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550架对1337架,中美空军战机三剑客对比:

新年伊始,歼-20战机频繁在央视节目中亮相,其中《刀尖与尖刀》节目主要讲述了空军某部的尖刀部队列装歼-20战机之后,有了飞跃式的变化,这也说明歼-20战机的优越性和先进性。进入21世纪以来,我国空军服役了一大批先进战机,其中歼-20战机与歼-10C和歼-16战机一起组成了新时代人民空军的“三剑客”。我国空军的整体实力也在飞速上升。与美国空军等国战机规模的差距不断缩小,本文就介绍中美三种战机的横向对比。
美国空军五代机+四代半战斗机数量占优势:确切地说是“四剑客”
众所周知,美国率先装备五代机,一直保有着庞大数量的战机。确切地说,美国空军确实是“四剑客”,但是美国方面都坦言F-35A存在着缺少空空格斗导弹弹舱、在飞行速度、雷达最大探测距离等方面均较歼-20差,而美国军事专家甚至给出了在F-35A和歼-20进行空战时战损比会达到1:4甚至是1:6的数据。让我们将F-35A排除在外,单从设计侧重更倾向于争夺制空权的战斗机开始计算对比。

目前来说,美国空军主要装备有F-22A、F-35A两款五代机,其中F-22A装备量为182架(生产总数187架,坠毁5架,F-35A装备量为283架。除此之外,也装备了F-15E、F-16C/D两款四代半战斗机,其中F-15E的装备量为218架,F-16C/D的装备量达到937架。那么,美国空军的五代机+四代半战斗机总数达到1620架,本文主要是对比三种同类战机,减去F-35A高达283架的装备量则为1337架。

中国空军五代机+四代半战斗机:目前拥有550架先进战斗机,数量仍在快速增长

反观中国空军,中国空军装备了150架的歼-20隐身战机、200架以上的歼-16和歼-10C,总数为550架。由于设计年代均较美国的F-22A、F-35A、F-15E、F-16C/D等晚,中国空军的歼-20、歼-16和歼-10C均在保持了相当的性能水平优势的状态下仍在快速增长数量。而歼-20双座版本也试飞了,在这方面我们还是有些领先的。

中国空军这“三剑客”分别在成飞、沈飞拥有各自的脉动生产线,据公开资料显示,歼-16在2016年服役,歼-10C、歼-20也在2017年服役。根据这一时间点进行估算,那么歼-16在五年间保持着每年40架左右的速度生产,歼-20、歼-10C也分别保持着每年25架、50架左右的速度生产。这一数据虽然是草草进行估算的,但其总体来说毕竟反映了目前中国空军先进战斗机“三剑客”数量快速增长的状态。

中美空军“三剑客”对比:美国F-22A、F-15E、F-16C/D VS 中国歼-20、歼-16、歼-10C

总体来说,我们不难发现美国空军目前F-22A、F-15E、F-16C/D这“三剑客”均存在的劣势:它们早已经停产,从机龄上看也并不属于新飞机。F-22A在2011年停产,而F-15E早在2004年就已经停产;F-16C/D的生产线在2019年关停,但最近又在2021年重建。目前为止,F-16C/D虽然仍然在生产,但只是生产出口的版本,美军接收的最后一架F-16C/D在2005年交付。

迄今为止,这“三剑客”中最新的是距离关停生产线已经差不多11年的F-22A,最老的则是关停生产线将近18年的F-15E。虽然美系战斗机的设计寿命相当长,美国国内的洛克希德·马丁公司和波音公司也有能力对其进行延寿、升级,虽然是“老瓶装新酒”,但也仍具有一战之力。

就以F-16C/D来说,这些战斗机在“M7.2+”升级计划中要将现有雷达升级为AN/APG-83(V)有源相控阵雷达版本,该雷达的最大探测距离达到300km,而对RCS为1平方米的典型战斗机目标最大探测距离为100km。迄今为止,这些F-16C/D仍然具有一战之力。

