高級教練機雷達發(fā)展趨勢

程宇峰，夏義華，董 曄

（中航工業(yè)雷達與電子設(shè)備研究院，江蘇無錫214063）

0 引言

教練機是空、海軍飛行員訓(xùn)練系統(tǒng)的核心。根據(jù)教練機的不同性能和設(shè)備及其在培養(yǎng)飛行員中所處的不同階段，教練機可分為初級教練機、中級（基礎(chǔ)）教練機、高級教練機、戰(zhàn)斗/教練機和戰(zhàn)斗機的雙座同型教練機。其中高級教練機一般應(yīng)用于高級訓(xùn)練階段(AJT)和戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練階段(LIFT：Lead-in Fighter Training)。高級訓(xùn)練階段(AJT)是通過復(fù)雜氣象、武器、基本戰(zhàn)術(shù)等方面的專門訓(xùn)練，使學(xué)員掌握高級駕駛技術(shù)；戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練階段(LIFT)是讓新飛行員在駕駛先進戰(zhàn)斗機之前，通過技術(shù)訓(xùn)練，掌握作戰(zhàn)機動和戰(zhàn)術(shù)等方面的技能[1]。隨著第三代、第四代戰(zhàn)斗機的廣泛應(yīng)用，一些國家開始研制新一代多用途高級教練機，以期滿足第三代戰(zhàn)斗機飛行員高級技能訓(xùn)練的需求，并可兼顧第四代戰(zhàn)斗機飛行員的訓(xùn)練。新一代多用途高級教練機不僅可用于駕駛技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，必要時也能執(zhí)行近地支援、要地防空、武裝偵察等作戰(zhàn)任務(wù)，甚至可作為戰(zhàn)斗機高-低搭檔中的低檔機使用，如俄羅斯的雅克-130，韓、美聯(lián)合研制的T-50，德國的MAKO和中國的L15。雷達作為高級教練機航電系統(tǒng)重要的傳感器設(shè)備。當(dāng)高級教練機承擔(dān)戰(zhàn)斗技能訓(xùn)練和高級戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練任務(wù)時，雷達是開展空空、空地等戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練、高級戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練不可或缺的傳感器設(shè)備。當(dāng)高級教練機承擔(dān)輕型攻擊機作戰(zhàn)使命任務(wù)時，雷達為機載火控系統(tǒng)提供目標信息。本文通過對比分析多型高級教練機雷達體制與性能，探究高級教練機雷達發(fā)展趨勢。

1 高級教練機雷達發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 “信天翁”L-159高級教練/輕型攻擊機

“信天翁”L-159是由捷克沃多喬迪(Aero Vodochody)航空公司研制的一種高級教練機，也可作為輕型攻擊機使用。機腹和翼下共有7個外掛點，其承載量約2.3噸。機載武器包括美制AGM-65“小?！笨盏貙?dǎo)彈、AIM-9“響尾蛇”空空導(dǎo)彈，以及CRv-7和Suu-20火箭彈，還可外掛英制空地導(dǎo)彈和TIALD指示吊艙。

圖1 “信天翁”L-159高級教練/輕型攻擊機

L159高級教練機裝備的是意大利FIAR公司的Grifo-L多功能脈沖多普勒雷達。Grifo-L是部工作于X波段的機掃體制多功能脈沖多普勒雷達，其重量為86.7 kg[2]。Grifo-L雷達采用脈沖壓縮、頻率捷變等技術(shù)，具有行波管發(fā)射機、可編程快速傅里葉變換處理機和單脈沖平板陣列天線。Grifo-L雷達具有空空、空地等多種工作方式?？湛账阉鲿r，有5種工作模式，可以跟蹤8個目標，具有邊跟邊掃能力。該雷達空中格斗4個子模式，空面（地，海）9個模式。Grifo-L雷達作用距離：上視37 km，對大型艦船102 km。

1.2 “鷹”(HAWK)式高級教練機/輕型攻擊機

“鷹”(HAWK)式高級教練機/輕型攻擊機是由英國宇航系統(tǒng)（BAESystem）公司研制的。該系列主要包括 “鷹”50系列、“鷹”60系列、“鷹”100系列和“鷹”200系列。目前在生產(chǎn)中的是50、100、200系列。

