说到传感器,我们动辄说90%传感器芯片都要进口,存在严重的卡脖子问题,传感器在航空航天、国防军事上的重要性毋庸置疑,如果被卡脖子我们是不是很危险?
我国目前的航空航天、国防军事传感器处于什么水平?我国国防航空航天传感器有多厉害?
2016南海危机,自越战后中美最大军事对峙!美国航母为什么退了?
“看见”敌人,是现代战争最重要的战略优势。自二战以来,“先敌发现,先敌开火”一直被奉为美军最重要的战争准则之一。
“2016南海危机”被认为是越南战争后,中美两国军事对峙最大的一次。
彼时,正是“菲律宾南海仲裁案”所谓判决结果将宣布的前夕,美军的“里根号”和“斯坦尼斯号”两个航母战斗群,包括护卫舰、导演驱逐舰等战舰共10艘,各类战机150架,1.2万余名士兵,在南海游曳。
7月5日-11日,中国也同时在南海举行军演,这次军演,我国海军三大舰队精锐尽出,我军史无前例地派出4位上将坐镇一线指挥。昆明舰、长沙舰、合肥舰等100多艘舰艇集结南海,这几乎是当时三大舰队的所有主力。空中力量也没落下,轰六、歼轰7、歼11B等数十架战机静等令下。水下,我军部署了094A战略级核潜艇,可携带12枚巨浪2型弹道导弹,导弹有效射程在7400公里,最大可超过9000公里,即使潜伏在太平洋深处,也可以威胁到美国本土。号称“航母杀手”的东风21D导弹也罕见地在电视上公开露面……
甚至有许多退役军人,也接到了“备战”通知,为了赢得这次对峙,我国几乎赌上了全部身家。
7月12日,南海仲裁案的结果出来了:菲律宾“胜诉”,宣称中国对南海海域没有“历史性所有权”。
消息一出,中美两国反而安静得诡异,没有任何反应。美军甚至实行了战时新闻管制,关闭了GPS,无线电静默,以最大限度减少被发现的几率。所有的美国媒体驻舰记者,一个字都发不出来。美军已经进入大战前的最后阶段,就等上面一声令下,就立刻开火,直取中国门户。
那么最后为什么中美没有打起来呢?其中一个最大的原因就是美国的航母位置暴露了。
▲轰6K在黄岩岛上空巡航
我国透过媒体公布了轰6K在黄岩岛上空巡航的新闻图片,这暗示了美军航母位置已经暴露。
我国的导弹飞机潜艇舰艇等都已经准备好了,被发现就意味着被摧毁,美国的两个航母战斗群已经被中国锁定,我军早已掌握了对方的位置信息。
暴露了位置的航母其威胁大减,强行开战将处在下风,违背了美军一贯的战争准则,同时综合多方面因素,美军两艘航母最终灰溜溜地退出了南海。
可见,现代战争,能先“看见”敌人的一方,将占据巨大战略优势!
那么,问题来了,现代战争怎么“看见”敌人呢?
各种先进传感器,是现代战争最重要的感知方式!
我国究竟以什么方式在茫茫大海中找到美国航母?无可奉告。
然而,在美军航母关闭GPS、无线电等信号的情况下,只有依靠各种先进的雷达、声呐、红外传感器等传感感知系统,才能主动感知、发现目标。
现代战争,越来越依赖传感器,未来的战争在一定程度上可以称之为“传感器战争”。在战场上“发现就意味着摧毁”,更突出了传感器在武器装备中的重要作用。
如特种多谱传感器保证轰炸机能在夜间和恶劣天气条件下,分清几公里甚至数十公里外的村庄、道路;采用先进传感器,现代坦克视距可达2000-3000m;靠先进的水深传感器可发现水深超过450m的远距离潜艇。
现代战争一旦开打,最先遭受屏蔽、干扰的,必定是GPS等导航及无线电信号,武器更多地需要依靠自身的先进传感器系统进行制导,摧毁目标。实验证明,即使没有制导系统,仅依靠传感器,炮弹对目标的摧毁率也高达67%!
