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高空飞艇

  浮空器是指利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。依照工作原理,浮空器可分为飞艇、急速飞艇的开奖时间♨c7018▣com系留气球和热气球,其中飞艇和系留气球是军事使用价值最高的浮空器。飞艇和系留气球的主要区別是飞艇比系留气球多了自带的动力系统

  飞艇分有人和无人两类,也有拴系和未拴系之别。浮空器雷达系统,是以飞艇、系留气球等浮空器为载体,将雷达天线系统、发射机、接收机升至几百至几万米的空中,使其不受地球曲率、遮蔽物和地面气流影响。由于具备了空中优势,浮空器雷达的探测距离远超过地面雷达,对超低空目标探测距离可从地面雷达的几十公里提高至数百公里,使雷达探测的范围更大、对低空目标的探测能力更强,并还能够长时间、昼夜连续工作

  浮空器雷达具有较好工作效费比,每小时工作费用只有400美元,而具有同等监视能力的E-3、E-8等侦察预警机上的机载雷达每小时工作费用为4000至5000美元。并且,研制浮空器雷达的技术难度小于预警机和卫星侦察系统。为此,美国军队将浮空器雷达系统纳入本国防空探测网,平时执行空中巡逻、通信联络、环境监测,对巡航导弹等低空目标预警等任务。战时可以用于战区前沿防空和重点目标的保护。目前,美国导弹防御局和陆、海、空三军种都有自己的系留浮空器等的研制和装备计划

  1987到1990年间,美国海军投资设计了一种大型飞艇的样艇,用于执行空中早期预警和打击毒品走私等任务。这种飞艇的设计引起了当时美国防部的关注,然而由于资金短缺,大型飞艇的样艇从来没有制造出来,并且其计划也就随之夭折了

  本土防御的需要使美国国防部重新考虑制造飞艇计划,使飞艇在美国本土沿海地区进行长时间的持续不断的监视,并充当预警雷达平台,阻击突然袭来的巡航导弹。2003年,美国国防部导弹防御局重新启动了巨型高空飞艇的研究计划,但是这种巨型高空飞艇与早先的飞艇有很大的不同。这种巨型、无人操纵的飞艇能在2万至2.1万米的高度之间飞行,可在美国沿海地区上空滞留1年时间而无需添加燃料。而美海军早先设计的在4600米高度飞行的有人驾驶飞艇在空中仅滞留30天,在海上每隔2至5天就需添加一次燃料

  2002年,波音公司和洛克希德马丁公司对巨型高空飞艇进行了为期4个月的概念定义研究后,导弹防御机构于2003年9月29日授予洛克希德马丁公司一份金额达4000万美元的设计和风险减少合同,进行飞艇项目设计及关键设计评审。美国防部于2004年11月30日批准由导弹防御局负责管理的高空飞艇项目进入下一阶段,即制造出一艘飞艇的样艇并进行演示验证。导弹防御局的期望高空飞艇的性能目标达到在2万米的高空持续飞行30天,这种飞艇最初只装载传感器设备,以后将装载导弹之类的武器系统以用作武器平台

  洛克希德马丁公司以前制造出在运动会上使用的“固特异”小型软式飞艇,其体积为5700立方米,长度约有61米。导弹防御局要求的高空飞艇的样艇体积是“固特异”体积的5倍,达到14.2万立方米至17万立方米,长度大约150米、直径约49米(由威斯丁豪斯飞艇公司为美海军早先设计的飞艇样艇体积只有7.1万立方米)。飞艇使用太阳能和电力发动机驱动螺旋桨,除提供飞艇运行动力外,还能提供10千瓦的动力,以便携带重达1.8吨的监视与通信系统。它的再生的氢燃料电池可为高空飞艇提供补充的动力源。高空飞艇的整体结构使用的柔韧的纤维复合材料,具有轻便结实特点。飞艇的软式外壳是由几种不同的材料粘合而成的薄片,可为飞艇提供一定的强度和对外界的防护能力。飞艇内充惰性氦气支撑它的外壳。高空飞艇既有自主飞行的能力,又有遥控飞行的能力。它有一个飞行推进装置,能在任何时间里飞行。高空飞艇的起飞,下降和返回都能进行控制

  洛克希德马丁公司以前制造的有人操纵飞艇是在1500米至3000米高度上飞行。它在这一高度上所遇到的气候环境条件与无人操纵的高空飞艇是不同的,所以有人操纵飞艇在空中滞留数小时后必须返回地面。高空飞艇所在的工作高度,空气密度接近地面空气密度的二十分之一。所以空气静力的扩张对于设计和制造高空飞艇具有非常重要的意义。在2万米的平流层高度,风速比人们在地面上遇到的要柔和得多,但是对在这种高度上工作所涉及的臭氧和热效应问题还存在争议,这两个问题对巨型飞艇在这一高度上持续工作具有重要的意义

  据目前相关人士初步分析,这种巨艇将携带双波段(X和VHF波段)雷达系统,采用圆形有源电子扫描阵列(AESA)天线,天线直径可能同飞艇长度相同,可提供良好的互相重叠的探测覆盖面,在2万米以上高度,雷达的覆盖面是一个直径大约可达1200公里圆形。该型飞艇可以跟踪速度低于1米每秒的地面慢速运动目标(如行进中的部队)以及300千米以外的小于3度擦地角的目标。一旦发现异常情况,该飞艇可连续不断地监视高度关注区域以及行进在车辆和建筑物群中的部队

  10艘高空飞艇群可以覆盖美国缅因州至墨西哥湾周边、西南边境、到华盛顿州的美国沿海地区。另外,地面雷达很难探测到2万米高度上的飞艇,因为制造飞艇用的轻型纤维材料减少飞艇自身的特征标记。此外,当它被子弹射中后,也不会爆裂,因为它在充气时并没有受到高压