而F-22A和F-15E则同样。F-15E早期采用的AN/APG-70脉冲多普勒雷达实际上性能水平只和我国歼-11B/BS装备的1493型脉冲多普勒雷达相近。在目前已经开始升级到AN/APG-63(V)3有源相控阵雷达。F-22A采用的AN/APG-77有源相控阵雷达对RCS为1平方米的目标最大探测距离达到220km。

它们所搭配的AIM-120C5/C7中距空空导弹最大射程在75~112公里之间,而AIM-120D空空导弹的最大射程为160公里左右,迈入远程空空导弹行列;而用作“狗斗”状态下发射的AIM-9X近程空空导弹最大射程则为18公里。

反观中国空军现有的“三剑客”,均在2016年后生产,相对美军现有的“三剑客”来说完全是准新机,在使用寿命、设计水平上均具有极大的优势。就拿IRST光电综合探测系统来说,这一设备美国空军现役的F-22A、F-15E和F-16C/D的机身上均不具备。这一设备能够保证在有效工作距离内发现隐身战斗机,因此在反隐身空战上中国空军的“三剑客”要略胜一筹。美方只能临时占用挂架安装IRST光电综合探测系统吊舱,这也会占用其导弹发射挂架。

同时,中国空军目前拥有的550架歼-20、歼-16和歼-10C均装备有源相控阵雷达和可以互通有无的数据链。其中,歼-20和歼-16使用的“同款”有源相控阵雷达对典型战斗机探测目标的最大探测距离极有可能达到200km以上,也搭载了“三面阵广角相控阵雷达”,雷达视场大幅度增加,这对于歼-20和歼-16的战场态势感知能力来说是极大的提升。有了这款雷达,PL-10E格斗空空导弹甚至可以实现“越肩发射”,即从挂架下发射大幅度转弯,打击身后的敌机。

歼-10C也装备了最大探测距离达到220km以上的有源相控阵雷达,对战斗机目标的最大探测距离显然要在F-16C/D装备的AN/APG-83有源相控阵雷达之上。而在对多个目标的处理的工作效率上也与后者一致:F-16C/D和歼-10C的雷达都能够同时跟踪12个目标并攻击其中6个。

根据公开资料显示,我国空军这“三剑客”主要装备的空空导弹是PL-12、PL-15和PL-10E三型导弹。其中,PL-12中距空空导弹的最大射程达到100km以上,PL-15远程空空导弹的最大射程则根据资料的不同,至少在150km~200km左右。PL-10E近距空空导弹的最大射程也达到了20公里。

目前中国空军“三剑客”主要使用的PL-15、PL-10E两款分别用于超视距空战和视距内空战的空空导弹,其射程、性能均和美国空军的“三剑客”相近,因此可以判断中美“三剑客”在对抗时中国方面是没有任何压力的;而因为IRST光电综合探测系统的普遍装备,中方在面对隐身战机时仍然具有优势,而不像F-15E、F-16C/D在脱离了光电综合探测吊舱那样两眼一抹黑。

同时,中国方面的“三剑客”的数据链系统可以互通有无,甚至可以做到将敌机的方位信息通过数据链实时传输到后方战斗机,由后方战斗机发射远程甚至超远程空空导弹进行打击。这也就是歼-20在前方充当斥候、争夺制空权的同时由后方歼-16与之配合的打法。通俗地说,这一打法也就是“A射B导”。

美方的数据链存在的问题也早已经“家喻户晓”:由于F-22A战机的设计年代并没有“网络一体战”的概念,因此F-22A并不具备现代化的数据链,只能在F-22A机队里使用数据链。很明显,这样的同型机数据链局限性非常大,甚至有人曾说在预警机指挥F-22A进行作战时,只能通过预警机上的指挥员口头下达命令。而F-22A缺失的系统使得其在作战时只能打开雷达搜索,那么在遇到有效的电子干扰时,F-22A战机也就只能“跪”了。

