紅外晶片,中國針對五代隱形戰機的殺手鐧

在印巴衝突中,法國造的陣風戰機雖然是先進的四代半飛機,但因為屬於非隱形戰機,被巴基斯坦殲10發射的PL15空空導彈打了個60,堪稱是一邊倒的屠殺。
在這場技術實力完全不對等的戰鬥中,戰機飛行員的存在也似乎是可有可無的,雷達上探測到了紅點,摁下導彈發射按鈕,然後就可以返程回家了,而對面的陣風戰機到爆炸前夕雷達都是一片空白,什麼都看不到。整個戰鬥過程都是超視距,完全沒看到對方的飛機在哪,和打遊戲差不多。
中國的空空導彈PL15,是雙脈衝發動機,存在不可逃逸區,敵方戰機所謂的緊急機動閃避等動作完全無效,因為導彈在接近時會啟動第二個發動機,以巨大的加速度各種改變飛行軌跡,靈活度遠超笨重的戰機,所以在抵達一定距離後,戰機就不可逃逸。
陣風戰機作為先進的4.5代戰機,其發動機能提供的加速度最高也就9G,這已經很恐怖了,維持這個加速度30秒大部分飛行員都得昏迷。
但中國的PL15導彈,末端加速度達到了35~40G,不管陣風以任何姿態進行緊急機動都逃不掉。
末端加速的影片沒有,但中國導彈初段加速的影片我找了一個,讓大家側面感受一下什麼叫加速度,在這種恐怖的加速度面前什麼機動躲避都是白扯。
因此在印巴空戰中,只要雷達探測到了敵機,那對方就已經是一個死人,反過來說如果探測不到敵機,那就只能等死,飛行員什麼都做不了。
當然出現這樣的情況,是因為印巴雙方存在巨大的技術代差,相當於用步槍去打大刀長矛,但如果在同技術水平下,飛行員的勇氣和意志依然可以決定戰局。
中國空軍的假想敵從來都不是印度空軍,也不是法國的陣風戰機,而是美國的五代隱形戰機F35,以及美國最先進的F22,所有的作戰體系都是圍繞如何擊落美國的隱形戰機而準備的,打非隱形戰機屬實是殺雞用牛刀。
印巴空戰證明了任何戰鬥機只要被雷達鎖定,那就是死路一條,但如果戰機隱形了,雷達無法鎖定,怎麼辦?
如果雷達無法鎖定敵機,那導彈速度再快,加速度再高,也是瞎子,是不可能命中敵機的。
這就是五代隱形戰機的可怕之處。
在這次印巴戰爭中,殲10打了印度一個60,擊落了3架陣風。
2007年美國舉行的“紅色演習”中,五代隱形機F22,對F15F16打出了1440的戰果,完全就是無傷刷人頭,擊落速度只取決於F22回基地補充導彈有多快。
2019年中國舉行的“金頭盔”比武中,五代隱形機殲20對殲11B,打出了1080的戰果。
所以殲10打陣風那不算屠殺,五代隱形機要是上場了那才叫屠殺。
既然五代隱形機那麼可怕,而我們又是一個愛好和平的國家,那我們首先要考慮的不是怎麼拿五代隱形機去打別人,而是怎麼防止五代隱形機來打我們。
五代隱形機的一身本領,以及最大的可怕之處,大部分都集中在可以隱形上面,只要能破除掉五代機的隱形那這種飛機就沒那麼可怕了。
雖然名字叫隱形飛機,但五代機並非真正的隱形,只是讓雷達無法探測和鎖定自己而已,這個隱形的真正含義是在雷達探測器上隱形。
美國五代隱形機F22的雷達反射截面積(RCS)極低,只有0.001-0.1,和一隻飛鳥差不多大,所以雷達探測不到,所以“隱形”。
確實強大,但這並非代表五代隱形機是無敵的,因為這種隱形技術存在四大致命弱點,我按從弱到強排序,給大家說一下。
五代隱形機的第一個致命弱點:
