一架F-35A戰機的價格利潤是6000萬美元? (第5頁)

abc003
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41樓

2014-09-28 12:13

hn1271n wrote:
F-35A的最大後燃...(恕刪)

F-22 50%燃油推重比1.46 F-22滿油狀態下推重比1.25 F-22不開後燃器50%燃油+6枚AIM120推重比也超過1

https://zh.wikipedia.org/wiki/F-22猛禽戰鬥機

F-16 50%燃油空戰狀態下推重比也高於 1.1

F-35 空戰狀態下燃油50% 推重比接近1 滿油狀態只有0.87

補充根據牛頓第二定律F=M*a 1牛頓=1kg*1M/s^2 地表重力加速度g=9.81M/S^2 kN=千牛頓

飛機 T/W推重比起飛狀態
B-2 0.205 最大起飛重量
F-22 1.26(與負載的重量和50％的燃料>1.4) 最大起飛重量，推力
米格-29 1.09 。完整的內部燃油100%，4空對空導彈
F-15 1.04
F-16 1.096
颱風戰機 1.07 100％的燃料，2 IRIS-T，4 MBDA流星
陣風戰機 0.988 100％的燃料，2雷達製導A2A導彈，紅外2 A2A導彈

https://en.wikipedia.org/wiki/Thrust-to-weight_ratio

國家服役時間飛機 T / W(推重比) 類型
國旗的美國 1989 B-2 0205 戰略轟炸機
國旗的美國 1968年 C-5 0,22 重型軍用運輸機
蘇聯國旗 1952年 TU-16 0,24 遠東轟炸機
蘇聯國旗 1976年 IL-86 0242 寬體客機
國旗捷克斯洛伐克 1959年 L-29 0,25 教練機
國旗大不列顛 1952年 Handley頁維克多 0,27 戰略轟炸機
國旗的美國 1991 C-17 0277 重型軍用運輸機
紅旗在其中的中心是一個圓形的白色與黑色卍 1942 我262 0,28 戰鬥機
蘇聯國旗 1966年雅克-40 0,30 民航客機
蘇聯國旗 1963年 TU-134 0,30 民航客機
蘇聯國旗 1948年 IL-28 0,31 前線轟炸機
國旗的美國 1967年波音737-400 0,31 最龐大的客機
國旗的美國 1964年 XB-70A女武神 0314 超音速戰略轟炸機
國旗的美國 1954年 B-66 0,35 轟炸機
蘇聯國旗 1968年 TU-154 0,35-0,36 民航客機
國旗俄羅斯 2010 蘇霍伊超級噴氣100 0,36 民航客機
國旗的美國 1972年 A-10 0,36 Sturmovik
蘇聯國旗 1981 TU-160 0,37 超音速戰略轟炸機
國旗的美國 1974年 B-1B 0,37 超音速戰略轟炸機
歐盟旗幟 1969年協和 0373 超音速客機
國旗的美國 1947年 F-86 0,38 戰鬥機
國旗的美國 1964年 SR-71 0382 超音速偵察機
蘇聯國旗 1958年 TU-22 0,38 轟炸機
蘇聯國旗 1975年雅克-42 0,39 民航客機
蘇聯國旗 1969年 TU-22米 0,40 遠東轟炸機
國旗的美國 1981 F-117 0,40 不顯眼的戰術轟炸機
蘇聯國旗 1964年米格-25P 0,41 攔截機
旗烏克蘭 1982年 DP 124 0,41 重型軍用運輸機
國旗大不列顛 1943年格羅斯特流星 0,45 戰鬥機
法國國旗的 1959年達索幻影IV 0,46 超音速遠程轟炸機
蘇聯國旗 1975年蘇-25TM 0,51 Sturmovik
國旗的美國 1952年 B-52轟炸機 0,51 戰略轟炸機
蘇聯國旗 1947年米格-15bis 0,54 戰術戰鬥機
歐盟旗幟 1974年 Panavia龍捲風 0,55 殲擊轟炸機
國旗的美國 1953年 F-100 0,55 戰鬥機
國旗大不列顛 1951年小販獵人 0,56 戰鬥機
蘇聯國旗 1967年蘇-24 0,60 轟炸機
歐盟旗幟 1968年捷豹SEPECAT 0,60 殲擊轟炸機
國旗的美國 1964年 F-111 0,61 戰術轟炸機
國旗大不列顛 1957年英國電閃電 0,63 攔截器
蘇聯國旗 1969年蘇-17M4 0,68 殲擊轟炸機
蘇聯國旗 1955年蘇7BKL 0,71 殲擊轟炸機
國旗的美國 1956年 F-106 0,71 攔截器
蘇聯國旗 1990 蘇34 0,71 轟炸機
國旗大不列顛 1951年格洛斯特標槍 0,78 攔截機
蘇聯國旗 1956年米格-21bis 0,84 戰術戰鬥機
蘇聯國旗 1975年米格31 0,85 攔截機
蘇聯國旗 1953年米格-19S 0,86 戰術戰鬥機
國旗的美國 1961年 F-4 0,86 多用途戰鬥機
蘇聯國旗 1984 米格-23的MLD 0,88 戰術戰鬥機
國旗的美國 2006 F-35A 0,89 多用途戰鬥機
國旗的美國 1970 F-14 0,91 攔截機
法國國旗的 1978年幻影2000C 0,91 多用途戰鬥機
國旗的美國 1956年 B-58 0919 超音速遠程轟炸機
國旗瑞典 1988 JAS-39鷹獅 0,94 多用途戰鬥機
國旗的美國 1978年 F / A-18 0,95 多用途戰鬥機
蘇聯國旗 1977年蘇-27 1,09 多用途戰鬥機
國旗的美國 1974年 F-16戰隼 1,096 多用途戰鬥機
國旗大不列顛 1967年霍克·西德利鷂 1,1 戰鬥機垂直起降
國旗的美國 1972年 F-15 1,12 多用途戰鬥機
法國國旗的 1986 陣風 1,13 多用途戰鬥機
蘇聯國旗 1977年米格-29 1,13 多用途戰鬥機
國旗俄羅斯 2008 蘇-35 ç 1,14 多用途戰鬥機
歐盟旗幟 1994年歐洲颱風戰鬥機 1,18 多用途戰鬥機
國旗的美國 1990 F-22猛禽 1,23 戰鬥機
國旗俄羅斯 2010 PAK FA 1,38 不顯眼多用途戰鬥機

https://ru.wikipedia.org/wiki/Тяговооружённость

F-16相關資料
GENERAL DYNAMICS F-16 FIGHTING FALCON.svg
F-16發動機噴口
於伊拉克上空飛行的F-16使用空戰武裝掛載
飛機外型與發動機

乘員： 1 (A/C/E), 2 (B/D/F)
長度： 47 英呎 8 英吋（15.02 公尺）
翼展： 31 英呎（9.45 公尺）
高度： 16 英呎 8 英吋（5.09 公尺）
翼面積： 300 平方英呎（27.87 平方公尺）
空重： 18,238 磅（8,272 公斤）
一般起飛重量： 26,463 磅（12,003 公斤）
最大起飛重量： 42,300 磅（19,187 公斤）
發動機：

----------------- F-16C/D：---------
批次 25/32/42：普惠 F100-PW-220E渦輪扇發動機，軍用推力14,590磅（64.9 kN），最大推力23,770磅（105.7 kN）
批次 30/40：奇異 F110-GE-100渦輪扇發動機，軍用推力17,155磅（76.3 kN），最大推力28,984磅（128.9 kN）
批次 50：奇異 F110-GE-129渦輪扇發動機，軍用推力17,155磅（76.3 kN），最大推力29,588磅（131.5 kN）
批次 52：普惠 F100-PW-229渦輪扇發動機，軍用推力17,000磅（75.6 kN），最大推力29,160磅（129.6 kN）
https://zh.wikipedia.org/wiki/F-16戰隼戰鬥機

wanga

wanga
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42樓

2014-09-28 12:57

abc003 wrote:
F-22雖然在隱形能...(恕刪)

有意思

hn1271n

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樓主

2014-09-28 15:30

不過F-35帳面性能指標是一回事
台海作戰的實戰環境又是另外一回事了
以國軍空軍守勢空戰而言
根本不需要攜帶50%的內載燃油進行作戰
40%以下的內載燃油就已經綽綽有餘了

lab2010

lab2010
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44樓

2014-09-28 16:11

a750828 wrote:
那想必F-16的匿蹤...(恕刪)

F-16是有框的，框子在座艙蓋最後面。F-16不是隱匿戰機，座艙蓋做成什麼樣子對隱匿沒有什麼太大幫助。

無框座艙蓋當然了不起，要不然怎麼只會出現F-22和J-20這兩款？俄羅斯的T-50也想用，技術複雜成本高昂所以沒上。你說飛鳥撞擊的問題，F-16承受不了，但是F-22和J-20就能承受。

F-35沒用是因為成本問題，這種座艙蓋造價很昂貴，只有高端系列機型才會上。

a750828

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45樓

2014-09-28 17:17

lab2010 wrote:
F-16是有框的，框子在座艙蓋最後面。F-16不是隱匿戰機，座艙蓋做成什麼樣子對隱匿沒有什麼太大幫助。

無框座艙蓋當然了不起，要不然怎麼只會出現F-22和J-20這兩款？俄羅斯的T-50也想用，技術複雜成本高昂所以沒上。你說飛鳥撞擊的問題，F-16承受不了，但是F-22和J-20就能承受。

