最近美國(guó)空軍接收無(wú)雷達(dá)的F-35戰(zhàn)斗機(jī)的新聞引爆了網(wǎng)絡(luò),社交媒體上都是解讀到底是F-35制造商洛克希德的鍋還是雷達(dá)承包商諾斯羅普格魯曼的鍋!不過(guò)美媒《軍事觀察雜志》卻敏銳的注意到了中國(guó)殲-20A的一個(gè)動(dòng)向,一溜新裝備的殲-20戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)罩與之前裝備的差異很大!
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美媒認(rèn)為這是中國(guó)的殲-20A裝備了新的氮化鎵雷達(dá)的標(biāo)志!中美氮化鎵雷達(dá)的競(jìng)賽以中國(guó)勝出結(jié)束,同時(shí)美媒還表示,中國(guó)這次在雷達(dá)上勝出的不只是戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)載雷達(dá),還有空空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭以及預(yù)警機(jī)的雷達(dá),中國(guó)雷達(dá)已經(jīng)全面超越美國(guó)!
中國(guó)殲-20A雷達(dá)罩存在差異:表示已經(jīng)更換新雷達(dá)
2月12日,美媒《軍事觀察雜志》以標(biāo)題為《中國(guó)頂級(jí)空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī)剛剛擊敗美國(guó)F-35,整合下一代氮化鎵雷達(dá)》報(bào)道了近日在央視新聞聯(lián)播中公開(kāi)報(bào)道的殲-20A戰(zhàn)斗機(jī),這次出現(xiàn)的10架殲-20都是全新的雷達(dá)罩,美媒認(rèn)為殲-20A已經(jīng)裝備了氮化鎵雷達(dá),同時(shí)美媒也遺憾的指出,最近交付給美國(guó)空軍的F-35A卻沒(méi)有裝上升級(jí)到氮化鎵的APG-85雷達(dá)!
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《軍事觀察雜志》提到的這個(gè)報(bào)道是2月11日的新聞聯(lián)播中播出的,種花家也注意到了這個(gè)報(bào)道,這批殲-20A與之前出現(xiàn)版本差異確實(shí)相當(dāng)大,單從外觀上來(lái)看就能看出很多差異,如下圖,已經(jīng)有大神直接給標(biāo)注出了不同:
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從表面上來(lái)看是三個(gè)差異,分別是機(jī)載雷達(dá)罩、DSI進(jìn)氣道以及EOTS的鏡面顏色。這三個(gè)都是非常有意思的話題,下文先從DSI進(jìn)氣道變化開(kāi)始:
DSI進(jìn)氣道的作用大家基本都知道,隔離附面層、預(yù)壓縮氣流避免超音速氣流直接沖擊發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能優(yōu)秀的優(yōu)點(diǎn)也是人盡皆知,但可能很多朋友都不知道它的缺點(diǎn),主要存在兩個(gè)問(wèn)題:
- 一是DSI進(jìn)氣道這個(gè)鼓包曲面計(jì)算極端復(fù)雜,需要有極端扎實(shí)的空氣動(dòng)力基礎(chǔ),不過(guò)這個(gè)對(duì)于中國(guó)軍工來(lái)說(shuō)不是啥缺點(diǎn),咱們有極其強(qiáng)悍的風(fēng)洞以及扎實(shí)的技術(shù)儲(chǔ)備,DSI進(jìn)氣道自然是手到擒來(lái);
- 二是DSI進(jìn)氣道高速不咋地,因?yàn)镈SI進(jìn)氣道極難設(shè)計(jì)成可調(diào)進(jìn)氣道,這會(huì)導(dǎo)致超過(guò)一定速度后進(jìn)氣道總壓恢復(fù)系數(shù)下降,最終會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)推力嚴(yán)重下降,此時(shí)就到了戰(zhàn)機(jī)最高速度的時(shí)候了,常見(jiàn)的DSI進(jìn)氣道最高速度是在2.2~2.3馬赫左右;
殲-20A的進(jìn)氣道DSI鼓包要大幅度小于殲-20的DSI鼓包,這意味著什么呢?鼓包變小,意味著超音速波阻下降、亞音速巡航阻力下降、高升力狀態(tài)下的流動(dòng)分離風(fēng)險(xiǎn)也在降低,簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō)就是更適合殲-20A的超音速巡航狀態(tài)下的性能發(fā)揮。
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在這個(gè)背后的潛臺(tái)詞就是殲-20A的發(fā)動(dòng)機(jī)要比之前的性能強(qiáng)悍太多,因?yàn)镈SI鼓包縮小,表示這種新發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)進(jìn)氣畸變的容忍范圍更大、壓氣機(jī)前級(jí)氣動(dòng)穩(wěn)定性明顯增加,也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)可以適應(yīng)更加狂暴的氣流。這樣說(shuō)各位是不是有點(diǎn)理解為什么WS-15的數(shù)據(jù)那么牛逼了?從殲-20A的氣動(dòng)外形變化上就能看出來(lái),WS-15真的和以前的發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣了!
