——中国预警机自主创新之路

2015年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式上,11架飞机编成的预警指挥机梯队飞过天安门上空,我国空警500预警机完成了首次精彩亮相。

空警500是继空警2000、空警200后,中国预警机“家族”的新成员。

上世纪40年代,美国海军为及时发现利用雷达盲区接近舰队的敌机,试验将警戒雷达装在飞机上,缩小雷达盲区,扩大探测距离,于是有了世界上第一架预警机AD-3W“复仇者”。

如今,预警机已成为现代空中作战体系的核心,是一国技术实力的重要标志,至今世界上只有美、俄等少数几个国家具备研制能力。

拥有预警机是中国国防几代人的梦想。从无到有,从有到“家族化”的背后,是我国国防科研人员,特别是中国电子科技集团企业(以下简称“中国电科”)以一种自力更生、创新图强、协同作战、顽强拼搏的预警机精神,走出了一条自主创新之路。

预警机“颜值”几许?预警机的“天眼”如何练就?其研制过程有哪些奥妙?中国青年报·中青在线记者走近中国电科,带您揭开预警机的神秘面纱。

“一旦战争爆发,国外只要卡住几个配件,买回来的预警机就用不了”

我国有960万平方公里的陆地国土,还有300多万平方公里的海洋国土,仅依靠地面雷达很难覆盖整个领空,对低空飞行物更难以准确判断位置,解决这个问题需要拥有“好视力”的预警机。

从外表上看,预警机和普通飞机最大的不同,就是预警机的“脊背”上有一个“锅”,这就是雷达,正是预警机“好视力”的秘密所在。

在信息化时代,比地面雷达“视野更宽广”的预警机成为作战部队必不可少的“天眼”,加上数据分析形成“最强大脑”,预警机被誉为“空中司令部”。

早在上世纪六七十年代,我国就曾探索研制“空警一号”预警机。

空军雷达专家李涛回忆,“那时候别国来的飞机如入无人之境,因为咱们都是地面雷达,很多时候根本就看不到。没有预警机不行啊!”

但“空警一号”的结局是,成了一个存放在博物馆内的展品。雷达是通过发射和接收无线电波来“看”目标,但雷达一旦上天后会受到严重的地杂波干扰。当时,由于技术匮乏和国力限制,“看不清楚”这个核心问题无法解决。

到了90年代,为了尽快装备预警机,我国开始寻求与军事强国合作的机会。一度受挫后,中国科研人员坚定了自力更生研制预警机的决心。

“大家可以从国外买,省时省力,但是一旦战争真的爆发,国外只要卡住几个配件,买回来的预警机就用不了。”在中国电科首席科学家陆军看来,中国除了走自主创新之路,别无选择。

预警机是一项极其复杂的系统工程,技术难度超常,当时国内各方面配套基础薄弱,在外人看来,中国人自己造预警机几乎是“天方夜谭”。

有人偏不信邪,他就是中国工程院院士、被誉为“中国预警机之父”的王小谟。1992年,他联合十几名老专家联名上书,主动请缨研制预警机。

国内技术储备和配套能行吗?一大波怀疑、否定和阻力,接踵而来。

“中国人并不比外国人笨!外国人能做的,大家中国人一定能做到!大家不但要研制出预警机,还要研制出世界领先的预警机!”王小谟毫不迟疑地站在风浪最前沿。

从“0”到“1” 领先美国E-3C整整一代

在茫茫戈壁的试验现场,地面40多摄氏度的高温,机上高分贝的噪声干扰,年近七旬的王小谟仍坚持在现场,一次上机就是4个多小时,晚上经常加班到第二天凌晨。高强度的工作,超负荷的运转,他硬是挺了下来,哪怕累病了,也“不下火线”。

2006年,王小谟在外场遭遇车祸,腿骨严重骨折,随后又被诊断出身患淋巴癌。但大家看到的,依然是镇静平和的王小谟。躺在病床上,他一边输液,一边和设计师探讨交流。病情稍有好转,他又拖着虚弱的身体赶到试验现场。

