F-22不對中國空中安全構成迫切威脅

來源：西陸軍事

作者：Candy_春 時間：2009-04

F-22作為目前服役的唯一一種第四代戰鬥機，一出現就收到了人們的大量關注。其先進的性能一致被大量光環所包圍。在西方的強勢媒體的吹捧下曾經一度被神話成“根本看不見，看得見也打不著”的無敵戰機。由於我國在近期內沒有製造與之抗衡的先進戰鬥機計劃，這使得如何立足於現有裝備對抗F-22稱為了一個非常敏感的話題。隨著F-22的入役數量越來越多。F-22對我國的空中安全將構成什麽樣的影響成為了一個必須考慮的問題。這裏，我將從性能，戰術，政治3方麵分別加以討論。來分析F-22對我國將構成什麽樣的威脅。

性能分析：

關於F/A-22的基本數據
起飛重量：27220KG
正常載油量：11350KG
起飛推重比：1.17
起飛翼載：350KG/M2
最大M數： 2.0M
最大表數：1480KM/H
實用升限：20000M
最大使用過載：9G
爬升率H=5KM M=0.9 243M/S
穩定盤旋過載：H=5KM M=0.9——7.0G；H=11KM M=1.6——4.3G
加速性：H=11KM M=0.8~1.6——64秒
最大瞬時盤旋角速度：28度/秒
最大轉場航程：3200KM；作戰半徑（高—高—高）：1300KM
發動機：F-119-PW-100，加力推力155.6KN，推重比10，總壓比25，涵道比0.2。
雷達：APG-77AESA
武器：AIM-120A/C，AIM-9X，JDAM，M61A1機炮……
全機鈦合金占41%，複合材料24%……

隱身性能：
F-22的雷達隱身性能毫無疑問是被誤解的最多的方麵。公眾對雷達隱身特性的吹噓與追捧已經到了掩蓋真相的地步。在這裏我們通過一點計算與幾個實例來解開這個被迷霧所包圍的謊言吧。

據美國空軍公布的資料聲稱F-22頭向RCS僅為0.0065，小於F-117的0.065。對於這個數據我們認為是缺乏可信度的。首先從材料方麵考察，F-117使用的吸波材料為某種羧基鐵酸鹽，而F-22由於可維護性與超音速性的限製使用了結構型吸波材料（鋁基碳纖維增強材料，碳-熱塑性樹脂複合材料或炭化矽-碳複合材料中的一種）。鐵氧體塗料厚度可調吸波能力通過提高厚度的方式會增加。不考慮重量等問題鐵氧體吸波塗料最佳衰減能力可達到-44dB以上。而結構性吸波材料中性能最好的SiCf最大衰減能力則隻有-29dB。材料上的差距十分明顯。再考察外形設計：從隱身角度說翼型不但相對厚度應該小，前緣也要尖削，然而F-22的48度後掠梯形翼顯然的背離了這個原則。更加嚴重的是F-22機翼外段向前偏轉了3度，這為雷達散射提供了很好的機會。而且從進氣道方麵考量，S型進氣道的隱身性能肯定不會優於F-117的有遮蔽的二元進氣道。從隱身的各個需要來看F-22都要弱於F-117，而F-117聲稱RCS為0.065（南聯盟以及我國的專家認為該機的實際RCS為0.5左右）。F-22比F-117小10倍的RCS實在令人無法信服。而且，采用了相似技術外形更小誕生更晚的F-35聲稱RCS僅為0.065(原聲稱為0.0065後於2006年改為0.065)。恐怕是因為F-35將要銷往外國，美國人實在無法達到這個難以置信的數字而不得不低頭認錯了。

進一步，我們將討論隱身的意義：
首先，我們先要考察的是雷達探測距離公式：
式中，Rmax：雷達最大探測距離；Pmin：最小信噪比確定的可允許的接收信號最小電平；Pt：雷達發射機輸出功率；G：由於共用天線Gt（發射天線最大增益）和Gr（接收天線最大增益）的共同閾值；λ：雷達波長；δ：雷達截麵（RCS）

根據此公式，雷達在自由空間的最大探測距離分別與RCS,最小探測距離，輸出功率，波長的四次方根成正比同時與增益的平方根成正比。該公式普遍的適用於所有雷達，不同設計的雷達不同的隻是其中的Pmin,Pt,G,λ。也就是說要讓雷達探測距離減少一倍RCS就要相應減少16倍這個數據是相當可觀的然而要讓雷達探測距離增加一倍則相當簡單提高增益和提高功率都是行之有效的方法。換言之也就是說雷達的探測距離與飛機的RCS的4次方成正比。