第二個(gè)是EOTS的變化,這是一個(gè)光電瞄準(zhǔn)(紅外波段)的窗口,與傳統(tǒng)的IRST只能探測(cè)方位與俯仰角度,缺少一個(gè)距離的坐標(biāo),無(wú)法作為導(dǎo)彈發(fā)射的火控?cái)?shù)據(jù),EOTS可以利用多機(jī)位(運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷探測(cè)積累數(shù)據(jù),計(jì)算出距離)、多架戰(zhàn)機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈配合探測(cè)或者干脆上激光測(cè)距儀。
當(dāng)然后者非常不推薦,畢竟對(duì)手一個(gè)傳感器就知道有戰(zhàn)機(jī)用激光在掃它!美國(guó)的F-35和中國(guó)的殲-20是最早裝備EOTS光電瞄準(zhǔn)儀的,殲-20A的EOTS的鏡面比之前版本更大,并且顏色呈現(xiàn)熒光藍(lán),這表示更大尺寸的光學(xué)窗口和新材料(藍(lán)寶石晶體+特殊鍍膜)。
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應(yīng)該可以大幅提升傳感器的對(duì)外視場(chǎng)覆蓋范圍和紅外透過(guò)效率,另一個(gè)可能是支持更寬波段或長(zhǎng)波紅外探測(cè),提高在遠(yuǎn)距離空戰(zhàn)中被動(dòng)捕獲敵機(jī)尾焰和熱跡象的能力。長(zhǎng)波紅外在高空冷背景中相對(duì)更容易探測(cè)到高空飛機(jī)等目標(biāo)。
這種不開(kāi)雷達(dá)就能獲取對(duì)手三維坐標(biāo)的設(shè)備真的很讓人膽寒,雷達(dá)探測(cè)很容易發(fā)現(xiàn),但是EOTS可以無(wú)聲無(wú)息的就獲取到導(dǎo)彈發(fā)射的火控?cái)?shù)據(jù),悄摸悄的就發(fā)射導(dǎo)彈了,還有可能是射程在200~300公里的PL-15,不可逃逸區(qū)可能高達(dá)150公里以上,這個(gè)絕對(duì)是要命的。
第三個(gè)是雷達(dá)罩的變化,從新聞聯(lián)播的報(bào)道中可以看出來(lái),雷達(dá)罩顏色已經(jīng)和機(jī)體顏色非常接近,雷達(dá)罩的尺寸似乎更大一些,顏色改變表示透波涂層的不同,不同材料和涂層配方會(huì)導(dǎo)致可見(jiàn)光反射色不同,而雷達(dá)罩尺寸加大可能是T/R(發(fā)射/接收)單元增加,并不能確定是否換裝氮化鎵雷達(dá)。
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目前全球戰(zhàn)斗機(jī)主流的雷達(dá)是有源相控陣?yán)走_(dá)(AESA),使用大量可以同時(shí)發(fā)射并調(diào)整相位的T/R單元,第一代AESA是砷化鎵T/R單元,能在X波段這種典型機(jī)載雷達(dá)頻率穩(wěn)定工作,因此第一代AESA砷化鎵使用非常廣泛。
但砷化鎵在禁帶寬度、擊穿電壓不高,限制了功率的進(jìn)一步提升,并且砷化鎵熱導(dǎo)率不高,大功率需要極其復(fù)雜的散熱設(shè)計(jì),對(duì)于機(jī)載雷達(dá)這種空間極為有限的雷達(dá)來(lái)說(shuō),砷化鎵真是一個(gè)災(zāi)難,所以在氮化鎵出現(xiàn)后,各國(guó)的AESA都在向氮化鎵轉(zhuǎn)變!
