الرادارات وأجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء و أنظمة الاستهداف عبر الخوذة الصينية.

[snt]

الرادارات وأجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء و أنظمة الاستهداف عبر الخوذة الصينية.


الرادارات المحمولة جوًا في الخدمة الصينية​

حتى التسعينات، كان للقوة الجوية الصينية نقص كبير في الطائرات المقاتلة متعددة الأغراض القادرة على العمل في جميع الأحوال الجوية، ويرجع ذلك أساسًا إلى نقص الرادارات المحمولة جوًا المتطورة.

على الرغم من أن الصين كانت قد حصلت على أجهزة مسح الرادار واستلمت بعض مكونات رادار التحكم بالنيران لطائرة ميج-21 في عام 1961، إلا أن المهندسين الصينيين لم يكن لديهم إمكانية الوصول إلى تقنيات رادارات الاعتراض المحمولة جوًا الحديثة.

كانت الجهود الأولى لتطوير رادار محمول جوًا محليًا بطيئة وغير مرضية. في عام 1964، تم تكليف معهد 607 (الذي كان يُعرف سابقًا باسم معهد ليهوا لتكنولوجيا الإلكترونيات التابع لـ AVIC) في مقاطعة سيتشوان بتطوير رادار اعتراض للطائرة المقاتلة J-8 المقترحة، بهدف جعل J-8 طائرة مقاتلة حقيقية قادرة على العمل في جميع الأحوال الجوية.


ومع ذلك، كان الرادار الجديد المعروف بـ نوع 204 (أو SL-4) رادارًا أوليًا يعتمد على نبضة واحدة وكان مدى الكشف الخاص به أقل من 21 كم، وهو ما اعتبر غير كافٍ من قبل PLAAF لأن مدى الكشف كان أقل من رادار RP-21 Sapfir المستخدم في الطائرة السوفيتية ميج-23 والإصدارات المحسنة من ميج-21 التي كان من المتوقع أن تواجهها الطائرة المقاتلة الجديدة. علاوة على ذلك، جعلت ضخامة الرادار نوع 204 من المستحيل تثبيته في طائرة J-7 المستوحاة من ميج-21 بسبب المساحة المحدودة داخل مخروط الصدمة.

Type 204 (SR-4)​

ومرة أخرى، جاءت المساعدة من تدفق غير متوقع للتكنولوجيا الأمريكية. في عام 1966، تم استعادة مجموعة رادار Autonetics R-14A شبه السليمة من حطام طائرة F-105 الأمريكية التي تم إسقاطها في فيتنام. وفقًا لإحدى الروايات، كان الجيش الشعبي لتحرير (PLAN) معجبًا بشكل خاص بقدرات رادار R-14A متعددة الأوضاع، التي شملت وظائف جو-جو، جو-أرض، وتجنب التضاريس. حرصًا على الحصول على قدرات مماثلة لطائرته Q-5B القاذفة البحرية/المقاتلة الهجومية، قدمت PLAN دعمها لمشروع إعادة هندسة رادار R-14A.

Radar R-14A​

تم إكمال النموذج الأولي للنسخة المعاد تصميمها، المعروف بـ تايب 317، في عام 1968، وبدأت اختبارات الطيران في عام 1970 على متن طائرة نقل Lisunov Li-2 خصصتها البحرية. ومع ذلك، لم يتم تلبية متطلبات PLAN الأصلية حتى ظهور تايب 317A المحسن في عام 1978، وكان التحسين الأكثر أهمية هو استخدام دوائر الترانزستور بدلاً من دوائر الأنابيب المفرغة التي كانت تستخدم في رادار تايب 317 الأصلي.

تم تطوير الرادار Type 317A لاحقًا إلى الرادار JL-7، والذي كان يمتلك مدى كشف أقصى يبلغ 30 كم (لأهداف بحجم المقاتلات) ومدى تتبع يبلغ 15 كم. وبينما كان الرادار JL-7، الذي يعمل بنطاق التردد J ويعتمد على النبضة الواحدة، يعتبر متخلفًا وفقًا لمعايير الثمانينيات، إلا أن تقنيته "المستمدة من التكنولوجيا الأمريكية" كانت لا تزال متفوقة على رادار RP-22 المستخدم في مقاتلات MiG-21MF، وهي النسخة المطورة من MiG-21 التي صدّرها الاتحاد السوفيتي على نطاق واسع في السبعينيات، والتي حصلت الصين على نموذج منها من مصر في أوائل عام 1979.

