看似倒退 实则进步
从苏联时代至今,俄武器研发遵守一条戒律,就是不用外国关键元器件,连涉军部门(如军事计量)也不用外国仪器设备。面对美国禁运制裁,俄军工综合体深知,自身微电子技术一时上不去,但在飞行力学、微波电真空器件及模拟电路技术等方面有优势,完全能“出奇制胜”。
因为缺乏优良芯片,俄制武器的电子设备不得不沿用传统模拟电路,甚至选用分立元件,塞满整整一个机柜,而美制武器广泛用FFT(富利哀变换)技术,一个信号处理通道,只需一片FPGA或DSP芯片和一块印制电路板结合就够了,形成极大反差。但俄罗斯基础科研实力雄厚,其设计的模拟电路有很多巧思,而且在许多场合,数字电路性能还不及模拟电路,例如雷达的大动态接收机(如100dB或更高),数字式接收机就很难做到,而模拟式就很容易。更何况,目前很多电子设备还大量采用模拟电路,如雷达系统用于频率、相位、噪声等参数精密测量的精密仪器,其核心多为精密模拟电路。
更有意思的是,俄制92N6E火控雷达能帮助著名的S-400地空导弹系统准确击中目标,但它却采用被美军视为“禁区”的高脉冲重复频率体制,因为这意味着雷达必须配备高速微波开关,确保雷达发射机和接收机快速轮流工作,又使泄露的发射功率不致烧毁接收机的高频放大器,它主要用低噪声晶体管制造。这种开关连美国工厂都难生产,可俄罗斯同行另辟蹊径,用被美国淘汰的电子管技术弄出了能耐高微波功率的电子管高放(静电管),微波性能(噪声水平)完全达到晶体管水平,又不怕泄露的发射功率把它烧毁。从军事角度看,这种用电子管替代晶体管的方式,看似倒退,实则进步。
要强调的是,俄罗斯用模拟电路弥补其在微电子技术(芯片技术)的不足,并不意味“重模拟,轻数字”,放弃芯片而倒退回老器件,老技术。无疑,数字技术和微电子技术是电子技术发展方向,但作为基础技术,模拟电路相当长时间内不会彻底没落,它在不少领域都有其独特优势,根据本国国情展开创新,才能有广阔的空间。
追求系统水平一流
这些年,俄微电子技术提高很快,不少武器完全可换上数字电路和集成芯片,但俄军却没这样做。俄媒指出,武器主要追求稳定可靠,不刻意追求采用先进元器件和先进技术。只要稳定可靠,对非关键部件,就不轻易更换。当然,涉及关键技术部分时,俄军工综合体会不惜代价进行创新。
以广受好评的俄制空天防御武器为例,王牌S-400防空系统的总设计师涅曼斯基在项目之初就确立一条准则——不追求武器系统指标全面超过美国产品,或追求项项指标世界第一。他强调,开发S-400,重点抓住主要指标世界第一或领先,解决主要矛盾,不要求系统所有设备部件都是一流,但要求各个设备自主创新。
美国爱国者防空系统用一部相控阵雷达完成搜索、制导、照射、识别等多功能,用一枚导弹完成近距、中距和远距的拦截,反观俄罗斯S-400,却用多部雷达和多种拦截弹执行不同任务,每一种都能调整到最佳状态,总成本却低于爱国者。爱国者所用拦截弹采用直接碰撞杀伤方式,即用高速撞毁来袭导弹,而S-400所用拦截弹是用定向破片去杀伤目标,效果不如直接碰撞方式。但俄方认为,直接碰撞杀伤不仅技术难度大,成本高,而定向破片杀伤效果已与直接碰撞很接近,且成本低一个数量级。
俄制导弹的优点是发动机技术领先,弹体气动布局优异。S-400有三种拦截弹,可视敌情发射;第一种是远程拦截用的40N6弹,打击距离400公里以上,是世界射程最远的对空导弹;第二种是射程150-250公里的48N6E3导弹,用于中远程拦截;第三种是40-120公里的9M96E/E2导弹,用于近程拦截,非常接近直接碰撞的效果,最小拦截高度达5米。
美军工专家甘斯勒教授在《21世纪国防工业军备竞技场》中说:“俄罗斯先进武器具有低成本,高效能的突出优点。它在使用中特别易于维护和维修,可靠性高。具有杰出的标准化水平,这已根深蒂固植根于俄罗斯文化中,并延续到21世纪的武器发展中。”
让人印象深刻的是,上世纪八九十年代,当美苏大力研发新一代微波大功率电子管,以装备新一代大功率雷达时,有些国家嫌弃电子管产业不赚钱,遂安排相关厂家转产,院校也不再设电真空专业,不少人脑海里还形成似是而非的概念:电子管要比晶体管落后,晶体管要比集成电路落后,集成电路又比芯片落后。到后来,当一些大国严控大功率微波电子管出口和技术输出,人们才明白其中的门道。从这意义上看,不能仅凭概念来规划和领导科技事业。只有重视基础研究,重视自主创新,才能把核心技术牢牢掌握在自己手中。郭衍莹