F-35沒用是因為成本問題，這種座艙蓋造價很昂貴，只有高端系列機型才會上。

====================================
所以F-16的座艙罩的金屬薄膜是鍍好玩的？那F-22還趕流行也鍍了一層？所以說老美蠢蛋一堆是真的了

原來F-22跟J20的座艙罩可以抗鳥擊？那有影片來看看嗎？出一張嘴誰不會

F-35沒用是成本問題？幫你在網路找到的

「这个巨大的升力风扇的进气口盖在张开时，阻挡了舱盖抛开的路线。如果此时采用抛舱盖弹射，抛出的舱盖很可能被这个口盖挡住，使随后弹射的飞行员直接撞在舱盖上。

所以F-35要选择穿破“玻璃”弹射。

可是整体无框舱盖强度太高无法实现，怎么办？答案是使用有框舱盖」
自己想早點死回去見老毛，也別害人家飛行員

I come from the Republic of China,ROC Army AirBorne Paratroops 忠義驃悍勇猛頑強

oeda6565

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46樓

2014-09-28 20:02

abc003 wrote:
1.F-22的航電雖...(恕刪)

1.我對閣下把20年前的YF-22想像成今日F-22A，我深感訝異!
你把近年生產F-16 BLOCK50/52 PLUS比喻成四十年前的老電
腦，在下很難了解你這個內行人的明白!..
閣下邏輯恕在下才疏學淺難以理解。
更何況老美在航電更新技術是領先全球標竿!
最大原因是繼續狠撈客戶的錢!
這一點閣下再回應，恕在下不輪迴回覆。
這也包括量產版APG-77超過十個國家可以追其性能!..
喔!~~這也滿傑克的!..

2.加大雷達功率向來是俄系主流，猶如大推力之於大機身
相對的也帶來大機鼻，這一切也反應在J-20身上!
接受模組、瀘波設計、到分析雜訊內容我個人認為重要性遠超
過射出件性能，至於半導體製程問題?

只好又回到工規需求上來討論，就在下於業內了解，工規設計恕無法以
閣下所提出的摩爾定律所指1y8m做為參考基準，工規產品有材質、加工、配方
、耐受性、容錯性甚至到受損支撐性也一併列入考量，其考量結果最後
會反應成為客製化，如果戰機或大型工機採成商務規格1年8個月來成
為產品壽命來考量，這樣子說好了，別說1y8m就算是5y，那維修工程
師將擠滿醫院精神科或掛冠離去。

3.請善用連結，洗板是不禮貌的網路行為!
閣下不是業內亦無精密材料加工經驗，恕在下不回覆閣下轉貼為主的問題!

abc003 wrote:
1.~2你在看看原來...(恕刪)

abc003

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47樓

2014-09-28 20:55

oeda6565 wrote:

、耐受性、容錯性甚至到受損支撐性也一併列入考量，其考量結果最後
會反應成為客製化，如果戰機或大型工機採成商務規格1年8個月來成
為產品壽命來考量，這樣子說好了，別說1y8m就算是5y，那維修工程
師將擠滿醫院精神科或掛冠離去。

性能和APG-77相當甚至超過的雷達超過10個國家會做

T-50戰機的有源相控陣雷達N035

Harakteristiki RLS N035宜必思：

頻率範圍：X（8-12 GHz）
PAR直徑： 900毫米
目標：
檢測和跟踪地面+4目標 30個空中目標
同時對8個目標發動攻擊： 8
雷達探測距離：
RCS 3平方米達400公里
RCS 1平方米達300公里
RCS 0.5平方米上升到240公里
RCS 0,1m² 到165公里 (這就是F-35的探測距離 F35約0.1~0.3 RCS)
RCS技術0,01m²達90公里 (這就是F-22的雷達節面積探測距離)
可視角度： 240°（±120°）
功率： 5000 W
https://ru.wikipedia.org/wiki/Перспективный_авиационный_комплекс_фронтовой_авиации

APG-77 F-22的雷達電源功率是12000W 但是對1平方米目標探測距離只有200多公里
https://en.wikipedia.org/wiki/AN/APG-77

所以PAK FA(T-50)戰機雷達性能更好功率卻沒比較大5000W 原因在於他服役時間比較晚

資料來源：空軍學術月刊第530期
http://air.mnd.gov.tw/Publish.aspx?cnid=1726&p=51875&Level=3

我樓上以講的你真的有看我樓上講的媽以上

這是中華民國空軍網站的資料我將藍色的字標起來

學術月刊裡面有透露美軍的航電設計目前採用和商用PC的方法開放式架構 2年換一代

但是仍有大量飛機還在用1980年代的老電子設備例如B-2隱形轟炸機飛控系統還在用285MHz的1980年代處理器

F-22本身都遇到這個問題就是他也是很難及時更新所以以5年前的半導體工業標準10個國家早就可以超過了

電腦科技對美空軍航電系統之衝擊
提要
一、電子科技日新月異，雖賦予空軍強大戰力，但要維持龐大的空軍機群卻也面臨許多問題。
二、科技產品不斷推陳出新，電腦廠商為了追求商機，陸續停產老舊零件，使得各式軍機面臨無零組備件可換的窘境。
三、美國空軍為維持戰備，並領先各國航電科技，強力推動「開放性電子結構」來取代舊式軍規零件，除提高維修效率、降低零件成本，更可迅速提昇效能。

前言
電腦化的快速成長雖然賦予空軍許多卓越的能力，如隱密性、感應器結合運用、無人飛機及精確導引資料等等，但也讓老舊設備維護陷入困境。數位電子科技的快速更新意謂著航空電子設備很快就會過時老舊，也使得維持空軍機群越來越困難。

越來越多為美國空軍生產微處理器（電腦晶片）及相關硬體的廠商已決定不再生產過時之科技產品，而競相投入最新科技。如此常引發一些警訊：美國空軍一些計畫負責人為了符合新標準，不是倉促尋找替代品就是來不及規畫就匆匆拼湊升級。很不幸地，兩種做法都不能確保幾年後不再重蹈覆轍。因此在考慮電子零件快速變成老舊過時的情況下，儲存老舊零件根本不需要，也負擔不起。
這種問題即使是最新式的武器系統也無法避免。儘管F-22至少還要5年才能加入部隊服役，計畫負責人每年就必須編列預算五千萬美金來更新F-22戰機航空電子設備的軟、硬體。此外，美國空軍還將F-22戰機設計成一種可輕鬆替換零件的開放性電子設備結構。

老舊軍機的問題更嚴重，譬如：機齡近四十年的B-52H轟炸機仍使用各種為數不少的老舊電子系統，如50年代的真空管。B-52 H是一個很好的例證，它使用特殊的航空設備，無法與其他不同設備共同運作。並非只有B-52 H機面臨這種狀況，現美軍軍機機齡超過24年的約佔總數的41％。

巨大挑戰
這樣的問題非常具有挑戰性。美國俄亥俄州萊德彼得生(Wright-Patterson)空軍基地的美國航空系統中心指揮官雷吉歐(Robert F. Faggio)中將負責主導解決航空電子問題。他表示這種問題已經如滾雪球般難以解決。
雷吉歐解釋：所有買過電腦的人都能體會這樣的困難。在買後幾個月我們就發覺電腦老舊、跟不上時代，因為又有新的晶片問世。只要將這種個人經驗乘以6,000多架飛機，美國空軍所面臨的巨大壓力可想而知。再者，各軍種同樣面臨類似困境。雷吉歐又說道：「他們跟我們一樣面臨相同問題，我們更遭遇到有些飛機無法獲得零組件的困境。」

有一種使用在現代飛機座艙的平面顯示儀表板是個很好的例子：這種儀表板的主要供應商在去年停止生產該產品，影響到各軍種為數龐大的各式軍機。
雷吉歐表示：美國國防工業的廠商並不是不願合作，而是電子產業的前景遭受到劇烈變動。以前軍方訂單在極精密電子產業界極具份量，如今軍方需求在龐大的消費市場中顯得渺小。電子產業順應市場潮流，軍方過小的市場，根本不足以引發各公司興趣。

雷吉歐將軍引述：有一天，英代爾公司（晶片製造商）有可能來電表明他們將不再生產任何由政府委託的特定晶片。摩托羅拉公司也同樣跟進，做出這種純商業考量的決策。對廠商而言，係因繼續提供軍方特定零件已無商業利益，因此決定退出軍方市場。

1990年代早期，美國五角大廈在考量整體需求後，將各軍種零組件規格改為商業規格。好處是，市場現貨零件大量生產可以減低成本，更沒有軍方規格的重重枷鎖，較易獲得。壞處是，由於受到市場潮流影響，各軍種的電子設備將隨著18個月週期自然老舊、淘汰，相對付出高額代價。

依據美國空軍參謀長麥克‧萊恩將軍的說法，電腦的力量在現代戰機領域中極為重要。他並指出，電腦的力量每一年半就呈倍數成長，而空軍提出新系統需求，從設計、簽約到完成架設最少也需要一年半的時間。萊恩說：這樣的步調讓我們總是慢半拍，所以每當美國空軍完成新的航空電子系統，實際已落後民間電腦界的軟、硬體二個版本了。

