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军舰相控阵雷达的耗电量有多大,为什么有些人说该雷达不能常开?

舰载相控阵雷达作为军舰上最耗电的设备,经常被人误以为是海军为了无法承受其巨大的耗电量,所以选择了阶段性关闭,只有需要的时候才打开,其实这种说法是一种误解。其实不常开的原因是为了保证其散热的需要,毕竟这种大家伙发热太严重了,如果长时间启动的话,很容易出现问题,如果相控阵雷达上的无线阵列电子元件被烧毁,那么整个雷达也就报废了。

那么为何这种名字听上去那么拉风的雷达,会存在这么严重散热问题呢?其实相控阵雷达是一种相位控制电子扫描阵列雷达,其工作原理是利用无数个小型天线单元进行排列所组成的天线阵面,每一个单元都可以独自进行相位开关控制,并通过天线单元发射相对来形成不同相位的电磁波束,也就是说相控阵雷达其实就是通过各个天线单元所发射的电磁波进行有效探测。

有意思的是,相控阵雷达的造型与传统雷达造型完全不一样,更像是一块钢板安装到了雷达上,而且上面还装载了很多个电子元件,从远处看上去像是一个个整齐的步兵方阵,也因为这种特殊的造型,这种天线也被称为“门板”,组成这些电子元件的阵列其学名叫做“T/R组件”。

别看造型比较独特,相控雷达的探测方式可比传统雷达先进多了,相较于传统雷达还需要不停的旋转,相控雷达由于采用了四面阵列天线的排布,可以达到360度无死角的探测效果。但缺点也很明显,其相控雷达阵列的天线组成数量过于庞大,这也导致雷达的功率较大,虽然探测距离也非常远,但维持开机工作时间仅能维持30-120分钟,同时工作期间还需要水冷进行降温。如果是小型相控雷达,则会使用风冷进行降温,但工作时间也被压缩到了20分钟,这一点跟传统雷达想必短板还是比较明显的。

以我国052C驱逐舰为例,它的相控阵雷达是346型,一个门板上安装了560个T/R组建,而每个组建的功率为30瓦,如果560个T/R全部运行的话,那么功率则将直接提升为16800瓦,那么四面全开的话,则会高达67200瓦,也就是67千瓦,如果工作40分钟的话,那么耗电量仅会消耗45度电,从这个数字来看的话,上面说相控阵雷达耗电量过大的谣言也就不攻自破了,所以说相控阵雷达只是因为散热问题才会选择短时间关闭。

那么为何相控阵雷达的散热这么差呢?其原因就在采用了砷化镓这种半导体材料,该材料制作的T/R组件需要在保持60度的环境温度之才可以正常工作,这也导致相控阵雷达的散热受到了一定的限制,虽然这种材料并不完美,但目前各个国家都没有找到相应的替换材料。从目前已知的散热手段来看,美国通过化学+风扇的组合,可以让雷达开机时间保持在160分钟。这对于执行任务的驱逐舰而言,依然足够了。而对于中国海军对于相控阵雷达的散热方式更加强劲,通过将砷化镓改为氮化镓,其连续开机的时间已经超过了300分钟。这对于目前各个国家的相控阵雷达而言,已经是领先地位了,这也是为何我国的055驱逐舰不再使用老旧的警戒雷达的主要原因,毕竟这种先进的 雷达,不仅性能强,而且各方面都非常优秀,对于我国驱逐舰而言也是一次巨大的提升。