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日本发展新型特殊无人机监视中国导弹发射

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日本发展新型特殊无人机监视中国导弹发射

  原标题:“肥电”解锁新能力,F-35展示拦截弹道导弹潜力

  近日,日本方面宣称,已经计划在下一财年的预算中申请30亿日元(约合3730万美元),用于发展一种“特殊的无人机系统”。这种无人机可在13500米高空连续飞行22小时,可以比目前的陆基雷达、海上“宙斯盾”系统和空中反导预警卫星早一步探测到敌方发射的弹道导弹。

  据外媒日前报道,来自加利福尼亚州的共和党参议院邓肯·亨特11月份援引洛斯·阿拉莫斯国家实验室的信息分析指出,F-35战斗机能够拦截朝鲜射向美国的弹道导弹。作为拦截弹道导弹的核心设备——F-35搭载的光电分布式合成孔径系统(EODAS)的供应商诺·格公司还邀请记者参观了他们的办公室,展示F-35如何借助光电分布式合成孔径系统如何监视弹道导弹的发射。

  而美国军事专家透露,如果这种无人机配备了雷声公司此前研发的反导型AIM-120型空空导弹,那么它将成为终极反导武器,而日本发展这种无人机显然是朝着中国来的。

图片 1由于机身重量不断增加,F-35“闪电”战机有了“肥电”的绰号。

  朝鲜射星失败令日本产生隐忧

  F-35能够全程跟踪火箭发射

  据日本《读卖新闻》报道,日本防卫省计划发展一种先进的无人机,根据政府消息人士透露,该无人机能够比目前的侦察预警系统更早地探测到弹道导弹。这种由日本自身发展的情报搜集无人机将配备超级敏感的红外传感器,以便能在较低的高度探测并追踪到弹道导弹。

  F-35拥有可能是有史以来最强大的战斗机机载态势感知系统。这套系统的核心是AN/APG-81有源相控阵雷达和AA/ANQ-37光电分布式合成孔径系统。

  不过,具有讽刺意味的是,日本决定研发这种无人机是因为今年4月朝鲜发射卫星。当时日本未能追踪到发射运载火箭的信号,但实际情况是,朝鲜发射的这枚运载火箭并没有上升到侦察设施所能监测的高度。

  合成孔径是一项成熟的光学/电信号放大技术。根据物理学规律,单个天线的尺寸与探测距离和分辨率成正比。探测远距离的目标,需要的天线口径就越大。但天线的尺寸不可能无限放大。在现代探测技术中(使用数个较小尺寸的天线,将捕获到的光学/无线电信号通过干涉原理放大,再经过后台信号处理,达到一面大尺寸的天线效果。

  《读卖新闻》的文章称,日本防卫省决定加强监视能力,主要是因为担心未来朝鲜发射弹道导弹,以及中国在军力建设上加快了步伐。日本防卫省已经在下一个财年度拿出30亿日元,用于今后四年对该型无人机的研发。

  根据公开的资料,F-35在机身上安装了六组小尺寸的光电传感系统,红外线传感器由诺·格公司研制,关键的“锑化铟焦平面阵列”由美国空军研究实验室研发。每个传感器有90度的视角,六个传感器组合共计540度,实现全向360度感知,因此F-35的EODAS的效果相当于一面大尺寸高灵敏度的红外波段望远镜的效果。而且红外波段不受天气的影响。EODAS获得信息会直接投射到飞行员头盔显示器系统。由于该传感器工作在红外波段,对于空中的热信号的发现能力尤为强大(包括飞机、导弹的尾焰)。对于空中目标的态势感知能力,F-35已经超过了F-22。2014年底,诺·格公司和美国国家导弹防御局测试了F-35的态势感知能力,AA/ANQ-37光电合成孔径系统在多次追踪弹道导弹的测试中大放异彩。

