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戈林一个蠢到荒谬的想法,有多重要

2019-09-17 11:21

  出品:科普中国

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我们常说,事情总有两面。就拿二战来讲,这场人类历史上空前的灾难给整个世界带来了极为惨重的损失,但从另一个角度而言,它又促进了许多新事物的发展,如电子战。

  作者:太赫兹工作室

前段时间,日本从美国方面购买的隐身战机F-35A发生了坠海事件,虽然战机的残骸没有被找到,但是F-35A在坠海之前还是出现在雷达屏幕上的,这一线索能够让日本军方探测出F-35A最后出事的方位,同时也给予了捕捞战机残骸工作一定的支持。

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  监制:光明网科普事业部

按照常理,F-35A在设计之初就是为了美军能够在夺取制空权的时候占有优势,同时为了美国陆军提供战术遮蔽。所以,F-35A的隐身设计极具亮点,它不仅能够结合进气道、机身特定材料等方面的影响,还使用连续曲面的设计对F-35A的RCS进行整机计算机的模拟,大大降低了RCS的数量级,提高了F-35A的隐身效力。不仅如此,F-35A还在红外辐射、雷达散射、纤拖曳雷达诱饵等方面大大的加强了自身的隐身特性。可以说,F-35A是隐身战斗机这一方面的佼佼者。

在此之前,我们先来讲个有趣的故事:早在“海狮计划”期间,英军的猛烈抵抗给德军带来了很大的损失,他们的雷达让德军飞行员感到十分头疼。1942年的一天,有一位德军工程师提出了一套对付英军雷达的方案,戈林听后十分激动。然而他转念一想,如果德军将这项技术发扬光大,那么英军不就可以拿它来对付德军了吗?结果,戈林不但禁止研发,还下令将大量已经取得的研究成果全部销毁。

  1943年7月24日深夜,英军开始了空袭德国汉堡的战斗。汉堡拥有强大的防空力量,城市周围有54个大口径高炮连,22个探照灯连,3个烟幕站。在港口附近有20个雷达地面引导站,还有6个可供夜间歼击机使用的机场。英国出动了791架的各类飞机,组成了长320千米、宽32千米的巨大飞机方阵,以每小时360千米的速度向汉堡飞来。当时,德军已经装备了“维尔茨堡”、“曼海姆”、“弗里亚”等雷达。这些雷达本已经发现了这批庞大的机群,但是雷达屏幕上这些飞机竟然在“繁殖”,目标回波开始增加,总数达到了上万架飞机,德军马上乱作一团,雷达无法提供正确的目标信息,德军的夜间战斗机只能在空中盘旋,等待地面的引导。雷达控制的探照灯漫无目的地在四处寻找目标,炮瞄雷达无法工作,高炮只能朝天空胡乱射击。这次大规模空袭中,英军飞机没有受到任何阻碍,仅用两个半小时,就将2300吨炸弹投落在汉堡港口和市中心,汉堡遭到了巨大的破坏。而英军飞机只损失了12架,占出动飞机总数的1.5%,低于以往的6%。

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戈林的确是糊涂,他的短视可谓是害惨了德军。他并没有意识到从那时开始,影响到今天的电子战就已经开始发展了。

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针对F-35A的强效隐身性,就有人提出疑问了,F-35A既然是一个隐身战机,又是怎么被雷达探测到的呢?毕竟,F-35A如果能够轻易被雷达探测到自身的位置,不仅会暴露自己,甚至还会让己方的战术策略被敌方获悉。

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  被干扰的雷达的显示屏(来源:维基百科)

理论上讲,雷达探测到相应的信号才能够获得目标的准确位置,现代雷达不同于二战时期的屏幕上观察反射雷达波,而是首先使用高通滤波将通带和阻带进行分离,让信号中夹杂的背景噪声可以通过数字电路或模拟电路来去除干扰;其次,雷达探测还需要使用低通滤波来逐步净化信号,让信号图像周边的地形能够达到清晰可见的一个地步。最后,雷达结合低通滤波提供的地形,将雪花的像素变化频率的数据流进行分析,识别出该目标是什么东西。

在电子战的发展方面,英国人无疑是先行者。在保卫英国的战斗中,英国人使用大量机载和地面无线电通信干扰台、发射假引导指令的地面电台和大功率地面干扰战等电子装备,对德军无线电通信网、战斗机及轰炸机的引导雷达QAY-2弹道导弹的无线电遥控系统施放干扰信息和无线电假信息,使其迷失方向、不能接受指令或偏离目标,从而有效地挫败了德军企图以轰炸、导弹和航空兵摧毁英国空军和目标的企图。

  取得如此巨大成功的原因其实很简单,英国人动用了秘密武器——“窗口”。“窗口”其实就是我们经常听到的箔条。箔条是使用最早和最广泛的一种无源干扰技术,在二战前就有人提出了相关概念。1943年所罗门群岛战役后期,日本海军航空兵首次在实战中使用箔条,但由于投放的数量太少,效果不佳,在日后的战斗中极少使用。英国和德国都发现了箔条的强大能力,但考虑到使用箔条很容易被敌方模仿,并且自身没有反制手段,两国都将其视为最高机密,轻易不使用。

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海上敌对双方为争夺大西洋而展开的电子战更为激烈。德军潜艇利用波吸收材料,得以及时隐蔽、狡猾地逃脱盟军的打击,以及小的代价换取了对方极大的损失。当盟军改变雷达参数,试图躲避德军潜艇侦查时,德军也做出了相应的改变。就这样,双方借助反潜雷达与潜艇察设备反复争夺着大西洋的制海权。西欧战场上,英、美空军至少投入了5种型号的无线电反射体和10种型号的有源干扰机,甚至发明了投放箔条干扰的手段。

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关键词: 科普中国 雷达 反射 箔条 汉堡