بحلول ذلك الوقت، كانت الرادارات النبضية-دوبلر (PD) قد تم تبنيها على نطاق واسع من قبل كبرى القوات الجوية في العالم. وعلى عكس الرادارات التقليدية التي تعتمد على النبضة الواحدة، والتي تعاني من قيود كبيرة في الدقة والقدرة على التمييز بين الأهداف المنخفضة الارتفاع والتشويش الأرضي، فإن رادارات PD تجمع بين قدرة الرادارات النبضية على تحديد مدى الهدف باستخدام تقنيات توقيت النبضات، وبين قدرة الرادارات ذات الموجة المستمرة على استخدام تأثير دوبلر للإشارة المرتدة للتمييز بين الأهداف المتحركة والخلفية الثابتة. وعلى الرغم من أن الصين بدأت أبحاثًا أولية على رادارات PD في عام 1973، إلا أن التقدم كان ضئيلًا للغاية خلال العقد التالي.

في الواقع، بحلول عام 1986، كانت لجنة العلوم والتكنولوجيا والصناعة للدفاع الوطني (COSTIND) – والتي تُوصف غالبًا بأنها "داربا الصين" – غير راضية عن قلة التقدم الذي أحرزه معهد 607 في مشروع الرادار JL-10 PD، مما دفعها إلى إلغاء المشروع (قبل أن يتم إحياؤه لاحقًا للسوق التصديري) وتكليف المعهد 14، المعروف حينها بتطوير الرادارات الأرضية، بتولي تطوير رادارات PD المحمولة جوًا.

وفقًا لأحد المحللين الصينيين في مجال الطيران، كان العائق الرئيسي الذي واجهه المهندسون الصينيون في ذلك الوقت هو افتقارهم للخبرة في تصميم الدوائر الرقمية. ويُقال إن المهندسين الصينيين الذين تدربوا وفقًا للأساليب الهندسية السوفيتية في الخمسينيات والستينيات أمضوا معظم وقتهم في التعامل مع الدوائر التناظرية، دون أن يدركوا أن هناك حاجة إلى دائرة رقمية بالكامل لتنفيذ عمليات تحويل فوريه السريع المطلوبة لرادارات PD. وقد نسب المحلل الفضل في تصحيح مسار تصميم الرادارات الصينية إلى إدخال ثلاثة أنظمة رادار غربية في الثمانينيات وأوائل التسعينيات، وهي:

• رادار Westinghouse AN/APG-66V2، الذي تم إدخاله عبر برنامج Peace Pearl في الثمانينيات، والذي منح المهندسين الصينيين أول فهم "واضح وشامل" لمبادئ وممارسات تصميم رادارات PD الحديثة.
• رادار EL/M-2032 الإسرائيلي، الذي علم المهندسين الصينيين "كيفية بناء رادار قادر باستخدام مكونات تجارية جاهزة."
• رادار Grifo-7/s الإيطالي، وهو رادار PD مصغر ومبسط، علم المهندسين الصينيين كيفية تقليص رادار PD إلى أبسط مكوناته الأساسية والاستفادة القصوى من الرادار ذي المرسل الضعيف والمكاسب الهوائية المنخفضة.

ومع ذلك، وعلى الرغم من الفهم المتزايد لمبادئ تصميم رادارات النبض-دوبلر (PD)، فإن القيود المفروضة على تقنيات التصنيع الصينية خلال تسعينيات القرن الماضي أدت إلى تأخير ظهور أول رادار PD محمول جوًا "ناجح" و"عملي" حتى أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما بدأ رادار Type 1473، الذي طوره معهد CETC 14th Institute، بالدخول إلى الخدمة على متن مقاتلات J-8F والدفعات الأولى من J-10.

رادار Type 1473​

حدد محلل الطيران ثلاثة مكونات كانت ضرورية لتحقيق هذا الاختراق، وهي:

1. التطوير الناجح لهوائيات المصفوفة المشقوقة المسطحة (Planar Slotted Array Antennas).
2. ظهور معالجات رقمية عالية السرعة (High-Speed Digital Processing Chips).
3. تطوير شرائح تحويل الإشارة التناظرية إلى رقمية عالية السرعة (High-Speed Analog-to-Digital Converter Chips).