总体来说,虽然美国“三剑客”在其停产后均具备有极大的优势,但是这些技术水平在后来也迅速被中国赶超。虽然美方先进战斗机的数量众多且性能强大,机龄老却是最大的问题。中国方面拥有的先进战斗机存在着后天优势,雷达性能、导弹性能虽然与美军拉不开差距,但是胜在战场态势感知手段相当完善;同时,机龄新也是一大优势:这意味着在后勤维护等方面中国战斗机更能在短时间内恢复作战能力。 https://t.cn/RyhWmuA

国军标GJB 151B-2013军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量(海军10项)

国军标GJB151B-2013(目前是2013版本),军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量标准,参考国外军标(主要是美国军标MIL)对老标准作了修订。《GJB 151B-2013 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》作为国家军用标准,于2013年7月10日发布,并于2013年10月1日开始实施,并替代了GJB 151A、GJB 152A。

GJB 151B 引用标准
GB/T 6113.101 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第 1-1 部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备 测量设备
GJB 5313 电磁辐射暴露限值和测量方法
GJB 72A-2002 电磁干扰和电磁兼容性术语
GJB/J 5410 电磁兼容性测量天线的天线系数校准规范
GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放抗扰度试验

GJB 151B适用条件
GJB 151B里面的全部EMC试验并非全部都是必需要做的,依据军工安装平台不同,例如水面舰船、潜艇、陆军飞机(含航线保障设备)、海军飞机、空军飞机、空间系统(含运载火箭)、陆军地面、海军地面、空军地面等类别,对每个类别试验项目对每种平台的适用性标准里面都有相应的条款规定。(以下为海军10项要求)

CE101:25Hz~10kHz电源线传导发射
测试方法:参照GJB 151B-2013的方法CE101;
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:25Hz~10kHz;
检测仪器:EMI接收机、电流探头、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用正常供电。测试系统按基本测试配置。测试框图如下图所示(以下图中EUT为被测设备);
校准:测试系统通电预热稳定后,在LISN(线路阻抗稳定网络)电源输出端施加GJB 151B-2013要求的校准信号,检查测试系统的测量误差在GJB 151B-2013一般要求4.3.2条允许的容差范围内;
测试要求:按照GJB 151B-2013中CE101-2限值要求进行测试;
合格判据:测试结果符合GJB 151B-2013中图9的限值要求。

CE101测试框图

CE102:10kHz~10MHz电源线传导

测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:10kHz~10MHz;
检测仪器:EMI接收机、同轴固定衰减器、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用正常供电。测试系统按基本测试配置测试框图如下;
校准:测试系统通电预热稳定后,在LISN(线路阻抗稳定网络)电源输出端施加GJB 151B-2013要求的校准信号,检查测试系统的测量误差在GJB 151B-2013一般要求4.1条允许的容差范围内;
测试要求:按照GJB 151B-2013中CE102-1限值要求测试;
合格判据:测试结果符合GJB151B-2013中图14的限值要求。

CE102测试框图

CS101:25Hz~150kHz电源线传导敏感度
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:25Hz~150kHz;
检测仪器:音频发大器、信号源、存储示波器、10uf电容器、耦合变压器、隔离变压器、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用交流供电,测试系统按基本测试配置测试框图如下。
校准:测试系统通电预热稳定后,按照GJB 151B-2013规定的校准方法,调整信号源输出电平,直到试验信号相当GJB 151B-2013中规定的最大要求的功率为止,检查输出波形是否为正弦波。
测试要求:电源线传导敏感度AC 220V/50Hz及幅压直流电网用电设备电压限值及功率要求均加严4dB;AC 380/50Hz用电设备电压限值加严6dB,功率限值加严4dB。因EUT是交流工作,因此试验的频率从电源频率的二次谐波开始至150kHz,参照GJB 151B-2013中CS101-1曲线1限值要求。

CS101测试框图

CS106:电源线尖峰信号传导敏感度
测试状态:设备处于正常工作状态;
检测要求:脉冲幅度E:400V,脉冲宽度t值:5us±20%,重复频率:3Hz~10Hz;
检测仪器:尖峰信号发生器、穿心电容器、示波器、电源线阻抗稳定网络;
测试配置:按照GJB151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,采用正常供电。测试系统按基本测试配置测试框图如下。
校准:在5Ω校准电阻上校准尖峰信号波形和幅度,应符合极限值要求。
测试步骤:将尖峰信号注入到试件电源线上,其幅度应符合规定的极限值要求,调节尖峰信号的同步和触发,使尖峰信号处于对试件将产生最大影响的状态。将正的、负的、单个的以及重复的(5Hz~10Hz)尖峰信号分别加到试件不接地的电源输入线端,每次持续时间不小于5min。