軍規優勢不再
B-2轟炸機就是一個很好的例子。該型機設計於1980年代早期，為美軍較新機種之一。B-2具有四組由286-MHz處理器驅動的飛控系統，在1980年代是一種非常先進的處理器，但若用在現代電腦上，連驅動小孩子玩的電腦遊戲都不夠。這種轉變影響美軍訂購該型轟炸機數量的決策。編製預算者有異議：將來更新其航電系統及飛控軟體必將耗費大量預算。

目前，較老舊的系統雖足以應付作戰，但位於維吉尼亞州藍利空軍基地(Langley AFB)的空軍作戰司令部司令強普將軍(John P. Jumper)表示：他不得不指出，空軍在系統提昇上，電腦的能力倍感不足。

沒有備用零件會嚴重削弱作戰能力。雷吉歐表示：我們不是要有最新、最棒的系統，而是要有足以維持未來三至五年的系統能量，這只是最基本的儲備量罷了。
萊恩補充說：每當系統無法再更新，空軍所能找到的零件製造廠商都會藉機獅子大開口。空軍為了讓這些老舊軍機繼續升空，不得已只好忍受大量的經費支出。

雷吉歐接著表示：就是因為這些額外支出不斷增加，空軍只好由萊恩將軍出面，成立航空電子系統中心（ASC）來面對航空電子設備老舊的問題。這種問題簡稱：DMS（Diminishing Manufacturing Sources），原意為零件來源日漸短缺。其最初成立的目的在規劃如何杜絕航空電子零件老舊過時所衍生的問題。

雷吉歐強調：我們不可能杜絕這些老舊過時所產生的問題，不論我們是否有妥善規劃，這些問題一定會產生。我們所能做的，只不過是事先做好準備而已。
他接著表示：美國空軍除了成立「飛機老舊問題研究室」外，還成立「航空電子設備老舊問題研究室」，這二個研究室都是由美國航空電子系統中心（ASC）的次級系統計畫辦公室主任薛羅上校（Col. Joseph Shearer）負責。雷吉歐宣稱：飛機老舊問題研究室將為美軍軍備司令部及美國空軍發展出理想的航空電子系統。美國航空系統中心的航空電子系統技術顧問阿迪斯(David G. Butch Ardis)最近接掌首席航空電子工程師的職務，他將與薛羅並肩作戰，共同整合各種不同的航空電子系統。

開放性結構新趨勢
經過多次研討，美國航空系統中心認為：要跟上電子科技潮流，就必須要求美軍軍機安裝開放性航空電子系統。也就是說，要能迎合不斷提昇的新科技，同時也要有結合相關產品與較老舊系統的能力。
美國空軍相關人士將這種系統與執行微軟視窗系統(Windows)的個人電腦(PC)作比較：由於電腦工業中所有廠商都遵守共同的連接、介面標準，個人電腦可以使用由不同廠商所生產的各式各樣軟、硬體，同時可以隨時升級，更可以結合各種周邊設備，如：掃瞄器、傳真機、印表機等。

雷吉歐說：每個人都遵守同樣的PC標準，每個人都用這樣的標準來發展軟體。這也使得PC的各種介面可以「隨插即用」(plug-and-play)。
再者，PC對配接線、連接阻抗等也有一定的規範，這使得整台電腦的各組件得以運作順暢。像PC這些優點（零件的共通性、廠商多家化、性能提昇及改良的潛力、共同的規格等）將可以運用到美國空軍，成為改良軍機航電設備，轉型為開放性結構的重要參考。

美國空軍強調：提出開放性結構的目的，在藉由增加廠商的數目，降低零組件的成本；並藉由一般商用規格的替換容易，來減少軍規零件老舊過時所造成的損失。
今年初美國空軍參謀長萊恩將軍及空軍部長彼得斯(F. Whitten Peters)簽署一份給各項計畫負責人的文件，指示各負責人要由其計畫案中抽調人力、經費來從事研究開放性結構的任務。

雷吉歐強調：我們還需要一些助力來推動開放性結構。雖然有些計畫案在這方面有很大的進展，但也有一些計畫案的負責人不願投入太多人力從事這方面的研究。雷吉歐反問道：既然如此，那何不由一個專責的單位來做呢？他自問自答：最近幾年來關於開放性結構，我們學聰明了許多。早在1990年代我們自以為瞭解開放性系統，其實不然。電腦科技像火車一般快速前進，要讓開放性結構能成功有效，我們必須提前規劃未來的十年。要求美國空軍走向開放性結構是一回事，但要實現這個理想，則必須做詳細規劃。首席航電工程師阿迪斯告訴本雜誌：各機種計畫辦公室都必須提出在2001年中期達到開放性結構的明確計畫，我們將這些次計畫再整合成一個主計畫。在考慮航空電子對空軍的重要性前提下，對未來爭取預算，這將是一項重要的考慮因素。

逐步實現理想雷吉歐表示：雖然我們強制要求空軍未來增編開放性結構的預算，但還不能保證可以一次完全解決航空電子的所有問題。我們只是要各機種逐步漸進，直到所有軍機達到隨時可以更換零件、提昇性能等目標。這需要一步一步慢慢達成；比方說：先改善雷達系統、或檢測系統等等。阿迪斯指出：F-15戰機正準備更新雷達系統，我們無法立刻要求廠商達到所有理想，但我們現在將這些考量列入，將來可以減少維修上令人頭痛的問題，也可以減少開支，將來省下的維修費用又可以用在其他性能提昇項目。雷吉歐補充說明：這個雷達系統採用開放性結構，裝設在F-15戰機上，形成整體開放性結構的次系統。像這樣一個個次系統陸續換裝，整架F-15戰機就可以一步步達成完全開放性結構的目標。阿迪斯接著指出：即使只是飛機的一小部分，卻也具備無窮潛力。如果我們優先替換那些目前花費最高的項目，很快就能省下大筆經費。雷吉歐也指出：C-17空運機就是所謂「包裹軟體」這種過渡時期的受益機種；像這種單獨發展的航電系統，用在一些機種上，可使這些機種具有部分開放性結構的功能。空軍正在研發這一類可以替代的系統，目的就是要早日達成開放性結構全面化。

實現開放性結構不但可降低維修花費，更可快速提昇飛機性能。如果美國空軍能持續努力跟上新科技，各機種要提昇性能就比現在更輕易達成。雷吉歐接著表示：嶄新的開放性結構可以讓需要最新科技的機種（如戰鬥機、轟炸機）每二年在航電系統上做更新。雷氏把現行美國空軍將最新威脅、戰力、武器及改進方式等資料，加入作戰電腦系統中，可以輕鬆更換不同磁片的作法，和開放性結構作比較。未來希望在飛機硬體上的更新，能如同換磁片一樣輕鬆容易。他同時指出：在我們開始從事更新武器系統研究後，在不同時期陸續產生各種要求更現代化的需求。這些需求有大有小，而且不定期發生；面對這些需求，只要我們做得到就照單全收。這些性能提昇案可以是針對新的威脅作改進，也可能是為了逐漸改良成花費較少，維修較容易的系統而研發。

全面更新系統勢在必行以現行預算編列方式，只有在預算額度許可時，才同意規劃性能提昇。但阿迪斯表示，如果現行提供零組件的廠商停產，而我們又找不到替代廠商；或是飛機妥善率低到無法忍受，戰鬥部隊就會提出性能提昇的需求。由於無法預知這些狀況何時會發生，美國空軍為讓這些飛機早日恢復戰力，只好匆忙設法改善問題，而無法兼顧經費支出、效率提昇等方面的考量。雷吉歐也表示：我認為空軍必須提出如何分階段、逐步提昇武器系統航電設備的時間表。其中每一部份的提昇，都必須包含軟、硬體的考量。我們唯有重視這些問題，並且事先做好規劃，才能在每次性能提昇案中，順利解決零件找不到廠商承製的窘境。也唯有如此，美國空軍才能跟上競爭激烈的電子時代，並保持領先優勢。

雷吉歐瞭解，要達成這個目標並不容易，需要很大的魄力，而且會佔用很多美國空軍用於改善航空電子設備的預算。雷吉歐表示：空軍總司令及作戰司令、運輸司令必須在各項優先預算中做好取捨。雖然任何被延後的性能提昇案，都可以優先排入下年度預算；但我們必須瞭解，延後任何性能提昇案都必須付出代價，因為如此一來，這些裝備因更顯老舊，很容易面臨零組件短缺的危機。美國空軍正委託波音（Boeing）及洛克希德馬丁公司（Lockheed Martin）進行研究，評估加快航電系統開放性結構的可行性。波音公司的研究稱為「航電系統開放性結構整合計畫」，是針對它們的飛機，如：B-1、B-52、C-17、F-15及與諾斯洛普公司(Northrop Grumman)合作的B-2飛機等，進行研究。雷吉歐表示：雖然研究結果尚未出爐，但我們已經瞭解，哪一種飛機的航電設備愈普遍化，問題就愈容易解決。洛克希德公司的研究叫做「航空電子系統結構、科技改造與技術獲得計畫」，

