当伊拉克的多枚“飞毛腿”导弹打过来时,由指挥控制车确定首先攻击的目标和拦截时间,并将飞行数据装入“爱国者”导弹,导弹便按预定控制程序飞行。紧接着,相控阵雷达的制导天线不断地发出指令,按目标数据修正“爱国者”导弹的飞行弹道。导弹在飞行中,其头部制导舱内的小型相控阵雷达天线也在接收目标反射的回波。当导弹上的雷达一旦探测到“飞毛腿”的踪迹后,就跟踪不放,并向地面提供自身和目标的位置信号。地面制导雷达及时发出指令,控制导弹扑向目标,将飞毛腿拦截、击毁。
相控阵雷达随着“爱国者”导弹的成名而红得发紫,身价倍增。然而,相控阵雷达的发明者却鲜为人知,默默无闻。在这种情况下,人们自然就想了解他的身世和他如何研制成如此神奇的雷达的。
这位美国人叫卡利拉斯,是一个贫民的儿子。他的父亲是希腊人,后来移居美国。卡利拉斯出生在纽约曼哈顿。6岁前,他只会说希腊语,是个沉默寡言的孩子。上学后,他对课外科技活动很感兴趣,尤其喜欢组装矿石收音机。没想到,这小小的收音机竟成了后来他发明“爱国者”防空雷达系统的开端。
卡利拉斯在学校读书时,在数学方面表现出出类拔萃的才能。但因家境贫寒,未能上大学,只能在免费的纽约市立两年制专科学校学习。
毕业后,卡利拉斯在一个大型电子计算机公司当工程师。这时,他的出众的才华被“爱国者”导弹的制造厂家——雷声公司看中。1966年,他进入雷声公司工作,并担任技术部长。1969年,他受美国国防部的委托,带领由40人组成的一个小组,专门负责雷达的研制工作。当时,卡利拉斯很自信地向美国军方许诺——两年内研制成功“爱国者”导弹的防空雷达系统。但是,负责订货的陆军军官对此半信半疑,以致当时美国国防部副部长同雷声公司事业总部的负责人就是否能研制成功这种防空雷达而赌了两杯马爹利酒呢!
时间飞快逝去。两年后,由卡利拉斯带领的技术小组在曾经试验第一枚原子弹爆炸的地方——新墨西哥州的沙漠中一个导弹基地,进行“爱国者”导弹武器系统的拦截能力试验,并获得成功。至此,“爱国者”导弹的雷达系统便正式问世了,卡利拉斯实现了自己的诺言。美国国防部为卡利拉斯举办了盛大宴会,并向这位雷达专家颁发了特别奖金。
实战使用表明,“爱国者”导弹的雷达系统能探测和识别半径为160公里空域内的数百个飞行物体,并可选择出需要拦截的敌方导弹,以及通过电子计算机在瞬间分析出敌方导弹的速度和弹道,然后向己方导弹发出指令。这种雷达系统有如此快的反应速度,因而就使“爱国者”导弹的拦截成功率高达90%。军事专家认为,拦截导弹这样小的目标,其拦截成功率能超过70%就是相当大的成功了。由此可知,“爱国者”导弹的雷达系统已成为现代雷达家族中的佼佼者。
现代雷达的新伙伴作为战场“千里眼”的雷达,可说是在与反雷达的不断斗争中发展和壮大起来的,特别是反雷达导弹的出现和“挖眼技术”的进一步提高,对“千里眼”的生存带来很大的威胁。面对这种紧迫情况,在本世纪80年代出现了一些雷达的新伙伴,如不发射电波的“无源雷达”、将发射机与接收机分开安装的“双基地雷达”、不用人值班的“无人雷达”等,它们个个本领高强,能与反雷达导弹巧周旋,从而保证了雷达的正常工作和人员的安全。
反雷达导弹是现代雷达的最凶恶的对手。为了对付“有记忆”和“有思考能力”的反雷达导弹,1987年在国外出现了一种不发射无线电波的无源雷达。这种新型雷达从根本上就断了反雷达导弹“顺藤摸瓜”之路,也即避免了“引狼入室”惨剧的发生。
有人可能觉得奇怪:雷达不发射电波怎样探测敌方飞机呢?
