人的視力範圍有一定限度，在空中看到一架戰鬥機的平均距離是8千米左右，這是天氣晴朗時的平均值。有霧、雨天、黃昏時候，能見度很差，看見的距離要大為減小。而且每個人的視力差別很大，有的飛行員可在20千米以外看到飛機，有的近到8千米也看不見。此外，還與飛機大小有很大關係，對於轟炸機可以看得遠一些。人的肉眼還有一個特點，如果已看到飛機，一直盯住讓飛機逐漸飛遠則可在10多千米後才看不見。相反，在天空中找飛機，有時已飛到5千米距離還找不到。8千米目前是一個一般公認（並無明文規定）的數值。兩架飛機在這一距離內空戰稱為目視格鬥空戰。70年代以前絕大多數的空戰是這一類空戰。
基本介紹
- 中文名：超視距
- 外文名：beyond-line-of-sight
- 適用領域範圍：眼力極限
- 原因：視力範圍有一定限度
- 平均距離：8千米左右
- 超視距空戰：“看不見就打”的空戰
超視距空戰,空戰對飛機的要求,超視距雷達,
超視距空戰
“看不見就打”的空戰稱為超視距空戰。既然稱為“看不見”就表示肉眼看不見，兩機作戰距離在8千米以上。當然，肉眼看不見不等於“盲目”亂打。目前主要是靠雷達或紅外線瞄準跟蹤裝置發現目標並依靠這些設備來進行作戰。戰鬥機上的雷達發現空中目標的距離目前是100千米左右，有的飛機還要遠一些。大型戰鬥機的雷達天線直徑在1米以上，雷達功率很大，最遠可“看”到150千米。而小型戰鬥機機頭很小，可以安裝的雷達天線不大，例如米格－21飛機的天線，直徑很難超過0.5米，有效發現距離一般只有30千米左右。
這裡還要說明一點，雷達的發現距離與目標的大小以及“隱身”能力有關。衡量後者的參數稱為“雷達反射截面”（RCS），單位是平方米。它的物理意義是將飛機對雷達波反射的能力用一塊“平板”的反射能力來代替。飛機愈大，RCS就愈大。飛機採用新技術，隱身能力愈強，RCS就愈小。目前無隱身功能的戰鬥機，例如小型飛機米格－21和F－5的RCS約為3～4米。而大型戰鬥機，如蘇－27、F－15，RCS約為12米。中型戰鬥機F－16、“幻影”2000等，RCS約為5～6米。現代機載雷達資料上說的發現距離是指對中型戰鬥機而言，即以RCS為5米為準。但俄羅斯的機載雷達標準往往是指RCS為3米，所以俄羅斯雷達發現距離如果是100千米，用西方標準來說應是117千米（發現距離與目標RCS的1/4次方成比例）。
在“看不見”條件下搜尋跟蹤目標的還有紅外線裝置（IRST）。它是利用目標飛機尾噴流或機體溫度升到70℃～80℃以上時發出的紅外線發現和跟蹤目標。這種新型的裝置包括成千上萬個紅外元件，接收到的目標圖像不是一個亮點而是由許多小方塊組成的目標飛機圖像。它對戰鬥機有效搜尋距離是：迎頭40千米，尾追約80千米。對大型轟炸機則會更遠一些。這種裝置的搜尋方位角可達到±60°，所以和雷達的功能已經很接近。不過它不能測量目標的速度和飛行方向，也不能測量目標的距離。為此這類裝置一般還要配上雷射測距儀才便於發射空空飛彈。但有了這套裝置後，飛機可以在雷達被對方干擾時仍能發現和跟蹤目標，進行超視距空戰。俄羅斯的蘇－27、蘇－35等戰鬥機都有這種裝置，而西方國家的戰鬥機F－16、F－15還沒有，只是歐洲戰鬥機EF2000和法國“陣風”已經配備IRST。
