中国雷达被逼着崛起,多项技术世界领先

中国有一项被逼成世界第一的技术,它就是雷达!

中国雷达有多凡尔赛呢?

这么说吧,它是中国非常罕见,多次公开并承认领先世界的技术之一。

2014年,中国国防报罕见的出了一篇关于“雷达世界领先”的文章,详细介绍了它在预警机上的作用。

2016年时,中国青年网再次罕见的出了一篇标题为“国产预警机性能领先全球”的文章,详细分析了中国雷达从诞生到领先全球的原因。

2023年,《南华早报》再次发表了一篇文章说“中国在美国的重重封锁之下,依然制造出了堪称世界最强的雷达”。

了解兔子调性的都知道,中国一向都很含蓄,就算是某项技术世界领先,也会很谦虚甚至是遮遮掩掩,比如战忽局最喜欢将航母拍的和渔船差不多大小,把驱逐舰拍得和海警船一样人畜无害。

但是雷达和预警机却不一样,我们多年来曾多次高调亮相军事展览,也多次高调报道过,甚至我们的科学家还多次公开表示:中国雷达水平世界领先。

可是你知道,我们这么做的原因吗?

其实这背后有一段艰辛的往事,让我们的雷达技术一步步的被逼到世界领先。

这件事咱们还得从新中国成立开始说起。

当时我们虽然解放了中国,但是军事装备上落后欧美和某省太多了,尤其是防空压力,形同虚设。

沿海的防空哨所没有一个可用雷达,只能靠士兵用望远镜肉眼观察,这种观察根本无法及时发现敌机!

因此敌人的侦察机和战斗机,隔三差五的就闯入我们的领空。

有时候还会对我们的重点场所进行轰炸。

1950年时,敌人的飞机直接轰炸上海区域,不仅造成了大量的人员伤亡和财产损失,还导致整个上海五分之四的电力设备都遭到了破坏。

如果说没有核武器,我们就会一直被军事威胁,那么没有雷达,我们连反抗的机会都没有!

因此急需一款能够对空探测敌机的预警雷达。

可惜,中国雷达发展严重落后其他国家。

世界上第一部雷达诞生在1935年,英国科学家根据无线电信号的反射原理,制造出了世界上第一部雷达。

英国人很快在本土上建立了一系列的雷达站,构建了一个名为“本土链”的雷达探测网络。这个雷达矩阵,在一定程度上改变了英德飞机大战的结局。

当时德国飞机还没飞到英国,英国人就能在一百多公里外,提前侦测到德国飞机的数量和速度等信息,帮助英国空军赢得了不列颠空战的胜利。

二战后,雷达就成为最核心的军事装备,世界各国都在大力投入研发,然后又下放到民间,被用在飞机、汽车、气象等等领域。

雷达不管在军用还是民用领域,都越来越重要。

这样的技术属于被严格保护的范畴,中国曾经尝试引进发达国家的技术,但是都失败了。

即使是苏联老大哥也不愿意将它分享给我们。

中国想要突破只能自己来。

1950年,中国成立了第一电信技术研究所,也叫14所,开始了对苏联雷达的仿制工作。

当时的中国雷达工业完全可以说是从零开始,整个研究所里连一张详细一点的雷达图纸都没有,在没有任何数据和资料的条件下,研究人员把所里唯一的一部苏联雷达样品反复拆解,组装,调试。

然而就算是这一步,中国都用了整整三年。

第一代雷达采用的是磁控管技术。这项技术在现在看来并不难,但是在当时,就属于顶尖的技术范畴。

拿美国举例,他们的雷达技术也不是单纯靠自己,而是在1940年的时候,通过利益输送,与英国进行秘密交易才引进了这项技术。

此后又用了10年才将它提高到毫米级别。

而中国呢?不仅买不到,而且雷达工业的底子相当薄弱。

在新中国成立以前,只在南京有一家雷达修理所,还是靠着美国提供的零部件,修一修坏掉的雷达。

至于雷达的生产能力,整个中国都找不到一家工厂能造出来。

西方专家曾经就断言:中国雷达和国外至少相差30年。

这是一个真实的差距。

但是14所的科学家们却不信邪,他们一遍遍地拆,一遍遍地试,愣是花了几年的时间,才把整部雷达结构原理都摸透了。

1953年,在经历过过上百次试验后,14所终于成功仿制出了中国第一部雷达“314甲中程警戒雷达,结束了中国海防没有雷达的历史。

当时,这款雷达引起了很大的轰动。毛主席亲自参观了警戒雷达,激动地说到:“我们中国人什么都可以做出来。”