氮化鎵(GaN)屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料,比GaAs(砷化鎵)更高的禁帶寬度、更高擊穿電壓、更高熱導(dǎo)率等物理優(yōu)勢(shì),氮化鎵可以實(shí)現(xiàn)砷化鎵5~10倍的功率密度。氮化鎵簡(jiǎn)直就是高功率設(shè)備的首選,想必各位是發(fā)現(xiàn)了,近些年來(lái)國(guó)內(nèi)氮化鎵充電器基本都爛大街了,一個(gè)個(gè)小小的充電器就能提供240瓦功率,牛逼不?
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國(guó)內(nèi)可以用氮化鎵嚯嚯充電器,國(guó)外卻是求鎵無(wú)門(mén)!原因是鎵這種金屬?zèng)]有單一的礦藏,大部分都在鋁土礦中,只有超大規(guī)模的氧化鋁產(chǎn)業(yè)才能從下腳料中精煉到足夠的鎵。得益于中國(guó)龐大的制造業(yè),中國(guó)提供了全球大約90%的鎵。
2023年8月1日中國(guó)生產(chǎn)的鎵對(duì)全世界都是“敞開(kāi)供應(yīng)”的,但是美國(guó)聯(lián)合西方國(guó)家不斷在高科技領(lǐng)域打壓中國(guó),忍無(wú)可忍的中國(guó)出臺(tái)了2023年23號(hào)公告:《關(guān)于對(duì)鎵、鍺相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制的公告》,之后在2024年12月3日發(fā)布的46號(hào)公告還收緊了管制:原則上不予許可鎵、鍺等相關(guān)物項(xiàng)對(duì)美國(guó)出口,并明確禁止對(duì)美國(guó)軍事用戶(hù)和軍事用途出口!
所以現(xiàn)在全球的鎵供應(yīng)非常緊張,但是還有一個(gè)非常不好的消息等著美國(guó),砷化鎵和氮化鎵兩種材料,其實(shí)鎵的用量是不一樣的,砷化鎵和氮化鎵如果每個(gè)分子里的鎵原子比例都是50%一樣多,但質(zhì)量比,前者是48.2%,后者是83.3%。
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簡(jiǎn)單的說(shuō)就是氮化鎵的T/R單元鎵用量是砷化鎵的幾乎2倍!這也是從砷化鎵時(shí)代走到氮化鎵時(shí)代,原本鎵完全夠用的結(jié)果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用的重要原因之一。現(xiàn)在的美國(guó)再生鎵產(chǎn)量每年也就2-3噸,原生鎵產(chǎn)量基本為零,想要搞氮化鎵相當(dāng)困難。
中國(guó)在AESA上使用氮化鎵其實(shí)不算早了,美國(guó)和日本都比中國(guó)早得多,但中國(guó)全產(chǎn)業(yè)鏈100%國(guó)產(chǎn),全球氮化鎵應(yīng)用層面增速全球第一。美國(guó)在氮化鎵領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模全球第一,但應(yīng)用幾乎全部集中在艦載與陸基上,空基預(yù)警機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)AESA只有零星使用。
為什么會(huì)這樣?答案相當(dāng)有趣!艦載或者陸基雷達(dá)空間大,隨便升級(jí)!但美國(guó)預(yù)警機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)這些平臺(tái)不是太老了就是開(kāi)發(fā)時(shí)因?yàn)槔孀畲蠡蛘呤菫榱私徊罡揪蜎](méi)考慮升級(jí)換代,比如E?2D、E?3這種就是平臺(tái)太老了,F(xiàn)-22和F-35都是這種是沒(méi)考慮升級(jí),結(jié)果氮化鎵在供電、散熱、結(jié)構(gòu)、重量上都和砷化鎵不同,造成相當(dāng)嚴(yán)重后果。
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前陣子美國(guó)空軍接收沒(méi)有機(jī)載雷達(dá)的F-35A就是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題,在F-35的機(jī)頭位置根本就裝不了APG-85,所以洛馬修改了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以滿(mǎn)足APG-85的要求,但是這種螺絲殼里做道場(chǎng),螺絲殼稍微改大點(diǎn)容易,但是這個(gè)全套“道場(chǎng)”是萬(wàn)萬(wàn)搞不定的,正式因?yàn)槿绱耍Z斯羅普·格魯曼的APG-85才會(huì)遲遲上不了F-35A,這個(gè)到底是誰(shuí)的問(wèn)題呢?似乎誰(shuí)都沒(méi)責(zé)任,但吃虧的又是誰(shuí)呢?
