作为美军历史上最为成功的征兵广告片,《壮志凌云》不仅让阿汤哥一炮而红,也让观众对F-14“雄猫”战斗机留下了极为深刻的印象,并在全世界军迷中赢得了不少拥趸。

《壮志凌云》让阿汤哥一炮而红

  作为世界上首款三代机,F-14从1974年服役起,一直到2000年,都是美国唯一一款拥有上百千米外多目标攻击能力的机型。赋予该机如此超强空战能力的,是美国海军专为拦截苏联轰炸机编队而研发的远程截击武器系统。

  这套远程截击武器系统,最早是为F-111B而研发的。F-111B下马后,美国海军又围绕该系统,重新研发了兼顾远程截击和近距格斗性能的F-14战斗机。该系统的组成包括:AWG-9脉冲多普勒搜索、截获、跟踪和制导雷达、红外搜索跟踪装置、数字计算机、一对显示器和各种控制装置,以及AIM-54“不死鸟”导弹。AWG-9雷达和AIM-54“不死鸟”导弹构成了系统的核心。

F-14双机编队

AWG-9脉冲多普勒雷达

  脉冲多普勒雷达,简称PD雷达,是一种应用多普勒效应在强背景(地、海面)杂波下发现运动目标,并测量其位置和相对速度的脉冲雷达。

  AWG-9脉冲多普勒雷达由休斯公司研发,采用直径为910毫米的平板缝隙天线,发射功率8-10千瓦(峰值),系统体积0.78立方米,全重612千克。

  由于传统的抛物面天线不能很好地控制副瓣,因此不能用在对副瓣电平要求非常苛刻的PD雷达上。各国早期研发的PD雷达,多倾向于使用倒置卡赛格伦天线。这种天线副瓣电平较低,天线效率较高,带宽也容易做的比较大,加工要比平板缝隙天线容易得多,还使机械扫描角度减小到波束扫描的一半,同时减小轴向尺寸,有利于机头的气动设计。

AWG-9的平板缝隙天线

  AWG-9之所以在PD雷达中率先使用加工难度较大,成本较高的平板缝隙天线,是因为这种天线体积小,利于雷达作快速大范围扫荡,有利于剧烈格斗空战中快速截获目标。同时,该天线还可利用阵面照射功率幅度加权抑制旁瓣,使用比较灵活。

AWG-9脉冲多普勒雷达

  为了实现远距离搜索功能,AWG-9发射机采用了栅控行波管,从而降低了对调制器的要求,增大了输出功率。接收机中采用了微波功能块的固态组件,提高了接收机的性能。

  AWG-9雷达可做为远距和中距脉冲多普勒探测器使用,能从地面或海面杂波干扰背景中辨别和跟踪低空飞行目标;或作为远距和超近距的普通脉冲雷达使用。它有种7种工作模式:PDS、PS、PDSTT、PSTT、RWS、TWS、ACM。

  使用PDS(脉冲多普勒搜索)模式时,AWG-9只能获得前方65°空域内目标方位信息、而没有其他参数,无法引导武器发起攻击。但这种模式下,AWG-9探测距离最远。图-95之类的目标,如果在315千米开外、向F-14迎面飞来, AWG-9将有很大的发现概率。F-14在战斗巡航时,常使用PDS模式。

  使用PS(脉冲搜索)模式时,AWG-9雷达并没有利用多普勒效应,与PDS模式一样,只能获得目标方位信息,而不能获得其他参数。和PDS模式相比,PS模式的最大探测距离只有前者的一半,但却能避免前者的一些盲点,如同向同速目标、横越航迹目标等。因此,F-14使用PS模式,主要是为PDS补盲。

  PDSTT(脉冲多普勒单目标跟踪)模式,是AWG-9雷达能够发起攻击的模式里,距离最远的。PDSTT的跟踪距离,就是F-14的最远交战距离。对典型的轰炸机目标,PDSTT的跟踪距离超过200千米;对Su-27一类目标的跟踪距离,达167千米。

  PSTT(脉冲单目标跟踪)模式与PDSTT模式的关系,与PDS和PS的关系类似。虽说最大作用距离缩短了一半左右,但如果没有PS和PSTT模式,F-14就没法发现、攻击与自己同向、同速飞行的敌机。

  RWS(边测距边搜索)模式可以提供目标距离信息、距变率。该模式的探测距离比PDS模式短一些,对大型目标的探测距离超过200公里。F-14是用RWS模式来分析、确认PDS、PS模式下的搜索结果,并可以用目标参数开始导弹的瞄准。但如果想发起攻击,则需要将雷达切换到PDSTT、PSTT或TWS模式。

AWG-9雷达显示屏

  对机械扫描的AWG-9雷达来说,TWS(边跟踪边搜索)是一种兼顾“目标刷新率”与“空域扫描力”的工作模式,用扫描范围的缩小来换取目标刷新率的提升,来满足AIM-54的接战要求。这是F-14实现同时攻击多个目标所必须的雷达工作模式。在这种模式下,AWG-9可以“有条件的”跟踪最多24个目标、并引导AIM-54同时攻击最多6个目标。导弹离目标约16千米时,便用弹载雷达接替导弹控制,从而提高命中概率。

  ACM(空战机动)模式里,包含驾驶员快速截获、垂直扫描截获与手动快速截获三种亚模式,灵活性依次递增,操作复杂性也一个比一个高。其中,最后一种亚模式只有雷达操作官可以使用。在遭遇电子干扰时,AWG-9可以转换到“干扰源跟踪”的ACM模式。ACM模式下的AWG-9最远探测距离仅10千米左右。虽说ACM模式支持AIM-54以其主动雷达导引头“直接瞄准”方式接敌,但在近距格斗情况下,与其使用硕大笨重、机动性欠佳、最小接战距离3.6千米的“不死鸟”导弹,还不如使用轻便灵活的“响尾蛇”导弹。

F-14A取消了平显的反射玻璃,图像直接投射在挡风玻璃内侧,效果很好

  综上所述AWG-9雷达只有在PDSTT、PSTT、TWS和ACM四种模式下,才能使用AIM-54导弹打击目标。对图-95之类的大型目标,当从高空迎头接近时,最远接战距离大约230千米;如果大型目标从低空迎头接近,由于地面(海面)杂波干扰,最远接战距离会在100~200千米之间;对苏-27这样的战斗机目标,当从高空迎头接近时,最远接战距离大约160千米;战斗机目标从低空迎头接近时,最远接战距离下降到70~140千米之间。