印巴两国开展,却吹火了中国战机,原因无他,就是因为在5月7日凌晨爆发的空战中,巴空军使用中国制造的歼-10CE战斗机在短短1小时内就击落三架印度花大价钱购买的“阵风”。
有意思的是,事后巴方竟然低调称其为“克制性胜利”,暗示若非高层有令,战果还得翻几番,一时间,中国歼-10系列战机,再次被推上风口浪尖。
雷达的“芯”事,代差即碾压?
这场空战的胜负手,许多人说,早已超越了飞行员的技巧或是体系的强弱,更深层的秘密,直指歼-10C那双锐利无比的“眼睛”,它搭载的先进雷达,其核心便是一种叫氮化镓(GaN)的神奇半导体材料。
氮化镓可是第三代功率半导体的扛把子,这玩意儿,正是歼-10C及其出口型歼-10CE能够对“阵风”这类所谓“四代半”战机形成技术压制的底气所在。
相比之下,“阵风”那些战机雷达普遍用的还是第二代半导体材料砷化镓(GaAs),这就好比一个是精力充沛的青年,一个是力有不逮的长者,性能上完全不在一个量级。
物理特性摆在那儿:氮化镓的禁带宽度是砷化镓的2.4倍,功率密度更是后者的10倍,这意味着它能承受更高电压,爆发出更强能量。
还不止这些,氮化镓的电子饱和速度是砷化镓的2.5倍,导通电阻却低了一到两个数量级,翻译过来就是,雷达能用更高的频率工作,开关速度更快,能量转换效率也更高。
更要命的是散热,氮化镓的热导率是砷化镓的2.6倍,哪怕在200℃的高温下照样稳定输出,而砷化镓雷达超过100℃就得打蔫儿,高强度对轰几下,自己先热得头晕眼花,探测精度自然大打折扣。
战场上的“单向透明”
这些材料上的硬核优势,直接就转化成了实打实的战斗力,可以说装备了氮化镓雷达的歼-10C,简直就像开了“天眼”。
据说,它能在远超对手想象的距离上就发现目标,比如150公里外就能瞅见“阵风”的影子,而“阵风”的雷达,可能得到75公里才能勉强捕捉到歼-10C的有效回波。
这多出来的距离,在分秒必争的空战中意味着什么,不言而喻,而且在多目标接战这块,氮化镓雷达的高速响应能力,也让歼-10C玩得游刃有余。
在战场上,氮化镓雷达能够同时锁定并引导攻击好几个目标,相比之下,那些老式的机械扫描雷达,或者早期的相控阵雷达,在这种情况下恐怕只能干瞪眼了。
这种技术上的差距,即便是在缺乏完善体系支援的极端情况下,歼-10C也能凭借自身性能,获得近乎“单向透明”的战场感知优势,对手在你面前几乎无所遁形。
其实中国给歼-10C配套研制氮化镓有源相控阵雷达,那还是2012年前后的事儿,到了2017年就大大方方亮了相,技术成熟和装备时间,都比国外同类产品早了不少,到了2018年的珠海航展上,中国更是像摆地摊一样展出了大批采用氮化镓材料的机载有源相控阵雷达。
可想而知,当这种材料运用到中国造的战斗机上,能够取得的成果自然不言而喻,据巴铁军方人士私下透露,中国造飞机对空探测能力甚至比美国F-35的AN/APG-81和法国“阵风”的RBE-2-AA雷达还要强。
中国“芯”路
中国在氮化镓雷达技术上的突飞猛进,可不是天上掉馅饼,背后是国家层面滴水不漏的产业链布局和强大的整体工业实力在撑腰。
第一点就是老天爷赏饭吃,中国在镓这种稀有金属资源上就有得天独厚的优势,全球镓矿储量的大约七成,差不多20万吨,都在中国地下埋着呢!产量更是惊人,2022年全球总共才产了540吨镓,中国一家就贡献了530吨,占了98%。
更关键的是,中国的镓主要是从炼铝的副产品里提取出来的,成本比其他国家从铅锌矿里费劲巴拉提炼要低得多,这就让中国在原材料这头就掐住了主动权。
与此同时,国家政策的东风也吹得猛,“十四五”规划直接把第三代半导体列为战略性新兴产业的重中之重,砸下超过50亿人民币的专项资金。
从最基础的衬底制备、外延生长,一直到器件设计,全产业链一条龙扶持,硬是搞出了一个自主可控的氮化镓产业集群。
除此之外,还有一个很重要的催化就,那就是庞大的国内市场需求,更是给氮化镓技术的快速迭代和成本降低提供了肥沃的土壤。
比如我们日常用的手机氮化镓快速充电器,也把这门高科技给普及了,这种军民深度融合的产业链优势,使得中国成了全球目前唯一一个在战斗机雷达领域全面普及氮化镓材料的国家。
相比之下,其他国家在战斗机氮化镓雷达的应用上,就显得有些磕磕绊绊了。
追赶者的窘境
拿美国来说,海军陆战队虽然给他们的F/A-18C/D“经典大黄蜂”战机测试和采购了AN/APG-79(V)4氮化镓雷达,计划买112部,现在到手了25部,但这款雷达的第一次飞行测试,还是在2021年4月才进行的,这进度条拉得有点慢。
至于美国空军的王牌,F-22“猛禽”,因为设计时就没给升级留多少空间,已经计划提前退休了,而现役主力F-35装备的AN/APG-81雷达,还是上一代的砷化镓技术,虽然也有升级到氮化镓雷达(APG-85)的计划,但目前还停留在“PPT”或者说非常初期的阶段。
这么一算,在氮化镓雷达技术应用这块,中国可能已经领先美国将近十年了,这可不是耸人听闻,而是摆在台面上的事实。
这种技术上的代差,直接就在搅动地区军事平衡的天平,以印度空军为例,他们主力苏-30MKI战机的雷达探测距离,据说也就135公里左右。
而歼-10C要是再配上射程能到200公里的霹雳-15空空导弹,理论上完全可以在印军战机还没发现自己在哪儿的时候,就从容发动攻击,先敌开火,胜负已分大半。
更有意思的是,当氮化镓这种尖端技术被“下放”到“枭龙”这类成本相对较低的轻型战斗机上时,实际上也在悄悄改写着所谓“高端战机”的门槛,以前可能得花大价钱买重型机才能拥有的感知优势,现在一架经过魔改的轻型机也能办到。
结语
当巴基斯坦飞行员在蓝天之上占据先机,那背后闪耀的,是中国在关键半导体材料领域,从基础研究、资源掌控、产业链构建到最终产品应用的系统性成就。
未来的天空,或许真的会因为谁装备了氮化镓雷达,而呈现出不同维度间的较量,那可真是“你有高达,我有扎古PLUS”的既视感,不是吗?
信息来源:
金融界2024-09-07《亚光科技:氮化镓芯片现在应用在雷达的相对较少》
电子产品世界2024-07-05《歼20相控阵雷达有多先进?轻松碾压F35》