中國(guó)空空導(dǎo)彈都用上氮化鎵了,美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)還沒(méi)用上
美國(guó)在氮化鎵領(lǐng)域的應(yīng)用確實(shí)受中國(guó)管制影響很大,不過(guò)就目前來(lái)看主要的軍用領(lǐng)域的供應(yīng)關(guān)系還沒(méi)有惡化到無(wú)鎵可用的程度,所以短期內(nèi)美國(guó)軍用可能會(huì)緊張,但絕對(duì)不至于造成停產(chǎn)這種問(wèn)題,因?yàn)殒壋嗽酝膺€有大量含有鎵的砷化鎵半導(dǎo)體元件都可以回收鎵:
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比如磷化鎵(GaP)、銅銦鎵硒(CIGS,薄膜太陽(yáng)能),光電器件中的藍(lán)光/白光LED,激光二極管(LD)光通信、激光雷達(dá)、軍用激光器件以及功率放大器(PA)、微波開(kāi)關(guān)、移相器等。都是含鎵的元器件,所以這條路是堵不死的,當(dāng)然還有部分可能來(lái)自走私。
美空空導(dǎo)彈戰(zhàn)機(jī)預(yù)警機(jī)已大幅落后
中國(guó)在鎵應(yīng)用上確實(shí)可以嚯嚯,在預(yù)警機(jī)雷達(dá)應(yīng)用上也要比美國(guó)更具靈活性,原因也和很簡(jiǎn)單,中國(guó)在軍工研發(fā)與制造體系上遠(yuǎn)比美國(guó)要高效,近些年來(lái)各種高新機(jī)出現(xiàn)頻率之高就能看出來(lái)。當(dāng)然另一個(gè)是中國(guó)軍工目前正處在高速擴(kuò)張期,新增設(shè)備上用新技術(shù),要比在老設(shè)備上改造后用新技術(shù)來(lái)的更容易,原因嘛上文已經(jīng)說(shuō)了。
同時(shí)美媒《軍事觀察雜志》還非常敏銳的指出了美國(guó)在氮化鎵應(yīng)用領(lǐng)域的另一個(gè)落差,即在空空導(dǎo)彈的AESA應(yīng)用上。報(bào)道認(rèn)為,中國(guó)的PL-15、PL-16和PL-17早就用上了AESA(有源相控陣?yán)走_(dá)),全球在空空導(dǎo)彈上使用AESA的案例并不多,除了中國(guó)的霹靂系列外就只有歐洲的流星和俄羅斯的R-37M了,AIM-120D還在用單脈沖主動(dòng)雷達(dá)呢。
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那么AESA久很牛逼了嗎?答案是確實(shí)很牛逼!但是氮化鎵的AESA更牛逼,比如以末端鎖定距離為例,AIM-120D只有18千米,流星能到25千米,PL-15能到30千米,PL-17據(jù)說(shuō)能突破40千米,這個(gè).....差不多就是早期戰(zhàn)斗機(jī)的PD雷達(dá)的探測(cè)距離了。
中國(guó)在預(yù)警與打擊體系中已經(jīng)到了可以自由搭配和為所欲為的程度了,比如預(yù)警機(jī)除了KJ-2000和KJ-3000外,還有KJ-200,KJ-500和KJ-600,這是載人預(yù)警機(jī)系列。還有無(wú)人的預(yù)警機(jī)WZ-9,這種用于反隱身、廣域監(jiān)視、彈道導(dǎo)彈預(yù)警的預(yù)警機(jī)絕對(duì)是神器,如果加上GJ-11這類(lèi)無(wú)人機(jī),或者再由殲-20S帶隊(duì)的忠誠(chéng)僚機(jī)編隊(duì),各位認(rèn)為未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)可能互出現(xiàn)什么樣的變化?