王小谟的背后是数以万计的科研人员,许多预警机设计人员玩了命地干,连续几年在试验场过春节,一天掰成两天用。

边学边干,王小谟为预警机事业手把手地带出了一批年轻的后备核心人才,陆军就是其中之一。

预警机涉及众多技术领域、多个分系统,其研制工作浩瀚复杂、环环相扣,集结了国内最优秀的相关科研力量。陆军认为,这是通过机制创新达到系统创新、集成创新。

时任大系统型号负责人的陆军大胆提出采用开放式体系架构,为系统搭建了一个强有力的“骨架”,这种架构后来引领了世界各型预警机集成方法。

预警机不是独立上天的,它是一个指挥所,战斗机要跟着上去。每架战斗机上都有雷达,地面也有好多雷达。如果出现一架敌机,5架飞机看见它就是5个坐标,都报告给预警机,预警机要综合判断到底是多架还是一架。把众多的电子设备集成在一个飞机上,完全是中国电科自主创新摸索出来的。

作为“天眼”,预警机的视野范围要尽可能地无死角,雷达波束需要覆盖更广的方位。在传统教科书上,视野范围——“相控阵天线扫描角度”的极限是正负60度。在60度以外的范围,即使雷达能够工作,但“视力”严重下降。“相控阵天线宽角扫描”是世界性技术难题,不少专家把这视为不可能突破的禁区。

电科人改变角度思考问题,突破传统观念,我国预警机的天线扫描角度范围创造了世界之最。

据统计,空警2000、空警200两型预警机创造了世界预警机发展史上的9个第一,突破了100余项关键技术,累计获得重大专利近30项。

美国政府智囊团“詹皇敦基金会”评论,中国采用相控阵雷达的空警2000,比美国的E-3C整整领先一代!

打破国外平台限制 雷达装上“中国芯”

空警2000的研制成功,实现了中国预警机从“0”到“1”的跨越。但这并不是终点。

空警2000的载机平台无法继续引进,使技术上处于世界领先的“空中指挥所”面临失去翅膀的危机,“卡脖子”的问题又出现了。“你用哪个飞机,哪个飞机就卡大家。比如当时某国看大家做出预警机了,就不想卖飞机给大家了。”王小谟说,拥有大家自己的飞机平台迫在眉睫。

中国电科在“小平台、大预警、高性能、新一代”的道路上继续跋涉求索。这之后有了“9·3”大阅兵时划过天安门上空的基于数字阵列雷达和国产运载飞机的空警500预警机。

实际上,20年前,中国电科与国际同步开展数字波束形成的技术研究,并在世界首次提出数字阵列雷达概念。

数字阵列雷达技术是国际前沿技术,其主要原理是用数字收/发器件替代原来使用模拟式器件,降低了系统的重量、体积,以及损耗。

在信息系统方面,空警500预警机首次全面采用国产处理平台、国产操作系统和数据库,实现了对所有分系统的国产化;在元器件方面,通过原位替换、重新设计、统型替代等方法,大幅压缩进口元器件使用比例,国产化规格比超过90%,实现了信息系统的“中国制造”。“尤其是雷达的核心信息平台服务器100%实现国产化,完全实现了‘中国芯’。”陆军说。

空警500预警机的研制成功,使我国彻底摆脱了预警机发展依托国外平台的被动局面,“天眼”更加自由明亮。

“预警机一定是定制的,不是通用产品。”陆军告诉记者,国防科研人员会根据空军、海军等的不同需求设计制造预警机。这印证了王小谟的判断,预警机的发展是体系化的,“经常有新款更新”。

在陆军看来,未来会对预警机提出更新的要求。他透露,预警机始终与前沿技术紧密结合,目前大数据、网络信息技术等前沿技术都已应用于预警机中。

本文摘自:《中国青年报》

2016年06月20日

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突破正负60度视野极限 “天眼”更锐利

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