基于美軍浮空器的雷達系統應用

摘 要：浮空器是指利用輕于空氣的氣體來提供升力的航空器。目前，美國導彈防御局和陸、海、空三軍種都有自己的系留浮空器等的研制和裝備計劃。

關鍵詞：浮空器;發展;裝備

1 引言

氣球載預警監視裝備是一個裝備系列，從規模上它可分為大型系統（l0000立方米，量級）、中型系統（5000立方米，級）、小型系統（3000立方米，級）三類。從結構和工作環境上可以分為常規型、高原型（工作于海拔300m以上環境）、車載型和艦載型。

大型系留氣球平臺通常采用固定部署方式，由于載荷能力強、升空高度高，可作為骨干裝備用于加強重點方向、重點地區遠距離低空探測能力，美國南部用于監視美國與墨西哥邊界陸海空動向的系留氣球載預警監視鏈，就是使用的固定式大型氣球平臺。機動式氣球載預警監視系統（如車載型和艦載型）通常采用中型或小型系留氣球平臺，具有獨特的機動部署優勢，既可作為固定式氣球載預警監視系統的應急補充裝備，也可作為特殊地區、特殊任務應急手段使用，可在日常難以部署或不需要長期部署預警探測裝備的地域或海域快速構建低空、超低空預警探測網。美軍在科威特和阿富汗地區大量部署車載式系留氣球預警監視系統，主要使用了6000立方米以下的系留氣球平臺。

2 發展系留氣球載預警監視系統

自軍用飛機投人實戰應用以來，低空（高度l000m以下）和超低空（高度100m以下）突防一直是各國預警探測體系面臨的重大威脅。隨著超低空、超聲速飛行攻擊性武器的不斷發展和各類作戰飛機超低空、超聲速飛行性能的不斷加強，以及相關技術在世界范圍內不斷擴散，加強和完善低空、超低空預警探測網建設至今仍然是各國防空預警探測體系建設的重點。實際上，即使是當今世界軍事力量最強大的美國，也沒有實現全國范圍內的低空、超低空飛機預警探測網覆蓋。

要解決低空、超低空預警監視問題，探測器升空是根本出路，系留氣球平臺滯空時間長，載荷能力強，使用費用和保障條件要求比飛機平臺低得多，加載中遠程預警探測設備后，可作為加強低空超低空預警探測體系的重要手段。典型的超低空小目標，如超低空飛行的無人機，雷達截面積只有0.2㎡左右，飛行速度通常為10一250km/h，使地面預警探測系統很難及時發現和連續跟蹤。據報道，美國空軍用于戰場偵察、監控和對地攻擊的“捕食者”無人機，其巡航速度在130km/h左右。

此外，一些執行戰場偵察、電子干擾、欺騙誘導、反輻射攻擊和心理戰任務的無人機，大都在任務區域以150km/h左右的速度實施低空、超低空飛行。預警機雷達受平臺高速運動的影響，雜波頻譜展寬比較嚴重，難以對低速飛行的低空、超低空小目標進行有效探測。氣球載雷達系統正常工作時，其氣球平臺空中姿態變化很小，雜波頻譜展寬很小，利用脈沖多普勒雷達速度分辨率較高的特性，可根據任務需要，針對超低空小目標的特點和探測區域內公路網的分布情況，分方位扇區設置適當的目標徑向速度檢測門限或者不同探測模式，并采用先進的數據處理技術，能比較有效地解決低空、超低空小目標的探測問題。

美國空間與戰略防御司令部經過評估后認為，“反巡航導彈甚至比擊落超聲速遠程彈道導彈還要困難”。究其原因，主要是依靠常規地面預警探測手段無法及早發現和連續跟蹤巡航導彈。因此，美軍經過仿真研究和實裝驗證后確認，對巡航導彈這類超低空飛行的目標，最好的預警和跟蹤手段就是把雷達升高，即空基和浮空器探測方案，前者包括預警控制機、預警直升機、無人駕駛預警機，后者包括系留氣球載雷達和預警飛艇，而后者具有更高的效費比。因為與各類預警飛機相比，氣球載雷達和預警飛艇在空中滯留時間長（十幾天至幾十天），便于實施不間斷的預警監視，且裝備購置、放飛場建設和日常運行等費用均比預警飛機低得多。據美國軍方估算，氣球載雷達系統的日常運行和維護費用低于預警飛機的1/10。

3 加速發展系留氣球載預若監視系統

美國發展氣球載預警探測裝備已有30多年的歷史，在系留氣球的研制和使用方面具有世界最高水平。其中著名的系留氣球生產制造商有TCOM、RCA、ICL、Dvoer等公司。自20世紀七八十年代以來，固定、車載、船載等不同種類的系留氣球預警監視系統相繼投人使用，廣泛用于美國空軍、海軍、海岸警備隊以及海關緝私部門。90年代，美國又批準了“浮空器預警系統計劃”，并對該系統進行了多項試驗研究，其中系留氣球平臺載有監視雷達和跟蹤雷達，它能探測、跟蹤和輔助攔截低空巡航導彈，可連續留空工作30天以上，并與布署在防區內的“愛國者”、“宙斯盾”等系統協同實施攔擊作戰。美國國防部在評價若干空基探測器的方案之后，認為效費比最佳的低空預警探測方案是由固定翼飛機和浮空器組成的混合系統。

美國的氣球載雷達系統的作戰效能在幾次實戰中發揮了重要作用。在阿富汗和伊拉克軍事行動中，美軍使用了3種長度分別為15m、37m和71m的系留氣球，掛在氣球下部的有效載荷除了一些光學（紅外）傳感器外，主要是360°掃描監視雷達和精確跟蹤雷達，這些系留氣球都能升高到150m以上，可以遂行長達20天以上的連續預警監視任務。

4 結語

目前，浮空器在預警監視領域的應用主要集中在系留氣球平臺上，隨著大型飛艇關鍵技術的突破，浮空器應用熱潮將在未來10年內出現

參考文獻

[1]王明建。平流層飛艇平臺的發展及關鍵技術分析[J]。兵工自動化。2017年08期

[2]李利良。國外近空間飛艇的現狀和發展[J]。兵工自動化。2018年02期

[3]華鋒。淺談美軍飛艇發展[J]。飛航導彈。2017年07期

作者簡介：

劉賢明（1982.2—）安徽合肥人，高級工，主要從事浮空器全工藝流程研究