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1、关于系留气球载雷达系统分析1引言 随着航空兵器和防空武器的发展,低空入侵和突防已经成为取得战争主动权乃至胜利的有力手段。针对低空、超低空目标探测较为典型的手段是靠地面雷达,这种手段覆盖范围有限。因为受地球曲率的影响,对高度100m以下的目标仅有50km的探测距离。而采用升空的雷达系统则可以降低地球曲率的影响,增大雷达的视距。当雷达系统具有足够的功率和灵敏度时,对低空目标的探测距离就由雷达的视距决定。 系留气球是一种自身不带动力,依靠浮力升空的浮空飞行器。它通过系留缆绳滞留在空中预定的位置,作为空中平台,可适合搭载各种通信、干扰、侦察、探测等电子设备,具有留空时间
2、长、有效载重大、部署方便、费用低廉等优点。系留气球雷达系统就是以系留气球为搭载平台,以雷达为任务系统的一种综合信息系统,广泛应用于预警探测、通信中继、电子干扰、防灾减灾、公共安全等军事和民用领域。 美国在20世纪50年代就将雷达装载到了气球上,目前已在美国本土装备了数套系留气球载雷达系统,这些系统已成为其国土防御体系中的重要部分。气球载雷达系统还被美军应用到伊拉克战场,极大地减少了美军的伤亡。各种应用实例显示,系留气球载雷达系统在现代战争中的地位和优势日显突出。本文将从气球载雷达系统的优势分析开始,逐一介绍整个系统的组成、主要技术指标以及在我国的发展现状。 2系
3、统优势分析及主要技术指标 随着材料、电子、氦气提纯等科技的高速发展,系留气球载雷达系统以其拥有的巨大优势越来越受到世界各国的高度关注。 2.1优势分析 2.1.1预警能力强 由于地面预警设备受地球曲率的影响致使探测距离有限,预警机虽然探测范围较大但连续留空时间较短,预警卫星虽然探测范围大但造价比较昂贵,因此对于预警能力有限的国家来说,预警浮空器能够弥补地面、空中、空间预警系统的不足,且价格便宜,是增强侦察预警能力的较为理想的装备之一。 外军进行的试验证明,一艘飞行高度3000m的气球载雷达预警系统,其雷达对高度340m空中目标的探测距离达300km,对地面
4、的覆盖区域超过28000km2,大于13部同类地面雷达的覆盖范围。美国T公司的升空4500m高的系留气球载雷达预警系统的探测距离。美军试验证明,该系统比地面防空雷达提早10min发现目标。 2.1.2生存能力强 随着材料、电子、氦气提纯技术等现代科技的不断进步,极大增强了系留气球系统的生存能力。根据需要,军用系留气球的气囊可由若干个氦气填充的独立的小气室组成,而且填充压力较小,一旦受到炮火攻击,泄漏速度较小,即使是破洞很大,系留气球也有充裕的时间返回地面。美军曾做过一项实验,对一个升空3000m、体积10000m3左右的携带载荷的系留气球予以炮火攻击,破损后的气
5、球要花2个多小时才降落到地面。另外,系留气球采用的囊体材料是无金属骨架的软体结构,透波率可达99%,而且任务系统挂架以及雷达天线外层可用防电磁波探测的复合材料和玻璃纤维制造,雷达反射面较小,几乎没有雷达回波和红外特征信号,很难被探测到。 2.1.3留空时间长 系留气球平台与军用飞机相比,其最大的优势是它的留空时间。飞机在空中的飞行时间是以小时来计算的,而系留气球则是以天来计算,其工作时间一般只受天气、故障和例行维修的限制。系留气球能安静并且平稳地完成放飞和回收,这对其携带高科技监视设备至关重要。理论上,如果不受材料强度的限制,系留气球携带的雷达天线的形状和尺寸几
6、乎不受限制。 2.1.4效费比高 各种升空预警系统中最先发展起来的是预警机,由于预警机巡航时间短,长期值守不但运行费用很高,要保持空中始终有一架预警机长期值守,还需要考虑换防、维护等问题,要有2～3架作为后备。预警机的特长和军事上的重要作用是在进攻时短时间的前置引导、指挥。而与预警飞机相比,系留气球载雷达预警系统可降低大量能耗和飞行费用,只需要少量的维护工作就可以连续使用。 1993年,美国海关总署(USCS,目前隶属于美国国土安全部)呈送参议院一份报告,较为详细地介绍了采购和使用以系留气球为平台的雷达监视系统的费用。根据该报告,对于一套能在方圆278km内探
7、测雷达截面为2m2的空中目标的系统,其采购费用在1800万～2200万美元之间,每小时使用费用估计在300～400美元之间。假定一套系统的使用率为60%,即每年可工作时间为5256h,则总的使用费在300万美元左右。相比之下,采购一架P-3猎户座空中预警与控制飞机的费用约为3700万美元,每小时使用费用为3500美元。假定每架猎户座飞机的使用率为60%,则每年维持一支由4架猎户座飞机组成的机队的费用为1800万美元。 因此,从经济、军力等方面考虑,执行经常性的预警监视,预警机不如系留气球载雷达系统经济实用。 2.1.5机动性高、可维护性强 车载式或舰载式系