“鷹”200系列所裝備的是Northrop Grumman公司的APG-66H脈沖多普勒雷達，由F-16A/B上的APG-66雷達發(fā)展而來。APG-66H是部工作于X波段的機掃體制多功能脈沖多普勒雷達，其雷達重量為107.7 kg，體積0.082 m3。該雷達具有空空模式和空地模式，可同時跟蹤8個目標。與該雷達類似的APG-66(V)2雷達作用距離：上視54 km～89 km，下視44 km～67 km。

圖2 “鷹”(HAWK)式高級教練機/輕型攻擊機

1.3 “馬可”(MAKO)高級教練機/輕型攻擊機

“馬可”(MAKO)高級教練機/輕型攻擊機是由德國歐洲航宇防務(wù)(EADS)公司研制的?！榜R可”高級教練機/輕型攻擊機上有7個武器外掛點，2個在翼尖，4個在翼下，1個在機身下方。兩個機翼內(nèi)側(cè)掛架和機身下方掛架可用來掛載副油箱或1 350千克航彈。機翼外側(cè)掛架可掛載675千克航彈，翼尖掛架只能用來掛空空導(dǎo)彈[3]。

圖3 “馬可”高級教練機/輕型攻擊機

“馬可”高級教練機/輕型攻擊機可裝備的雷達系統(tǒng)包括英國宇航系統(tǒng) （BAESystem）公司的 “藍隼”（Bluehawk）、Thales RD-400雷達、 AN/APG-67 多功能雷達。“藍隼”（Bluehawk）是部工作于X波段的機掃體制多功能脈沖多普勒雷達，其重量為107 kg。該雷達采用高、中、低三種PRF波形工作，可為空中攔截、空中格斗、空/地攻擊和反艦提供多種功能?！八{隼”（Bluehawk）作用距離：對戰(zhàn)斗機為94 km，對艦船和陸地較小目標為56 km。

1.4 “雅克-130”高級教練機/輕型攻擊機

“雅克-130”（Yak-130）是俄羅斯雅克福列夫設(shè)計局研制的雙座雙發(fā)高級教練機/輕型攻擊機。機腹和翼下共有7個外掛點，可帶俄制和西方的武器或副油箱，機載武器包括機腹23毫米或30毫米口徑航炮吊艙，翼下可帶8顆207千克級炸彈、兩顆454千克級激光制導(dǎo)炸彈或子母彈投放器和電視制導(dǎo)炸彈，最外側(cè)的翼下掛架可帶近距空空導(dǎo)彈。

圖4 “雅克-130”高級教練機/輕型攻擊機

“雅克-130”裝備的是由俄國儀表工程科學(xué)研究所（NIIPZhukovsky） 研制的“黃蜂” (Osa)雷達。 “黃蜂”(Osa)是部工作于X波段的無源相控陣雷達，其重量小于120 kg，體積為0.42 m3。該雷達具有空空與空地工作方式；能同時跟蹤16個空中目標，并從任何角度選擇其中的4個進行攻擊；能同時跟蹤2個地面目標?！包S蜂”(Osa)雷達作用距離：對5m2空中目標為85km。

1.5 “金鷹”T-50高級教練機/輕型攻擊機

“金鷹”T-50高級教練機/輕型攻擊機是由洛克希德馬丁公司與韓國航空工業(yè)公司聯(lián)合為韓國空軍研制的。T-50共有三種型號：T-50A教練機，T-50B教練機和A-50輕型攻擊機。機上裝有20毫米機炮、7個外掛架可攜帶多種武器。

圖5 “金鷹”T-50高級教練機/輕型攻擊機

A-50輕型攻擊機裝配的是由洛克希德馬丁公司 (Lockheed Martin)研制的AN/APG-67雷達。AN/APG-67雷達為X波段的機掃體制多功能脈沖多普勒雷達，其重量為73 kg，體積為0.045 m3。該雷達具有空空與空地工作方式，能同時跟蹤10個空中目標，具備同時打擊多個目標的能力。AN/APG-67雷達作用距離：上視65 km，下視45 km。

除了APG-67雷達之外，為了進軍中東市場，亦可視客戶需求選用英國塞萊克斯（Selex）公司的“雌狐”（Vixen）X波段有源相控陣（AESA）雷達。該雷達采用模塊化的構(gòu)型，裝備A-50攻擊機的雷達型號為雌狐500E，其天線由500個收/發(fā)模組所組成，天線掃描角度±60°，能同時追蹤10個目標。該雷達的天線還有兩種方案可供客戶選擇：750個和1 000個收/發(fā)模塊。