▲美国航母USS Nimitz (CVN-68)号上的Mk 6 Mod 4 Stalker 远程电光红外激光传感器系统 (SLREOSS)。该系统使用高清光电 (EO) 摄像头系统和中波长红外 (MWIR) 摄像头与激光测距仪配对,所有这些都具有非常高的功率,可以远距离观察,具有完全稳定的精度和跟踪。
美国国防部及相关军事网站认为:
事实证明,人工智能对于战术边缘数量激增、种类繁多传感器所获取数据的利用,以及依赖这些数据的新兴应用变得越来越重要。事实是,21世纪的战场——2020年国防部核心重点任务之一——不受传感器短缺问题困扰,包括:士兵可穿戴设备、车辆、无人机、摄像机、频谱、信号和无线电传感器、网络传感器以及构成战场物联网的许多其他传感器。
譬如美军2020年装备的ENVG-B单兵军用夜视仪甚至能够让士兵在无光的夜晚对300米甚至更远的目标实施精准射击,真正做到先敌发现,先敌开火,进而取得明显的战术优势。
▲美军装备ENVG-B单兵军用夜视仪
▲ENVG-B单兵军用夜视仪效果
除了感知,传感器正在改变现代战争模式
传感器在国防军事中,发挥了远比我们想象更大的作用,除了更快地感知敌人,传感器还改变了现代战争的战斗方式。
海湾战争号称人类战争历史上的第一场真正意义上的现代战争,在海湾战争中,以美国为首的多国部队动用了精确制导武器、卫星、隐身飞机等众多二战后发展起来的高科技武器,短短时间内瓦解了伊拉克的防空力量。之后在空天火力的掩护下,美军长驱直入。
最后,美国等多国部队以不到1000人的伤亡代价,获得了战争的胜利成果,而伊拉克方面估计伤亡在2.5万到7.5万之间。
我们来看海湾战争后统计的一组数字:
尽管精确制导弹药的使用量只占到弹药消耗总量的8.36%,其中仅美军战机投掷的“宝石路”系列激光制导炸弹就达到15500枚,共7400吨,摧毁的伊军重要目标数更是占到了80%左右。而美军在海湾战争中首次使用的“战斧”巡航导弹更是令各国军方震撼,美军总共发射“战斧”288枚,命中率达80%。
装有传感器的精确制导武器让现代战争的效率大大提高,开启了现代战争的新模式:导弹洗地,摧毁敌方海空天防御力量,陆军挺进,空天火力压制。
这也是这次俄乌战争的主要战斗方式:在战斗初期,俄罗斯就用大量转载先进传感器的高精度武器打击乌克兰空军的军事基础设施、防空设备、军用机场和航空队,使其失去战斗能力。
▲乌克兰主要军事目标
越来越多的传统武器也开始装上了传感器。例如无人不知的RPG火箭筒,这款由苏联研制的单兵反坦克武器,它结构简单,成本低廉,使用可靠,号称游击神器,在60年代后的每次战争和冲突都有它的身影。
近几年,中国军工相继展出了数款RPG的改进型号,在小小的榴弹炮上装上了红外传感器、激光传感器,使21世纪的RPG也有了“眼睛”,获得了制导功能。
▲国产Jk-1制导榴弹
▲国产JK-1参数,制导方式为惯性模组+激光/红外成像
美国甚至为其核弹道导弹研发了精密的电子传感器,能更好地计算引爆时间,将核弹破坏力增强一倍,据美军称这是全球军备竞赛中的一次重大进步,这种传感器已经安装在美国数百枚威力最大的弹头中。
未来,“无人战争”将成为战争的主要形式,装有先进传感器的各种无人驾驶的坦克、飞机,无人机、机器人、无人潜航器,将成为战场的主要作战者。
根据美国海军"2022年海军作战司令部导航计划"(NAVPLAN)分析,美国海军到2045年计划总共拥有523艘军舰,其中包括150艘无人舰艇,美国海军在无人水面舰艇方面下了很大的赌注,而且可以提高舰队的可用舰艇数量。
可见,传感器从各个方面,改变着现代战争。不得不感叹,现在战争中传感器的强大!
我国国防航空航天传感器有多厉害?
