假設彈弓對一艘航母打出一顆石子,請問雷達能掃描到這么小的一顆嗎?火力能攔截掉嗎?:在一些軍事題材影視作品涉及到雷達警戒的片段中,我們有時能聽到這樣的臺
在一些軍事題材影視作品涉及到雷達警戒的片段中,我們有時能聽到這樣的臺詞:就是一只麻雀(蒼蠅、蚊子)也不能讓飛過去。乍聽之下,這既體現(xiàn)出了防御的嚴密性,又體現(xiàn)出了雷達的技術性;那么,雷達是否真的能夠探測到體積十分小的物體呢?
在討論這個問題之前,我們有必要知道雷達的本質(zhì)是什么?簡而言之即利用電磁波探測目標的電子設備。實際應運中就是雷達發(fā)射機射出電磁波,然后同方向上的物體反射電磁波至雷達接收機,再進行物體相關信息(距離、速度、方位、高度等)的處理。
在前述中大家可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在雷達工作中起到主要作用的東西:電磁波。那什么是電磁波呢?廣義上講就是我們常說的“輻射”:在自然界中的所有物體,只要其溫度在絕對零度(約-273.15攝氏度)以上,都會產(chǎn)生電磁波和粒子形式的輻射;這也就意味著:石頭同樣會有熱量輸出,只是相對較小而已,理論上可以進行電磁波探測。
但是憑借現(xiàn)有的雷達技術,在實際操作中仍會遇到相關因素的限制,比如距離、目標大小、輻射強弱等等。很多人可能就會疑問:那如今最先進的雷達可探測的最小單位到底有多小呢?我們舉一個例子。
蘇聯(lián)在上世紀七十年代研發(fā)建設了一座名為DON-2N的雷達站,這是一座大型多功能定式環(huán)視厘米波有源相控陣外太空空域監(jiān)管反彈道導彈系統(tǒng);這里額外講一點:以歐洲標準定義雷達波段主要有四個種類:米波、分米波、厘米波以及毫米波。DON-2N是莫斯科反導系統(tǒng)的核心組成部分,甚至被譽為“世界第八大奇跡”。
▲圖為俄羅斯的DON-2N雷達站
1994年2月的時候,美俄共同進行了一項名為“ODERACS-1”的太空實驗,其目的是檢驗雷達對于太空微小物體的探測能力。當時,美國的“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機在大氣層之外的外太空分別釋放出三個直徑依次為15厘米、10厘米以及5厘米的金屬球,然后讓參與試驗的多部大型雷達進行探測。
結果顯示:所有參與試驗的雷達都檢測到了直徑15厘米的金屬球、10厘米的只有俄羅斯的DON-2N和美國的COBRA-DANE雷達站成功捕捉到、而可捕捉到直徑5厘米金屬球的則只剩下俄羅斯一家。直徑5厘米有長?差不多是一根香煙的二分之一。
從上述具體試驗案例不難看出,人類在九十年代初通過雷達就可以成功捕捉到外太空直徑僅5厘米的物體,技術水平可謂高超。但需要注意的是:該試驗并不具備普遍性,而且屬于極端案例(僅俄羅斯一家且是最先進的大型雷達站)。
所以客觀而言,如果向航母發(fā)射常規(guī)認識中彈弓所對應的小石頭,僅存在理論上的發(fā)現(xiàn)可能,但在實際操作中因受飛行高度、電磁波強度、距離以及雷達性能的影響而無法成立。最后再舉一個例子:鳥類無論體積還是電磁波強度都遠高于普通小石頭,但機場裝備的探鳥雷達普遍可探測的距離僅約為13公里。
