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淺析巴基斯坦JF17BLOCK2戰鬥機

(2011-11-14 20:18:14) 下一個
近日來自巴基斯坦的消息說,我國將“緊急”向巴方提供50架JF-17型作戰飛機,這些飛機將提高到JF-17BLOCK2批次標準,其作戰能力比現有的JF-17BLOCK1有了更大的提高。JF-17BLOCK2將是PAF現役JF-17的標準配備。

從相關信息來看,JF-17BLOCK2將繼續采用我國的航空電子係統及機載武器,並繼續從深度和廣度來提高飛機的作戰性能,同時和PAF正在引進的我國ZDK-03預警機形成更加嚴密和完整的空戰體係,以提高PAF作戰能力的自主性。

在JF-17BLOCK2的消息中,外界首次知道了SD-10B主動雷達製導空空導彈的存在,巴方認為SD-10B的性能可以與其引進的AIM-120空空導彈相比,並且在重量比現有的SD-10要輕一些,從航展公開的資料來看,我國SD-10空空導彈的最大射程超過70公裏,有效射程在50公裏左右,與AIM-120A相近,後者的最大射程超過80公裏,有效射程在55公裏左右,但是SD-10的體積和重量都要大於AIM-120A,因此對於JF-17這樣的輕型戰鬥機來說,掛載SD-10,對飛行性能影響偏大,特別是掛載在機翼外側的掛架時,需要前伸發射架以調節重心,新世紀PAF從美國引進了F-16C/D-BLOCK52戰鬥機,其上麵配備的AIM-120C5,上世紀90年代美國海軍考慮到AIM-54“不死鳥”遠程空空導彈的退役,其後繼型先進空空導彈-AAAM計劃也被終止,美國海軍對遠距離空中目標的打擊能力大幅下降,做為一種快速的補充手段,美國海軍要求AIM-120能夠攔截距離超過40英裏(約60公裏)的空中目標,這便是AIM-120C5,與原型彈相比,該導彈增加了導彈發動機的重量,從45公斤增加到50公斤,同時改進了藥柱的型麵,讓燃燒更加規則和充分,增加了燃料時間和比衝,從而讓AIM-120C5的攔截範圍從原型彈提高了大約10%,同時提高了導引頭的信號/數據處理能力,增加了戰鬥部的破片數量,全麵提高對雙發三代戰鬥機的摧毀能力,而AIM-120C5的改進型AIM-120C7繼續加大了火箭發動機,其有效射程有了進一步的提高,從巴方的人士透露的信息來看SD-10B的性能可能是向著AIM-120C5看齊,在提高射程的基礎上,降低體積和重量,以提高裝載的適應性,筆者認為有一點非常重要就是可能SD-10B也考慮到我國正在研製的隱身戰鬥機的武器需求,隱身戰鬥機為了減少RCS,機載武器一般都放在彈艙上麵,為了在狹窄的彈艙裏麵盡可能的多掛載武器,所以需要要減少空空導彈的體係,AIM-120C比AIM-120A就削減了翼尖,以提高F-22的彈艙掛載數量,SD-10B可能也是這個思路,隨著射程的提高,製導係統的精度也要跟上,SD-10B令人驚訝的據說采用了主/被動複合製導方式,與我們熟悉的幹擾源製導方式不同的時,這種主/被動複合製導方式是先用被動方式接收對方機載雷達信號,然後末製導雷達開機利用前者提高的目標數據進行探測,兩者同時工作,以提高導引頭的探測距離和抗幹擾能力,需要指出的是SD-10B並不是計劃采用這種製導係統的空空導彈,AIM-120也曾經有過這樣的計劃,但是這種導引頭的技術難度很大,需要解決寬頻主/被動複合製導天線及天線罩、數據融合等係列關鍵技術,因此筆者對於SD-10B是否配備這種製導係統持保留態度,但從中我們似乎可以推測一下我國中距空空導彈的發展的方向。