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敵方的有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)編隊(duì)第一個(gè)就會(huì)遭遇無(wú)人預(yù)警機(jī)探測(cè),再加上無(wú)人機(jī)+超遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的打擊,還沒(méi)見(jiàn)著中國(guó)的無(wú)人機(jī),甚至可能還未感知到就可能被擊落了。這種作戰(zhàn)模式非常殘酷,用人命去填補(bǔ)技術(shù)的差距,但是拼死也可能只能擊落一架無(wú)人機(jī),甚至可能連無(wú)人機(jī)都無(wú)法擊落。
殲-36橫空出世:中國(guó)的空戰(zhàn)規(guī)則早就改變了
有網(wǎng)友會(huì)說(shuō)印巴空戰(zhàn)改變了全球空戰(zhàn)規(guī)則!中國(guó)的小老弟巴基斯坦“直播”了中國(guó)的全域作戰(zhàn)體系是怎么暴揍印度空軍的!這個(gè)對(duì)全球絕對(duì)是震撼性的,但是種花家要提醒下各位的是印巴空戰(zhàn)的技術(shù)是中國(guó)在2010年左右就定型了的,成熟大概是在2015年之后。那么請(qǐng)問(wèn)十年后的中國(guó)還在用這種全域作戰(zhàn)體系嗎?

答案是中國(guó)可能已經(jīng)將這個(gè)體系延伸到了太空,并且可能已經(jīng)通過(guò)殲-36這種超遠(yuǎn)程戰(zhàn)斗機(jī)擴(kuò)展到了全域作戰(zhàn)體系下的領(lǐng)頭狼戰(zhàn)術(shù)。你找不到這個(gè)說(shuō)法的,因?yàn)檫@是種花家剛剛創(chuàng)造的新名詞。為什么會(huì)這么形容?
因?yàn)闅?36的作戰(zhàn)半徑高達(dá)3200公里+,彈艙長(zhǎng)度與載彈量接近一架戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī),其雙座設(shè)計(jì)可以有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的忠誠(chéng)僚機(jī)控制位,可以攜帶多架乃至十幾架無(wú)人機(jī)前出作戰(zhàn)。在殲-36面前其實(shí)已經(jīng)沒(méi)有任何預(yù)警機(jī)可以協(xié)助作戰(zhàn)了,這個(gè)沒(méi)關(guān)系,殲-36的機(jī)頭直徑超過(guò)2米,各位知道要是按殲-20比例的話可以排下多少個(gè)T/R單元嗎?
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大概是殲-20的4倍左右,探測(cè)距離大概是增加1.5倍,本身就相當(dāng)于一架小型預(yù)警機(jī),通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈可以納入早期預(yù)警雷達(dá)的數(shù)據(jù)以及遍布西太的中國(guó)艦艇雷達(dá)數(shù)據(jù),甚至還有在軌的合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù),在這個(gè)體系的加持下,這架殲-36帶領(lǐng)的無(wú)人機(jī)會(huì)不會(huì)起到一個(gè)小型狼群的作用?
從六代機(jī)作戰(zhàn)定位來(lái)看,美國(guó)根本無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)!如果F-47是真的,那么根據(jù)給出的渲染圖比例推測(cè),基本也就是區(qū)域點(diǎn)作戰(zhàn)F-22的六代電子設(shè)備升級(jí)版,而非中國(guó)準(zhǔn)備為面作戰(zhàn)設(shè)計(jì)的殲-36,兩者在作戰(zhàn)定位以及為未來(lái)空戰(zhàn)設(shè)計(jì)的框架已經(jīng)差太遠(yuǎn)了!
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