為了進行超視距空戰，用航炮作為武器是絕對不成的。航炮的有效攻擊射程不超過600～800米。早期的空空飛彈有效射程8～10千米，在超視距空戰中也難以發揮作用，所以這類型空戰一定要配備射程達25千米以上的中距空空飛彈。80年代以後，這類飛彈已經逐漸成熟，例如美國的“麻雀”AIM－7M和俄羅斯的R－98M（北約稱之為AA－3“阿納布”）。最新的中距飛彈有3種，即俄羅斯的R－77、美國的AIM120和法國的“米卡”（MICA），這些飛彈的最大有效射程都在50千米左右或更遠一些，特別適合超視距空戰。1991年的海灣戰爭首次出現用中距飛彈擊落的飛機比用格鬥飛彈擊落的多的情況。前者一共擊落25架，用格鬥飛彈只擊落8架。而在1982年的馬島戰爭中，空戰中被擊落的16架飛機全是被格鬥飛彈擊落的。若從一般概念來說，很遠距離就能將目標擊落，那又何必再去格鬥一番呢？因此這就在下一代戰鬥機的發展中引出一個問題——設計戰鬥機的重點應放在超視距空戰還是放在格鬥目視空戰？
空戰對飛機的要求
這兩種空戰對飛機的要求是不完全相同的。
其一，在作戰空域方面，格鬥空戰宜在高亞音速甚至低速區進行，這時飛機的轉彎角速度最大，飛機轉頭容易。空戰高度也不宜太高。在高空飛機轉彎半徑很大。例如在高度11千米、M數0.9時，轉彎半徑一般都要4 ～5千米。如果速度是超音速，轉彎半徑將超過8千米。這就是說等到飛機轉過頭來，很可能已經看不見對方飛機，無法目視格鬥了。而超視距空戰是靠發射空空飛彈作戰，高空作戰困難不大，甚至可以打迎頭比自己高或低幾千米的目標。同時，飛彈在超音速發射時射程還會增大不少，所以更宜於在高空超音速作戰。
其二，格鬥空戰要求飛機機動性、敏捷性都十分好。現代空戰雖然不再限於只能從目標尾後攻擊，但無論如何應先將機頭大致指向目標。戰鬥機能向後發射飛彈的技術目前尚不成熟。如果飛機能夠迅速偏轉使機頭指向目標（即所謂瞬時轉彎角速度大）??這將在格鬥中占很大優勢。在大迎角或超過失速迎角時仍能做機動的飛機將更容易使機頭指向目標（即所謂過失速機動）。而超視距作戰只要求飛機在超音速飛行時機動性好一些，能保證發射飛彈即可。在遠距離追蹤目標並不要求很快偏轉機頭，因為跟蹤角速度不大。對飛機也不要求翻斤斗或下滑倒轉等機動動作。
其三、格鬥空戰要求飛機能從很低速儘快增加到高亞音速。而超視距空戰則要求飛機能很快從高亞音速加速到超音速。
其四，格鬥空戰對地面指揮引導要求低一些，只要引導到空戰區以後，目視作戰就全靠自己了。超視距空戰全過程有地面或空中預警機通報空中目標分布情況，好處很大。有地面情報直接支援的一方將占很大優勢。
其五，格鬥空戰對隱身技術不作要求，在目視距離內敵我識別系統的好壞影響也不大。而這兩項技術在超視距空戰中是至關重要的，直接影響到作戰效果，是作戰成敗的關鍵因素之一。
由此可見，設計以超視距空戰為主的飛機與目視格鬥空戰優先的飛機完全不同。當然兩種形式的空戰在飛機設計上都應該能很好完成。但從技術角度看，全都優先是不可能的，而應該有所側重。80年代新設計或使用的戰鬥機有5種，即法國“陣風”，英、德、意、西班牙的歐洲戰鬥機EF2000，俄羅斯的蘇－37和I.42，還有瑞典薩伯公司的JAS－39。其中EF2000明確以超視距空戰為主，格鬥機動能力放在次要位置。它的飛機外形和設備都是從這個角度來設計的。但這種飛機並不將隱身技術放在優先位置。蘇－37和I.42都有很強的超視距空戰能力，主要是選用很好的機載雷達，配備最新的中距空空飛彈。但從其飛機布局看，格鬥機動能力也很好。蘇－37是在格鬥空戰性能優秀的蘇－27飛機基礎上改進而成，保留了其格鬥性能的優點，而對隱身能力要求不高，只是“盡力而為”，飛機布局沒有大的變動（只改為三翼面），所以應該算是格鬥為主兼顧其它。I.42似乎加強了超視距空戰能力。