这款雷达改变了中国防空的格局,至少不用像以前那样用肉眼观测。

但这,并不代表我们的防空就没有压力了。

“314甲雷达”在技术水平上还比较的落后。

首先它的探测距离仅为80-100千米左右,相当于英国二战前的“本土链”雷达水平,也就是说,我们还落后了至少二十年。

其次是雷达电子技术上也仅限于仿制,部分元器件还得靠苏联进口,没有核心零部件,我们就无法量产雷达。

但好在,我们在“314甲雷达”的研制过程中,首次建立了自己的雷达工业,也培养出了一批专业的研究人才和团队。

这才是“314甲雷达”最大的成就。

靠着这些人,我们很快就在314甲中程警戒雷达的基础上,改进并推出了314乙型雷达。

这款雷达加装了平面位置显示器,探测距离比原型的苏联雷达更远。

到1955年时,已经有84部314乙型雷达被生产出来,装备到了部队一线,我们也由此建立起了第一支专业的雷达防空部队。

但是属于雷达的较量才刚刚开始。

在1950年代-1970年代,欧美开始对雷达进行进一步的改进,其中最重要的技术革新,就是相控阵雷达的问世。

老款磁控管雷达只能向一个特定的方向发射电磁波进行扫描,不能同时向四面八方都发射电磁波,否则就会被地面反射的波影响了精度。

这个毛病对雷达的性能影响还是很大的。

因为飞机不可能只是从一个方向上来袭击你,无论是海面还是陆地,面临的空中威胁都是来自四面八方的。

老款雷达在这方面就有了天然的缺陷。

为了解决这个问题,各个国家创造了两种思路:一种就是建设一个雷达矩阵,每个雷达扫描一片区域,组合起来就是一个完整的雷达探测圈了。另一种则是给雷达安一个能旋转的底座,让雷达转起来,一圈一圈地扫描,这样就能覆盖各个方向了。

可这两种方式都存在很大的缺陷。

雷达矩阵需要大量的雷达,不仅费时费力,而且雷达的位置是固定的,很容易遭到攻击而失去作用。

旋转雷达没有这两个问题,但是雷达的天线重量非常大,比如美国二战后研制的AN/SPS-2远程雷达,天线的重量高达23.6吨,堪称庞然大物。

让这么一个大家伙转起来可不容易,轻则扫描的速度缓慢,重则旋转装置非常容易损坏,更重要的是,即使转起来,它还是会有盲区的,容易遗漏掉或者晚检测到高速前进的目标,导致战机遗失。

为了彻底解决这个问题,科学家创新性提出:相控阵雷达技术。

相控阵雷达其实也是很多雷达集合在一个雷达系统上,但是它和上面说的雷达矩阵不同,它是通过电子控制系统,控制几千个小雷达组件进行扫描。

如果说普通的雷达像人脸上的眼睛,可以观察到我们前方的方向,那么相控阵雷达就相当于昆虫的复眼,想要扫描哪个方向,就调动部分小眼睛盯着那个方向。

相控阵雷达不仅可以跟踪多个目标,而且少了机械旋转结构之后,整部雷达的重量大大降低,机动性变得更强了。

相比于机械扫描雷达,堪称全面进化。

再加上当时的飞机性能越来越强大,相控雷达的作用就显得尤其重要了。

但是由于技术难度高,1960年代时,只有美苏两个国家才有实力研发相控阵雷达,比如说美国的AN/FPS-46、MAR雷达,苏联的“鸡笼”、“狗窝”雷达等等。

这些雷达的性能相当出色。

因此谁拥有相控阵雷达,谁才能被称为军事强国。

当时中国的外部环境非常恶劣,美国和苏联都曾经对我们进行过“核讹诈”,而且还是连续多次公开要轰炸我们。

中国被迫将工业基地转移到了内陆地区。

从1964年到1978年,中国有十三个中西部省份进行了战备为目标的国防、科技、工业等基础设施的建设,也就是著名“三线建设”。

现在很多人已经忘记这个历史了。

但是中国原本就薄弱的工业,因为再次大转移浪费了宝贵的发展时间,中国必须解决核讹诈的威胁甚至还能进行核反击。

事情的转机出现在1963年!

