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国庆大阅兵,打脸国外专家:中国没有能力研制预警机雷达高压电源?

2019-10-10 09:41
来源: 与非网

2019年10月1日,是我们祖国母亲70周年的生日,举国同庆。为了向世界展示国力,尤其是军事实力,中国如期在天安门广场进行了10年1次的大阅兵仪式。

回首此次备受瞩目的大阅兵,空中梯队以7分50秒的时长,在天安门上空划下了完美的航迹,展示了新中国成立以来空中力量从无到有、由弱到强的发展态势。这样的成果来之不易,科技强国的背后,是成千上万的科研人员殚精竭虑、夜以继日的付出。

国庆大阅兵,打脸国外专家:中国没有能力研制预警机雷达高压电源?

提到空中力量,作为空军眼睛的预警机绝对是其中的中流砥柱,战略地位极其重要。

什么是预警机?

预警机即空中指挥预警飞机(Air Early Warning,AEW),是指拥有整套远程警戒雷达系统,用于搜索、监视空中或海上目标,指挥并可引导己方飞机执行作战任务的飞机。

预警机具有监视范围大、指挥自动化程度高、目标处理容量大、抗干扰能力强,通常远离战线、纵深部署、执勤时有歼击机掩护,工作效率高等优点,被称为信息化战争的“空中帅府”。

空军在配备预警机的情况下,可使防空效率提高15~30倍,拦截与击落敌机的数量增加35%~150%,后方遭敌机袭击的次数减少一半以上。

预警机如此重要,为何拥有这项技术的国家寥寥无几?这是因为预警机的研制门槛极高,也因为其难度高,中国曾被军事发达国家调侃:中国不可能有能力掌握这项技术。

中国人不服输、中国研发人员不服输!在一穷二白、科技荒地的年代,以王小谟、张良、张义光、唐登平为代表的科研人员经过十几年、几十年的努力,终于开创了预警机自研的先河。其中,20世纪60年代研制的空警-1型是中国第一代预警机,本世纪服役的空警-2000、空警-200是第二代预警机,空警-500则是中国研制装备的第三代预警机?。

国庆大阅兵,打脸国外专家:中国没有能力研制预警机雷达高压电源?

预警机雷达是电老虎?

预警机之所以有强大的探测能力,离不开预警机雷达这副隐形的“千足触须”。

雷达(Radio Detectiori and Ranging)的工作原理:典型的雷达是脉冲雷达,主要由天线、收发转换开关、发射机、接收机、定时器、显示器、电源等部分组成。发射机产生强功率高频振荡脉冲。具有方向性的天线,将这种高频振荡转变成束状的电磁波(简称波束),以光速在空间传播。电磁波在传播过程中遇到目标时,目标受到激励而产生二次辐射,二次辐射中的一小部分电磁波返回雷达,为天线所收集,称为回波信号。接收机将回波信号放大和变换后,送到显示器上显示,从而探测到目标的存在。

70周年大阅兵上,空警-500采用的是与现役空警-2000相似的圆盘形三面阵有源相控阵天线,椭圆形截面,中央段下方通过两根支柱固定在机背后部。敌我识别天线、高速战术情报数据传输天线、雷达天线冷却系统、雷达罩空调系统等都装在中央段上。

雷达电源作为整个雷达工作的能量供给单元,起着十分重要的作用,而预警机雷达发射功率大,被称为电老虎,而如果电源体积和重量太大,就无法安装到飞机上。因此如何研制出理想中的身量轻便的预警机雷达高压电源是一个实实在在摆在预警机科研团队面前的难题。

国外专家调侃说:这是中国研制团队无法完成的任务!

中国电子科技集团公司第十四研究所的唐登平工程师和他的团队做了一千多次试验,在三年间,攻克了功率、散热、电磁干扰等多项技术难题,产品技术性能终于有了新的突破。

预警机雷达与雷达电源的特点

在传统雷达中,通常采用集中式的大功率、高电压的发射机,而近年由于雷达技术地不断创新、进步,有源相控阵雷达成为了军用雷达的首选。

由于采用了有源相控阵技术,传统的发射机也被固态有源相控阵雷达中分布式的组件所代替,从而低电压大电流的大功率阵面电源代替了传统的大功率高电压发射机电源。

在阅兵式上的空警-500对比现役的空警-2000,采用运-9中型运输机作为改装平台,这是预警机史上首次全面采用国产处理平台、国产操作系统和数据库。但是运-9相对体型较小,因此不得不摒弃现役大型预警雷达的特点,改用世界领先的数字相控阵雷达技术,实现在重量、雷达天线口径上的大幅下降。同时,预警机雷达的情报处理能力、抗干扰能力等综合性能不能下降,因此雷达的小型化迫在眉睫,但是发射功率要求却还是非常高,这也是雷达电源相比普通开关电源的区别:功率大、体积小、重量轻、可靠性高。

高压大功率电源技术国内外现状

我国针对高压大功率开关电源的研究是在上个世纪80年代初期开始的,相比国外发达国家而言,我国晚了10年左右。

在预警机雷达对电源提出“特殊需求”时,国内在此领域还是一片空白,当时国际形势复杂多变,在一片质疑声中,我国的科研工作者们坚持不懈、屡攻难题,为电源领域发展开拓了一方天地。如200kV高压直流开关电源,其输出功率可以达到20kW,又如20kHz高压逆变电源,其转换效率超过80%,输出功率可以达到20kW,而本体非常小,体积质量为250g/m?。随着电源技术的进步,静电除尘高压直流电源实现了高频化的目标,当输出负载为纯电阻的条件下,可以输出55kV的直流电压,工频可以达到25.6Hz。

当然,国外在高压开关电源上的研究还是领先于我国的,差距仍然存在。

在军事强国中,功率在10kW~30kW范围内的高压开关电源产品已经非常成熟,同时,他们还在研发更高功率的高压开关电源产品。如俄罗斯已经研制出了能够用于雷达发射机的140kW高压开关电源,美国已经研制出了300kW的恒流充电电源。

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