題。
突破雷達(dá)反隱身的主要技術(shù)及手段:
1)提高常規(guī)雷達(dá)的探測(cè)能力。隱身目標(biāo)總有一定的雷達(dá)散射截面積,如果提高常規(guī)雷達(dá)的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo),也能探測(cè)到隱身目標(biāo)。一是通過增大雷達(dá)的發(fā)射功率和天線增益來提高雷達(dá)的探測(cè)能力,二是提高雷達(dá)接收機(jī)的信號(hào)處理質(zhì)量,增加對(duì)低RCS目標(biāo)回波的探測(cè)概率和抗干擾能力;三是將雷達(dá)與聲、光、視頻及其它情報(bào)信息進(jìn)行融合,形成多頻譜的探測(cè)系統(tǒng)。
2)頻域反隱身技術(shù)。隱身目標(biāo)難以做到全頻段反隱身,目前雷達(dá)隱身效果最佳的頻段在 1~20GHz,如果雷達(dá)頻率超出此范圍,可顯著提高探測(cè)能力,因此,拓寬雷達(dá)頻段是一種有效的反隱身技術(shù)途徑。如:地波雷達(dá)、天波雷達(dá)、米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外和可見光波段的激光雷達(dá)、諧波雷達(dá)以及超寬帶雷達(dá)、多地波段雷達(dá)等。
3)空域反隱身技術(shù)。目前隱身兵器的設(shè)計(jì)僅在幾個(gè)主要部位上減小其RCS,如果雷達(dá)從其他方位采取俯視、仰視和側(cè)視等多方向探測(cè),其隱身能力大大降低??沼蚍措[身技術(shù)是針對(duì)隱身目標(biāo)這一弱點(diǎn)發(fā)展的,主要技術(shù)手段有:機(jī)載/星載雷達(dá)、雙多基地雷達(dá)、把不同頻段的雷達(dá)部署在各種平臺(tái)上組成雷達(dá)網(wǎng)等。
4)極化域反隱身技術(shù)。目標(biāo)RCS與雷達(dá)波的極化有密切關(guān)系。條件相同時(shí),目標(biāo)不同的極化RCS可相差幾到十幾分貝,利用這一點(diǎn),通過改變雷達(dá)發(fā)射極化的方向,使隱身目標(biāo)RCS達(dá)到最大值,從而增強(qiáng)雷達(dá)探測(cè)能力。
5)其它反隱身技術(shù)。如本身不發(fā)射電磁波而是僅靠被動(dòng)接收其它輻射源的電磁信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)隱身目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和定位的無源探測(cè)技術(shù)、光電探測(cè)技術(shù)、聲探測(cè)技術(shù)等。
探測(cè)安靜型潛艇的主要有兩種技術(shù)途徑:一是通過增大陣的長度,進(jìn)一步降低聲納工作頻率和增大水聽器通道的數(shù)量,以檢測(cè)潛艇難以降低的低頻噪聲并拓展到檢測(cè)100Hz以下的潛艇低頻線譜。二是發(fā)展低頻主動(dòng)聲納和多基地聲納。突破的前沿技術(shù)主要有:三維被動(dòng)定位技術(shù)、利用聲場(chǎng)相干積累提高時(shí)間處理增益技術(shù)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)參數(shù)魚雷跟蹤與識(shí)別技術(shù)、基于自適應(yīng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)亩嗄繕?biāo)分辨技術(shù)、低頻大功率發(fā)射陣及發(fā)射速控技術(shù)、主動(dòng)聲納抗混響和多途效應(yīng)技術(shù)、低頻主動(dòng)微弱信號(hào)檢測(cè)及左右舷目標(biāo)分辨技術(shù)等。
低可探測(cè)目標(biāo)的探測(cè)技術(shù)將使探測(cè)能力躍升一個(gè)臺(tái)階,是探測(cè)裝備發(fā)展史的一個(gè)里程碑,標(biāo)志著探測(cè)裝備再一次由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),成為未來海戰(zhàn)場(chǎng)透明的主導(dǎo)方。