是檢討F-16及F-22改良航電系統為開放性結構的可行性。雷吉歐透露：這個研究目前已完成三分之二，但洛克希德公司樂觀表示，一旦研究完成，造福的不僅限於這二型戰機，其他機種也可以適用。美國空軍簽署的「作戰需求要則」（the Operational Requirements Document）就是要落實零組件全面改良的計畫，逐步漸進達成整體開放性結構的目標。雷吉歐強調：空軍必須確遵「作戰需求要則」，〝逐步〞達成改良計畫。因為對於未來新的科技需求，我們無法一次完全訴諸文字詳述。由於科技不斷創新，我們目前一些計畫案，往往還來不及完成，就已經跟不上時代。所以要推動的改良計畫，將會使航電系統陸續成為許多新科技的混合體，不斷跟隨新科技成長、進步。其目的就是為了避免一開始就將規格寫死，造成爾後電子系統因科技進步，而無法順利運作。

雷吉歐解釋：如果「作戰需求要則」規定：「必須一次列出所有規格」，那未來測試驗收時，以後為因應需求而增加的零組件必定不同於原訂規格，而遭受無法通過測試的命運。他接著表示：F-22戰機早期並沒有考慮要逐步改進的規格，但新的聯合攻擊戰機（Joint Strike Fighter）則朝這方面來計畫。大家可以發現，我們在這方面慢慢有了共識，而這不過是認知的改變罷了。一開始原型聯擊戰機（JSF）可能還無法達到我們的理想，但到了第三型，聯擊戰機應該可以達到我們的要求。這就是我們不再一開始就將所有規格固定的案例。不需承受戰備存量的壓力電子業界同意美國航空系統中心不需承受戰備存量的壓力的說法，所有廠商都同意，開放性電子結構符合大家的需求：可以使飛機跟得上科技潮流，承包廠商也不會礙於特定合約而失去其他商機。各廠商預期到未來性能提昇的潛力，可以更合理的投標，合約的內容也會更理想。雷吉歐指出：廠商投資開放性電子結構，可以確定公司獲利。因為系統性能容易提昇，空軍才會樂意投資。只要我們持需提昇飛機性能，合作的廠商就能持續獲利。後續零組件可否輕易獲得，在開放性結構中扮演重要角色。

雷吉歐表示：目前C-130機大規模更新航電系統案，在最後關頭被退回，因為該案無法達到開放性結構的要求，必須退回按這個標準重新研議。他接著說：退回C-130機案是我們跨出的一小步，而我們要追求的，則是將來所有系統都能達到全面開放性結構的目標。阿迪斯與薛羅上校合作的研究室，就是要為空軍未來的性能提昇案研究出一套典範。雷吉歐解釋：未來招商的內容必須要說明正確，而且還要確認各廠商真的瞭解我們的需求。雷吉歐接著說：要解決這些航電的問題，須要制訂準則，並詳述細節。聯合攻擊戰機是全新的系統，正好可以當作開放性電子結構的起步，將其未來性能提昇的計畫，從一開始就好好律定。反觀那些較老舊的機種，要規劃這些內容，就必須花費很長的時間。阿迪斯也表示：像B-52轟炸機擁有數千項指定規格的零件，要完全規劃所有項目，就得花上很長的時間，並且投入許多精力。雷吉歐表示：萊恩將軍和彼得斯所簽署的這份要則，就是要讓全空軍動起來。如此一來，各計畫案辦公室與各司令部都必須開始規劃未來的性能提昇案，且編列預算執行。

如何調整預算可能需要深思熟慮一番，併入平時採購零組件的計畫中，同步進行。這份要則將強制所有性能提昇案，不能只考慮解決眼前作戰需求，而是要考量整體系統需求，將未來可能的性能提昇一併考量規劃。雷吉歐強調：我們要求在所有計畫案會議中，將開放性結構列入討論。而且還建議萊恩將軍及彼得斯先生於每季會報中，提出討論。他接著強調：我們以往推動開放性結構的方式，現在已經不管用。由於科技進步一日千里，我們的時間一再被壓縮。以前在F-4幽靈式戰機的時代，一旦出現新的航電科技，我們只需針對F-4戰機做性能提昇。那時我們會想說：這樣就不錯了！因為只要夠F-4戰機使用就可以了。以後再有新的科技出現，自然會研發新式戰機來取代F-4戰機。但現在不同了，我們不會一直研發新的戰機，而且新的科技比以往發展更迅速。雷吉歐最後強調：我們別無選擇，只有站出來，面對這些電子設備老舊過時的問題。

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譯者簡介：
柴昌勝少校，空軍通校74年班，現任職空軍航技學校英訓小組教官。

資料來源：空軍學術月刊第530期
http://air.mnd.gov.tw/Publish.aspx?cnid=1726&p=51875&Level=3

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3008分

48樓

2014-09-28 21:53

機載雷達發展現狀
冷戰後期針對複雜電磁條件下超視距空戰的需要，蘇聯和西方國家在遠程探測領域展開了激烈的競爭。上世紀60年代末，隨著米格-25「狐蝠」及其使用的RP-25「龍捲風」雷達的出現，使蘇聯取得了在機載領域的領先地位。但這種優勢在70年代後隨著美國F-14A艦載戰鬥機使用的AWG-9及之後換裝的AN/APG-71雷達、F-15A使用的APG-63雷達的出現而消失殆盡。可沒過多久，米格-31「捕狐犬」截擊機及其使用的N007「閃舞」雷達在80年代初亮相，蘇聯人似乎又取得了領先地位。N007是一種大型無源相控陣雷達，尺寸是美國AWG-9的兩倍，平均功率達2.5千瓦，佔空比為25％時峰值功率為10千瓦。據稱，這種雷達可以在65公里的距離上發現雷達反射面積為0.3平方米的巡航導彈。

隨著80年代後蘇-27戰鬥機的出現，人們又看到了N001雷達。這種雷達設計之初是為了超越美國的APG-63雷達，但實際情況卻不盡如人意。配備這種雷達的蘇-30K參加了2004年美國和印度舉行的「對抗印度04」聯合空中演習。在此次演習的模擬超視距空戰中，蘇-30K擊敗了配備改進型APG-63雷達的F-15C戰機（註：綜合各方的消息，雙方對自身實力均有所保留，特別是美國為獲得蘇-30戰機的信息，更是有「故意求敗」之嫌）。其實在舉行「對抗」演習的時候，俄羅斯已經開始向印度交付新型的蘇-30MKI，並提供首批生產型N011M「雪豹」相控陣雷達。到目前為止，N001M仍是除了F-22A配備的APG-77雷達之外最先進的現役雷達。美國AWG-9和APG-71雷達雖然在功率上有一定優勢，但是俄羅斯N011M雷達採用的混合相控陣天線設計賦予其低噪聲係數卻是後者所無法比擬的——AWG-9和APG-71接收機低噪聲係數是N011M的近三倍

F-22A戰鬥機及其配備的APG-77有源相控陣雷達的出現，堪稱人類在機載雷達領域的又一大突破。APG-77是一種低可探測性雷達，由1500個T/R模塊組件（以下簡稱組件）構成，擁有目前所有現役機載雷達中最大的功率（具體數值至今尚未公開）。如今，APG-77已經成為機載雷達發展的風向標。在過去十多年中，以此為標準，美國又發展和升級了一系列新型相控陣雷達：F/A-18E/FBlock2使用的APG-79有源相控陣雷達，這種雷達原準備用來改進現有F/A-18系列戰鬥機，但只有達到F/A-18E/F標準的該系列戰鬥機才能滿足雷達所需的基本冷卻要求；F-16E/FBlock60使用的APG-80有源相控陣雷達，這種雷達還配備在將出口到澳大利亞的F/A-18E/F戰鬥機上，洛克希德·馬丁公司正在極力向印度推銷的F-16IN戰鬥機也將使用這種雷達；改進型F-15C使用的APG-63（V）2屬於第一代有源相控陣雷達，隨F-15SG出口到新加坡的APG-63（V）3則屬於第二代有相控陣雷達，採用了許多與APG-79通用的雷達組件技術；F-35使用的APG-81，它使用比早期的APG-77更新一代的雷達組件，最新批量生產的F-22ABlock20配備的APG-77（V）2也使用了與APG-81通用的雷達組件。新技術的應用使雷達擁有了更大的功率，但隨之也要求戰機擁有更強的製冷能力

