一舉治好中國戰斗機雷達的“近視眼”,賁德院士獲2025年國家最高科技獎。 近日,"2025年國家最高科學技術獎"在北京揭曉,賁德院士以雷達技術開創者的身份獲得了這項中國科技界最高榮譽。
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賁德,滿族,中國電科14所(國內頂尖雷達研究所)資深首席科學家,1938年4月生于吉林長春九臺區,1963年畢業于哈爾濱工業大學雷達專業,后分配至中電科14所,歷任總體室主任、機載雷達部主任、副所長,2001年當選中國工程院院士。 賁德院士的三大主要成就是主持研發了我國第一部超遠程相控陣預警雷達、我國第一部自主知識產權機載脈沖多普勒(PD)火控雷達——1471雷達,以及更加先進的天基雷達。
我國戰斗機火控雷達實現從落后意大利到超越美國壯舉,很大程度上取決于賁德的科研成果。
上世紀70年代,我國面臨東西方兩大軍事集團的圍堵,國防壓力巨大,尤其是蘇軍的米格-23戰斗機和圖-22M"逆火"轟炸機的超視距攻擊和低空突防,對我國北方構成極大威脅,但我軍戰斗機卻長期不具備超視距空戰和下視下射能力。
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當時,殲-6系列仍然是中國空軍的絕對主力戰斗機,殲-7家族到70年代末才開始服役。殲-6只是一種跨音速戰斗機,而且主要武器是機炮和航空火箭彈,只有極少數可以掛載霹靂-1無線電制導空空導彈或者霹靂-2紅外制導空空導彈。
更何況大部分殲-6只是在進氣道下方裝了一部射瞄-1測距儀,這臺設備并非火控雷達,它只能測距,不能搜索目標,還必須由飛行員目視發現敵機后才能使用。
也就是說,當時我軍大部分戰斗機連全天候作戰能力沒有,就更談不上超視距空戰和下視下射了。 就連當時正在研制的204型機載火控雷達,也是在米格-21"藍寶石"雷達基礎上開發的單脈沖火控雷達,最大探測距離僅18-20公里,且沒有下視能力。
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在這種形勢下,空軍提出了研發下視、中距制導PD雷達的迫切要求,但當時只有美、蘇、英、法掌握這項技術,且均對我國嚴格封鎖。
空軍最終批準了14所的方案,1979年正式下達研制任務,代號1471工程,賁德臨危受命,擔任總設計師,開始預研攻關。
1471雷達最大的難點并非超視距,而是下視,地面雜波的信號強度比戰機回波高幾十倍,要在強雜波里提取微弱的目標信號,堪比"在暴風驟雨中聽取落葉聲"。因此,賁德團隊結合我國半導體工業的實際情況,提出了兩步走的方案,優先做中-低脈沖重復頻率,中脈沖重復頻率同時具備優秀的測距和測速能力,適合探測低空目標。
這樣一來,就可以集中力量優先解決下視“從0到1”的難題,之后再補齊高脈沖重復頻率。
在1471工程進行的同時,我國還啟動了“和平珍珠”計劃,準備引進美國的AN/APG-66雷達改裝殲-8Ⅱ戰斗機,但美國拒絕提供任何技術,只出售成品,到1989年還單方面終止了這個項目。
引進PD雷達的路線失敗,這就倒逼我國必須依靠自研1471雷達解決戰備缺口。 賁德頓時陷入了背水一戰的境地,壓力空前增大,團隊不得不放棄節假日休息,在條件簡陋的情況下連軸轉,缺少大型計算機,就用手搖計算器、紙筆推導算法。
賁德更是幾乎十幾年無休,關鍵時刻還冒著生命危險挺身而出,在年近半百的情況下堅持親自登機測試雷達信號,多次遭遇發動機熄火、起落架失靈等險情卻毫不退縮。
經過長達16年的不懈努力,1471型雷達終于在1995年設計定型。
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通過1471工程,我國攻克了平板縫陣天線、柵控行波管發射機、中低脈沖重復頻率雜波抑制和模擬信號處理等關鍵技術。 其中最重要的技術有兩個: 首先是大功率柵控行波管,作為雷達發射機的核心,它是實現遠距離探測的硬件基礎。
賁德團隊攻堅克難,解決了柵網精密加工,大功率散熱,高電壓絕緣等一系列問題,終于達到了國產柵控行波管為雷達提供約50kW峰值功率的要求。 其次是平板縫隙陣天線,通過精確控制這種天線各個縫隙所輻射電磁波的幅度和相位,可以比較容易地實現極低副瓣,進而有效抑制地面雜波。
因精密加工能力不足,1471雷達的平板縫隙陣天線直到1987年才達到設計要求,但仍然一舉超過了當時的蘇聯。
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最終定型的1471雷達采用直徑700毫米的平板縫陣天線,工作于X波段,對RCS=5平方米的戰斗機目標探測距離達到75公里,下視模式(過濾地面雜波)探測距離約50公里,首次在地面雜波中鎖定了低空突防敵機。
可中繼制導霹靂-11半主動雷達中距空空導彈,使殲-8系列戰機首次具備了實用的超視距空戰能力。 作為開山之作的1471雷達其實有不少缺點,如波束較寬,分辨力差,缺少高脈沖重復頻率波形,容易丟失高速目標,缺乏對地對海模式等。
不過1471完成了中國PD雷達從0到1的變革,解決了最難啃的骨頭,為后來者鋪平了道路,整個國產機載火控雷達的"任督二脈"也由此打通,從此一飛沖天。
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如今,我軍戰機已批列裝氮化鎵雷達,而美軍氮化鎵雷達卻遲遲無法實用化,甚至交付了沒有雷達的F-35。
1471雷達的開創作用不容低估,因為即使到了80年代,中國機載火控雷達別說與美、俄、英、法、瑞典比了,連意大利80年代開發的Grifo雷達都采用了平板縫隙陣天線,具備下視下射能力。
從落后名不見經傳的意大利再到反超美國,我國機載火控雷達完成了歷史性的大逆轉,而賁德院士在這個過程中起到了決定性的開創作用。
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