第413章 相控阵雷达,合成孔径雷达
“这种构型能將雷达反射截面积减小到传统轰炸机的百分之一以下,再配合特殊的雷达吸收材料和表面处理工艺,可以实现对当前任何雷达系统的有效隱身。“
林舟详细標註了飞机的各项参数:
翼展67米,最大起飞重量150吨,最大航程12000公里,最大飞行速度为1.2马赫,实用升限18000米。
这种性能组合在当时看来简直不可思议,它能够从龙国本土起飞,直接攻击地球上任何一个角落,然后安全返回。
“但光有平台和动力系统还不够,“林舟自语道,“没有先进的火控系统和雷达,这架飞机就像是一个没有眼睛的巨人。“
於是,他又开始设计第三项核心技术——机载有源相控阵火控雷达。
传统的机械扫描雷达在这年代是主流,它们通过物理旋转天线来扫描目標,反应速度慢,解析度低,而且极易被干扰。
而林舟设计的有源相控阵雷达採用了完全不同的工作原理。
“相控阵雷达依靠数千个独立的t/r(发射/接收)组件同时工作,通过精確控制每个组件的相位,可以在毫秒级別內改变波束方向,无需任何机械运动。“
他详细绘製了t/r组件的微型化设计,解决了当时最大的技术难题——如何在有限空间內集成大量功率放大器和接收单元。
这种设计將使雷达能够同时跟踪多达100个空中目標,並对其中24个目標进行精確制导打击。
“雷达工作频段为x波段,峰值功率15千瓦,有效探测距离对小型目標可达200公里,对大型目標可达400公里。抗干扰能力比常规雷达提高至少5倍。“
当林舟完成这份设计时,窗外已是深夜。
但他丝毫不感到疲惫,反而越发兴奋。最后一项技术——高解析度合成孔径雷达——將是这个完整技术体系的点睛之笔。
“常规雷达解析度受限於天线物理尺寸,而合成孔径雷达则通过飞行平台的移动,人为'扩大'天线孔径,从而获得极高的地面解析度。“
他的设计中,这种雷达能够在万米高空分辨出地面1米大小的目標,为精確制导提供关键数据。
更重要的是,它能够全天候工作,无视云层、烟雾甚至沙尘暴的影响,为轰炸机提供精確的地形测绘和目標识別能力。
“x波段工作频率,脉衝重复频率1000hz,地面解析度最高可达0.3米,能够识別和分类地面目標,为精確打击提供坐標数据,误差不超过10米。“
天已微亮,林舟终於放下笔,看著桌上厚厚一摞图纸。
这些看似普通的纸张上,承载著足以改变世界格局的技术革命。
他伸了个懒腰,活动了一下已经僵硬的手指。
脑海中,那些刚刚获得的知识正在逐渐沉淀,变得更加系统化、条理化。
“不过,光有理论设计还不够,“林舟思考著,“还需要解决实际工程中的诸多难题。“
於是,他又拿出几张新纸,开始详细列出每项技术在实现过程中可能遇到的困难及解决方案。
对於变循环发动机,最大的挑战是高温合金的製备。
常规的钢铁在涡轮叶片工作温度下会迅速软化变形,而镍基高温合金的冶炼和加工工艺在当时的龙国几乎是空白。
“可以採用真空感应熔炼加方向凝固技术,“林舟写道,
“初期可使用k417g合金配方,它的耐温性能足以满足需求,且製备难度相对较低。“
他详细列出了合金的成分比例:镍70.6%,铬9%,鈷10%,钨4%,鈦5%,铝5.5%,硼0.015%,碳0.07%,鋯0.15%。这种配方能使涡轮叶片在950c高温下长期稳定工作,足以支撑发动机的性能需求。
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对於飞翼构型轰炸机,最大的挑战来自飞行控制系统。飞翼设计天生不稳定,需要先进的电子飞控系统才能安全飞行。
“可以採用三重冗余的模擬电子控制系统,“林舟计划道,“虽然没有数字系统精確,但在稳定性和可靠性上已经足够,且製造难度大幅降低。“
他设计了一套基於模擬电路的飞控系统,通过多重传感器和执行机构,能够在毫秒级別內自动调整飞机姿態,確保飞行安全。这套系统虽然原理上较为简单,但足以弥补飞翼设计的先天不稳定性,使其成为可行的工程方案。
对於有源相控阵雷达,最大的挑战是微电子技术。每个t/r组件都需要数十个电晶体和电容,传统的分立元件方案体积过大,无法集成到飞机有限的空间中。
“可以採用早期的集成电路技术,“林舟提出,“虽然与后世的大规模集成电路相比还很原始,但已足以將每个t/r组件的体积缩小到可接受范围。“
他设计了一种混合集成电路方案,將关键的放大器和信號处理单元集成在一个陶瓷基板上,大幅降低了体积和功耗,使整个雷达系统的尺寸减小到可以安装在轰炸机机头的程度。
对於合成孔径雷达,最大的挑战则在於数据处理。这种雷达每秒產生的原始数据量巨大,需要强大的计算能力才能实时处理。
“可以採用专用的模擬计算机,“林舟写道,“將大部分信號处理任务硬编码到电路中,虽然灵活性降低,但处理速度和效率大幅提升。“
他设计了一套基於模擬计算原理的信號处理系统,通过巧妙的电路设计,绕开了当时数字计算能力的限制,使合成孔径雷达能够在有限的计算资源下实现接近实时的图像生成。
当第一缕阳光透过窗户照进来时,林舟终於完成了所有设计和解决方案。他將这厚厚一摞图纸小心地整理好,然后锁进了保险柜。
“有了这四项技术,龙国將一举跨越三十年的技术鸿沟,直接拥有可靠的蘑菇威慑投送系统。“林舟满意地点点头,“而且,这些技术的衍生应用,足以推动龙国航空航天工业实现质的飞跃。“