在本世紀初的5年裡，美國在有源相控陣雷達領域取得了重大技術突破：X波段的氮化鎵高電子遷移率晶體管技術日益完善，較之傳統的砷化鎵晶體管，其發射功率有了明顯提高。以往有源相控陣雷達的方展一直受限於其基本組件的發射功率，每個組件的發射功率為2～5瓦。氮化鎵晶體管在現階段便可以為組件提10倍於原使用砷化鎵材料晶體管組件的發射功率。這使得有源相控陣雷達的設計人員由如何獲得更大的功率，變成怎麼為雷達提供足夠的電力和製冷設備。一個很好的例子是2007年7月，日本東芝公司展示了一款名為TGI8596-50的氮化鎵高電子遷移率晶體管，它可以使雷達組件在X波段獲得高達50瓦的發射功率。目前，該公司已經將這種新型晶體管定位在雷達和微波通信設備的應用上。
關於氮化鎵晶體管技術的長遠影響，最值得期待的要屬X波段微波發射機。假如這種技術能夠在雷達組件上得到應用，那麼雷達的發射功率將得到空前提高，直至達到「功率上限」，戰機的製冷能力也將成為影響這個上限的關鍵因素。倘若一部雷達由1500個基本組件構成，每個組件可以持續提供40瓦的微波能，功率增加效率可達50%（註：功率增加效率縮寫PAE，是指輸出輸入功率差與器件消耗電源之比，它是T/R模塊組件的最重要參數之一）.，那麼有源相控陣雷達的峰值功率就能夠達到60千瓦。目前，發射功率達80瓦的X波段氮化鎵／碳化硅材料晶體管已經初露端倪(@共和國開路先鋒麻煩親發個我國有源相控陣發展圖：好像有100瓦級的T/R模塊組件）。隨著組件發射功率的提高，雷達的探測距離也有了明顯提高，為對付隱身目標提供了無限潛力。蘇式戰機機載雷達一覽
N001系列它是上世紀80年代第一款裝備在批量生產蘇-27戰鬥機上的機載雷達。該雷達研製之初的目標是超越當時F-15A/C戰鬥機使用的APG-63機載雷達，可是後來發現這個目標實現的難度較大而降低了設計指標。N001是俄羅斯提赫米洛夫儀器製造研究院（N11P，以下簡稱儀器製造研究院）在米格-29的N019雷達基礎上研製而成的，採用傳統的倒置式卡塞格倫天線，天線直徑較之N019大1.1米。上世紀90年代以後，在俄羅斯空軍內這種雷達逐漸被採用平面陣列天線的N011雷達所代替，如蘇-27M。不過，N001的生產並未因此而停止，它仍然隨著蘇霍伊戰鬥機源源不斷地出口到包括越南等國際客戶的手中。再者，俄羅斯雖然集中精力開發新型雷達，但是對N001的改進也一刻沒有停止。目前，N001的一系列現代化改進型已經展現在人們的眼前，其中最重要的改進就是要提高其可靠性和增加多功能作戰模式。N00IV/VE採用了BCVM-486-6處理器以提高數字處理能力，由此可以兼容新型R-77超視距空空導彈，同時還增加了一些空對面作戰模式，使載機可以使用空地／空艦等空對面打擊武器。

羽毛」俄羅斯還在N00lVE的基礎上進行改進設計，使其成為相控陣雷達，命名為「羽毛」（PERO），由儀器製造研究所和梁贊儀器製造公司聯合研製。「羽毛」用相控陣空間透鏡式饋電天線代替了原N001系列使用的卡塞格倫天線，這種改進不但成本低廉（價格甚至與原來的相當），重量也減少了許多，並且具有與西方有源相控陣雷達類似的主波束偏轉性能，在發射功率和價格上還佔有一定優勢。同時，避免採用類似N011M「雪豹」那樣的反射鏡式天線，這種方式不但技術複雜，價格也較為昂貴（註：相控陣雷達的陣列饋電主要有強制性饋電和光學饋電兩種，光學饋電又稱空間饋電，具體又有透鏡式饋電和反射鏡式饋電兩種）。俄羅斯S-300防空系統使用的64N6E雷達也採用類似「羽毛」的技術。該雷達可能在即將到來下個十年出現在許多亞太國家的空軍當中。
N011 它是儀器製造研究院設計的一種旨在替代老式N001系列的高性能雷達。與俄羅斯傳統雷達相比，它採用了獨特的空饋式平面陣列天線，與上世紀70年代美國休斯和西屋公司研製的APG-6X系列雷達類似。不過，這些雷達現在已經被新型相控陣雷達所代替。與N001系列相比，N011採用了大量的數字化處理技術，1個L波段敵我識別天線詢問機天線陣列被嵌入到X波段的平面陣列當中。可以說N011雷達的性能與美國的APG-63和APG-70相當，不過其生產數量有限，主要配備在俄羅斯空軍的蘇-27M上，也就是後來的蘇-35。到上世紀90年代中期，俄羅斯空軍又將目光轉向採用相控陣雷達技術的N011M「雪豹」，該雷達曾在蘇-37驗證機上進行過試驗。

N011M「雪豹」俄羅斯在上世紀90年代研製的最先進的一款雷達，採用混合相控陣雷達天線設計，屬於無源相控陣雷達。N011M使用與美歐國家有源相控陣雷達類似的接收機技術，並擁有類似的靈敏度和旁瓣抑制性能。發射機則由行波管和天線陣列背面的波導饋電系統組成，與B-1B和「陣風」戰鬥機使用的無源相控陣雷達類似。N011M的研製無疑是現有無源相控陣雷達與西方同時代有源相控陣雷達的過渡產品，同時，它的出現也從側面反映出了俄羅斯設計人員無法獲得砷化鎵功率晶體管的事實，這種晶體管是美國現有相控陣雷達的基本組成部分。
基本型N011M採用一個直徑0.9米的混合相控陣天線陣列，每個接收單元都有一個低噪聲接受放大器，這使得雷達的噪聲係數可以控制在3分貝左右，與當前許多西方國家的有源相控陣雷達接近。N011M有3個接收機通道，估計是考慮到旁瓣抑制和電子對抗等抗干擾措施的需要。N011M使用的EGSP-6A發射機使用單一的「Chelnok」行波管，其在不同情況下的發射功率有所不同，峰值功率為4～7千瓦、連續照射功率為1千瓦。據稱N011M的迎頭上視探測距離為130公里，尾追距離為90公里，電掃瞄時主波束的俯仰角為＋/－70°，方位角為＋／-40°。N011M還可以進行傳統的機械掃瞄，並且能將天線陣面進行90°旋轉以更好地適應空面作戰的需要。
N011M目前仍在批量生產當中，主要配備在伊爾庫特飛機生產有限股份公司為印度、馬來西亞生產的蘇-30MKI/MKM上。此外，鑑於N011M與N035「雪的」-E之間的諸多相似性，未來N011M將能夠升級到N035的配置水平。N035「雪豹」-E 它是俄羅斯繼N011M之後發展的又一款新型相控陣雷達，從2004年開始研製，目前已經確定配備在最新型的蘇-35BM戰鬥機上，將來還有可能配備在蘇-27系列戰鬥機的最新改進型上。蘇-35BM將在2010年左右開始批量生產，N035的生產日期可能與之相似。2005年末，N035雷達的原型樣機開始進行飛行試驗。
N035是N011M的直接發展型號，保留了後者的混合相控陣天線設計，具備更強的發射功率，但噪聲係數稍差，達3.5分貝。同時，接收機通道也由原來的3個增加到4個。N035與N011M最大的區別在於採用了新型EGSP-27發射機。相比於與N-011M的EGSP-6A，EGSP-27採用一對峰值功率達10千瓦的「Chelnok」行波管。這使得N035的峰值功率可達20千瓦，平均功率5千瓦，連續波照射功率2千瓦。儀器製造研究所稱N035擁有兩倍於N011M的帶寬，並提高了頻率捷變能力。這意味著N035將擁有更加出色的電子反對抗性能。N035還使用了5010-35.01新型數字信號處理器和5010-35.02信息處理器，但保留了N001M上的接收機硬件設備，如主控勵磁機和振盪器等。
隨著雷達功率的增大，探測距離也有了相應提高。根據儀器製造研究所提供的數據，N035對雷達反射面積為3平方米目標的迎頭上視探測距離可達350～400公里，對雷達反射面積為0.01平方米迎頭目標的探測距離也可達90公里。在邊跟蹤邊掃瞄的工作模式時，N035可同時跟蹤30個目標，並同時引導2枚R-27一類的中程半主動雷達制導導彈；如果引導R-77一類的遠程主動雷達制導空空導彈，數目可達8枚。值得注意的是，N035還對R-77M-PD沖壓式空空導彈打擊F/A-18E/F、「颱風」戰鬥機一類低可探測性目標給予了特別「考慮」。目前，N-011M的低可被截獲概率技術（註：縮寫LPI，低可被截獲概率技術是雷達實現自身隱蔽和對抗反輻射武器的有效途徑）性能較差，可能是受限於帶寬和處理器性能，這也許會隨著N035的投入使用而有所改觀，一些國外用戶要求雷達能夠對抗西方電子支援設備／技術的要求也能得到滿足。
有趣的是，俄羅斯方面並沒有說N035優於F-22A使用的APG-77有源相控陣雷達，雖然根據公開的數據，前者在很多方面都超過了後者，尤其是在作用距離上。這有點不像俄羅斯的宣傳風格。