  美空军系留式浮空器雷达系统(TARS)是于上世纪90年代至2001年间部署的,主要负责对美国南部边境进行侦察监视。这些浮空器由空军空中司令部管理。尽管目前这些系统的主要任务是禁毒,但还可对针对美国的其他威胁进行跟踪探测。浮空器雷达系统所获数据将传输给加州马奇空军基地的空军海事阻拦控制中心、位于夏廷山的北美航空航天防御司令部、海岸警卫队和海关等部门

  美国在8个工作基地都单独部署一个雷达浮空器雷达系统。这些基地分别是位于新墨西哥州的尤马、瓦丘卡堡、德明,德克萨斯州的马尔法、伊格尔帕斯、里奥格兰德,佛罗里达州的卡乔岛,波多黎各的拉哈斯(卡乔岛还有另外1个浮空器,上面安装有一部发射机,负责将美国的电视节目发送至古巴)。每个浮空器都是一个充有氦气的大型纤维气囊,它能升到4600米高度,并用一根7600米长的钢丝绳拴系着进行收放。这根钢丝绳的另一头系在带有动力绞车的塔楼上,浮空器通常的工作高度是在3700米

  除在卡乔岛基地工作的2个浮空器的体积是7800立方米(275000立方英尺,称为275K号浮空器)外,部署在其它工作基地的浮空器体积都是12000立方米(42万立方英尺,称为420K号浮空器)。420K号浮空器的体积是“固特异”小型软式飞艇体积的2倍,其长度为63米,艇身跨度20米。这8个420K号和275K号监视浮空器分别携带一部洛克希德马丁公司研制的L-88型雷达。雷达连接在浮空器的侧下部,并用压缩纤维制隔离风罩包着,提供360度监视覆盖,并且其探测距离为200海里以上

  浮空器上的系留链是一种纯机械系链,也是一种结构系链。动力装置和雷达都安装在浮空器上,浮空器上的发电机系统可为浮空器提供一个星期的能源,随后浮空器开始回收,对其电力系统进行更换,更换下来的电力系统进行燃料加注和维修以便在下一个工作周期里继续使用

  美陆军于1996年组建了高空气球雷达项目办公室,负责高空气球携载情报侦察设备的研制和试验工作,并逐渐开始从事联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器系统(JLENS)的研究。联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器是一种战术雷达系统,旨在通过提供视距外探测和跟踪能力,保护在海外地区执行任务的美陆军部队免遭巡航导弹的攻击。它由一部可提供360度监视的雷达、一部精确跟踪照射(火控)雷达组成。通过机动拴系系统,每个系留浮空器都能升高到3000米至4600米间。在充有氦气的浮空器下部,雷达都被纤维隔离区罩包着。在4600米高度,监视雷达克服了地球曲度以及山的遮挡,可探测在200海里之内低空飞行来袭导弹。系统的工作过程是:火控雷达提示来袭目标,并通过拴系在地面站上的光纤电缆把从浮空器上探测到的目标信息传送给导弹防御系统,引导导弹实施拦截

  美国于1999年对技术验证型的联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器系统进行了试验,结果显示该系统比地面防空雷达早10分钟发现假想敌目标。美陆军2001年在新墨西哥州一个靶场对探测和摧毁巡航导弹的新系统进行展示性试验,以评估联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器系统和阿姆拉姆导弹实施协同作战的效能。在试验过程中,高度约为300米的联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器发现了模拟巡航导弹的BQM-74无人机靶标,并引导阿姆拉姆导弹将其摧毁。但是2002年底之前,美陆军对它的投资很少,那时浮空器发展前景也不明显。由于后来美国防部强调浮空器系统对巡航导弹的扩散有防御作用,再加上美陆军在阿富汗有使用浮空器的经验,所以现在的情况发生一些变化。据称,美陆军在未来十年将花费约38亿美元研发联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器系统

  联合对地攻击巡航导弹防御空中网络传感器早期使用长为37米的浮空器,后来使用长度为71米的浮空器,可进行长达30天连续监视。这种浮空器很难被击落,因为在空中飞行前,已经在艇身上穿了许多小孔。它很容易回收,也很容易修复

  另外,根据美军的浮空器初步快速部署计划,美陆军于2004年分别向阿富汗和伊拉克都部署了小型浮空器,进行区域监视,保护前沿部队。这种小型浮空器长度为15米,在100米处的空中工作。每个浮空器携带一部彩色白昼摄像机、一部红外昼/夜摄像机和一部带目标方位指示器的激光器组成,以便锁定距离在12公里内的目标。空中传感器有助于美军部队监视其驻地周围的情况,而无需派出巡逻部队

  1999年10月,美海军研究机构同科学与技术国际公司签署了一项为期5年,投资额达5000万美元的合同,研究一种沿海地区空中传感器—高超光谱传感器系统。高超光谱传感器系统通过辨别物体发出的而人眼却难以捉摸的朦胧色,能探测隐藏在树叶之下的伪装物或水下的物体。沿海地区空中高超光谱传感器系统能分辨250条彩色光带。而人的眼睛仅能分辨3条光带。2003年美海军使用该传感器系统跟踪了在佛罗里达州海岸附近游弋的30条鲸鱼。美海军还把沿海地区空中高超光谱传感器系统安装在P-3飞机和SH-60F直升机上,用来进行反潜作战的试验

  科学技术国际公司使用一种租用的61米长的商用小型软式飞艇,并在安装沿海地区空中高超光谱传感器系统,在全国范围内进行飞行展示。这些飞行展示一直受海军空中系统司令部监控,这样海军能够继续提供资金进行飞艇的研究是很有希望的。作者:知远



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