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這個問題很有趣,如果對著一艘航母扔石頭 航母的雷達還真發(fā)現(xiàn)不了 也攔截不了,但是 彈弓的射程才多遠?如果需要的話,直接干掉扔石頭的人就好了別說石頭了,就是再大一號的無人機攔截難度也不低
實際上如何應對低慢小的飛行器是一個讓各國軍方無比頭疼的問題 航母也不例外
一個民用無人機慢悠悠的飛過來了,艦載雷達因為小無人機飛的實在是太慢了,所以雷達直接將其忽略,接著這個小無人機的信號在雷達屏上消失了,實際上,這架無人機是壓低了自己的飛行高度,以盡可能低的高度貼近海平面飛行,然后鉆入美國航母機庫,投下毒氣。
這是完全有可能的,民用無人機經(jīng)過簡單的改造 加上一個控制蓋子閉合的簡單電路就可以讓一個小無人機變成防不勝防的微型炸彈
而且吧,這個東西實在是不好攔截 實在是太小了,小到了距離稍微遠點,雷達都能把無人機看成海鷗,然后直接作為雜波忽略掉的地步。
而且這東西便宜啊,購買的量大還能打折 要是葷素不忌的 淘寶一千塊錢一個價格便宜,量又足 想提高質(zhì)量,直接聯(lián)系廠家定做一批都行,可靠點的大疆,美國用了都說好,被炸的也是酸爽無比。
所以美國苦練反低慢小飛行器,就是因為被炸怕了,從窗戶里飛出來一個,咣的一下,頭車炸了,路邊的一個背包里面飛出來一個,尾車也炸了....
防不勝防,而且無人機便宜啊 一發(fā)炮彈的價格都能買一群.....(穿甲彈的價格是以十萬為單位的 一發(fā)125脫殼穿甲彈價格在20萬人民幣左右)
所以航母也慫 畢竟這玩意攔截難度確實是有點大,夠小,發(fā)現(xiàn)難度大 速度慢 容易忽略,距離近 直接等于反應時間短。
同樣的體積小,鎖定難度大,防空導彈的戰(zhàn)斗部都比無人機大.....這打起來 血虧。
真當航母是無所不能?還是認為彈弓發(fā)射的石頭能夠擊沉航母,所以必須得進行攔截?雷達本質(zhì)上是就是一個無線電探測儀,主要通過發(fā)射電磁波對目標進行照射,然后再通過計算機和人工分析目標反射回來的電磁波信號強弱、大小、位置變化來間接得出目標的速度、高度、大小等信息。
所以雷達要搜索目標,最關鍵的就在于目標的RCS(雷達散射截面積),如果RCS面積太小,雷達無法得到有效的回波,甚至回波會被地面和海面雜波掩蓋,那么這個目標就無法被探測,題目中說到的石子大概率就屬于這一類目標。
以美軍尼米茲級航上母搭載的AN/SPS-48三坐標早期預警雷達為例,它對5平方米RCS目標的探測距離可以達到220公里,對1平方米RCS目標的探測距離則只有90公里,如果目標RCS面積低于0.1平方米,那么就基本上可以確保無法被有效探測,所以這就是隱身飛機的優(yōu)勢。
現(xiàn)代第五代戰(zhàn)斗機的一個標配性能就是雷達隱身,通過小反射外形、內(nèi)置彈倉加上隱身吸波材料覆蓋,極大的減少RCS反射面積。如美國的F22隱形戰(zhàn)斗機平均RCS面積可以達到0.01平方米左右,幾乎就是一只烏鴉的大小,就這樣的性能已經(jīng)號稱可以突破目前全世界所有的防空網(wǎng)絡,而一個彈弓用的石子估計只有F22RCS面積的百分之一,怎么可能探測到呢?