新型有源相控陣雷達（關於這個，下面一貼會略微介紹（扯淡）下）近來，「法扎特龍」設計局的有源相控陣雷達和米格-35戰鬥機一起亮相，這可以說是俄羅斯工業在該領域的一座里程碑。長期以來，俄羅斯一直無法發展出有源相控陣雷達，這主要是受限於無法得到性能更好的砷化鎵功率晶體管。雖然近年來國際商品市場也出現了一些民用砷化鎵功率晶體管，但是其近百倍於軍用產品的體積注定了它幾乎沒什麼軍用價值。不過，這種局面已經有所改變。本世紀初，美國在氮化鎵晶體管上獲得突破性進展，這種技術已經應用到美國第二代有源相控陣雷達上，同時已經通過鑑定並將用於全球微波接入這一新型寬帶網絡技術。這可能意味著這種技術將可能在下個十年出現在國際商品市場上。如果這種技術落入俄羅斯手中，那麼其用途將不可控制。舉一個與之類似的例子，現在西方國家一些商品化的高性能32位／64位微處理芯片已經被廣泛運用到俄羅斯許多軍用裝備的設計中。與俄羅斯不同，現在困擾西方進一步發展相控陣雷達的因素變成了雷達的天線設計及集成。典型的有源相控陣雷達通常用A級放大器為雷達提供合適帶寬、頻率捷變以及高精密波形所需的高線性度和低失真度，這就直接導致了許多能量消耗在天線上。像F-22A、F-16E/FB1ock這類採用有源相控陣雷達的現役戰機，採用的辦法是將熱量傳到飛機的燃油中，從而形成一個「熱緩衝器」，有一些設計則是直接將熱量傳到一個「熱交換器」中。

現在還沒有哪款蘇-27系列戰鬥機採用有源相控陣雷達，不過要將其整合到戰機上也不存在很大的技術難題，其巨大的內部容積、油箱容量及其潛在的巨大冷卻能力均為此提供了可能。值得注意的是，現在俄羅斯裝備的雷達尺寸多為0.9～1.1米，曆數當今世界的有源相控陣雷達，除了APG-77可以勉強與之相比外，其他許多雷達的大小均只有該尺寸的一半。這意味著西方必須清醒地意識到，即使俄羅斯相控陣雷達組件功率只有西方同類產品的一半，但蘇式飛機使用的雷達也有可能獲得與西方雷達相近的功率，畢竟其天線陣列可以容納更多的組件。考慮到未來可能從國際商品市場獲得新型氮化鎵高電子遷移率晶體管(HEMT)，未來俄羅斯的有源相控陣雷達將具有極大的功率係數，從而具備更強反隱身戰鬥機的潛力。
根據俄羅斯的說法，俄羅斯目前正在研製一款與PAK-FA第五代戰鬥機相配套的有源相控陣雷達。出於降低成本的考慮，俄羅斯在即將到來的下一個十年為全球的蘇式戰鬥機客戶進行相控陣雷達改進／升級以分攤研製經費，將是一個行之有效的辦法

由Phazotron公司設計的米格-35 Zhuk AE AESA雷達是俄羅斯的第一個AESA設計，並且預期將為FLANKER的變型機升級配套而大量生產，因為Phazotron公司10幾年來一直想打破NIIP公司在FLANKER雷達生產上的壟斷。
概述
Zhuk AE是為米格-35和米格-29升級配套而研發的，它是俄羅斯第一個公開的主動相控陣雷達（AESE）。其製造商NIIR Phazotron公佈了大量用於雷達的詳細設計原理和技術文獻資料。本文在工程技術角度探討同設計特點有關的天線和收發通道以及此雷達重要的性能參數。雖然這個試產的雷達在X低波段運作，而且收發通道計數少於西方同孔徑尺寸的雷達，但是它的功率孔徑性能卻比大多數雷達都為優越，除了西方最新的小孔徑戰鬥機雷達。ZHUK AE使用了低密度液冷收發通道模組配套技術，這個技術可以同第一代美國AESA設計相媲美。
在ZHUK ASE雷達上進行了參數分析和功率孔徑模擬，這個雷達是ZHUK AE的擴大版，並源自為 FLANKER飛機建造的ZHUK MSFE雷達。FLANKER規模的ZHUK ASE雷達加上俄羅斯現有的收發模組技術可以提供比美國APG-79 (F/A-18E/F BII) 和 APG-81 (JSF)級別的雷達高約60%的功率孔徑性能，而且如果按照MIIR PHAZOTRON的提議，加裝15瓦或更多的傳輸技術的話，它將比N035 Irbis-E (Su-35BM)和其他所有當前美國戰鬥機（除了APG-77(V)2 (F-22A Raptor)使用的雷達性能都好。為FLANKER飛機使用的ZHUK ASE可使用的IOC最早預計會到2010年。
背景和ZHUK 研發歷史
俄羅斯的雷達工業從冷戰後的預算不足中恢復了過來，並且從那時起就為出口市場進行了強度調整。三個最著名的雷達工業家族Tikhomirov NIIP, Phazotron NIIR and Leninetz, Tikhomirov NIIP佔了最大的出口收入，而且大多收入來自其對FLANKER飛機雷達供應不可動搖的地位。另一方面Phazotron已經成為了俄羅斯工業中的技術革新者。
Phazotron擁有一個作為蘇聯時期主要的雷達設計權威的歷史，而且是米格-29戰鬥機脈衝多普勒雷達N019 Topaz / Slot Back系列的主要設計者。ZHUK雷達系列從冷戰以來就佔用大部分Phazotron設計者，這個雷達是N019系列的後續進化版。
第一個ZHUK（甲蟲）雷達是為了1980年代中期的米格-29M/米格-33「支點」升級和生產研發的。它被命名為N010 ZHUK，是以美國APG-65 和 APG-68為模型的較為現代的脈衝多普勒設計，它利用一個槽式平面陣列天線以及0.68米的孔徑半徑，平均峰值為1千瓦，峰值為5千瓦。隨著冷戰結束，Phazotron作為一個獨立實體出現在市場上，它致力於在ZHUK上投入打算為米格-29，蘇-27/30和其他蘇聯時代的老式戰鬥機升級研發一系列雷達設計。
ZHUK-27是N010為基礎的一個變型，但是安裝了半徑為0.98米的較大槽式平面陣列天線，並且也可能裝有升級的TWT，這個雷達是為蘇-27SK FLANKER B設計的。與它同時代的ZHUK-8P為解放軍空軍 J-8-II 「長鬚鯨」研發，裝有較小的天線以及相應範圍較小的性能。重要的是在這個時期也看到了ZHUK-F的研發，這是一個被動ESA（PESA）或0.98米半徑孔徑的相陣。ZHUK-F進一步發展成為SOKOL，這個是當前FLANKER飛機使用的ZHUK-MSF/MSFE PESA變型雷達的基礎。ZHUK的PESA變型最接近NO11M BARS的變型，但是利用的是固定的PESA孔徑，而不是NIIP的萬向節設計。最新的西方相同技術是法國「陣風」飛機的RBE3PESA雷達。
ZHUK ME是ZHUK M系列的常規衍生設計，有米格-29可使用的0.7米孔徑規格，或是為蘇-27/30使用的0.96孔徑規格。ZHUK MSE經過了飛行測試並在蘇-30MK3變型機上證實，但是到目前還沒有人訂購。
機械驅動的ZHUK進一步發展，產生了米格-29「支點」用的N010M ZHUK-M和ZHUK-ME變型，以及為蘇27/30使用的Zhuk-MS 和Zhuk-MSE。這些結合了L波段IFF偶極陣列，和槽式平面陣列以及大幅提高的處理器硬件，以支持攻擊模式的合成孔徑雷達。
Zhuk MSF/MSFE（上）是一個被動ESA設計，意圖是為了完成NIIP的NO11M BARS。它利用一個Phazotron公司在波導管饋電底板上的特別的輻射式排列，和分離的發射器件放置。ZHUK MSFE擁有一個0.98米的孔徑半徑，和1662個發射器件，它是為給解放軍空軍製造的蘇-30MK3 FLANKER G航空配套裝備研發的。ZHUK-MSFE在蘇-33UB演示機中使用，該機（下圖）採用Al-31FU引擎推動。
最先進的PHAZOTRON FLANKER雷達是ZHUK-MSFE PESA的變型，當前在蘇-27KUM/蘇-33UB海軍版雙座艙機型上進行飛行測試，解放軍海軍可能採購它作為「瓦良格」CVA航母上的飛行機隊。這個雷達通常有2千瓦的均值和8千瓦的峰值，是蘇-27K/蘇-35 FLANKER E 上使用的NIIP N011MSA雷達的性能。PESA設計共有1662個放射源。
ZHUK-AE是ZHUK-ME/MFE變形的後續版本，一個源自於N010M ZHUK-M和ZHUK-ME變型的0.7米半徑孔徑，它是為印度為替換其大約400架俄羅斯戰鬥機中的128架所競拍的米格-35「支點」而設計。
印度的這個訂單之大，讓西方和俄羅斯的競標者公開了大量同他們產品相關的資料，而且Phazotron公司還特別發行了Phazotron雜誌，自重包括了一些Phazotron公司關於ZHUK-AE內部結構詳細工程圖的技術文獻，以及設計原理。這是目前為止在AESA設計上最大的一次技術公開。本分析大量依靠該文獻，但是也探討了一些其他的公開資料源。
ZHUK AE的戰略重要性不容忽視。俄羅斯工業已經跨越了設計和整合GaAs MMICs，以及執行AESA一體化和設計的技術障礙。從此點上我們可以看到西方科技在AESA上不斷增加，如新技術如氮化鎵HEMT晶體管的合成，以及美國式的成套技術不斷跟進等。發展的速度可能大部分收到在研發投入範圍的限制。
這個分析以比之前APA分析更深的技術程度上對ZHUK AE的技術以及它的設計原理加以密切關注，並探討Phazotron聲稱要為FLANKER擴大設計的意義。
ZHUK AE設計原理—一個雷達工程師的角度
Phazotron的設計提供了一些優秀的設計原理和可達到的性能，和ZHUKAE設計的性能增長。稍不如意的是原始設計沒有很好的翻譯成英文，一些技術語言沒有正當的翻譯，讓讀者不能精確理解原始的設計。
ZHUK AE的設計起始點是當時的ZHUK MF，因為當時的工程師做出的糾正性評估顯示整體新設計的成本和風險太高。因此他們跟進在APG-79上使用的Raytheon和在APG-80上使用的Northrop-Grumman模型，而不是APG-77上Northrop Grumman「全新」的方法。目的是為液冷的AESA重新設計PESA概念，並儘可能維持PESA的概念。主要設計目的是提供增強的可靠性，靈活的激光驅動，減少噪音指數來提高範圍，以及更高的帶寬提供頻率捷變，促進孔徑在干擾和高速數據鏈接下的使用能力。雖然沒有表明，但是其頻率捷變明顯是追尋低干擾度模式。
PHAZOTRON同托姆思科的一個半導體製造商簽約，由托姆思科電子大學支持來為雷達的重要TR模組發展氮化鎵MMIC（單塊微波集成電路）技術。
新雷達會使用一個新的天線和類似的數據轉化器設計，一個新的驅動平台，但是會保留當前的接收鏈，處理器和連續振盪器。對產品的提高設計包括更好的處理和更寬的可編程主振盪器模組。後者為了可以提供許多在西方最新的AESA中的能力。
Phazotron把關鍵的設計組件概括如下：
·發射器放在前面的天線
·TR電子通道，每個鏈接一個發射器
·製冷片液冷系統
·陣列電源供應
·每個TR通道的控制邏輯
·RF陣列輸入
·備用電力供應
·激光控制處理器以產生光束驅動命令。
設計團隊以覆蓋每個具體的設計方面而組建，包括孔徑設計，發射器設計，TR通道電路設計，TR通道MMIC和控制邏輯EPLD設計，TR通道和模組排布，TR模組熱控制，熱效能和備用供應設計，TR模組控制設計，TR模組備用電源設計，來自主振盪器和激發平台的RF輸入設計。
設計目標是建立一個最大激光制導角度為70°的X波段陣列，不能夠產生任何的不希望的旁瓣。這個是所有AESA設計的主要問題，目前光柵瓣要求器件空間少於半個波長，但是這樣的排布密度產生了散熱問題。

