老戰機換相控陣,得要注意啥?_風聞
胡诌施佬-观察者网副主编-2018-12-15 23:16
説起來,在過去的一年半載裏,有不止一個朋友和施佬説過關於把解放軍的三代機機載雷達全面相控陣化的偉大設想。理由自然是有源相控陣雷達在性能上體現出來的相對傳統雷達天線的巨大優勢。
▲ 好個有源陣,媽的真不錯,美帝能換得,咱也弄一弄
施佬當時的説法也是很簡單,這事兒不存在技術上的不可能性,主要需要考慮的,就是軍方對推動這一改裝的興趣和意願,以及在改裝上願意投入的資金規模,以及期望達到的性能水平以及計劃採取的技術路徑。
▲ 比如當年蘇-27加R77,成本合適效果明顯威脅迫切,很短時間內全軍就都升級了
原本大夥兒最關心的其實是所謂的興趣和意願,不過隨着最近幾年裏,各種四代半和五代機在多次軍事演習和實彈打靶任務中展示了正兒八經的先進相控陣雷達(必須旗幟鮮明地和J/APG-1有源相控陣雷達這種奇怪的不科學產品劃清界限)相對我軍原有的平板縫隙天線雷達乃至更久遠的倒卡天線雷達的巨大優勢,所謂軍方的興趣和意願已經不是一個問題。
▲ 大多數時候,相控陣雷達的優勢還是很明顯的
在這樣的情況下,如何改,改成什麼樣,要花多少錢,可能就成為一系列值得大家思考一番的話題了。
▲ 甚至在什麼級別的工廠執行改裝也是要考慮的
説起換裝相控陣這件事兒,最容易被想起來的就是珠海航展上中航工業集團推出的LKF601E機載風冷相控陣雷達。這款號稱能夠“原位換裝”的機載相控陣雷達的雖然是給“梟龍”這一級別的輕型戰鬥機研製的,但是從戰機的技術角度看,風冷相控陣雷達在相控陣雷達最需要的散熱這件事情上確實是有一些特色的。
▲ 也不能説完全沒用,全沒用咱研製他幹嘛
從傳統的機載雷達升級到相控陣雷達,特別是有源相控陣雷達,雷達本身的功率自然有大幅度的增加,相應對雷達的散熱性能也提出了更高的要求。從某種程度上説,機載雷達作為當代戰機上耗電量最大的主要設備,在散熱這件事兒上就好像一台電腦裏面的顯卡一樣佔據着重要的作用。
由於相控陣雷達的熱量比起傳統雷達增加不少,因此新一代戰機的機載冷卻系統都有了很大的升級和變化,用以滿足相控陣雷達的散熱需求。這其中液冷散熱系統在當代機載相控陣雷達領域幾乎已經成了“標準配置”,雖説飛機的散熱歸根到底都是要依靠風冷,但得益於液冷系統,由冷卻液將雷達工作的熱量傳遞給熱匯燃油散熱,再將這部分熱量通過空氣散掉,機載相控陣雷達的工作環境還是能有很大改善的。
▲ 液冷這東西,在電腦上就是一個上檔次的表現
相比之下,很多的四代機改裝“四代半”,加裝有源相控陣雷達的時候,出於減少成本和降低改裝複雜度的考慮,沒法給戰機上換裝一整套複雜的液冷散熱系統,這時候其散熱設備雖然還是液冷,但是相對五代機那種完善的設備,其系統的複雜程度是要大大下降的。
▲ 新一代戰機普遍都用燃油作為散熱的手段之一
按照美國之前提出的幾款改裝F-16並給其加裝有源相控陣雷達的方案來看,這類改裝都需要一個冷卻方式的“接力轉換”:也就是雷達本身依靠液冷冷卻,然後冷卻液在留出之後進入一個熱交換器內,並在這裏與冷空氣進行熱量交換,而後者則與飛機上的風冷通道相連接。相比那些機內燃油都能參與熱交換的戰機,這種散熱形式雖然簡單,短時間內的散熱效果也不會太差,但持續時間什麼的就要打個折扣了。
▲ 總不能為了換個雷達把油路都給你改了吧
至於風冷相控陣雷達,雖然説起來是原位換裝,也不需要液冷設備和相對麻煩的熱交換器,但考慮到有源相控陣雷達的功率和散熱要求必然要比傳統的雷達要高,雖然還要用風冷,散熱系統的功率和複雜程度必然要比傳統雷達的散熱系統要複雜。
▲ 所以更大的散熱功率是免不了的
説起這個散熱,施佬隨便曝光一個故事好了:今年施佬帶隊組織觀察者網珠海航展采訪的時候,高鐵席亞洲老師因為嫌自己的外星人電腦太重太大不便出差攜帶,於是斥重金購買了一台小米筆記本。就當施佬很欣慰地認為席亞洲同志為了好好工作確實肯下血本的時候,席亞洲同學用這台薄薄的小米打開了最新一作的《光環》……
於是伴隨着巨大的電機轉動聲,席亞洲的電腦就緩緩起飛了……起飛當然是不至於,但散熱系統全速運轉發出的巨大聲響不僅整個辦公室都能聽到,還讓大夥兒為這台小電腦給捏了一把汗……
▲ 圖文無關,求個熱鬧
對於空戰來説,這種“捏了一把汗”的狀態就是飛機在極限工況下的操作情況。雖然戰機本身的性能理論上是要在這個情況下才能全部發揮,但是另一方面,這種狀態能達到什麼樣的強度,持續多久,往往是決定戰機在空戰性能能否充分發揮的關鍵。
所謂一分錢一分貨,在戰機雷達升級的角度上,散熱這事兒雖然毫不起眼,那也是相當重要的。風冷散熱的相控陣雷達作為一種在性能、成本和複雜性之間妥協出來,而且付出了不小性能代價的產品,雖然肯定有其存在的必要性,但對於這類雷達基於過高的性能期望,某種程度上來説,也是不太現實的。
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