空空導彈性能的提高,必然要求機載火控雷達的性能要隨之提高,因為空空導彈需要後者提供目標數據以便進行攻擊區的計算,JF-17BLOCK2配備SD-10B空空導彈,這意味著該機配備的應該是我國的機載雷達,這是因為一架飛機使用某種武器,需要將相關的程序駐留在任務計算機或者火控計算機中,而這些程序是根據導彈的發射包線編製的,而導彈的發射包線是各國機載武器的核心機密,涉及到導彈末製導雷達的工作距離及最大跟蹤角和跟蹤角速度、彈上能源工作的時間、發動機的推力和工作時間等,絕對不會外傳,所以JF-17BLOCK2的任務計算機基本上可以肯定是我國產品,前麵說過機載雷達探測到目標後,將相關數據進行平滑並進行預測,然後把數據交給任務計算機進行處理,由後者完成飛機的操縱指令、導彈攻擊區、雷達掃描參數的計算,顯然又會涉及到機載雷達的相關參數,這些參數同樣是機密,所以筆者據此認為JF-17BLOCK2仍舊采用我國的航空電子係統。實際上JF-17BLOL01的航空電子係統相當先進,已經超過現有的第三代作戰飛機,第三代作戰飛機配備的聯合式航空電子係統,就是利用數據總線各係統相聯, 係統核心是任務計算機,任務計算機負責處理各探測係統獲得的信息,然後交顯控計算機進行統一顯示,而JF-17的航電係統以武器管理控製計算機為核心,其最大特點就是綜合了任務和顯控兩個計算機的功能,從而降低了係統的複雜程度,簡化了結構,降低了重量,提高航電係統整體的可靠性.同時也為未來的升級打下了堅實的基礎.

在巴方對於該機雷達的描述中,有一個詞可能讀者覺得奇怪;“將會是帶旋轉盤的有源相控陣雷達”,在許多人的印象中機載相控陣雷達天線應該是固定不動,為什麽JF-17BLOCK2的AESA帶這個東西?筆者認為可能是擴大雷達的掃描範圍,平麵相控陣雷達有一個缺點,隨著掃描範圍的增加,雷達孔徑投影區的減少,而導致天線增益的降低和波束的增大,從而降低雷達的探測距離,因此需要轉動天線以擴大雷達的掃描範圍,我們熟悉的如F-22等戰鬥機的AESA之所以是固定的,是因為這些戰鬥機的AESA的功率較高,大角度掃描時可以容忍一定的增益損失,而輕型戰鬥機由於雷達功率有限,這個損失就不能忽略了,與JF-17同級的JAS-39戰鬥機,其配備的AESA據說也將采用旋轉機構來提高雷達的掃描範圍。還有一種采用機械掃描機構的機載相控陣雷達是我們比較熟悉的BARS無源相控陣雷達-PESA,該雷達配備在印度空軍的蘇-30MKI戰鬥機上麵,某些人經常拿蘇-30MKI與我國空軍蘇-30MKK進行比較,BARS是必提的一個項目,但NIIP官方網站給出的數據卻相對保守;BARS的電子掃描角度是40度,低於戰鬥機火控雷達的常規掃描範圍60度,需要機械機構才能進一步擴大,雷達對戰鬥機大小的目標探測距離在130-140公裏左右,這些數據顯然與BARS那1米的雷達天線直徑和5KW的峰值不相配,筆者認為兩者原因實際上相同的,BARS是PESA,與AESA相比,其雷達天線相對簡單,造價也較低,但缺點就是雷達饋電複雜,發射機的功率需要經過環流器、功率分配網絡才能到達各陣元,在其中顯然會有較大的功率損耗,也就是盡管BARS的天線和功率較大,但是由於損耗較大,天線輻射出去的能量卻不高,這樣在掃描角度較大的時候,這種損耗加上天線增益的下降,就會降低雷達的探測性能,在這種情況下,隻好用機械掃描機構來補充,由於相控陣天線較重,目標數據更新速率不會太高,同時造成雷達係統整體重量和體積的上升,BARS的重量超過了500公斤。這也是為什麽印度空軍要將BARS向AESA升級的根本原因。