实际上,雷达不发射电波不等于不利用电波探测敌机,它巧就巧在借敌机的电波来探测敌机。现代作战飞机一般都有许多电子设备,能辐射很强的电波。既然如此,何不借这种电波一用呢,省得自己发射电波,避免遭“杀身”之祸。不发射电波的无源雷达,就是专门利用灵敏的接收机来接收敌机电子设备发出的无线电波,从而暗中探测敌机的方向和距离。
由此可知,无源雷达的优点是保密性好,设备少,重量轻,成本低,可靠性高。另外,还有一个好处就是不招惹灾祸。目前,这种雷达已在一些国家使用,受到人们的好评,今后将会得到进一步发展。
人们通常将设置雷达的地方,叫做雷达站或雷达基地。在雷达站或雷达基地里,通常设置有天线、发射机、接收机、显示器和电源等,其中天线和发射机是用来发送无线电波的,雷达主要靠它们来探测目标的。然而,天线和发射机往往又成为惹是生非的祸端,常常被敌反雷达导弹作为“顺藤摸瓜”的藤蔓。因此,要想避开反雷达导弹的攻击,使雷达免遭“杀身”之祸,最好的办法就是把发射机和天线分出去,设置在离阵地较远的地方,自成一个较安全的基地。这样,就与原基地的接收机和显示器分开,形成了两个基地,从而出现了“双基地雷达”。
双基地雷达的突出优点是,由于将发射机与接收机分开,接收机可以平安及时地接收信号,并通过显示器显示出来,从而有利于战斗任务的顺利完成。
随着现代电子战的发展,双基地雷达又出现两种新型式:一种是将雷达的发射机安装在运输机或高空无人驾驶飞机上,而把雷达接收机安装在地面。由于接收机与快速处理装置结合在一起,所以能及时发现和跟踪目标。另一种是将雷达发射机安装在人造卫星(或无人驾驶飞机)上,而将雷达接收机安装在战斗机上。这样,招灾惹祸的发射机在天上,得用“太空武器”去摧毁它,而战斗机上没有发射机,不发射电波,不要担心反雷达导弹的追踪袭击,因而“两个基地”都将安然无恙。因此,这种“双基地雷达”将成为反雷达导弹的“克星”,使它无用武之地。
现代战争对雷达的要求越来越高,既要求雷达盲区尽量小,操作简便、安全,又要求雷达网具有一定的严密性和有效性。为了满足这些要求,人们采用高新技术在研制没有人值班的“无人雷达”。
美国国防部早在20世纪70年代就制定了一个代号叫“冰霜搜索”的计划,组织专家初步研究“无人雷达”的方案,并广泛搜集有关资料。美国计划将这种“无人雷达”设置在人烟稀少或气象恶劣的高山、海岛和边远地区,并预计研制70部这种新型雷达,以便用来代替远程报警线上的老式雷达。
无人雷达的特点是,它的机内设有自动检测和故障诊断装置,因而可靠性高,一般不需要维修,如果某个零部件性能降低时,它会自动显示出来,从而避免了技术人员用仪表费尽苦心去查找,只要随手更换一下就行了。当然,无人雷达是指的无人值班雷达,既不需要许多士兵24小时轮流操纵和观测,也不需要很多技术人员经常去维修,但还要少量人员定期去检查。更使人感兴趣的是,无人雷达像机器人似的不怕艰苦,不讲条件,昼夜全天候工作,已把“生死”置之度外,何惧反雷达导弹的袭击。
“丹麦眼镜蛇”的巨眼“芳林新叶催陈叶,流水前波让后波。”这是我国唐代诗人刘禹锡的著名诗句,意思是说新陈代谢是自然界发展的必然规律,作为现代武器的雷达何尝不是这样呢!