钱学森提出了两个构想,一个是反制敌人核打击的构想,还有一个是进行防御战略核导弹的构想。

核反击反制就是中国要拥有自己的核武器和弹道核导弹,当时中国这两项技术已经进入了最后的攻关阶段,实现核反击指日可待。

反而是如何防御战略核导弹成了最大的问题。

其中最关键就是相控阵雷达,它不仅可以监测多个目标,还可以超远程监测飞行器。

这个构想很快就得到了毛主席的肯定。

1964年,中国三线建设刚刚开始,就紧急成立相控阵雷达项目的研究。

一场关乎中国未来的技术攻坚战开始了!

作为当时国际上最先进的雷达技术,相控阵雷达的技术同样是美苏的核心机密,中国能获得的资料几乎为零。只能再次从最基本的技术原理开始研究,一点一点地摸索出了相控阵雷达的技术要求。

当时国际上很多人依然不看好我们,连欧日等发达国家都无法自主生产得相控阵雷达,中国凭啥率先研发出来?

但是中国别无选择,相控阵雷达就是我们的生死线,不行也得行。

为了加快进度,14所、607所等多个研究所,再次承担起了历史使命,这次他们采取赛马的机制,多个研究所在不同的路线上同时并进。

最终中国工程院院士贲德领导的方案获得了通过。

1972年,代号为7010的相控阵雷达项目正式开工建设,经过四年的建设以及调试之后,正式投入了使用。

我国成为了继美苏之后第三个拥有超远相控阵雷达的国家。

这颗雷达的性能非常优异,刚投入使用不久,它就相继监测到了美国太空实验室、苏联核动力卫星等飞行器,在大气层坠入的时间和轨迹。

之后,我们又以7010的相控阵雷达为基础,在河北省黄羊山建设了一个“亚洲最大的相控阵雷达基地”。

1983年,中国向全球准确预报了苏联一颗卫星残骸的陨落。

为什么要公开这个预测呢?其实就是间接向世界宣布,中国具备核导弹的预警能力,不要再对中国随意进行核讹诈。

再加上两弹一星的诞生,中国结束了十几年被核讹诈的历史。

中外雷达技术的差距缩小到了15年左右。

所以我才说中国雷达技术都是被逼出来的,如果没有别人对我们孜孜不倦的威胁,中国也不会这么急迫的想要突破这项技术。

在中国攻克了相控阵雷达技术后,它就成为中美苏的新战场了!

上世纪80年代后,相控阵雷达新的竞赛又开始了。

第一代相控阵雷达的结构比较简单,它是由一个发射器和接收器,以及多个天线组成,这种结构也叫“无源相控阵雷达。”

它有一个致命的弱点,就是一次只能产生一个波束,精度相对较差,而且不稳定,一旦发射器或者接收器坏了,雷达就瘫痪了!

大家都知道,在战场上雷达就是第一个被针对的装备,因此稳定性特别重要,精度不够也让雷达的作用打了很大的折扣。

因此针对这两个问题,科学家又发明了“有源相控阵雷达”。

它俩的主要区别就像中央空调和普通空调,中央空调只有一套外机,一旦损坏整个空调系统都无法运转;普通挂壁空调则是都有自己的外机,一台外机坏了,其他的还能用。

无源相控阵雷达就是类似中央空调,有源相控阵雷达则像挂壁空调,每个天线上都有一套单独的发射器和接收器,就算某个天线坏了,其他的也能照样工作。

由于要控制这么多的发射器、接收器以及天线,就需要雷达拥有更强的控制硬件,也就是半导体!

新一轮的雷达竞赛就是半导体材料之争。

第一次变革出现在1980年代,砷化镓半导体开始量产。

以前雷达用的是硅基半导体,砷化镓半导体在能耗和电压耐性上表现得更好,在相同的条件下,就能安装更多的雷达组件,可以极大提升雷达的探测精度。

砷化镓实现量产之后,美国很快就把它应用到了雷达上。

1980年,美国研发的F22战斗机上,搭载了APG-77雷达,这款雷达使用的材料,就是砷化镓半导体。

它是当时世界上最先进的机载雷达,探测距离达到290公里,远超其他国家。

中国半导体产业本来就落后,在砷化镓半导体上更是一片空白。

这也导致我们的雷达水平再一次被欧美拉开了差距。

就拿歼10战机来说,当时它的雷达探测距离只有130公里,还不到F22的一半,差距十分巨大。

中国努力了很长时间,也没能扭转局势!