根據中國電子進出口公司提供的資料,目前配備在JF-17BLOCK1的機載雷達是我國KLJ-7型火控雷達,其雷達天線直徑在600毫米左右,下視探測距離在80公裏,上視在105公裏左右。平麵搜索距離在120公裏左右,同時KLJ-7還具備較為完整的空地(海工作)模式,包括高精度的合成孔徑成像和地麵移動目標指示模式等,但這個指標對於支持有效射程較遠的SD-10B來說仍屬於勉強,特別是機械掃描雷達的目標更新速率較低,多目標攻擊能力較差,在執行空地模式的時候,無法同時執行空空模式,這對於處於劣勢的PAF來說,是非常不利的。如果換裝AESA,那麽可以利用後者較大的功率孔徑之積來提高雷達的探測距離,不過提高的程度可能還要受限於JF-17的供電及冷卻係統的能力,但是依賴AESA敏捷的電子掃描能力,JF-17可以將雷達主要能量集中重點威脅方向上以提供探測距離或者跟蹤精度,或者快速的實現對多個目標的探測與跟蹤,以及執行空地模式的時候同時執行空空模式,特別是其良好的多目標跟蹤性能為PAF提供可靠的多目標攻擊能力,在超視距多目標攻擊過程中,機載雷達在速度搜索模式下完成對目標的探測後,轉入邊搜索邊跟蹤模式對目標進行跟蹤,經過多目標跟蹤算法處理後得到目標的數據,然後交給任務計算機進行相關數據的處理。從現代空戰的經驗來看,未來空戰的交戰時間交會越來越短,飛行員盡可能的要在一次攻擊中攻擊多個目標,以提高打擊目標的能力。這也是現代戰機普遍換裝AESA和主動雷達製導空空導彈的主要原因。

隨著現代電子戰係統的發展,特別是射頻存儲技術的發展,機載雷達如果過多的開機,非常容易被對方截獲和幹擾,即便JF-17BLOCK2配備了AESA,可以使用猝發和閃爍等低截獲概率模式,但仍舊要避免過多的信號泄露,所以擁有靜默探測手段就成為現代空戰中一個重要的組成部分,這就是紅外搜索與跟蹤係統,需要指出的是巴基斯坦自己研製過相關係統,並配備PAF的幻影-3/5戰鬥機上麵,用於對空中和地麵目標的探測,並可以用於夜晚低空導航飛行,但是其探測距離等性能較低,筆者認為該機將會配備我國生產的機載紅外搜索與跟蹤係統-IRST,該係統已經替代了殲-11的俄羅斯係統成為我國空軍的主力裝備,該係統具備探測距離遠、抗幹擾能力強的特點,憑借IRST,PAF飛行員可以在不開啟雷達的情況下,仍舊保持對目標的掌握,從而避免過早的開啟雷達,暴露自身的位置。

我們知道現代戰場縱橫廣闊,任何戰機的探測係統能不能實現對戰區的覆蓋,更加需要外部指揮引導係統提供的目標支持,對於戰鬥機來說攻擊的第一步就是引導,對空探測雷達網探測到目標後,測定相關的坐標,並發送給戰鬥機,將飛機導引至有利陣們,發起攻擊,從而在空戰中占據先機,傳統的地麵防空指揮引導係統雖然擁有較多的顯控台,可以引導數量較多的戰鬥機,但是由於地球曲率的限製,對低空空情掌握能力不足,所以PAF先後從瑞典和我國引進了SAAB-2000“平衡木”和ZDK-03預警機。前者利用對空側視雷達實現了對重點威脅方向的警戒擴展,而後者則憑借較大的機體及航程,可以長時間在重點地區上空滯留,執行預警與指揮引導任務,可以在上級指揮授權下,直接指揮戰鬥機進行空戰,提高了PAF的應急反應能力,對於國土狹長,戰略縱深有限的巴基斯坦來說是非常寶貴的,因此對於PAF來說當務之急是完成預警機與戰鬥機、地麵防空指揮引導係統之間聯接,形成聯合網絡作戰係統,目前JF-17已經裝備有戰術數據鏈終端,可以實現與ZDK-03的聯接,但是從相關消息來看,JF-17的數據鏈目前的功率似乎還比較有限,大致可能與美國的LINK-4A相當,可以支持單向或者雙向的數據傳遞與交換,但是網絡所能容納的成員數量較少,交換的數據也隻包括目標的位置與預定攔截點、戰鬥機自身的位置和狀況等信息,而JF-17BLOCK2將實現與SAAB-2000預警機的聯網,形成體係更加完善的網絡作戰係統,同時其數據鏈傳遞的信息也更加廣泛,數據吞吐率也更高,集成有更多的功能。