随着现代科学技术的发展,雷达也在不断地更新换代,而且一代更比一代强。尤其是威力巨大的洲际导弹出现后,更促使雷达向更高水平发展,其种类也日益增多,形成了一个兴旺的雷达大家族。例如,仅美国就拥有七八百种雷达,其中包括地面雷达、军舰上的雷达和飞机上的雷达等。
现在世界各国除了生产和改进常用的各种雷达外,主要是研制适合现代高技术战争需要的新型雷达,如三坐标雷达、相控阵雷达、超视距雷达、侧视雷达和激光雷达等。而“丹麦眼镜蛇”雷达就是新型相控阵雷达的典型代表。
眼镜蛇是一种令人生畏的毒蛇,而丹麦眼镜蛇更使人不寒而栗,它不仅个头大,而且模样可怕,从其毒牙射出的毒液会致人死命。给新雷达起了这个别出心裁的名字,看来是想说明这种雷达非常“凶残、厉害”,能致敌人死地。
实际上,“丹麦眼镜蛇”是美国曾研制“爱国者”导弹的雷声公司在谢米亚岛为美国空军建造这部大型雷达起的工程代号,后来人们就习惯地称这部雷达为“丹麦眼镜蛇”了。
“丹麦眼镜蛇”雷达是为了对付洲际导弹而研制的,被称为监视和跟踪洲际导弹的“巨眼”。之所以将它称为“巨眼”,是因这个“千里眼”是个庞然大物,它的天线、发射机、接收机、显示器和专用计算机等设备都安装在面积约5000平方米的6层大型建筑物里,而且能探测几千公里以外的目标。你说,这个“眼睛”大不大呢?!
这种雷达和以往的超远程大型雷达不同。过去有的大型雷达虽然能探测几千米远的目标,但天线太笨重了,其面积竟有足球场那样大。这样笨重的天线靠机械转动,当它的天线在慢悠悠地转圈扫描时,洲际导弹可能早已飞临到顶了。而“丹麦眼镜蛇”雷达的天线不靠机械运动,是一种奇特的电子扫描天线。这种天线由成千上万个“排成阵列形式”的辐射单元组成。它的波束扫描全由电子计算机控制,扫描速度极快,可在千分之一秒内控制波束方向,因而能快速交替地搜索和跟踪目标。也就是说,它是把跟踪目标的时间穿插在搜索目标的时间之内,因而在进行搜索的同时,还能对数百个目标进行跟踪。
更为引人注目的是,“丹麦眼镜蛇”这个神奇的“千里眼”竟能探测出3700公里外像篮球那样大小的目标,而且还能用来探测几万公里高空的大型人造卫星。它的“眼睛”非常敏锐,具有很高的分辨能力,能识别各种不同的目标。此外,它还能自动改变雷达的工作频率,以对抗敌方的电子干扰,保证自身的正常工作。
美国为了监视和跟踪从核潜艇上发射的敌方洲际导弹,继“丹麦眼镜蛇”相控阵雷达之后,又建造了更先进的“脚爪印”大型相控阵雷达,其探测距离比“丹麦眼镜蛇”更远,分辨能力更强。它既能用来探测和跟踪从核潜艇发射的洲际导弹,又可辅助航天跟踪系统来完成跟踪所有的人造卫星的任务。
“丹麦眼镜蛇”雷达和“脚爪印”雷达可说是美国两部大型的现代“姐妹雷达”,它们都是用跟踪从不同发射点(一个是陆地,另一个是核潜艇)发射的洲际导弹,并将所跟踪导弹的发射点、弹着点和速度等数据,及时通过“通信卫星”传送给美国航天中心等情报部门,以便对洲际导弹进行拦截和击毁。据实际试验表明,它们的性能完全超出了预想的结果,而且所提供的信息对情报部门极为有用。
现代洲际导弹的射程达数千公里至上万公里,如前苏联的SS—18洲际导弹的射程高达1万2千公里,其末段(即快接近目标的飞行阶段)飞行速度可达音速的20多倍,即1分钟前进400多公里。对付这样高速飞行的洲际导弹,如果用一般的雷达,以天线的转动进行扫描,就很难满足现代作战的需要了。这是因为雷达天线转一圈需要1分钟,而在这1分钟里洲际导弹已前进400公里,其核弹头早已打到目标了。因此,美国才研制成像“丹麦眼镜蛇”、“脚爪印”这样的大型相控阵雷达(不用转动天线扫描,而是电子扫描)来对付洲际导弹。也就是说,现代战争要求雷达必须很快发现并跟踪各种超音速的目标。