即使接受F-117的聲稱RCS值。考慮其側向RCS為2~3取概率平均值的話其平均RCS仍為0.5左右。通過自由空間雷達探測距離公式我們可以發現：F-22與F-117的隱身特性僅僅是將雷達的探測距離縮小了50%左右而已，並非不可探測。我知道這時候就會有人跳出來反對我了：既然僅此而已為什麽海灣戰爭時F-117出勤上萬架次都全身而退？這裏我們就需要進行一下技術分析了：F-117曆史上所麵對過的敵人無非就是SAM-2/3/4/6四種防空導彈的雷達係統。以抗幹擾能力最強的SAM-6“根弗”為例，其引導雷達1S91“同花順”最大探測距離75公裏最大製導距離28公裏。由於60年代計算機技術的限製，當使得雷達係統主要依靠提高最小接受頻率以及減小天線增益來對抗幹擾。對F-117的探測距離隻有14公裏（無幹擾）/7公裏（有幹擾）。由於F-117一般從6000米中空以0。8Ma進入。所以，根本沒有足夠的探測距離來發射導彈。F-117唯一的一個損失發生在1999年空襲南聯盟時,一架F-117被導彈擊落。我們同時注意到：此時正值美國空軍EF-111電子戰飛機退役。速度慢且短腿的EA-6B來不及為F-117提供足夠的電磁掩護。於是這架呼號“天琴座31”的F-117戰機不幸飛入了SAM-3的雷達探測範圍內遭人魚肉。

當然凡事總有特例，這個特例就是空對空導彈。由於導彈本身沒有很大的電源，於是其數據處理能力有限。當然也不可能有人來幫助導彈進行判斷。於是大多數主動空空導彈都有最小RCS這個數值，比如：R-33為5/R-77為3/Ks-172為5/R-27E_M為0.1。

探討F-22的真正隱身能力以及其帶來的意義之後，我們就應該來考慮一下如何探測該飛機了。網絡上很多人支過招，但是都缺乏足夠的理性。比如：架設雙基雷達/使用被動雷達/研製高性能米波雷達。以上方式為什麽不可行我們放到本節最後再談。說到探測隱身飛機，最有發言權的毫無疑問是美國空軍。一方麵他們使用隱身飛機已經有了近30年的曆史，另一方麵他們也麵對著RCS僅為0.6的蘇聯Kh-555巡航導彈的威脅。美國空軍從上世紀80年代開始就在不斷的改進其雷達係統以適應隱身技術帶來的挑戰。但是美國人並沒有走雙基雷達這樣的路子而是對已有的雷達進行改進。1984年為了對抗“石榴石”以及引導F-117作戰，美國空軍對E-3進行了“雷達係統改進計劃”(RSIP)，研究在繼續使用S波段的同時較大規模地改進APY-1／2的探測性能，使它能對付隱身飛機、巡航導彈和惡劣的電子戰環境。稍晚些時候美國海軍也對E-2換裝了AN/APS-145雷達。經過改進後兩種飛機對RCS為0.065的目標探測距離都超過了120公裏。陸軍也在90年代改進了“愛國者”導彈係統。改進後的GEM2+的引導頭可以鎖定中程彈道導彈，因此鎖定隱身飛機也沒有多大的問題。

我國在反隱身的道路上曾經走過彎路，由於對其了解不夠。早先曾經考慮過雙基雷達等技術，但是由於技術原因這些道路都沒有走通。雙基雷達主要問題在於授時，雷達為了計算目標距離必須精確了解雷達波發出和接受之間的時間差。而雙基雷達發射機和接受機分離就帶來了時間差和位置差兩個問題。在沒有可靠GPS授時的情況下雙基雷達技術基本沒有可行性。而米波雷達，由於波長較長導致衍射特性嚴重所以精度很差。早期的米波雷達隻有雙坐標（距離，方向）最新型的米波雷達可以提供3坐標但精度依然極低。“維拉”一類的被動雷達更加的無用，因為他們要求目標的輻射特性為高可截獲率。現代飛機的電磁設備一般不會給他們這樣的機會。然而在彎路上我們並沒有走多遠，軍工門也沒有讓我們失望。舉一些國產裝備的例子：新近服役的YLC-2A警戒雷達雷達工作在L波段，有40個頻率捷變點，垂直方向電掃水平方向機械掃描。對RCS值為2的目標探測距離400公裏以上。由於采用了速度高達Gfloaps的數字處理器，該雷達具有DMTI（動態目標跟蹤）以及計算機控製的CFAR（自動檢測和恒虛警）能力。雖然仍不具備DBF功能但是在電磁幹擾狀態下探測距離同樣幾乎不受影響。同係列的YLC-2U製導雷達工作於S波段基本性能相當但可引導地空導彈攻擊目標。兩種雷達均可由6名士兵在40分鍾內架設或收藏完畢。這些雷達的入役標誌著我國對隱身戰機的探測距離一躍提升到了200公裏水平。同期的其他進口雷達也具備100公裏處探測跟蹤匿蹤戰機的功能。