ووفقًا لتحليله، فإن مجرد ترقية وحدات الشرائح في المستقبل الرقمي ومعالج الإشارات في رادار Type 1473 كان كافيًا لمضاعفة مدى الكشف والتتبع تقريبًا، مما جعله متفوقًا بشكل كبير على رادارات N001 الروسية التي كانت مجهزة بها طائرات Su-27 المستوردة في الأصل.

الانتقال إلى رادارات AESA​

منذ مطلع القرن الحادي والعشرين، ركزت جهود تطوير الرادارات الصينية على أنظمة المصفوفة الممسوحة إلكترونيًا النشطة (AESA)، التي تمثل أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا في مجال الرادارات المحمولة جوًا. ومع ذلك، لم تكن المحاولات الأولى في هذا المجال سلسة، حيث واجهت الصين صعوبات كبيرة. ونتيجة لذلك، تم تكليف معهد 607 ومعهد 14 بتطوير نظام المصفوفة الممسوحة إلكترونيًا السلبية (PESA) بالاعتماد على رادار NIIP Irbis-E الروسي، الذي حصلت عليه الصين من روسيا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ليكون بمثابة خطة احتياطية لمقاتلة J-10B في حال فشل تطوير رادار AESA.

لكن على الرغم من قدرة نظام PESA على تتبع أهداف متعددة في آن واحد، إلا أنه عانى من ضعف مدى الكشف، حيث كان أداؤه أقل حتى من رادارات PD التي كان من المفترض أن يحل محلها. أدت عدم رضا سلاح الجو الصيني (PLAAF) عن أداء PESA إلى تأخير دخول J-10B إلى الخدمة لمدة قاربت العقد، حتى تم الانتهاء من تطوير نظام AESA مرضٍ، ما جعل خيار PESA غير ضروري.

التقدم في تكنولوجيا MMIC​

شارك عدد من معاهد أبحاث CETC في تطوير تكنولوجيا AESA، ومن بينها المعاهد 38 و14 و50. وبحسب التقارير، فإن هذه المراكز البحثية استثمرت "كل ما لديها" في إنشاء خط إنتاج AESA، حيث بدأت بتطوير شرائح إرسال ومعالجة منفصلة نظرًا لكون تقنية MMIC (الدوائر المتكاملة الميكروويفية أحادية الشريحة) كانت تتجاوز قدرات الصين في البداية.

إلا أن التطورات السريعة في صناعة معدات الاتصالات الصينية، لا سيما التقدم في تقنية تصنيع أشباه الموصلات من زرنيخيد الغاليوم (GaAs IC fabrication)، مكنت الصين من التغلب على تحديات MMIC، مما أدى إلى خفض كبير في تكلفة وحجم وحدات الإرسال والاستقبال لرادارات AESA.

تستخدم أنظمة الرادار الحديثة بشكل متزايد شرائح زرنيخيد الغاليوم (GaAs)، نظرًا لأدائها الأفضل في درجات الحرارة العالية مقارنةً بالسيليكون. وتشير التقارير إلى أن أحدث أنظمة AESA الصينية تعتمد على شرائح GaN MMIC (نتريد الغاليوم)، والتي توفر أداءً محسنًا ووزنًا أقل. يُقال إن هذه الأنظمة قد تم تطويرها خصيصًا لمقاتلات الجيل الخامس الصينية، وتوفر "قدرات خاصة في نقل ومعالجة الإشارات تجعل من المستحيل على الطائرات الحالية اكتشاف انبعاثات البحث والتتبع الخاصة بها".

الرادار KLJ-5 لمقاتلة J-20​

من المحتمل أن تشير هذه المزاعم إلى رادار Type 1475 (KLJ-5) AESA، الذي يُعتقد أنه تم تطويره لمقاتلة J-20 الشبحية. ووفقًا لـ Hu Mingchun، مدير CETC 14th Institute، فإن أحدث رادارات AESA الصينية أصبحت على قدم المساواة مع تلك المستخدمة في مقاتلات F-22 وF-35 الأمريكية.