據稱具有不開加力超音速飛行（超音速巡航）能力，隱身性能也不錯（準隱身飛機），但這種飛機近期不大可能投產，因為太大、太昂貴，與俄羅斯目前經濟條件不適應。法國“陣風”是作為格鬥飛機設計的，只是兼顧超視距空戰，具有有限的超音速巡航能力，也只有中等水平的隱身能力。使用的“米卡”飛彈是雙用途的，既能中距空戰也有相當格鬥能力。由於飛彈重量較輕，其最大射程，即超視距空戰能力將有所減弱。瑞典的JAS－39是輕型戰鬥機，超視距空戰能力很弱，雷達性能有限，而其格鬥性能似乎也不突出，但最大的優點是價格較便宜。
超視距雷達
超視距雷達，天波雷達（英語：Skywave OTH radar, Skywave Over-the-horizon radar，或稱BTH, beyond the horizon），天波 (Skywave)是指從電離層(上層大氣的帶電層)反射或折射回地球的無線電波的傳播，由於它不受地球曲率的限制，天波傳播可以用於在洲際距離上超越地平線，它主要使用短波頻段，通常為1.6-30MHz兆赫（187.4-10.0m米）。它使雷達系統能夠發現非常遠的目標，通常長達數千公里。幾個OTH雷達系統在20世紀50年代和60年代開始部署，用於部分的早期預警雷達系統，但是這些一般都被空中早期預警雷達系統代替了。隨著冷戰結束，精確遠程追蹤的需求不那么重要，因為可用於海上偵察和禁毒執法，較為便宜的地面雷達重新受到關注，於是OTH雷達最近又恢復使用。
無線電波是電磁輻射的一種形式，往往沿直線傳播。所以地球的彎曲通常限制了雷達系統對於地平線外物體的探測距離。比如，裝在10米（33英尺）桅桿頂部的雷達，考慮進大氣折射效應，可以達到13千米（8.1英里）的地平線處。如果目標在地球表面之上，探測距離則會相應增加，所以相同的雷達，可以探測到一個在26km（16mi）遠，10米（33英尺）高的目標。一般來說，建立直視距離超過幾百公里的雷達系統不切實際。OTH雷達使用多種技術來超地平線探測，使之能夠在早期預警雷達中十分有用。
設計OTH雷達的一種方法是使用電離層反射。由於大氣的某種情況，向電離層傳播的無線電信號會反射回地面。反射出大氣後，少量信號會從地面反射回空中，少部分回到播出裝置。只有一個頻段才經常出現這種情況：高頻（HF）或者說3-45MHz的短波部分。某種大氣情況下，在此頻段的無線電信號會反射回地面。“正確”的使用頻率取決於當前大氣情況，所以使用電離層反射的雷達系統通常實時監測反向散射信號的接受能力來持續調整傳送信號的頻率。 鑒於每次反射的信號損失，“反向散射”信號非常小，所以，直到20世紀60年代，設計出極低噪音放大器之前，OTH雷達不切實際。
相比於從“目標”反射回的信號，從地面，海洋反射回的信號占大部分，所以需要某些系統將目標從背景噪音中區分出來。最簡單的方法是用都卜勒效應，此方法採用運動物體產生的頻移來測量他們的速度。過濾掉與原傳送頻率相同的後向散射信號就可以看到移動的物體了。這個基本理念幾乎用於所有現代雷達，但是在OTH系統的情況下，由於電離層運動引入相似的效果，它變得較為複雜。
雷達解析度取決於波束寬度和目標的距離。如，1/2度波束寬度的雷達，120km（75mi）米遠的目標會顯示成1km（0.62mi）寬。由於OTH雷達的遠程使用，通常測得的都是幾十公里處的解析度。這使得反向散射系統對目標交戰幾乎毫無用處，雖然這種精度已經足夠用於早期預警了。實現高頻處1/2度的束寬，需要幾公里的天線陣列。