其降低自己雷達反射截面積的手段,並不是完全透過可吸收雷達波的隱形塗料實現的,而是依賴於氣動外形設計的輔助配合,一般採用稜角外形、平滑曲面以及傾斜垂尾來將雷達波散射到其他方向,同時採用內部彈倉設計,取消了外掛武器,同時隱形狀態下無法超音速,最大速度0.9馬赫。
以上種種全部配合在一起,才實現了五代機的隱形功能,缺一不可。
這就帶來了五代隱形機的第一個致命弱點,那就是其外形對雷達波的散射,非常講究角度。
五代隱形機的雷達反射面積從來都不是一個固定值,0.001~0.1之間差了上百倍,這個上百倍就是地面雷達站從不同的角度發射雷達波,給測出來的數值。
所以只要多佈設雷達發射源,比如三雷達聯動或六雷達聯動,就可以對隱形飛機所在的區域實現多重方向的雷達波覆蓋。
和單雷達相比帶來的偵測效率最多可以是上百倍的提升,還有在同一位置出現了不同反射截面積的物體,系統會對此高度預警。
但僅僅只是預警,還不足以精確偵測。
五代隱形機的第二個致命弱點:
其外形對雷達波的散射,是針對地面雷達站設計的,也就是隻有對從下往上發射的雷達波,才能實現那極低的雷達反射截面積。
五代隱形機從下往上看的外形,和從下往上看的外形,那是完全不一樣的,對於從上往下發射的雷達波,散射效果相當差。
所以五代隱形機的天敵就出現了,預警機,直接帶著雷達往高空飛。
預警機不帶任何武器,作用就是帶上儘可能大的雷達,飛的儘可能高,一般來說比五代機飛的要高得多,因為特化設計了。
預警機的存在,讓中國對F22的鎖定距離,從數十公里暴增到2~300公里左右。所以在戰場上預警機被列為“高價值目標”,其價值和擊落的重要程度不低於五代機,而預警機通常依賴超長的雷達偵測範圍,執行任務時遠遠的躲在後方,讓前方的戰機保護自己。
五代隱形機的第三個致命弱點:
雖然五代隱形機可以實現自己的隱形,但為了維持隱形狀態,不僅要全程亞音速飛行,而且自己的機載雷達是絕對不能開機的,因為雷達的工作原理是先對外發射雷達波,然後接收返回的雷達波。
五代機自己再隱形,只要打開了機載雷達,那就等於對周圍幾百公里的所有戰機舉著大喇叭高喊我在這裡,瞬間就會被別人鎖定位置。
但自己不開機載雷達,那就等於自己也是個瞎子,雖然別人看不到自己,但自己也看不到別人,那這個隱形有什麼意義呢?
這是五代隱形機的巨大弱點之一,只要五代機想開啟雷達鎖定別人來發動攻擊,那就有暴露自身並被擊落的可能性。所以五代隱形機在出戰時如果想全程保持隱身狀態,那就必須配一個預警機,依賴預警機的雷達在遠距離鎖定別人,並時刻把座標發給自己,實現AB導。
而預警機不僅不隱形,還是一個超大的喇叭和火炬,所以在真正的大規模空戰中,派一些老舊戰機或無人機前出偵察,迫使對方開火擊落是非常重要的。
對方只要發射空空導彈就必須開啟雷達,如果是五代機的機載雷達開機了,那自身位置就直接暴露了,瞬間就會有導彈向那裡發射。如果是預警機的雷達開機了,那預警機的位置暴露後,以預警機為中心畫一個圈,對方的五代機肯定就在這個圈裡,就可以針對性的派遣無人機等前往偵察,對方五代機必須開火攻擊,要是不管那就直接打掉預警機。
五代隱形機的第四個致命弱點:
其發射導彈進行攻擊,必須開啟彈艙,一旦開啟彈艙就會破壞自己的隱身外形,形成一個直角發射面,導致雷達波集中反射回接收機方向,這會導致自身的雷達反射截面積提升約100~1000倍。
