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艦載相控陣雷達耗電量有多大,一般驅逐艦根本無法保證長時間開機

艦載相控陣雷達作為軍艦上最耗電的裝置,經常被人誤以為是海軍為了無法承受其巨大的耗電量,所以選擇了階段性關閉,只有需要的時候才打開,其實這種說法是一種誤解。其實不常開的原因是為了保證其散熱的需要,畢竟這種大傢伙發熱太嚴重了,如果長時間啟動的話,很容易出現問題,如果相控陣雷達上的無線陣列電子元件被燒燬,那麼整個雷達也就報廢了。

艦載相控陣雷達耗電量有多大,一般驅逐艦根本無法保證長時間開機

那麼為何這種名字聽上去那麼拉風的雷達,會存在這麼嚴重散熱問題呢?其實相控陣雷達是一種相位控制電子掃描陣列雷達,其工作原理是利用無數個小型天線單元進行排列所組成的天線陣面,每一個單元都可以獨自進行相位開關控制,並透過天線單元發射相對來形成不同相位的電磁波束,也就是說相控陣雷達其實就是透過各個天線單元所發射的電磁波進行有效探測。

有意思的是,相控陣雷達的造型與傳統雷達造型完全不一樣,更像是一塊鋼板安裝到了雷達上,而且上面還裝載了很多個電子元件,從遠處看上去像是一個個整齊的步兵方陣,也因為這種特殊的造型,這種天線也被稱為“門板”,組成這些電子元件的陣列其學名叫做“T/R元件”。

艦載相控陣雷達耗電量有多大,一般驅逐艦根本無法保證長時間開機

別看造型比較獨特,相控雷達的探測方式可比傳統雷達先進多了,相較於傳統雷達還需要不停的旋轉,相控雷達由於採用了四面陣列天線的排布,可以達到360度無死角的探測效果。但缺點也很明顯,其相控雷達陣列的天線組成數量過於龐大,這也導致雷達的功率較大,雖然探測距離也非常遠,但維持開機工作時間僅能維持30-120分鐘,同時工作期間還需要水冷進行降溫。如果是小型相控雷達,則會使用風冷進行降溫,但工作時間也被壓縮到了20分鐘,這一點跟傳統雷達想必短板還是比較明顯的。

艦載相控陣雷達耗電量有多大,一般驅逐艦根本無法保證長時間開機

以我國052C驅逐艦為例,它的相控陣雷達是346型,一個門板上安裝了560個T/R組建,而每個組建的功率為30瓦,如果560個T/R全部執行的話,那麼功率則將直接提升為16800瓦,那麼四面全開的話,則會高達67200瓦,也就是67千瓦,如果工作40分鐘的話,那麼耗電量僅會消耗45度電,從這個數字來看的話,上面說相控陣雷達耗電量過大的謠言也就不攻自破了,所以說相控陣雷達只是因為散熱問題才會選擇短時間關閉。

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那麼為何相控陣雷達的散熱這麼差呢?其原因就在採用了砷化鎵這種半導體材料,該材料製作的T/R元件需要在保持60度的環境溫度之才可以正常工作,這也導致相控陣雷達的散熱受到了一定的限制,雖然這種材料並不完美,但目前各個國家都沒有找到相應的替換材料。從目前已知的散熱手段來看,美國透過化學+風扇的組合,可以讓雷達開機時間保持在160分鐘。這對於執行任務的驅逐艦而言,依然足夠了。而對於中國海軍對於相控陣雷達的散熱方式更加強勁,透過將砷化鎵改為氮化鎵,其連續開機的時間已經超過了300分鐘。這對於目前各個國家的相控陣雷達而言,已經是領先地位了,這也是為何我國的055驅逐艦不再使用老舊的警戒雷達的主要原因,畢竟這種先進的 雷達,不僅效能強,而且各方面都非常優秀,對於我國驅逐艦而言也是一次巨大的提升。