事實上現(xiàn)有防空雷達大多數(shù)都都是針對的大型高空高速目標,即使專門探測隱身飛機的米波雷達也是利用米波不易被吸收散射的優(yōu)勢間接提高雷達反射面積以達到探測隱身目標的目的。而低空、慢速、小型目標本身反射面就小,所以一直以來都是雷達探測的難題所在。
飛鳥問題一直都是機場飛機起降的重大隱患,可是長期以來只能依靠目視搜索驅(qū)趕,原因就是因為雷達對這種小型目標難以做到準確判斷,即使像歐美市場相對成熟的Merlin(梅蘭系列)和Accipiter(蒼鷹系列)探鳥雷達誤判率也居高不下,探測距離也不過十幾公里,原因就是目標太小,反射信號太弱,而且極易被地面雜波隱藏,大數(shù)據(jù)分析難度也很大。
(探鳥雷達)
那如果石子被探測到,有沒有可能被擊落呢?以我國1130近防炮166發(fā)/秒的射速,打落這個石子是完全沒有問題的,但是從火控雷達鎖定目標到完成射擊轉(zhuǎn)換,中間起碼需要五秒鐘以上的時間,而彈弓石子的滯空時間估計不會超過3秒,所以即使近防炮也沒法進行有效攔截。
在這無聊的時間和無聊的地點,無聊的我想問你一個無聊的問題:你無聊嗎?無聊的你已經(jīng)無聊到用彈弓打航母并且還指望航母上的近防系統(tǒng)對你發(fā)射的這顆石頭進行攔截……好了,玩笑點到為止,我們進入主題。下圖為彈弓槍
雷達的工作原理是發(fā)射電磁波對目標進行探測并接收其回波,由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。理論上來講但凡能夠反射雷達所發(fā)射的電磁波的物體都能被雷達探測到,假設你用彈弓發(fā)射的石頭子飛行速度為30米/秒,射程100米,那么這顆石頭子在空中飛行的時間大約為3秒多一點,在這3秒的時間里是可以反射雷達電磁波的,雷達是能夠探測到的。下圖為路基機動米波雷達天線
但是,現(xiàn)代雷達系統(tǒng)里還有一個名叫“濾波器”的設備,濾波器的作用是將雷達輸出的探測結果進行過濾,把有用的探測信號顯示給人工查看,把沒有用的雜波過濾掉。像你的彈弓發(fā)射的低速、低電磁特征、低滯空時間的石頭子就會被雷達的濾波器給過濾掉,雖然被探測到,但是被系統(tǒng)忽略掉了,坐在顯示器面前值班的雷達兵根本看不看你那顆無聊的石頭子。下圖為模擬預警機雷達掃描顯示的畫面
其實這就是隱身戰(zhàn)機對雷達形成隱身效果的原因,隱身戰(zhàn)機并非隱身到雷達完全探測不到的程度,而是通過隱身設計降低了飛機的電磁波反射特征。比如F-22戰(zhàn)斗機,它的雷達反射面積只有0.01平方米,電磁波反射特征小,在雷達看來它就像一只小鳥反射回來的回波,所以被濾波器當成雜波過濾掉了。下圖為模擬預警雷達掃描顯示的信息
能不能把雷達濾波器關掉好讓系統(tǒng)顯示小特征值目標呢?答案顯然是否定的,如果關閉信號過濾功能,那么雷達顯示器上將顯示一片雪白,仿佛有成千上萬個目標同時出現(xiàn)在探測空域!這是因為雷達雜波造成的。雷達雜波是雷達波束在物體表面形成的后向散射,比如地表面、海洋表面等。其中包括:地面雜波,除由人造建筑物所產(chǎn)生的點雜波外,通常情況下是一種分布散射現(xiàn)象;海雜波就是指海面的回波,它表現(xiàn)出更強的動態(tài)特性;另外,還有氣象雜波,主要是降雨層的后向散射。下圖為軍艦警戒雷達掃描顯示的信息