总体上看,我国传感器事业与国际先进水平有一定差距,譬如我们常说“90%中高端传感器芯片需要进口”,但这主要针对的是民用领域,事实上,在国防军事、航空航天等领域,我国关键传感器技术水平并不低,有些甚至已经走在世界前列,并且拥有完全自主知识产权,不怕被卡脖子。
我国雷达与美国并驾齐驱,领先世界10年
雷达是一系列利用电磁波探测目标的传感器系统,包括常规超声波雷达、微波雷达、毫米波雷达、激光雷达、相控阵雷达等,是战场上应用最广的传感器种类之一。
雷达是现代国防军事中最重要的传感器技术之一,担负着感知功能,从航空母舰、飞机,到导弹拦截系统等各种现代军事技术,雷达都是关键技术。
据相关军事资料显示,我国国防雷达技术与美国并驾齐驱,领先世界其他国家10年以上。
譬如被誉为“空中指挥所”的空中预警机,空警-500是我国空军装备的第三代预警机,也是世界上首款采用数位阵列雷达技术的预警机,其搭载的机载雷达技术已领先世界。
俄罗斯专家:中国水下声呐传感器世界最好
声呐是一种在水下工作的声学传感器,简单点说,可以认为是在水下的“雷达”。
声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术,用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪;进行水下通信和导航,保障舰艇和反潜飞机的战术机动和水中武器的使用。此外,声呐技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信,以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。
其中矢量声呐技术是最先进的声呐技术之一,重量、体积和能耗远低于普通声呐而目标侦测信噪比却高于普通声呐10分贝以上,矢量声呐技术成为新型声呐技术的重要支撑。
在中国工程院院士、哈尔滨工程大学教授杨德森院士带领团队攻克下,我国成为掌握这项技术的少数国家之一,俄罗斯专家访问哈尔滨工程大学时曾感慨:“世界上矢量传感器做得最好的是我们和你们,但是你们现在已经超过了我们。”“我在这里见到了世界上最好的矢量传感器。”
关于杨德森院士研发矢量声呐传感器背后的故事和艰辛,请关注新利18国际娱乐公众号,查阅本期推送次条内容。
▲声呐作用示意图
中国的激光陀螺:世界先进
激光陀螺是一种高精度惯性传感器,严格来说是角速度传感器——常称为陀螺仪,是根据近代物理学原理制成的具有陀螺效应的传感器。
激光于1960 年在世界上首次出现。1962 年,美、英、法、前苏联几乎同时开始酝酿研制用激光来作为方位测向器,称之为激光陀螺仪。1970年代,激光陀螺正式用于指导制导武器上。随后,激光陀螺成为现代惯性导航系统的核心部件,是一个国家工业、国防、高科技实力的重要体现。
目前全世界能够做出高精度激光陀螺的国家不超过4个——美、俄、法、中——我国是世界上第四个自主研发出激光陀螺的国家,这个数字远小于五常国家和拥核国家的数量!
▲一种环式激光陀螺
激光陀螺仪的研发成功,得益于中国激光陀螺奠基人、中国工程院院士高伯龙,高伯龙院士与中国激光陀螺仪的故事,参看《钱学森多次嘱咐,一位院士穷尽一生攻下这个传感器,威胁中国要三思了!》内容。
除了上述例举的主要先进传感器外,在红外传感器、激光传感器、卫星遥感测控……等等许多关系国计民生的重要传感领域,我国也走在前列。
结 语
最可怕的敌人,是看不见的敌人。现代战争首先最重要的一点,就是如何看见,如何感知!凭借先进的感知系统,我们已经找到过美国航母一次,那就有第二次!
传感器在军事上的价值,远比民用的更重,传感器赋带给现代武器质的变化。我国国防军事、航空航天等传感器领域,基本能满足自用要求,在某些关键领域,如雷达、激光陀螺、声呐等等,已经达到甚至超过世界先进水平。
然而涉及良品率、一致性、稳定性等因素,同时存在固有产业链的障碍,导致我国民用传感器产业化比国防航空航天领域落后。
我国目前的国防完全有能力实现本土防御,有能力也有信心来维护国家的主权和领土完整,不怕卡脖子,更不惧怕世界上任何国家。