所以五代隱形機開啟彈倉攻擊別人的時候,自身被鎖定擊落的風險也會同時激增,這是一個巨大的自身弱點,因此中美的五代隱形機全部儘量壓縮這個風險視窗期。
美國的F22,彈艙開閉耗時僅0.5,但需保持艙門開啟至導彈點火(約2秒),中國的殲20採用液壓彈射+艙門同步關閉技術,導彈彈出後0.3秒內關閉艙門,使雷達暴露時間縮短至1秒以內
這麼短的時間對於中美之外的國家來說,是難以偵測難以鎖定的,因為很多國家的雷達是每3~4秒才發射一輪雷達波,恰好偵測到的機率並不高,但對於中美的雷達技術來說,1秒已經足夠了。
所以五代隱形機的對戰,飛行員開火是有巨大風險的,哪怕有預警機指引目標,自己發射導彈也有巨大風險,怎麼做才最優那就很考驗飛行員的技術和膽識了,並不是五代機打四代機的那種無腦打地鼠。
但以上所說的四個弱點,合在一起都不如最後一個。
五代隱形機的第五個致命弱點:
這是五代機的最大弱點,因為五代機的隱形是針對微波雷達的,但五代機在飛行的過程中和空氣摩擦產生大量的熱量,自己的發動機也在時刻噴出高溫高壓的氣體。
這個宇宙中只要溫度超過絕對零度的物體,都在時刻對外發射著紅外線。
在空曠低溫的高空中,在紅外雷達的視角中,五代隱形機就如同太陽般耀眼,那是一個巨大的紅外放射源。
只要五代機還想在天上飛,就必須時刻消耗巨大的能量,而這些能量最終都會轉化成熱量,然後這些熱量就會成為紅外放射源。
所以五代機在紅外雷達眼裡是不隱形的,完全裸奔。
沒有直接淘汰掉五代機,是因為目前人類的紅外探測技術不太行,探測距離比較短,但紅外探測依然是威脅五代機最有效的手段。
中國的PL15攜帶的就是雙導引頭,一個是雷達導引頭一個是紅外導引頭。
五代機被雷達導引頭鎖定了,運氣好還不一定死,但如果被紅外導引頭鎖定了那就必死無疑。
對於自己的紅外弱點,五代機並非沒有想過辦法解決,比如說F22就使用低紅外蒙皮來降低自己的熱訊號強度,同時把自己的可觀測尾焰溫度給降低到了600,比蘇351200降低了一半。
根據普朗克輻射定律,紅外輻射強度和目標溫度的四次方成正比,因此溫度降低一半,對外發射的紅外訊號強度就變成了原來的1/16
但即便如此,美國的五代隱形機F22,在中國PL15攜帶的紅外導引頭面前,鎖定距離也高達30~40公里,也就是說一旦被PL15導彈抵達到了F22周圍30~40公里,那這個F22就已經可以宣告是個死人了。
30~40公里的鎖定距離,並不是中國紅外技術的極限。
在同等技術水平下,探測距離永遠和自身的體積以及功率成正比。
對於雷達來說,探測效能永遠是地面雷達站>預警機雷達>戰鬥機雷達>導彈雷達,因為雷達的體積和功率越來越小,這一定律對於紅外雷達來說也是一樣,導彈紅外雷達的探測距離永遠是最小的。
中國的機載紅外雷達,探測鎖定F22的距離達到了100公里以上,地面天弓反隱形紅外雷達對F22的探測距離達到了180公里,和隱形戰機的另一個天敵,能利用長諧振效應穿透隱身塗層米波雷達協同探測可構成反隱身網路。
但以上這些,依然不是中國紅外探測技術的極限。
中國發明的平流層飛艇平臺,攜帶中短波紅外探測系統飛到20公里的高空,可以在2000公里的距離發現美國的五代隱形戰機F35,該系統一旦升空可在太陽能驅動下懸空執行數月,覆蓋我國臺海和南海等戰略要地,實現預警保護。
當然了這個只是預警而不是真正的鎖定,其定位精度是1~5公里,這是因為在1000公里的距離上,紅外相機的一個畫素點就高達100米了。