那么究竟有沒有一種能夠探測到小特征值隱身戰(zhàn)機的雷達呢?當然是有的,那就是廉價的米波雷達。比如前段時間敘利亞軍方那座探測到以色列F-35的米波雷達,這座雷達購自我國,米波雷達的優(yōu)點是探測距離遠,能夠探測到小電磁波反射特征的目標;缺點是探測精度低,只能用作警戒雷達,無法為導彈鎖定目標。米波雷達發(fā)現(xiàn)隱身戰(zhàn)機的工作原理是當掃描到一個或數(shù)個低特征值、高速運動的物體且出現(xiàn)時間超過一定值的時候系統(tǒng)即判別為目標。下圖為我國研發(fā)的先進反隱身米波雷達
所以即便是米波雷達掃描到你向航母發(fā)射的石頭子同樣不會顯示給雷達兵看,因為你那顆無聊的石頭子只滿足了“小特征值”的條件,并沒有“高速”和“一定時間”,所以也就不存在用近防系統(tǒng)進行攔截的問題了,不過會不會被負責警戒的士兵拿機槍指著你嚇你一跳的情況出現(xiàn)倒是可以探討一下。下圖為正在航母上警戒的士兵
雷達的工作原理是發(fā)射電磁波對目標進行探測并接收其回波,由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率、方位、高度等信息。理論上來講但凡能夠反射雷達所發(fā)射的電磁波的物體都能被雷達探測到,假設你用彈弓發(fā)射的石頭子飛行速度為30米/秒,射程100米,那么這顆石頭子在空中飛行的時間大約為3秒多一點,在這3秒的時間里是可以反射雷達電磁波的,雷達是能夠探測到的。但是,現(xiàn)代雷達系統(tǒng)里還有一個名叫“濾波器”的設備,濾波器的作用是將雷達輸出的探測結果進行過濾,把有用的探測信號顯示給人工查看,把沒有用的雜波過濾掉。像你的彈弓發(fā)射的低速、低電磁特征、低滯空時間的石頭子就會被雷達的濾波器給過濾掉,雖然被探測到,但是被系統(tǒng)忽略掉了,坐在顯示器面前值班的雷達兵根本看不到那顆石頭子。
這就是隱身戰(zhàn)機對雷達形成隱身效果的原因,隱身戰(zhàn)機并非隱身到雷達完全探測不到的程度,而是通過隱身設計降低了飛機的電磁波反射特征。比如F-22戰(zhàn)斗機,它的雷達反射面積只有0.01平方米,電磁波反射特征小,在雷達看來它就像一只小鳥反射回來的回波,所以被濾波器當成雜波過濾掉了。如果關閉信號過濾功能,那么雷達顯示器上將顯示一片雪白,仿佛有成千上萬個目標同時出現(xiàn)在探測空域!這是因為雷達雜波造成的。
究竟有沒有一種能夠探測到小特征值隱身戰(zhàn)機的雷達呢?當然是有的,那就是廉價的米波雷達。比如前段時間敘利亞軍方那座探測到以色列F-35的米波雷達,這座雷達購自我國,米波雷達的優(yōu)點是探測距離遠,能夠探測到小電磁波反射特征的目標;缺點是探測精度低,只能用作警戒雷達,無法為導彈鎖定目標。
蘇聯(lián)在上世紀七十年代研發(fā)建設了一座名為DON-2N的雷達站,這是一座大型多功能定式環(huán)視厘米波有源相控陣外太空空域監(jiān)管反彈道導彈系統(tǒng);以歐洲標準定義雷達波段主要有四個種類:米波、分米波、厘米波以及毫米波。DON-2N是莫斯科反導系統(tǒng)的核心組成部分,甚至被譽為“世界第八大奇跡”。