驅動晶體管的輸出和PAE（功率增加效能）被看做是另外一個問題，初始估計為6到8瓦。飛機的小尺寸和它有限的動力和製冷能力被看做是嚴重的侷限性。驅動晶體管在A級狀態運作可以提供最好的線性能力，而設計中PAE總體性能損失為22%--25%。C級運行狀態因為它對信號純度的影響而被拒絕。
PHAZOTRON曾經稱，顯而易見最大的困難是TR模組的設計。在對幾十個備用方案進行了評估之後，採用了在一個單一（四合一）模組中整合4個TR通道的方法，最後發現這個是最佳選擇。一個有趣的觀察是這個計劃同美國在1980年代後期第一代AESA使用的模組一摸一樣，源自於美國AESA產品的TR「粘連模組」設計。
散熱被證明是最為困難的一個問題，PHAZOTRON稱最終產出了一個具有高效導熱的設計。
ZHUK AE產品的規格是為了可以為傳統「支點」上的雷達在現有飛機上能夠進行直接升級提供配套裝備，也可以為新生產的飛機提供雷達。
PHAZOTRON對ZHUK AE壽命週期的生產階段中的目標包括對AESA組件測試的全自動化，可以允許強度更高的運作模式和性能測試的信號模擬器，雷達處理部件上更好的軟硬件，信號處理和激光控制更有效的運算法則，以及一個對裝備整個壽命週期內可靠性管理的統計數據庫。
進行了大量的設計對比研究，包括了平均TR模組功率從1瓦到15瓦範圍的功率孔徑和範圍性能熱應力性能。一個重要的問題是激光轉向到70°時會引起旁瓣和在超過60°角時的投射孔徑區域。
一個被拒絕的提議是使用模擬多主瓣，因為這個造成了一系列不希望的困難。
PHAZOTRON似乎正在進行數字化激光形成技術，這個技術被主設計師Dolgachev稱為是一個兩階段的處理計劃，初始激光形成由AESA內形成，另外的的激光形成在數字接收器內進行，ADC階段的下行數據流。AESA設計還有一個好處就是可適應性主瓣歸零干擾器。
Dolgachev也觀察到在設計進行彙總的一個主要問題是對性能參數的關注，以及開發一個在整個設計過程可以使用大量的計算機模擬的問題。
AESA設計的起點是為設計研發一個完整的計算機模擬，其目的是可以勘測各種設計對比以找出最好的一個。因為4通道的模組設計有更好的散熱效能，就否決了單通道的TR模組。在早期PESA中使用的金剛石點陣發射器點陣因為在同多相中心要求的單脈衝角追蹤清晰地分割陣列上遇到了困難而被否決。最終的模組規格設計以在陣列表明和輸入之間最短的幾何途徑攜帶RF信號，同時冷卻液橫向流經天線視軸。
這些對比研究的最終結果是將發射器按照垂直條狀排布，每一條排列都是整數倍的4個發射器來適應TR模組結構。最後的組件排布達到的性能是，第一旁瓣-30分貝，平均較高指令旁瓣50分貝，最大轉向角的主瓣寬度降低4分貝，而且在激光轉向角內沒有衍射旁瓣。
計算機模擬用來判斷天線TR通道相陣和增益控制的適當量化增量。發現振幅用5字節就足夠了，相陣控制用6個字節。陣列的每個TR通道各自處理控制總線。
底板輸入利用了一個未公開的輻射狀波導設計，而不是西方第一代的AESA和ESA上所看到的分段線性分支輸入。在輸入網絡和TR模組間的同軸波導開關網絡用來控制陣列中心和執行單脈衝統計和區分角追蹤模式。
每個TR模組的配電上顯示出同「PULLING」模組在暫時耗電量上一樣的問題，因為採用了一個有效地臨時措施，在每個TR模組旁的主通電鏈接上附加了一個大容量電容。
製冷通過把每個TR模組安裝在一個一體化的通過液體製冷的冷卻片上。熱量從每個MMIC或晶體管上轉移到模組底部，之後傳導給冷卻片散熱。PHAZOTRON沒有公開TR模組冷卻片的厚度，但是很明顯橫向的組件排布是一個難點限制。每個TR模組包括一個內置的熱感應器，如果過熱它可以強制模組關閉，直到模組冷卻再次開啟。所有的模組都在振幅和相位上有熱補償以保證性能指數在溫度和運作波動時保持一致。
Dolgachev稱當前的TR模組參數為：
·均值5瓦
·發射增益34分貝
·接收增益30分貝
·接收噪音指數2.5分貝
·相位轉化器控制增量5.625°
·振幅控制增量0.7分貝
·振幅控制動態範圍24分貝
·總統PAE25%
模組和通道分別獨立運行，為通道保留了兩個低階位，為模組提供了8個高階位。
研發了一個激發器放大平台來增加主振盪模組輸出來補償向天線輸入底板注入的插入損失。這個液冷的放大器模組有4個放大器鏈，其峰值為20瓦。
構建了一個自動化排布來測試TR模組的振幅和相位性能，以便可以讓調整和補償錯誤限制於3°容錯範圍內。需要研發進一步的自動化裝備來測量和調整全部的陣列，因為均值3千瓦的輸出對人體有危險。一個測試方案利用一個同天線視軸一致的功率感應器，每個模組分別進行驅動（其他的模組全部關閉）來測量正確的相位和振幅性能。之後測量編入軟件分析決定天線整體性能。
Phazotron相信當前的ZHUK AE設計沒有達到其最高性能，因為它使用的大部分程序都沒有對早期的機械驅動陣列加以改善，因此還沒有對AESA進行優化。
Semyonov et al的另外一篇文章討論了一些在TR通道增益控制，驅動器和移相器模塊上使用的GaAs MMICs一些設計細節。這些IC都是單一的熱傳導優化的金屬容器內8 x 22.5 x 2.5 mm大小的部件。
5字節的數字控制衰減器是使用了50歐姆方形電阻膜的GaAs MMIC模塊。其主動零件是Schottky電阻。高階位平台階段在兩個8分貝階段進行，總控制損失為16分貝。低階位控制階段在1分貝階段進行，控制衰減器的總插入損失為8到10分貝，在4到11吉赫之間RMS容錯為0.5分貝，同衰減器撥款是4到14吉赫。
6字節移相器功能在兩個GaAs MMIC模塊間分割。PHAZOTRON稱移相器計劃利用一個定向耦合器建造而不是開關過濾器。4個高階位包括在一個模塊上進行的180.0°, 90.0°, 45.0° 和 22.5°轉變，兩個低階位11.25° 和 5.625°在第二個較小的模塊上轉變。這個方法用來避免生產中設備產生的問題。它還打算利用4字節的移相器來進一步降低產品在180°階段變動的敏感性，並減少2.5到1.5分貝的每個階段的插入損失。設計證明在8到11吉赫之間運作RMS容錯置為6°左右，也即一個字節。為了補償衰減器和移相器的階位插入損失，在混合設計中加入了一個額外的放大緩衝器。這個GaAs MMIC設計提供了一個在8到11吉赫運作之間7到9分貝的增益。
按照PHAZOTRON的說法，因為用來連接模塊和IC針腳的布線問題，使得混合設計的性能比預期低，而且相位和衰減誤差也超過預計，可能是利用集成塊的固有問題。計劃轉移到LTCC（低溫淬火陶瓷）和MCM-D（多芯片模組集成）技術來獲得高產出量。在模型模組上，通過對陣列輸出的控制，大多增益和相位錯誤得到積極的補償。
PHAZOTRON把ZHUK AE看做是一個新的雷達產品，也是一個傳統米格-29「支點」機隊的一個新的升級配套。也會有一系列FLANKER使用雷達變型。
第一個投入使用的AESA是F-15C上使用的AN/APG-63(V)2.它是原來使用了1500發射器的AESA 的AN/APG-63(V)雷達的重大升級。
從一個重要的技術角度看ZHUK AE，它是一個引人注目的演習，它通過利用一個顯示了在關鍵領域如原件包裝和MMIC裝配上投資不足的技術基礎來生產一個切實可行的設計。ZHUK AE在科技角度上可同美國最好的第一代AESA如在有限的F-15C飛機上使用的1990年代APG-63(V)2設計相比。該技術特別是模組封裝上類似於1980年代美國的研發設計。
西方雷達工程師對ZHUK ME的第一印象是它的652個TR通道是美國雷達大50%或70%，後者一般為900到1200個TR通道模組。這個是俄羅斯工業的封裝技術限制所造成的，它的技術比美國和歐盟落後了一個時代。毫不意外，美國在發展高密度封裝技術上做出大量投入，以製造適合AESA天線需要的熱量環境難題。
美國在1990年代因為低下的產出量和可複製性廢棄了多通道TR模組技術，引入了封裝的但通道TR模組技術。在這些模組中，功能由不同介層分離，熱量通過周圍的金屬部件從模組導出。而俄羅斯工業還麼有跨越在第一個AESA上利用封裝模組的障礙，他們有美國的模組可以學習，從而會比美國花費較少的時間來發展這個技術。用美國一個高級工程師的話說「我們曾不得不付出很大的代價」。
中國航空信息網2007年10月12日報導：在莫斯科的Phazotron-NIIR公司正在對甲蟲（Zhuk-MAE）有源相控陣（AESA）雷達的兩部原型樣機進行組裝，目標是裝備米格-35戰鬥機。目前該機正在競標印度的多用途戰鬥機（MRCA），計劃裝備126架。