但這套系統可以在高達2000公里的距離上,告訴我們那裡有一個異常的紅外熱源需要警惕,範圍也可以大概框定在5公里之內,然後我們就可以派出預警機去精確定位,一旦被能米級定位的預警機發現,那伴飛的殲20就可以發射導彈將其殲滅。
傳統對付F22的預警手段是米波雷達,其預警範圍只有300公里,而紅外技術可以讓我們的預警範圍提升至2000公里。
而紅外雷達的作用還不止於此,五代機自身必配紅外雷達,不僅僅是為了鎖定對面的五代機,紅外雷達還有個巨大的優點是被動探測。
雷達想要發現別人,需要自己對外發射雷達波,這會導致別人也能同時發現你。
而紅外波的發射源是具有溫度的物體自身,紅外雷達只負責接收紅外波而已。
所以機載紅雷達是不需要對外發射任何東西的,默默接收記錄外界的紅外訊號就可以了,也就是被動探測,這種特性讓戰機無需開啟雷達就可以發現敵機,實現“先敵發現、先敵攻擊”的“沉默獵殺”模式
如果雙方的預警機都被打掉了,也脫離了地面雷達的工作範圍,雙方的五代隱形機都在天上沉默飛行,那誰攜帶的紅外雷達探測距離遠,誰就能“先敵發現、先敵攻擊”,從而佔據優勢。
那中美的紅外探測技術誰更強?
紅外探測技術是美國發明的,曾經的美國遙遙領先於中國,紅外晶片是美國壟斷的,軍用級絕不對中國出口,連民用級都得限量,而且幾千塊一片。
但如今全世界的紅外探測技術,是中美一樣強,中國已經完全達到了世界一流水平。
這一點,從疫情期間手持式紅外測溫儀的價格被中國壓到了幾十塊錢一個,你就能看出來中國的民用紅外晶片技術已經多發達了。
利用民用紅外晶片的市場,我們的紅外企業得以存活,並慢慢的茁壯成長,最終成為了參天大樹。
湖北有家企業,名字叫武漢高德紅外,進去參觀是不準拍照的,是中國首個打破西方紅外晶片壟斷的企業,也是我國官宣的首批軍民融合企業。
裡面不能說的東西太多,只能說懂的都懂,我就撿一點能說的來說吧。
找人工智慧要了下高德紅外的市場份額分析,這個不是啥機密,都是公開資訊,能說,你自己隨便看看,能看出啥都是你自己看的。
不是我給武漢的企業做宣傳哈,貼個市場份額只是證明,武漢高德紅外是我國紅外晶片的扛把子,全球市場份額也佔第二名。
對我國的軍工紅外技術提供了多大貢獻,那我不好說,但至少也應該是做出了一點自己微小的貢獻,這個是肯定沒問題的。
因為有了世界最先進的紅外探測技術,美國的五代隱形戰機才多次在南海衝突中無所遁形,頻頻被我國戰機精準尋找到位置,甚至出現過殲20飛到了F22身邊,美國的飛行員才發現的事情,有效制止了美國萌發想開啟戰爭的不良思想。
中國產的紅外晶片,成了我們針對五代隱形戰機的殺手鐧。
但中國的紅外探測技術和美國相比,目前也只是“相當”,並沒有超越,雙方的技術實力是同一等級的。
換句話說如果到了美國佈設好探測儀器的地盤上,那我們的殲20也可以輕易的被美國發現。
說到這,就不得不提一下中國的六代機了。
空軍的代差優勢指的是一邊倒屠殺的巨大優勢,否則不配稱之為代差,也就是四代機可以屠殺三代機,五代機可以屠殺四代機,所以只有具備屠殺五代機的技術,才有資格稱之為六代機。
六代機打五代機,就和五代機打四代機那樣,對著雷達像打地鼠一樣打著玩,這才有資格叫六代機,否則不配。
相比五代機,六代機第一個就是彌補自己的紅外缺陷,第二個就是增加忠誠僚機和AI系統。