1.6 “山鷹”高級教練機

“山鷹”高級教練機是由貴州航空工業(yè)公司研制的。機腹下裝有一門23毫米雙管機炮，全機5個外掛架可以掛載不超過2 000 kg的各種彈藥[4]。

圖6 “山鷹”高級教練機

“山鷹”高級教練機配裝的是由中航工業(yè)雷達與電子設(shè)備研究院（以下簡稱中航工業(yè)雷電院）研制的X波段機掃體制多功能脈沖多普勒雷達，其重量小于65kg。該雷達可在全天候、全高度條件下對空中目標進行搜索和跟蹤，對地面目標進行精確測距，為航空電子設(shè)備提供必要的信息并配合控制武器的發(fā)射和投放。該雷達具有空空/空地工作方式，雷達探測距離30 km。

1.7 “獵鷹”（L15）高級教練機

“獵鷹”（L15）高級教練機是由中航工業(yè)洪都研發(fā)的雙座雙發(fā)噴氣式高級教練機。L15飛機現(xiàn)采用“一機兩型”配置，其中一型用于飛行學(xué)員的高級訓(xùn)練，進一步提高飛行技能，掌握一些基本空戰(zhàn)武器的使用和基本作戰(zhàn)機動動作，進行部分戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練；另一型配裝新型多功能雷達、電子對抗系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈等，用于飛行員戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練(LIFT)及戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，并可執(zhí)行第三代戰(zhàn)斗機同型教練機的部分課目訓(xùn)練，即伴隨教練機(CompanionTrainer)的部分任務(wù)。除訓(xùn)練功能外，L15飛機既具有對地攻擊的功能，又兼有對空作戰(zhàn)能力。飛機外掛能力不小于3 000千克，共有7個外掛點，可掛載航炮、空空導(dǎo)彈、訓(xùn)練彈、航空炸彈、火箭發(fā)射器、反跑道彈、精確制導(dǎo)空地彈、副油箱等[5]。

中航工業(yè)雷電院為L15研制了X波段機械掃描體制多功能脈沖多普勒雷達。該雷達具有空空/空地工作方式，雷達探測距離30 km。

中航工業(yè)雷電院也為L15研制了X波段無源相控陣雷達。該雷達具有中遠程空中攔射、空戰(zhàn)格斗、對地對海攻擊、多目標探測跟蹤、高分辨率地圖測繪、輔助導(dǎo)航等功能，具有制導(dǎo)主動/半主動空空導(dǎo)彈、格斗彈、空地空艦導(dǎo)彈的能力。該雷達具有空空、空海、空地、輔助導(dǎo)航等多種工作方式，雷達探測距離75 km。

圖7 “獵鷹”（L15）高級教練機

2 高級教練機雷達功能性能分析

世界各國主要高級教練機配裝雷達功能、性能參數(shù)如表1所示。

為完成空空、空地等戰(zhàn)斗入門訓(xùn)練、高級戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練和作戰(zhàn)攻擊等使命任務(wù)，高級教練機雷達功能需與戰(zhàn)斗機載火控雷達功能類似。根據(jù)表1分析高級教練機配裝的雷達功能，可以看出高級教練機雷達與戰(zhàn)斗機火控雷達一樣具備完整的空空、空地，空海目標檢測跟蹤功能。

高級教練機雷達性能需與其掛載武器和訓(xùn)練作戰(zhàn)使命任務(wù)相適應(yīng)。高級教練機執(zhí)行作戰(zhàn)使命任務(wù)時，主要作為輕型攻擊機使用，完成近地支援、要地防空、武裝偵察等作戰(zhàn)任務(wù)。根據(jù)表1對比高級教練機雷達與戰(zhàn)斗機火控雷達戰(zhàn)技指標可以看出，高級教練機雷達性能一般遜于戰(zhàn)斗機載火控雷達。但隨著機載雷達技術(shù)的進步，高級教練機雷達系統(tǒng)體制逐步由機械掃描體制向無源、有源相控陣雷達體制發(fā)展，高級教練機雷達性能也在逐步提高。

3 高級教練機雷達發(fā)展需求

3.1 雷達系統(tǒng)作戰(zhàn)威力

表1 世界各國主要高級教練機配裝雷達功能、性能參數(shù)

