中國「天眼」展現尖端實力,精準鎖定海上巨擘與隱形戰鷹。
據內地軍事評論專欄「科大烽火」引述環球網報道,國家最高科學技術獎6月24日在京揭曉,李德仁院士獲得了中國科技界崇高榮譽,國家最高科學技術獎。李德仁是中國科學院和中國工程院雙院士,是中國最著名的測繪遙感測繪學家。在這次國家最高科技獎頒獎時,有一個令人振奮的發現,中國遙感衛星的分辨率已經比肩美國最强偵察衛星,不僅能够從太空鎖定外軍航母,還能够實時追踪美軍F-22隱身機。
獲得2023年度國家最高科學技術獎的李德仁院士,早在四年前就首次證實了中國的高分十一號遙感衛星(2018~2020年發射四顆)的分辨率達到0.1米,達到了美國最强的「鎖眼」偵察衛星的分辨率水平。這是《中國測繪》雜誌在2020年以「對地觀測衛星系統」為主題對李德仁院士的專訪。
根據這篇專訪的信息量極大,據李德仁院士透露,中國研製的高分辨率系列衛星對地遙感觀測系統,一開始是規劃了14顆遙感衛星,簡稱為「高分對地觀測衛星」,其中第一顆至第七顆為民用遙感衛星,第八顆至第十四顆是軍用遙感衛星。這14顆遙感衛星包含了光學遙感和合成孔徑雷達觀測衛星,按軌道分別地球同步軌道衛星和太陽同步軌道衛星。
「高分系列」光學遙感衛星的分辨率達到了0.1米~0.5米,合成孔徑雷達觀測衛星的分辨率達到了0.5米~1米。兩顆地球同步軌道的超高空遙感衛星的分辨率分別是15米和15米,此外中國的寬幅遙感衛星的地面幅寬達到了800公里。
李德仁院士首次證實中國的高分十一號遙感衛星(2018~2020年發射四顆)的分辨率達到0.1米,這與美國最强的KH-12「鎖眼12」偵察衛星相當。而且實現了多顆衛星實現尋找海上移動目標,精度達到10米以內,數據可在1分鐘內傳輸到地面。而且實現了在軌智能處於,實時跟踪識別目標。
早在2017年,中國就有相關報道:「中國已經利用高分系列衛星實現了對全球19艘大型艦船(美海軍的10艘航母+9艘兩栖艦)的持續跟踪,也已經完成了高分衛星制導導彈打擊航母的整個作戰流程的試驗。
更厲害的是,中國的遙感衛星甚至能够進行對地連續跟踪拍攝,追踪美軍的F-22隱身戰鬥機。據「保加利亞軍事網」報道,一則由中國「吉林一號」遙感衛星於早年間拍攝的視頻,突然在國外社交媒體上引發熱議。視頻內容為「吉林一號」遙感衛星正在追踪飛行中的美制F-22隱身戰鬥機,時間長達整整6秒。為此「保加利亞軍事網」在報道中指出,「吉林一號」遙感衛星拍攝的這段視頻,可能會徹底改變「空戰平衡」!
F-22戰鬥機的「隱身」是靠多種技術手段實現的,首當其衝的就是雷達隱身設計中的外形設計,F-22機身側面,進氣道與雙垂尾均向同一角度傾斜,機翼前緣與平尾前緣分別與後緣相平行。機身的全部艙門,如起落架、武器艙、維修口蓋、駕駛艙玻璃框架,均沿兩個相向的方向進行了鋸齒修型處理,以便側向反射雷達波。
與F-117明顯不同的是,F-22還在外形方面採用了連續曲率設計,例如,從正面看,機翼機身連接處不會形成强烈的雷達反射源角度,下翼面沿一連續變化曲率半徑綫置於飛機側面,在副翼舵面,擾流器與尾翼整流罩上同樣也能看出連續曲率技術應用的痕迹。
再者是紅外隱身技術中的紅外隱身,從F-22尾部結構可以看出,該機水平尾翼遠遠超出了發動機噴嘴,從而限制了從側面到後象限方向的方位平面內的排氣口與羽流芯的視野。此外則是F-22使用的F-119型發動機採用了二元矢量收斂-擴張噴管,可在一定角度內進行偏轉(角度可達到俯仰±20°),利用這種尾噴管可以使排出的尾焰與大氣摻混,有利於在大氣迅速耗散前者排出的高溫燃氣,進而减少被敵方發現的可能性。
最後則是射頻隱身設計,具體到F-22身上,即採用了被當下稱之為「低可探測性」的無源目標特種减縮技術,至於實現途徑,就是通過不斷加强天綫罩、天綫腔和天綫設計的開發,以此作為共用子系統的交互式元件,使得帶內,帶外雷達散射截面(RCS)更小,這一點可從AN/APG-77雷達與F-22各系統天綫的共型設計中看出來。