事情的转机出现在第二次变革中。

2005年左右,氮化镓材料开始取代砷化镓。

别看它跟砷化镓只有一字之差,实际上氮化镓属于第三代半导体材料,其功率密度是砷化镓的5-10倍,热导率高出了7倍。

你想想看功率更高,那么相同重量下,它是不是就可以搭载更多的雷达?探测距离直线上升。而且热导出率高,是不是就不用担心发热等问题?

因此氮化镓相控阵雷达的性能全面超越上一代。

就是这一次材料革命,让我们相控阵雷达直接反超欧美。

因为在氮化镓材料上,中国有很多优势。

第一个就是原料优势,氮化镓半导体的主要原材料是氨气和氧化铝。

这两种中国都有,1991年时,中国的合成氨产量就已经是世界第一;2001年,中国铝金属产量也首次成为世界第一,并持续至今。

有了廉价的原材料,中国半导体氮化镓就有了先天的优势,不仅不会被卡脖子,反而还能反过来扼住别人的喉咙。

第二个就是工艺优势:其实也不叫优势,而是不会被卡脖子。

因为要耐受高电压、高电流,氮化镓半导体的制程需求是很低的,手机芯片已经发展到了3nm制程水平,而主流的氮化镓产品的制程都在350~130nm左右。

3nm芯片中国造不出来,可350nm的芯片随便造,而且质量好价格低!

没有被卡脖子,以中国的制造能力,就成了其他国家越不过去的坎!

所以在氮化镓半导体的研究上,反而是我们走在了世界前列。

早在2004年,中国电科十三所就已经研制出了第一块国产氮化镓功率半导体元器件。

2008年时,南京电子器件研究所的一篇论文曝光,其内容显示,我国氮化镓雷达的单个组件功率,就已经达到了119瓦,处于世界领先水平。

反观美国,直到2009年,美国EPC公司才推出了他们的第一个氮化镓功率晶体管。

2012年左右,我们的雷达设备开始更新换代。具体的数据,咱们就不说了!一个是资料公开有限,咱们也查不到什么,还有一个是敏感技术,不瞎谈。

为什么这个时候更新换代呢?

只要看看我们开头说的数据就知道了:

2014年、2016年、2023年都有官方报纸,密集报道中国雷达世界领先的新闻。

还有一个例子是,咱们出口给巴基斯坦的枭龙战机上,用的是风冷式LKF-601E AESA雷达,这款雷达的对空目标探测距离达到300公里,已经超过了美国F-22战斗机上的雷达。

出口的战机差不多就是咱们的上一代产品了,更不用说先进的雷达了。

中国为什么要主动曝光我们的实力?

其实还是被逼的,因为大漂亮老是把飞机、航母开到咱们隔壁,天天围着咱们飞行和航行。

虽然我们的军事实力已经不怕他们了,但是蚊子多了,吵也吵死了!

因此每次美国有什么新的隐形战机、或者骚扰太严重时,我们都会适当透露些消息,镇住宵小之辈,也顺便告诉他们,咱们已经不是新中国那会了,可以任由他们来去自如了。

说它是被逼成世界第一,一点也不夸张吧?

如今雷达已经应用到各个领域。


中国民用雷达也已经崛起,激光雷达已经被中国企业打成白菜价,4D毫米波雷达正在国产替代。

在未来,中国雷达说第二,其他国家就不敢说第一。

好了,我是熊猫,欢迎点赞评论关注加转发,我们下期再见!

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评论 22
  • 还有更先进的氧化镓雷达,更更先进的光量子雷达,更更更先进的引力波雷达

  • 国家最高科技奖获得者,哈尔滨工业大学双院士刘永坦教授,90年代就将中国海岸陆基雷达技术提高到世界领先水平。

  • 如果让年轻人占主角,相信我们的军工事业能够走向遥遥领先。