在2006年11月上旬要求RSK MIG公司在2007年2月的印度的班加羅爾航展上裝載試驗型Zhuk-MAE AESA雷達首飛。這也是俄羅斯的第一部實驗型戰鬥機AESA雷達的首次飛行。

印度要求向印度公司轉讓MRCA戰鬥機核心部件的製造技術，同時也要求Phazotron-NIIR公司向印度公司轉讓雷達重要部件的製造技術。印度有意採用AESA雷達裝備他們自己研製的輕型戰鬥機（LCA），同時也擬用AESA改進原來已經裝備蘇-30MKI重型戰鬥機的雷達。

Phazotron-NIIR公司在2000年開始研究AESA雷達，準備競爭第五代戰鬥機。由於經費有限，公司開展了方案研究工作，而沒有從基礎研究起步。Zhuk-A原來是針對新一代米格戰鬥機和大量的米格-29戰鬥機的改進型。Zhuk-A的原型機曾在2005年8月的莫斯科航展上露面（見附圖）。它的陣面尺寸為700mm(直徑)，共布放1088個收/發模塊，共分272模塊組，每個模塊組包括4個收/發模塊。天線陣面向上傾斜20o安裝，因為大量的目標將出現在飛機上方。不過該雷達樣機重達450公斤，輕型戰鬥機無法接受這樣的重量。

重新設計的雷達採取了一些減重措施，如採用較輕的鎂合金結構以及開挖一些減重孔，雷達減重到300公斤，這仍然是一個不小的重量。進一步的減重計劃是把天線直徑減小到600mm，布放680個收/發模塊，分成170個模塊組，每一模塊組還是包含4個模塊。較小直徑的天線陣面可以導致它在機頭部的安裝位置前移，從而騰出更大的機頭空間安裝別的電子設備。天線直徑的減小導致雷達功耗降低到5～6KW，因此仍然可以使用目前的米格-29的雷達冷卻系統。同時雷達的作用距離也由200km降低到130km，可以充分滿足輕型戰鬥機的需求。

為了在米格-35安裝AESA雷達，結構要在曾經使用過的Zhuk-ME的基礎上加強。目前正在組裝兩部Zhuk-MAE樣機，一部用於地面試驗；另一部用於米格-35原型機（米格-29M2）。

Zhuk-MAE是一部工作在X波段的多功能雷達，它能跟蹤和攻擊空中、地面和海上目標，對於戰鬥機目標它的搜索距離可達130km。通過仔細地選擇輻射元之間的距離，天線波束在±70o之間掃瞄，不會出現寄生副瓣。公佈的數據還指出，第一部雷達可以跟蹤30個目標，並對其中8個實施攻擊；Zhuk-MAE雷達的重量為220-240公斤，其中天線陣列的重量是105公斤。

hn1271n

hn1271n
個人積分：145分
文章編號：52370599

145分

樓主

2014-09-28 22:15

abc003 wrote:
性能和APG-77相...(恕刪)

實戰中N035雷達的強烈訊號源會讓T-50戰機成為啟動LPI雷達掃描模式的F-22戰機的活靶
別忘了F-22戰機強調的是絕對匿蹤就連自己所發射的雷達訊號也有匿蹤模式可以使用

abc003

abc003
個人積分：3008分
文章編號：52371342

3008分

50樓

2014-09-28 22:50

hn1271n wrote:
實戰中N035雷達的...(恕刪)

F-22的APG-77的雷達性能在這裡
https://ru.wikipedia.org/wiki/AN/APG-77

APG-77的 LPI模式對1平方米目標大小探測距離只有193公里

而PAK FA(T-50)戰鬥機的雪豹-E的N035 探測距離是300公里

APG-77----------------------------------------

對目標RCS =1平方米探測範圍：
225公里在正常模式
在LPI模式 193公里（頻率變化每秒超過1000次。）<------------也就是變頻模式探測距離比較短
儀表量程：525公里
通過接收和發送模塊數量T/R：〜2000
最大平均輸出功率：18.5千瓦
脈衝功率：0.5千瓦
開關時間MRP：000 00010.1秒
看方位+/- 60°視場
視野在海拔：60°+/-
指向性：針，1.5°×1.5°
雖然完全在“總覽”的更新信息：14秒
同時跟踪目標的數量：100
同時經營目標數：20
Narabotka的取消，文具CLO：800-1000
重量： 553.7公斤
體積： 0565立方米
冷卻空氣： 4.38千克/分鐘
冷卻液流量： 33.9升/分鐘

N035 -----------------------------

性能和APG-77相當甚至超過的雷達超過10個國家會做

是因為他是快要9年前的技術了 2005年和2014年....9年

T-50戰機的有源相控陣雷達N035

Harakteristiki RLS N035宜必思：
頻率範圍：X（8-12 GHz）
PAR直徑： 900毫米
目標：
檢測和跟踪地面+4目標同時跟蹤30個空中目標
同時對8個目標發動攻擊： 8
雷達探測距離：
RCS 3平方米達400公里 (F-16A/B戰鬥機RCS就比3還大)
RCS 1平方米達300公里 (四代半的戰機有做部份隱身處理RCS可以接近1)
RCS 0.5平方米上升到240公里
RCS 0,1m² 到165公里 (這就是F-35的探測距離 F35約0.1~0.3 RCS) 巡航導彈RCS也是這個值
RCS技術0,01m²達90公里 (這就是F-22的雷達節面積探測距離)
可視角度： 240°（±120°）
功率： 5000 W
https://ru.wikipedia.org/wiki/Перспективный_авиационный_комплекс_фронтовой_авиации
https://ru.wikipedia.org/wiki/Н035_Ирбис

所以PAK FA(T-50)戰機雷達性能更好功率卻沒比較大5000W 原因在於他服役時間比較晚

APG-77 F-22的雷達電源功率是12000W 但是對1平方米目標探測距離只有200多公里

如果你要用LPI模式對1平方米RCS雷達截面積的物體探測距離降到193公里.........

而T-50 雷達截面積如果是0.3~0.1 RCS縮小10倍

你可以代我樓上給的雷達公式計算開4次方根推導

APG-77對RCS 1平方米的物體探測距離推導出RCS在0.1平方米減少1.77倍探測距離

也就是在LPI模式下的193公里/1.77 就是對RCS 0.1的探測範圍得到109公里

所以F-22要看見T-50要109公里外而T-50要看見F-22要90公里兩者相差19公里

而雪豹-E N035 同樣對1平方米探測距離的物體雷達性能較好達到300公里

但是T50藥在90公里外探測到F-22 這不是雷達性能的差距而是F-22引伸性能較高的緣故