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中國這項反隱技術一旦應用,美軍900億美元打水漂

軍妹是哈利波特重度迷妹,記得小時候看《哈利波特之魔法石》,鄧布利多曾送了哈利波特一件隱形衣,只要披上人就能立馬消失不見。

雖然隱身衣有些小小bug,但並不影響軍妹對它的憧憬啊。畢竟,穿上隱身衣就可以神不知鬼不覺干好多好多壞事,多幸福啊~

先別鄙視軍妹的小心思嘛,看看現實中那些被稱為「空中幽靈」的隱形戰機,其實出發點基本上也和軍妹差不多嘛。但是,就像披著隱形衣的哈利波特仍然可以出現在活點地圖上,現有的隱形戰機也擁有各自的缺憾,這其中,隱形戰機與花式各樣的反隱技術之間的鬥智斗勇一直進行著,道高一尺魔高一丈,但誰是矛,誰又是盾,大家都是傻傻分不清楚。

但軍妹最近聽到了這個說法——中國這項反隱技術一旦應用, F-22與B-21都死定了!

哇,說的這麼唬人,到底咋回事,別急,軍妹慢慢告訴你。在介紹這項技術之前,先來看看現有的隱形戰機。

世界上第一種可正式作戰的隱身戰鬥機F—117,作為曾經的空軍明星,卻在2008年就被美軍宣布全部退役。理由十分簡單,F—117採用隱身外形,在性能上卻造成了許多難以改變的缺陷,如空氣動力性能不好,飛行不穩定、機動性能差、作戰能力差等等。

接下來,各式隱形戰機相繼升天,軍妹主要介紹四款目前世界上最先進的隱形戰機。

01

美國:F-22猛禽戰鬥機

F-22猛禽戰鬥機(LockheedMartinF-22Raptor)是目前世界上唯一投入戰備狀態的第五代戰機。F-22對隱身的重視幾乎到了無以復加的程度,對各個譜系的感測探測設備都有隱蔽性,包括雷達信號、視覺、聲音和無線電頻率。除了外形設計、運用雷達吸收材料,設計者甚至注意到鉸鏈和飛行員的頭盔也可以產生雷達反射。其實,減小雷達截面只是F-22幾種隱身殺手鐧之一,它還可以進行紅外輻射偽裝,以用於應對具有紅外自動跟蹤能力的地對空和空對空導彈,包括其平面(而不是圓形)的推力矢量控制噴嘴。此外,設計師還採用了肉眼難以察覺的外觀,並且有意限制了飛機的無線電和聲音釋放。

02

美國:F-35閃電II

F-35閃電II戰鬥機(F-35LightningII)是單座、單引擎、隱形、多角色戰鬥機家庭的一員,目前正處於不斷開發階段。F-35具有突出的隱身性能,由於在設計中使用了纖維墊等低可偵測性材料,它擁有較傳統隱形飛機更低的雷達目標有效截面。為了在執行任務時實現更好的隱身性能,F-35戰鬥機採用了內部燃料箱。它還採用了與SR-71黑鳥同樣的利於隱形並增強升力的舷代替F-16和F/A-18所用的翼前延展(LEX)。飛機引擎前的突起構成了分流器超音速進氣道(DSI)的一部分,它更為簡單輕巧,可以在多種氣候條件下保證高質量的氣流,這些通氣口同時也使得熱量更不易被探測。

03

俄羅斯:蘇霍伊(Sukhoi)PAKFA(T-50)

PAKFA目前正處於開發階段,其目標是取代俄羅斯原有的米格-29和蘇-27戰鬥機,並且作為與印度合作的蘇霍伊/哈爾FGFA項目的基礎。因為目前關於PAKFA的信息還處於高度機密狀態,但我們依然可以從俄羅斯國防部和軍方的採訪中得到蛛絲馬跡。PAKFA據說將是一款新型隱形飛機,其基本任務是超音速巡航,不過將來可能升級為空對空、空對地和空艦導彈版本,並裝備有主動電子掃描陣列(AESA)雷達,其中包含有1500多個電子元件,也不乏人工智慧設備。