1994年2月的時候,美俄共同進行了一項名為“ODERACS-1”的太空實驗,其目的是檢驗雷達對于太空微小物體的探測能力。當時,美國的“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機在大氣層之外的外太空分別釋放出三個直徑依次為15厘米、10厘米以及5厘米的金屬球,然后讓參與試驗的多部大型雷達進行探測。結果顯示:所有參與試驗的雷達都檢測到了直徑15厘米的金屬球、10厘米的只有俄羅斯的DON-2N和美國的COBRA-DANE雷達站成功捕捉到、而可捕捉到直徑5厘米金屬球的則只剩下俄羅斯一家。直徑5厘米有長?差不多是一根香煙的二分之一。
客觀而言,如果向航母發(fā)射常規(guī)認識中彈弓所對應的小石頭,僅存在理論上的發(fā)現(xiàn)可能,但在實際操作中因受飛行高度、電磁波強度、距離以及雷達性能的影響而無法成立。最后再舉一個例子:鳥類無論體積還是電磁波強度都遠高于普通小石頭,但機場裝備的探鳥雷達普遍可探測的距離僅約為13公里。
航母的反擊。是如何確定對方的位置,一種是通過對方武器鎖定時候發(fā)射的雷達波來反向鎖定他的位置。另一種就是自己主動使用雷達探測對方的位置。然后通過雷達引導導彈來擊落對方。而如果針對石子這樣的物體。而且不會動用導彈而會動用艦載機炮之類的。火力密度完全可以打掉一個石子。那是為了打掉一塊石子。
現(xiàn)在雷達技術還沒有到能夠探測到一顆石子的的地步,哪怕是一發(fā)射向航母的炮彈,航母上的雷達也無法檢測到。航母上的雷達是通過反射頻率來發(fā)現(xiàn)目標的,雷達并不是高清攝像頭,無法監(jiān)測到一些體型較小的物體。我們常說的隱形戰(zhàn)艦、隱形戰(zhàn)斗機,就是通過防雷達的外形的設計,涂抹一些吸波材料,來降低自身的反射頻率,讓雷達無法監(jiān)測到它們。
像美國的F22戰(zhàn)斗機,在雷達顯示屏上的大小只有一個飛鳥那么大,航母雷達在發(fā)現(xiàn)反射頻率較低的物體的時候,一般都不會作出反應。石子的大小還不到一平方厘米,即使是現(xiàn)在最精密的雷達,也無法探測到石子的軌跡。即使是雷達上顯示出了一個不到一平方厘米的反射物體,艦艇上的工作人員也不會做出任何防御性的措施,畢竟世界上還沒有如此袖珍的炸彈。
用石頭來打擊航母,在現(xiàn)實中根本不可能出現(xiàn)。航母停留在岸邊的時候,周邊的安保人員非常多,一般彈弓的射程還不到100米,想要打航母就要走到航母的跟前去打,這時候安保人員早就已經(jīng)出手了。況且彈弓的威力攻擊普通的鐵板都比較吃力,根本不可能給航母造成傷害。
想要用彈弓來毀壞航母,除非彈弓發(fā)射的這一枚石子落到了甲板上,剛好航母上有一架戰(zhàn)斗機需要啟航,這個石子又恰巧落到了戰(zhàn)斗機的致命部位,造成了戰(zhàn)斗機的爆炸。這種事情發(fā)生的可能性幾乎是0,因為航母在港口停泊的時候不會起降戰(zhàn)斗機,除非發(fā)射彈弓的人乘坐的小船靠近正在演習的航母。
至于航母能不能攔截石子,這要看發(fā)射石子的人從什么角度來攻擊航母。假如發(fā)射石子的人水平面攻擊航母的話,航母是沒有任何防御能力的,航母的防御體系,主要是應對空中和水下來襲的威脅,沒有專門應對一百米距離內(nèi)水平面攻擊的能力。假如發(fā)射石子的人乘坐直升機在半空中朝航母發(fā)射石子的話,航母可以通過自身的近防炮進行防御。