五代機的隱身,不是完全不可探測,只是低可探測,只是對微波雷達效果好,對很多雷達效果都不好,尤其對紅外雷達幾乎沒有隱身效果。
六代機的智慧蒙皮,彌補了五代機對多種雷達隱身效果差的缺點,尤其實現了紅外訊號的隱身。
最狠的是對發動機尾噴口的降溫,五代機F22把尾噴口降低到了600℃,六代機降低到了50℃以下,接近於溫水的溫度,而且2023年就把這東西寫論文公開發布了。
當然這麼低的噴口溫度是不可持續的,是透過冷卻技術強行吸收熱量暫存在六代機體內,利用紅外蒙皮技術進行遮蔽,但短時間內就必須到安全區域進行熱量釋放。
所以這種噴口超低溫只是在危險戰鬥區域短暫開啟,脫離危險戰鬥區域後還是要開啟正常高溫噴口的,但在這噴口超低溫的開啟時間段,六代機可以實現紅外領域的幾乎完全隱形。
除了隱形效能的大幅提升,六代機的另一個重大突破就是忠誠僚機,使用AI系統進行操作,讓六代機實際上成為了一個空中航母。
這些忠誠僚機都是無人機,很多人對忠誠僚機的理解就是扔出來擋導彈用的,那可就錯了,忠誠僚機不是這麼用的。
六代機釋放忠誠僚機的第一個作用,是協同探測,可以把六代機的探測距離擴充套件到高達1000公里,遠遠超過了五代機甚至預警機的探測範圍。
這是因為忠誠僚機不怕死,可以隨便飛,而且敢滿功率開雷達到處亂竄。
四代機以下沒有參戰資格,五代機敢出手打掉這些到處亂竄的忠誠僚機,自己位置就暴露了,就會瞬間被超遠距離鎖定然後消滅。
如果不打掉,那這些忠誠僚機就到處亂竄到處偵察,自己一不小心位置就暴露了,然後也是死,非常難受,非常被動。
還有些忠誠僚機攜帶的不是探測雷達,是電子戰裝置,直接把對方五代機的雷達弄成瞎子。
還有些忠誠僚機不攜帶雷達,直接帶上遠端空空導彈,代替六代機進行開火發射這一步,避免六代機暴露自身位置。
透過改變忠誠僚機的位置,還可以讓忠誠僚機充當通訊中繼,擴大雷達搜尋範圍等。
透過讓忠誠僚機故意釋放某種紅外特徵或雷達特徵等,讓忠誠僚機自殺式攻擊等,還可以讓忠誠僚機充當誘餌,誘使對方五代機產生誤判從而開火等。
同時還有最後一個功能,也就是給六代機擋導彈,釋放訊號,吸引對方導彈的導引頭鎖定自己,充當肉盾,這讓五代機只有一條命,但六代機有很多條命。
最最後,忠誠僚機這玩意自己還會扔假僚機,模擬真僚機訊號,吸引敵機去攻擊假僚機,從而給真僚機創造鎖定和擊殺敵機的機會。
因此六代機實際上是一個隱形功能極其強大,長期在空中靜默飛行的忠誠僚機母艦,所有的偵察和攻擊都是忠誠僚機完成的,六代機自己只負責釋放和回收忠誠僚機。
忠誠僚機沒打光之前,五代機只有撞了大運才有可能碰到六代機本體,而六代機隨便用點手段就能把五代機逼死。
這種一邊倒的不對稱戰鬥,就和五代機欺負四代機是一樣的。五代機擊殺四代機的速度,只取決於自己重新補充導彈有多快;而六代機擊殺五代機的速度,只取決於自己重新補充忠誠僚機有多快。
六代機這麼可怕,連紅外雷達都針對不了,怎麼辦?
不用怕,因為六代機這東西目前全世界只有中國有,優勢比五代機的紅外雷達之戰還要大。
這一切都是中國各領域的各企業,每家貢獻自己一點微小的貢獻,積沙成塔,一起聯手創造出來的。
作者:遠方青木(公號ID:YFqingmu )


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