從高級教練機的武器裝備發(fā)展來看，新一代多用途高級教練機可攜帶多種空空、空地精確制導(dǎo)與非制導(dǎo)武器。新一代多用途高級教練機不僅可用于駕駛技術(shù)、戰(zhàn)斗技術(shù)訓(xùn)練和部分戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，也可以作為輕型攻擊機承擔(dān)部分作戰(zhàn)使命任務(wù)。隨著空空、空地精確制導(dǎo)武器射程、命中精度的提高，必然要求載機配裝與之相適應(yīng)的機載火控雷達系統(tǒng)。因此，提高雷達系統(tǒng)的作戰(zhàn)威力成為高級教練機雷達發(fā)展的需求。

3.2 雷達系統(tǒng)技術(shù)成熟度

分析國內(nèi)外高級教練機雷達型號，可以看出高級教練機配裝的雷達一般都是已在戰(zhàn)斗機上成功應(yīng)用的火控雷達型號。這些火控雷達具有技術(shù)成熟的特點，其技術(shù)先進性要遜于現(xiàn)役的先進戰(zhàn)斗機火控雷達。因此，高級教練機雷達注重技術(shù)的成熟性，注重裝備的使用效能，避免在技術(shù)開發(fā)上的資源投入、降低研制生產(chǎn)和使用風(fēng)險，這也是由高級教練機承擔(dān)的使命任務(wù)決定的。

3.3 雷達系統(tǒng)經(jīng)濟性

高級教練機主要用于高級駕駛技術(shù)訓(xùn)練和部分戰(zhàn)斗技術(shù)訓(xùn)練，是提高學(xué)員駕駛技能和基本戰(zhàn)術(shù)能力的重要機型。高級教練機盡管是各國教練體系中不可或缺的關(guān)鍵角色，但作為輔助機種，其發(fā)展的基本原則是經(jīng)濟、適用、安全。高級教練機在設(shè)計理念上與先進作戰(zhàn)飛機有較大差別，不追求與先進戰(zhàn)斗機相同的高性能和高精尖設(shè)備，重點追求經(jīng)濟性、可靠性和訓(xùn)練效益，以實現(xiàn)買得起、用得起、出勤率高、安全可靠。高級教練機無需像先進戰(zhàn)斗機那樣配裝功能繁多、性能強大的機載雷達系統(tǒng)，而往往選擇配裝與之使命任務(wù)相適應(yīng)的技術(shù)成熟、經(jīng)濟成本低、性能可靠的雷達系統(tǒng)。因此，雷達系統(tǒng)的經(jīng)濟性是高級教練機關(guān)注的重點。

從L-159、HAWK 、MAKO、Yak-130、T-50、L-15等高級教練機配裝的雷達系統(tǒng)來看，雖然有源相控陣雷達技術(shù)更為先進、可靠性更高，但大多數(shù)高級教練機選擇配裝的是機械掃描體制多功能脈沖多普勒雷達或者無源相控陣體制雷達，其雷達系統(tǒng)探測距離等性能指標并不突出。這主要是出于經(jīng)濟性方面的考慮。

4 高級教練機雷達發(fā)展趨勢

雖然教練機雷達的出現(xiàn)是在三代機雷達較為完備的時候，但是其起點較高，直接使用了脈沖多普勒雷達。這也反映了雷達從三代戰(zhàn)機開始在機載領(lǐng)域的地位變得不可或缺，合格的戰(zhàn)斗機飛行員必須具備嫻熟的雷達操作技能，這也促使了教練機必須具備相應(yīng)的雷達，以實現(xiàn)雷達操作訓(xùn)練功能。

雖然教練機雷達起步晚、技術(shù)起點高，但受其需求限制，要求易用耐用、采購成本和維護使用成本低廉、適應(yīng)范圍寬，使得配備的雷達在不失先進性的同時必須追求其功能的完備性、性能的適宜性，追求訓(xùn)練效能的最大化。

在以上需求的驅(qū)動下，未來的教練機雷達發(fā)展主要會走向三個方向：

1）緊隨主戰(zhàn)飛機雷達技術(shù)發(fā)展，實現(xiàn)先進多功能

隨著作戰(zhàn)電磁環(huán)境日益復(fù)雜以及機載武器威力范圍的不斷增大，機載雷達系統(tǒng)要求作戰(zhàn)功能和威力不斷增強的同時，具備電子對抗能力。有源相控陣體制雷達以其更遠的探測距離、更高的探測精度、更高的可靠性、更優(yōu)的抗干擾能力，逐漸成為戰(zhàn)斗機雷達技術(shù)發(fā)展的主流。第四代先進戰(zhàn)斗機的重要標志之一是裝備有源相控陣雷達，配裝機械掃描體制雷達的第三代戰(zhàn)斗機也將逐步換裝無源、有源相控陣雷達。