由於巴基斯坦國力有限,因此PAF難以負擔較大規模的機隊,因此其需要自己的戰鬥機能夠具備更多的功能,以便以較小規模的機隊來擔負更多作戰任務,從此次珠海航展來看,JF-17BLOCK1戰鬥機配備有WMD-7光電瞄準吊艙,該吊艙長約2.7米,直徑0.39米,重量為280公斤,配備有前視紅外紅外成像、CCD和激光照射/測距係統,可以在晝夜全天候條件下對地麵目標進行搜索、識別和跟蹤,並在跟蹤的狀態下對目標進行激光測距和照射,引導激光製導炸彈等精確製導武器或者普通炸彈對目標進行精確轟炸,從航展公開的資料來看,WMD-7的紅外器件工作在中波紅外波段(3-5微米),這個波段紅外線背景輻射幹擾較小,穿透大氣水氣和高溫條件的探測能力較強,並且成像器件也更加簡單和可靠,是目前各國光電吊艙的主力器件,紅外器件和CCD都有兩個視場;4.3*5.8度的寬視場用於搜索目標和1.4*1.9的窄視場用於跟蹤、識別目標,激光工作在1.06微米,照射距離大於13公裏,測距距離大於18公裏,因此可以推測紅外器件的探測距離可能超過20公裏,從這些數據來看,國產WMD-7吊艙的技術水平大致與以色列的第一代利特寧吊艙性能相當,比起最新的利特寧或者美國的狙擊手XR這樣的吊艙還是有一定的差距,包括紅外探測距離、激光器件的作用距離等,另外其激光波長是1.05微米,而不是人眼安全的1.57微米,這顯然會影響吊艙的運用,還有就是WMD-7吊艙似乎缺少寬視野(24*17度)的夜間低空導航能力,筆者覺得這個可能是JF-17在PAF中執行多是近距空中支援和淺縱深攻擊任務,並不執行低空遠程打擊任務,或者把低空突防能力交給雷達來做,比如為雷達添加地形跟蹤與迥避模式,因此從簡化吊艙結構和降低成本的角度出發,PAF並沒有要求WMD-7具備導航能力,實際上在我國空軍中,從公開的資料來看,如珠海航展的殲-10S的吊艙布局來看,采用的是類似於美國空軍LANTRIN係統的雙吊艙體製,即用藍天低空導航吊艙(配備有地形跟蹤雷達、寬視野前視紅外係統)來支援WMD-7吊艙,需要指出的是在有些資料中認為新一代吊艙由於作用距離較遠,可以取消原來的導航吊艙,但是從目前最新的兩個吊艙的運用情況來看;美國空軍依然用AAQ-13低空導航吊艙來支援狙擊手XR吊艙,而法國的DAMOCLES吊艙也有一個專門的寬視導航前視紅外器件,這也說明目前雙吊艙體製仍然是各國夜間遠程低空突防攻擊吊艙的首選。值得一提的是JF-17配備的激光製導炸彈並沒有我們熟悉的風標頭,因此筆者推測應該是采用我國最新500公斤激光製導炸彈,該導彈采用比例導引製導方式,而不是原來的速度跟蹤製導方式,比例導引方式製導精度更高,並且能夠克服風的影響,可以攻擊速度較快的目標,是目前新型激光製導炸彈的普遍采用的引導方式。具備更強的作戰能力。