多種技術的集成運用,使得F-22隱身戰鬥機在過去多年間睥睨世界,儼然以「老子天下第一」的做派橫行全球,但這並不意味著它就永遠不會被發現,換句話說,F-22距離全波段、全頻譜隱身還有一段路要走,並不是無懈可擊的。
2020年5月,Defensemirror網站就曾報道稱,委內瑞拉軍隊通過進口自中國的JY-27米波段三坐標對空監視雷達,發現了一架接近該國領空的美制F-22隱身戰鬥機,並對其發出了警告,由此可見,F-22在全波段隱身方面仍存在著漏洞。
大量研究表明,以紅外探測器(特別是紅外成像設備)、紫外探測器、激光探測器(激光雷達)、微光電視等為主的光電探測設備,均具有反隱身能力。反過來講,F-22隱身戰鬥機之所以能被中國「吉林一號」遙感衛星發現並長時間進行追踪,原因就在於F-22在光電隱身技術中的可見光隱身方面的功夫沒有做到家,這也意味著其在全頻譜隱身領域,F-22同樣存在著致命隱患。
這一技術手段主要通過改進目標外形的光反射特徵、控制目標的亮度與色度、控制目標的主要發光部件的火焰和烟迹信號、控制目標照明和燈光、控制目標的運動構件的閃光信號等實現隱身效果。
只是,因為一般的光學偵察衛星的軌道很低,過頂速度很快,幅面很窄,只能維持跟踪幾秒鐘,並不具有戰術意義。即使個別遙感衛星實現了對地視頻拍攝,低軌道光學衛星實時跟踪目標的戰術意義也不是很大,只有靜止軌道同步衛星的對地凝視觀測能力,才是具有革命性的,能够實時監控敵人艦隊和航空器。
一個較理想的解决方法就是發射低軌衛星星座群。截至2024年6月,長光衛星技術股份有限公司已通過22次成功發射,已將108顆「吉林一號」衛星送入太空並在軌運行,從而建成了全球最大的亞米級商業遙感衛星星座,即「吉林一號」衛星星座。按照現有在軌衛星測算,「吉林一號」衛星星座可對全球任意地點實現日均35~37次重訪,具備全球一年有效覆蓋3次,全國一次有效覆蓋9次的能力,相比於2022年,可謂是有著質的提升。
2022年,「吉林一號」衛星在軌數量僅為54顆,具備對全球任意地點實現日均18~20次重訪,具備全球一年有效覆蓋1次,全國一年有效覆蓋6次的能力。然而按照長光衛星技術股份有限公司的規劃,到2025年,將實現138顆「吉林一號」衛星在軌組網,從而形成全天時,全天候,全譜段數據獲取和全球任意地點10分鐘以內重訪能力,這標誌著以美制F-22、F-35、B-2甚至是B-21為代表的隱身戰機被發現概率,將會比目前只增不减。
「吉林一號」遙感衛星之所以能發現美制F-22隱身戰鬥機,很可能是F-22隱身戰鬥機的亮度與色度控制技術存在問題,遠沒有達到使F-22隱身戰鬥機與所處環境(天空)的亮度及色度相匹配,所以才會被「吉林一號」遙感衛星上搭載的光電探測設備予以發射並持續追踪。
此外還有更振奮的一點是,按照長光衛星公司的說法,這段追踪F-22隱身戰鬥機的視頻叫做「高分辨率視頻數據」。公開資料顯示,「吉林一號」遙感衛星單星最大拍攝時長為120秒,標準時長一般為10秒、30秒及60秒,進一步講,上述F-22隱身戰鬥機出鏡的6秒僅僅只是滄海一粟,「吉林一號」遙感衛星還對其進行了更長時間的追踪拍攝。所以對F-22隱身戰鬥機來說,日後還是要自求多福,同樣這句話也對B-2隱身轟炸機和F-35隱身戰鬥機適用,畢竟此一時彼一時。
中國在2025年就會形成遙感衛星星座群的全天時、全天候、全譜段數據獲取和全球任意點10分鐘以內重訪能力,可提供全球最高的時間分辨率和空間分辨率。連F-22都能跟踪拍攝,要是盯一艘航母那不跟玩一樣。到那時候,我們甚至可以從太空直播俄烏戰爭了。
止戈堂
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