 

[snt]

الرادارات الصينية المخصصة للتصدير​

بالإضافة إلى تطويرها للاستخدام المحلي، قامت معاهد الأبحاث الصينية بعرض عدد من الرادارات المتقدمة المخصصة للسوق الدولية في معارض الدفاع العالمية خلال السنوات الأخيرة. وعلى الرغم من أن العديد من هذه الأنظمة، إن لم يكن معظمها، لن يتم إدخاله في الخدمة داخل الصين، إلا أنها توفر رؤى مفيدة حول مدى تقدم تكنولوجيا الرادارات الصينية، حتى وإن لم تكن هذه الأنظمة بالضرورة تمثل أحدث ما وصلت إليه الصين في هذا المجال.

KLC-7 Silk Road Eye​

وفقًا لـ Hu Mingchun من CETC 14th Institute، فإن رادار KLC-7 يجمع بين نظام مسح ميكانيكي وتقنية AESA، ويتميز بأحدث التقنيات الرقمية وقدرات معالجة البيانات، مما يجعله أكثر قوة مقارنة بالنماذج السابقة. ومن بين أبرز ميزاته:

• قدرات محسنة في مقاومة التشويش الإلكتروني.
• مدى كشف أطول للأهداف الجوية.
• قدرة أقوى على تتبع الأهداف بدقة عالية.
• خوارزميات متطورة لتحليل الإشارات وتحسين الأداء العام.

KLJ-7A Active Phased Array Radar​

رادار KLJ-7A، المعروف أيضًا باسم Type 14789، هو رادار X-band محمول جوًا مخصص للتحكم في النيران، تم تطويره من قبل معهد الأبحاث الرابع عشر التابع لمجموعة CETC.

أبرز المعلومات عنه:

• الصين تقوم بترقية مقاتلات JF-17 Thunder التي تم إنتاجها بالتعاون مع باكستان، وسيؤدي KLJ-7A إلى زيادة مدى الكشف بشكل كبير.
• في تقرير إخباري لـ CCTV عام 2017، ظهر هذا الرادار أثناء اختباره على متن طائرة Y-7، وذكر التقرير أنه مصمم لمقاتلة JF-17.
• يُعتقد أن تصميمه مستوحى من رادار Zhemchoug (Pearl) الروسي المستورد سابقًا.
• مدى الكشف: 100 كم عند ارتفاع 3,000 متر.
• تم عرضه لأول مرة في معرض باريس الدولي للطيران 2017 إلى جانب رادار KLC-11 للاستطلاع الجوي متعدد المهام.

النسخة الأحدث من KLJ-7A:​

• تتميز بتصميم "ثلاثي الأوجه" (三面阵)، حيث يتم دعم الهوائي الرئيسي بهوائيين أصغر حجمًا على الجانبين.
• يتيح التصميم الجديد اكتشاف الأهداف في نطاق 300 درجة، مما يمنح الطائرات المقاتلة قدرة محدودة على الإنذار المبكر.

رادار التحكم في النيران AESA ثنائي الأبعاد المبرد بالهواء​

في مايو 2017، أعلن معهد ليهوا للتكنولوجيا الإلكترونية التابع لشركة AVIC (المعروف أيضًا باسم معهد 607) عن تطويره لأول رادار AESA ثنائي الأبعاد محمول جوًا يستخدم التبريد بالهواء في العالم.

أبرز التقنيات المبتكرة في هذا النظام:

• نظام تبريد بالهواء عالي الكفاءة، وهو ما يمثل حلًا لتحدي عالمي يتمثل في استبدال رادارات PD القديمة في الطائرات المقاتلة بأنظمة AESA دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة على أنظمة التبريد أو إمدادات الطاقة أو هيكل الطائرة.
• وفقًا لـ AVIC، سيؤدي هذا النظام إلى تقليل كبير في الوقت والتكلفة اللازمة لترقية الطائرات بأنظمة AESA، مما يعزز من قدرة الصين التنافسية في سوق التصدير.

ومع ذلك، أعرب بعض الخبراء العسكريين الصينيين عن شكوكهم في فعالية هذا الرادار، مشيرين إلى أن مشكلات التوافق مع أنظمة نقل البيانات (databus compatibility) قد تحد من استخدامه عمليًا على طائرات J-11B و J-11D فقط، كما أن تكلفة الترقية لا تزال مرتفعة.