  目前,日本方面利用陆基雷达和宙斯盾驱逐舰来探测导弹的发射,同时也依赖于美军早期预警卫星传来的数据。然而,这套系统只能够探测发射后已经达到一定高度的导弹。美国军事专家迈克尔·科尔表示,日本计划发展的这种无人机能够在13500米高空飞行,可以探测日本附近海域上空低高度目标的活动。由于无人机不需要考虑驾驶员操作问题,日本军方期望这种无人机能够在空中不间断地巡逻22小时。

  2010年,一架编号BAC1-11的F-35测试机跟踪了“猎鹰”-9火箭的首次发射。据视频字幕显示,这架F-35测试机在1300公里外的高空,全程跟踪监视并锁定了火箭的发射、爬升、一级火箭脱落、二级火箭的关机和一级火箭的再入大气层。出于保密需要,大量信息被隐藏。不过我们可以从Spacex公司公布的“猎鹰”-9火箭首飞的视频来寻找线索,一级火箭是在发射后3分07秒左右关机并脱落,二级火箭发动机是在8分47秒左右关机。F-35对整个爬升过程都进行了监视,持续时间超过了10分钟。

  日本防卫省计划在下一个财年拿出一个该型无人机原型机的设计方案。一旦原型机完成,他们就可以进行强度和其他测试。根据日本军方的设想,将在2020财年实现这种反导预警机的部署。日本防卫省的消息人士称,这种超敏感性红外传感器(主要用于进行红外探测)的研发工作基本已经完成。

图片 2  EODAS追踪到的“猎鹰”-9火箭的一级火箭发动机关机。从视角看,F-35当时的飞行高度应该在平流层与对流层交接处。

  迈克尔·科尔称,这款无人机的部署将使得日本可以在更早的阶段对来袭导弹实施拦截。因为,它可以在导弹发射后的最初阶段进行追踪,这对于一般的导弹预警卫星来说是有难度的。即使导弹在发射后失败,这种无人机也能够探测到。

  诺·格公司发布的视频还显示,2013年11月,他们利用两架飞机在美国东海岸进行了追踪了一次火箭发射。两架装备有EODAS系统的测试机,分别在5534米和12495米的高度对一枚从Wallops发射基地发射的火箭进行追踪。两套系统在捕捉到导弹的信息后,随即通过计算得出了导弹弹道的3D模型,通过数据链反馈到兰利的战情中心。

  日本防卫省表示,该无人机还可以担负其他角色。这些用途包括海上监视,例如监控中国海军在东海的活动,以及对某一片区域进行放射性物质污染的信息搜集,有消息称东京电力公司报废的福岛1号核电站目前仍对周边产生放射性污染。

图片 3两架载有EODAS系统的空中平台同时监控一枚起飞的火箭,计算出弹道并回传至作战指挥中心。

  在助推阶段实施拦截

  第三段视频则展示了F-35在空中监控连续三枚火箭的发射(1分20秒左右的间隔连续发射三枚)和一级火箭的分离。这次F-35的EODAS对同一地点的多次火箭发射(相当于弹道导弹的齐射)从飞行高度判断,这架F-35的飞行高度应该在1.5万米左右。

  对于反导而言,在导弹的助推阶段就锁定目标有几个优势。首先,从一般经验看,导弹在这个阶段并没有实施机动,而且释放出非常高的红外信号。其次,在助推上升阶段,导弹飞行的速度也比重返大气层阶段要慢很多,理论上在这个时期采用动能拦截可以更容易成功。第三,在空中飞行的监视飞机可以更加接近对方的发射地点,这样就减轻了对中段拦截器的时间和高能量要求。目前陆基和海基部署的拦截导弹都比较大型化,所以此举将使拦截弹更加小型化,成本也得以下降,而且能够更快地实现拦截。最为重要的是,在助推阶段摧毁一枚弹道导弹,意味着这一拦截行动发生在敌人的领土之上,而不是在其空中。

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