從高級教練機雷達的發(fā)展歷史可以看出，早期的高級教練機一般裝備X波段的機掃體制多功能脈沖多普勒雷達，新一代多用途高級教練機開始裝備相控陣體制多功能脈沖多普勒雷達。如俄羅斯的雅克-130高級教練機裝備的是 “黃蜂”無源相控陣雷達，中國的L-15B裝備的是無源相控陣雷達，韓、美聯(lián)合研制的T-50視客戶需求可裝備“雌狐”（Vixen）有源相控陣（AESA）雷達。

綜合以上分析，可以看出高級教練機雷達技術(shù)發(fā)展是與戰(zhàn)斗機雷達技術(shù)發(fā)展相伴隨的。目前高級教練機配裝有源相控陣雷達系統(tǒng)成本較高，但隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，有源相控陣雷達系統(tǒng)成本的持續(xù)降低，有源相控陣雷達將滿足高級教練機雷達系統(tǒng)未來發(fā)展需求。

2）趨向具備多功能實戰(zhàn)能力，體現(xiàn)復(fù)合多用途能力

目前高級教練機發(fā)展趨勢之一是可執(zhí)行適度作戰(zhàn)任務(wù)，因此對配裝雷達也提出了具備滿足實戰(zhàn)任務(wù)的需求，如要求具備低烈度空戰(zhàn)，執(zhí)行空海、空地偵察任務(wù)，遂行反恐打擊任務(wù)的能力。當(dāng)高級教練機執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時，要求其配裝的雷達系統(tǒng)在功能性能上與作戰(zhàn)飛機保持適度一致，即雷達系統(tǒng)的多功能實戰(zhàn)化。

3）兼顧向模擬或虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展，實現(xiàn)雷達的柔性虛擬化

高級教練機雷達在緊隨主戰(zhàn)飛機技術(shù)和功能多樣化發(fā)展的同時，也兼顧向模擬或虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)的發(fā)展體現(xiàn)柔性虛擬化的教學(xué)訓(xùn)練能力。如美國在T-39飛機的虛擬座艙中安裝了APG-66雷達模擬器，以培訓(xùn)學(xué)員進行軍用飛機的指揮及訓(xùn)練。

圖8 T-39 APG-66模擬器示意圖

美國海軍的T-45把實際的雷達訓(xùn)練整合進虛擬任務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)（VMTS）中。VMTS能模擬使用非保密的數(shù)據(jù)鏈、提供空對空和空對地模式的機械掃描雷達，以及模擬武器和電子戰(zhàn)等，這些功能能夠在多人參加的飛機和教員的地面站之間聯(lián)網(wǎng)以控制任務(wù)形式?，F(xiàn)階段的VMTS將為飛行員提供飛行中訓(xùn)練，使用雷達和武器對付虛擬的敵方飛機，包括與真實和虛擬的友方飛機進行協(xié)同訓(xùn)練。

高級教練機采用模擬或虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)進行雷達功能操作訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練，能夠?qū)崿F(xiàn)更大強度、更加復(fù)雜的環(huán)境、威脅度更大和危險性更高的戰(zhàn)場態(tài)勢、更復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)任務(wù)的演練，而且還能大幅降低高級教練機研制成本和訓(xùn)練使用費用。

5 結(jié)語

高級教練機因其執(zhí)行使命任務(wù)的不同，其雷達系統(tǒng)發(fā)展趨向于三個迥然不同的方向。當(dāng)高級教練機需同時執(zhí)行作戰(zhàn)使命和訓(xùn)練任務(wù)時，配裝的雷達性能必須滿足空空、空地制導(dǎo)與非制導(dǎo)武器的以及復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境作戰(zhàn)使用需求，其雷達技術(shù)發(fā)展是與戰(zhàn)斗機雷達技術(shù)發(fā)展相同步的，且配裝的雷達系統(tǒng)要實現(xiàn)多功能實戰(zhàn)化，但與先進戰(zhàn)斗機載火控雷達相比高級教練機配裝的雷達更側(cè)重于技術(shù)成熟性、經(jīng)濟性。當(dāng)高級教練機僅執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)時，其雷達向著模擬或虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)發(fā)展。

[1]劉卓，潘應(yīng)雄.新一代高級教練機發(fā)展趨勢研究[J]．教練機，2010(4)：26-28.

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