CS06测试框图

CS114:10kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:10kHz~400MHz;
检测仪器:测量接收机、信号发生器、注入探头、检测探头、功率放大器、定向耦合器、功率计、功率探头、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用交流供电测试系统按基本测试配置测试框图如下。
校准:测试系统通电预热稳定后,按照GJB 151B-2013方法校准试验信号。调整信号源输出电平,直到试验信号达到GJB 151B-2013中规定的极限电平值为止。
测试要求:限制取校准装置上的77dBµA,或实际感应的83dBµA,取两者中的较小者,按照GJB 151B-2013中CS114-1曲线2限值要求。

CS114测试框图

CS116:10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:10kHz,100kHz,1MHz,10MHz,30MHz,100Mz;
检测仪器:脉冲发生器、注入探头、监测探头、记忆示波器、线性阻抗稳定网络;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用交流供电,测试系统按基本测试配置测试框图如下。
校准:测试系统通电预热稳定后,按照GJB 151B-2013方法校准试验信号,满足GJB 151B-2013 CS116规定的信号波形(见GJB 151B-2013中图CS116-2)和最大电流(见GJB 151B-2013中图CS116-2,取最大电流Imax=10A)。
测试要求:按照GJB 151B-2013中CS116-2 I=10A要求。

CS116测试框图

RE101:25Hz~100kHz磁场辐射发射
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:25Hz~100kHz;
检测仪器:EMI接收机、低频磁场天线、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用正常供电。
试验按GJB 151B-2013规定的试验方法进行。在7cm距离上测试,并使其平行于EUT表面或电连接器的轴线。
测试要求:按照GJB 151B-2013中RE101-1限值要求。
合格判据:测试结果符合GJB 151B-2013中图52的限值要求。

RE101测试框图

RE102:10kHz-18GHz电场辐射发射
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:10kHz~18GHz;
检测仪器:EMI接收机、棒天线、双锥天线、双脊喇叭天线、喇叭天线、前置放大器、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用正常供电。
校准:测试系统通电预热稳定后,检查从接收天线到测试接收机的整个测试系统的测量误差在GJB 151B-2013一般要求4.3.2条允许的容差范围内。
测试要求:垂直和水平极化分别进行测量
垂直极化:10kHz-18GHz
水平极化:30MHz-18GHz
按照GJB 151B-2013中RE102-1限值要求。
合格判据:测试结果符合GJB 151B-2013中图55甲板下的限值要求。

RE102测试框图

RS101:25Hz~100kHz磁场辐射敏感度
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:25Hz~100kHz;
检测仪器:EMI接收机、音频功率放大器、磁场辐射线圈、电流探头、信号发生器、音频耦合变压器、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
测试配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用交流供电。
校准:测试系统通电预热稳定后,按照GJB 151B-2013方法校准试验信号。调整信号源输出电平,直到试验信号达到GJB 151B-2013中规定的极限电平值为止。

RS101测试框图

RS103:10kHz~18GHz电场辐射敏感度
测试状态:设备处于正常工作状态;
测量频段:10kHz~18GHz;
检测仪器:信号发生器、功率放大器、定向耦合器、电场发生器、双锥对数周期天线、喇叭天线、功率计、功率探头、场强计、场强探头、线性阻抗稳定网络、电磁兼容开发平台软件;
试验配置:按照GJB 151B-2013要求,保持样机处于正常工作状态,样机采用交流供电,测试系统按基本测试配置测试框图如下。
校准:测试系统通电预热稳定后,按照GJB 151B-2013中RS103方法从发射天线到测试接收机的整个测试系统进行校准,校准试验信号电平满足表6.1极限场强要求。

RS103测试框图

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