04

中國:殲-20

殲-20作為中國首款第五代戰鬥機,融合了全球多種已經在使用的優秀戰鬥機的特點,具備很強的隱形性能、機動性能。比如美國F35的光電分布孔徑系統(EODAS),也被技術人員整合到殲-20戰鬥機上。殲-20是世界上第二架應用EODAS的戰鬥機。 殲20是首款採用鴨式氣動布局的隱身戰鬥機,採用DSI鼓包進氣道。

那麼,隱形戰機究竟是如何隱形的呢?反隱又要如何實現呢?

要弄明白戰機如何隱身,首先要弄明白雷達是怎樣發現戰機的。雷達發現戰機是靠雷達發射電波,然後電波被戰機表面反射,雷達接受到反射波,這才能發現戰機。劃重點,關鍵就在於戰機對雷達波的反射。基於此,戰機隱身的概念實際上就是指讓戰機不被敵方雷達發現,做到在雷達屏幕上隱身!

雷達的工作原理是依靠固定設備發射的超聲波,遇到目標後,反射回來,以此來確定目標。也就是說雷達的超聲波是一種聲波,只是人類無法聽到。在日常生活中人們接觸的到的隔音房間,有很多都是用了吸音材料,在某種程度上能吸收聲波,起到很好的隔音效果,這和隱身材料吸收雷達波的原理差不多。

隱形戰鬥機通過機身塗上一層高效吸收電波的物質,造成雷達無法追蹤的效果,而還有一種要比塗上一層高效吸收電波的物質還要好的隱形辦法,等離子(還在研製)。但是只靠塗吸收電波的物質也是達不到很好的效果的,還要在飛機的氣動布局上做修改,要使飛機的平面反射面積盡量的小,同時還要對發動機的紅外輻射做簡化處理,隱形飛機要從很多方面下手才能達到隱形的效果。飛機的外形和氣動布局決定了其雷達散射截面的大小。

反隱原理清楚了,但在實際的應用中,又存在的那些問題呢?

雷達最早在二戰期間得到大規模應用,特別是在不列顛空戰中,英國皇家空軍依靠雷達的輔助對德國空軍造成較大殺傷。當時的雷達單純利用發射的電磁波信號,經過目標表面散射後,通過判斷接收信號的能量,來識別、判斷目標。不過,這種雷達的信息載體只能通過信號的絕對幅度或幅度的變化來體現,檢測機理就是簡單的能量檢測,無法區分雜波和目標,分不清在空中飛舞的錫箔條和真正的戰機,信息利用方式單一,因此,應用領域受到較大的限制。

目前,經典雷達存在一些缺點,一是發射功率大(幾十千瓦),電磁泄漏大;二是反隱身能力相對較差;三是成像能力相對較弱;四是信號處理複雜,實時性弱。

據外媒報道,中國的反隱技術目前已經名列世界前沿,其中中國的量子雷達技術就是一種十分成功的反隱設備,這種設備能夠探測到數百公里之外反射截面很小的機型。這是因為量子雷達的成像原理和一般雷達不同,物體只要接受光子信號就會改變數子屬性,這一原理應用在隱形戰機上也是一樣的,所以隱身技術對於量子雷達而言並不奏效。而值得了解的是,量子雷達也是可以配備在衛星上的,這也是未來反隱技術發展的一個大方向。

中國電科十四所在其官方微信透露,該所研製的量子雷達原理樣機已能探測到數百公里外的目標,成功通過驗收成為中國首台威力突破百公里量級的同類型雷達樣機,中國完成了量子雷達樣機的遠程試驗走到了世界的前列。

量子雷達這項技術牛在哪?