航母的近防炮每分鐘射速上萬發(fā),能夠形成一個嚴密的防御網(wǎng)絡,用炮彈擊碎石子的可能性還是極大的。如果航母上沒有起降的飛機,一枚石子還真不值得近防炮開火。實際上航母欄不攔得住石子,對于航母自身的安全影響并不大。航母的雷達不能發(fā)現(xiàn)石子,也不需要發(fā)現(xiàn)石子,一枚石子對于航母的影響,就像是一滴落在玻璃上的水,能夠造成傷害的可能性不到千萬分之一。
并不能。
題主有點太高看雷達了。
以最先進的福特級航母航母為例說一下:
福特級航母上安裝了兩種雷達系統(tǒng)X波段的AN/SPY-3和S波段的AN/SPY-4
這是美國海軍目前最先進的雙波段相控陣雷達系統(tǒng),有效探測距離達到320海里。
但是這種雷達僅僅對導彈、飛機這樣的大型目標有探測能力,過小的目標會當作雜波背景信號過濾掉。
通常RCS截面積在0.25平方米以上的目標才可能被探測。同時,探測和跟蹤是兩碼事,對于一個目標的方位跟蹤需要兩個雷達掃描周期才可以完成,對于目標的速度跟蹤則需要至少3個掃描周期。
一般的來說,彈弓打出的石頭子直徑也就是2-3厘米,如果算截面的話,0.0001平方米左右吧,這個信號基本上都是雷達的雜波信號了。
而且還有題主說的反擊問題。
航母對于小慢低目標的防衛(wèi)是利用密集陣系統(tǒng)的。RIM導彈還用不上。
看結構圖,結構圖中我們可以看到密集陣的“白帽子”里面是密集陣的雷達系統(tǒng)。這個雷達是洛克希德馬丁的AN/VPS-2 Ku搜索瞄準雷達。型號里面的“Ku”是波段,頻率為12-18GHz,這個波段對于小石頭這樣的空中目標基本上是衍射狀態(tài),也就是說對雷達來說小石頭都是“透明”的。而密集陣系統(tǒng)的工作原理在于 發(fā)出雷達波,雷達波被接收證明目標在炮口正前方,開炮。
衍射的雷達波是沒有回波的,因此,航母即便想用密集陣攔截彈弓射出的小石頭,密集陣的火炮都不會觸發(fā)。
雷達當然可以掃描的到,但不會把它列入掃描范圍。像艦載機戰(zhàn)斗機這一類的大型武器。在雷達屏幕上掃射出來的面積只有一個乒乓球大小。石子的反射面更多,能夠反射回去的雷達波可以忽略不計。它的面積比武器的面積還要小。所以雷達會自動忽略這類東西。如果把獅子都算上的話,那水里飛起來的魚也要算上了。
航母的反擊。如何確定對方的位置,一種是通過對方武器鎖定時候發(fā)射的雷達波來反向鎖定他的位置。另一種就是自己主動使用雷達探測對方的位置。然后通過雷達引導導彈來擊落對方。而如果針對石子這樣的物體。而且不會動用導彈而會動用艦載機炮之類的;鹆γ芏韧耆梢源虻粢粋石子。那是為了打掉一塊石子,發(fā)射這么多彈藥。有點不合頭啊。
彈弓打航母你也能想出來,的確是人才。如果航母知道對手是用彈弓來攻擊它,估計全航母的官兵都會跑到夾板上看熱鬧!
雷達能不能掃描到那么小的石塊呢?答案是能掃描的到。關鍵是雷達的過濾系統(tǒng)直接會無視它的存在。因為不論是石塊的大小,還是飛行速度,都不足以對航母構成絲毫的威脅!
一架幾十噸的飛機落到航母上,航母一點感覺都沒有,你說航母的外層結構有多厚,美國退役的航母放到大海里,讓戰(zhàn)斗機天天炸著玩,一個多月才給炸沉?你想想航母的抗擊打能力有多強?用彈弓打上一萬年都不一定打出個印子,懶得動用雷達掃描,更懶得浪費子彈!
當然是攔截不了,探測不到。一個是雷達反射面積太小,再一個是,您這彈弓才打多遠多高,你能夠著軍艦的時候已經(jīng)處于雷達盲區(qū)了吧?不趴在船舷邊上都瞅不見你_……
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