光電瞄準吊艙雖然提高戰機的低空突防能力,但受限於自身的限製,其防區外攻擊能力較差,前視紅外器件不能獲取目標的距離,必須有激光器件配合,但是在大氣中激光的傳輸距離較近,盡管新一代光電吊艙如DAMOCLES號稱激光器件工作距離可以超過40公裏,但是操作高度即要超過1萬米,這個條件對於居於劣勢的PAF來說,顯然是不現實的。因此對於JF-17來說,更加需要防區外攻擊武器係統,以便在印度空軍作戰能力日益提高的情況下,特別是印度空軍A-50EHI預警機已經入役的今天,能夠更加有效的打擊目標,保存自己,從航展上來看,JF-17BLOCK1已經可以掛載我國雷石-6滑翔製導炸彈,雷石-6是在普通的500公斤航空炸彈上加裝GPS/INS製導組件和大展弦比上單翼而來,大展比上單翼的優點就是升力大,誘導阻力小,在亞音速條件下具備較好升阻比,因此投放距離較遠,根據有關資料雷石-6的投放距離超過60公裏,可以在印度大多數防空係統的射程外投放,由於雷石-6采用的是GPS/INS製導方式,因此在戰時存在著信號被幹擾和屏蔽的隱患,不過JF-17的KLJ-7雷達就有高精度的合成孔徑繪圖模式,可以探測到地麵目標,然後結合自身的激光慣導係統獲得目標的坐標,然後輸入到雷石-6的製導係統中去,而JF-17BLOCK2的AESA更是可以在執行對地模式的同時,同時對空中目標進行探測,進一步提高了戰機在高威脅環境下的作戰能力。

除了雷石-6外,JF-17BLOCK2還將整合兩型巴基斯坦自行研製的防區外攻擊係統,這就是H2/H4防區外攻擊係統和雷神防區外攻擊係統,這兩個係統都是巴基斯坦從南非引進技術自行生產精確製導攻擊係統,其中H2/H4的設計概念與雷石-6相近,係在普通炸彈加裝滑翔彈翼和電視製導係統製成,H2的投放距離為60公裏,而H-4加裝了助推火箭發動機,射程超過了120公裏,H-2/H-4都裝備有數據鏈,可以支持發射後鎖定的攻擊模式,即就是先把炸彈向目標進行概略投放,然後飛行員利用炸彈電視導引頭傳回的圖像鎖定目標,並且還可以瞄準目標的重要或者薄弱部件進行攻擊,並對攻擊效果進行評估,而雷神防區外攻擊係統屬於國際流行的防區外彈藥撕布係統,從巴方公布的圖片來看,雷神係統采用非圓截麵彈身,有一定的隱身能力,因此具備較好的內部空間利用係列,有助於采用模塊化彈艙,以容納不同的彈藥對付不同的目標,係統采用在大展弦比下單翼和噴氣式發動機,因此具備較遠的射程,憑借雷神係統,JF-17在印巴邊境就可以打擊印度縱深目標,進一步大大提高飛機的作戰能力和生存能力。

通過以上分析可以看出,JF-17通過自身優秀的表現,已經獲得了PAF的認可,已經成為PAF作戰能力不可或缺的一環;通過加裝AESA和SD-10B空空導彈,讓該機提高了打擊蘇-30MKI戰鬥機的能力,同時防區外攻擊係統的引入,進一步提高該機打擊印度地麵目標的能力,巴基斯坦在JF-17項目上穩健、務實的態度與印度在LAC項目上好高駑遠的做法形成了鮮明的對照;在LCA戰鬥機MK1構型沒有達標的情況下,居然又要投資研製MCA戰鬥機,全不顧自身的實力是否能夠研製出這樣的飛機。
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