中國導彈研究團隊模擬鐳射傳感器於夜間從 38 英里外探測 F-35 隱形戰機

中國一支導彈研究團隊模擬了一種基於鐳射的導引系統，能在夜間從 38 英里外探測 F-35 隱形戰鬥機。該概念利用單光子鐳射雷達檢測飛機發出的微弱鐳射反射。如果將其開發為導彈導引系統，這項技術將提供一種在視距之外追蹤隱形戰鬥機的方式。該研究探索了一種感測方法，可以補充目前在空戰中使用的雷達和紅外系統。

單光子鐳射雷達系統

中國空降導彈學院的研究人員設計了一種專為導彈部署而設的單光子鐳射雷達系統。該系統的工作波長為 1,064 納米。鐳射雷達向目標發射鐳射脈衝，並測量返回的光線。單光子系統能夠檢測出極其微弱的信號，這使其在緊湊的感測應用中十分具吸引力。導彈設計者面臨可用空間、重量和電力的嚴格限制。因此，研究人員模擬了一個相對較小的光學系統，而非大型空中傳感器。模擬使用了 1 毫焦耳的鐳射脈衝和 100 毫米的鏡頭。

大氣傳輸、天空背景和檢測器噪聲也納入計算中。模型中特別關注檢測器的恢復時間。在記錄到一個光子後，檢測器需要一段短暫時間才能記錄另一個信號。研究人員計算出，鐳射雷達需要 8.8 分貝的信噪比。至少需要 9.4 個檢測到的光子才能提供足夠的回報信號來建立跟蹤。

夜間探測距離的優勢

夜間的光照條件使得最大探測距離增加到 38 英里。模擬的導引系統在白天能在 17.2 英里的距離探測到 F-35C，而在夜間最高距離則增至 38.2 英里。背景光的減少為鐳射雷達提供了一個更清晰的光學環境，以檢測微弱的回波。模型還檢查了在較短距離可獲得的目標資訊質量。在 17.2 英里處，深度精度約為 8 英寸，橫向解像度在同一距離約為 20 英寸。這些測量能為導彈導引系統提供比單純目標檢測更多的資訊。

這些數據仍然是來自計算機模型的預測。

鐳射雷達的局限性

較長的探測距離並不自動解決尋找飛機的問題。鐳射雷達依賴於狹窄的鐳射束，而不是雷達的廣泛搜索覆蓋範圍。這一問題至關重要，因為 F-35 已經配備了能夠在模擬鐳射雷達範圍之外攻擊目標的武器。AIM-120D-3 AMRAAM 提供了一種遠程空對空選擇。對於近距離交戰，F-35 可以攜帶 AIM-9X Sidewinder，其成像紅外導引系統提供了另一種識別和追蹤飛機的方法。

中國研究人員選擇 1,064 納米波長的部分原因是隱形飛機對主動鐳射感測的專用反制措施相對較少。

中國還展示了其他空中鐳射概念。303 研究所最近在北京的一個活動中展示了一個懸掛式鐳射武器艙。沈陽飛機公司也在與未來中國隱形戰鬥機相關的設計資料中提到鐳射武器。這項鐳射雷達研究為空中鐳射技術提供了另一個潛在的應用方向。將模擬的性能轉化為實用的導彈系統需要進一步的開發和測試。該研究已發表於同行評審的中國期刊《航空武器》。

鐳射技術在空戰中的潛力與挑戰

中國的鐳射雷達技術顯示出在夜間探測隱形戰機的潛力，尤其是對於 F-35 這類先進戰機。然而，儘管探測距離有所提升，鐳射雷達的狹窄束縛使其在尋找目標時面臨挑戰。隱形戰機的反制措施可能會使這項技術的實用性受到限制。中國在鐳射武器的研究不僅顯示其在武器技術上的進步，也反映出對現代空戰的適應需求。進一步的開發和測試將是將模擬轉化為實用系統的關鍵。