量子雷達技術可用於探測和識別傳統的射頻隱身平台和武器系統,為準確探測隱身目標提供了一種新的技術途徑。面對新型信息化戰爭,量子雷達可能成為一項革命性技術,正如上世紀末射頻隱身技術的出現一樣,量子雷達將會發展成為射頻隱身技術的「剋星」。

事實上,即使是世界上最先進的隱形飛機,在該雷達面前也不可能消失的無影無蹤,一旦被鎖定,將很難逃避防空導彈打擊。另外,量子雷達所採用的量子波束,其隱形態傳輸與傳播媒質無關,可自由探測深海潛艇目標。

量子雷達將量子信息技術引入經典雷達探測領域,解決經典雷達在探測、測量和成像等方面的技術瓶頸,提升雷達的綜合性能。量子雷達屬於一種新概念雷達,首要應用是實現目標有無的探測,在此基礎上可以進一步擴展應用領域,包括量子成像雷達、量子測距雷達和量子導航雷達等,從本質上來說,量子雷達並沒有脫離經典雷達探測的框架體系,只是在利用量子理論進行系統分析時,對雷達中一些概念和物理現象,如接收機雜訊等,具有全新的、更準確的理解。在此基礎上,量子雷達從信息調製載體和檢測處理等方面入手,提升雷達的性能。

量子雷達的分類:

根據利用量子現象和光子發射機制的不同,量子雷達主要可以分為以下3個類別:

一是量子雷達發射非糾纏的量子態電磁波。發射機發射單光子脈衝探詢目標可能存在的區域,如果目標存在,則信號光子將會以一定的概率返回至接收機處,通過對返回光子狀態的測量可以提取出目標信息。

二是量子雷達發射糾纏的量子態電磁波。其探測過程為利用泵浦光子穿過(BBO)晶體,通過參量下轉換產生大量糾纏光子對,各糾纏光子對之間的偏振態彼此正交,將糾纏的光子對分為探測光子和成像光子,成像光子保留在量子存儲器中,探測光子由發射機發射經目標反射後,被量子雷達接收,根據探測光子和成像光子的糾纏關聯可提高雷達的探測性能。與不採用糾纏的量子雷達相比,採用糾纏的量子雷達解析度以二次方速率提高。

三是雷達發射經典態的電磁波。在接收機處使用量子增強檢測技術以提升雷達系統的性能,目前,該技術在激光雷達技術中有著廣泛的應用。中電14所實際上應用的是上述三種模式中的一種。

量子雷達的技術優勢

據專家披露,其實相關量子雷達研究已經做了很多年,之前做的量子成像方面的工作,並沒有在單光子水平上,而是用光的高階關聯特性實現的成像,確實有突破雲霧等的特點,但成像過程還是比較複雜的,流程也較漫長,實用性還有待發展,而且很難說叫量子成像。

實際上,世界各國對此也都有研究,而且技術發展較快——2008年美國麻省理工學院的Lloyd教授首次提出了量子遠程探測系統模型—量子照射雷達,從理論上證明了量子力學可以應用於遠程目標探測。2012年,東京大學的Nakamura和Yamamoto採用超導迴路,取得了微波頻段單光子態和壓縮態產生與接收技術的新突破。2013年,義大利的Lopaeva等首次用實驗方法實現了量子照射雷達,該實驗基於光子數關聯,驗證了Lloyd提出的量子照射雷達模型探測在高雜訊及高損耗時依然有目標探測能力;2015年,德國亞琛工業大學的Shabir Barzanjeh等對微波量子照明探測進行了深入研究。

據說美國為了確保其空中領導地位,正在研發的B-21被寄予了十分的厚望。考慮到一些國家越來越先進的防空系統,美軍計劃組建規模達165架以上的B-21機群,才能滿足未來戰鬥需求。根據五角大樓數據顯示,B-21轟炸機單價將是5.5億美元。也就是說,如果滿足組建165架規模機群的要求,則要投入900多億美元。如果中國的量子雷達技術一旦應用,則很有可能讓美空軍投入900多億美元打造的B-21機群無用武之地。

這樣看來,美軍還真是壓力山大啊。

文章綜合自網路


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