 

[snt]

أنظمة البحث والتتبع بالأشعة تحت الحمراء (IRST)​

تعمل أنظمة الرادار النشط للتحكم في النيران عن طريق إرسال موجات راديوية، مما قد يكشف موقع الطائرة ويعرضها للخطر. في المقابل، تستخدم أجهزة الاستشعار السلبية مثل أنظمة البحث والتتبع بالأشعة تحت الحمراء (IRST) كاميرات حساسة للأشعة تحت الحمراء لرصد الانبعاثات الحرارية الصادرة عن الطائرات والصواريخ المعادية، دون الحاجة إلى إصدار إشارات قد تنبه العدو.

أنظمة IRST الروسية والصينية​

من أوائل أنظمة IRST التي دخلت الخدمة كان نظام OLS الروسي، المستخدم لأول مرة على متن مقاتلات MiG-29.

يظهر مثال على مثل هذه الأنظمة في الصورة الخاصة بمقاتلة J-15 الصينية، حيث يوجد نظام IRST في الفقاعة الصغيرة أمام المظلة الزجاجية للطائرة.

المقاتلات الصينية J-15 المشتقة من طائرات Su-27SK وSu-30MKK الروسية أو تلك المبنية على تصميمات أوكرانية تستخدم نظام OLS-27 IRST أو ما يعادله من الإنتاج الصيني.

طائرات Su-35 الأحدث تستخدم نظام OLS-35 IRST، الذي تصنعه شركة JSC Scientific and Production Corporation Precision Instrumentation Systems، وهو قادر على:
رصد طائرة بحجم Su-30 من الخلف على بعد 90 كم.
رصد الطائرة ذاتها من الأمام على بعد 35 كم.

التقدم في أنظمة IRST الصينية​

بينما تعتمد الأنظمة الروسية التقليدية على مستشعرات الأشعة تحت الحمراء متوسطة الموجة mid-wave infrared (MWIR)، يُعتقد أن بعض المقاتلات الصينية الحديثة، مثل:

J-10B/C
J-16
تستخدم أنظمة IRST قائمة على الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة (LWIR)، والتي يُقال إنها تقدم مدى كشف أكبر بنسبة 50%-100% مقارنةً بمستشعرات MWIR.

مقارنة مع الأنظمة الغربية​

• مقاتلات مثل Dassault Rafale الفرنسية وSukhoi Su-57 الروسية (لا تزال قيد التطوير) تستخدم أنظمة LWIR المتقدمة.
• في المقابل، تعتمد منظومة الاستهداف الكهروبصرية (EOTS) في F-35 على مستشعرات MWIR كحل وسط لتحقيق توازن بين الأداء الحراري وقدرات الكاميرا التلفزيونية، ومحدد المدى بالليزر، وجهاز توجيه الليزر.

يقال إن نظام EOTS مشابه لذلك المستخدم في الطائرة F-35 قيد التطوير من قبل شركة "A-Star" للعلوم والتكنولوجيا في بكين [北京中陆航星科技有限公司]، التي سيتم التعريف بها في قسم لاحق. عرضت شركة "A-Star" في بكين نظامها EOTS-86، الذي تدعي الشركة أنه يمكنه اكتشاف الطائرات الشبحية مثل القاذفة B-2 من مسافة تزيد عن 100 كم.

شركة أخرى، هي شركة ووهان غاودي للأشعة تحت الحمراء [武汉高德红外]، شاركت في تطوير تقنيات مشابهة. في عام 2016، أعلنت الشركة أنها أكملت أول كاشف للأشعة تحت الحمراء غير المبردة في الصين، بعد ثماني سنوات من التطوير. وادعت الشركة أن النظام لديه "مستوى حساسية أعلى بنسبة 30%-50% من الأنظمة المماثلة المنتجة في فرنسا". كما ادعت أن نظامها، الذي يُسمى "عين القط الفائقة" [超级猫眼]، يمكنه اكتشاف وتعقب الطائرات في الجو على مسافة تتراوح بين 300-400 كم.

 

[snt]

أنظمة الاستهداف عبر الخوذة

​

يبدو أن الصين قد أحرزت تقدمًا في تطوير أنظمة الاستهداف عبر الخوذة، أو الشاشات المثبتة على الخوذة (HMD)، التي تتعقب حركة العينين لتمكين قفل الهدف وتوفير معلومات أخرى عن الطيران. مع إدخال طائرة Su-27 إلى القوات الجوية الصينية في أوائل التسعينيات، تمكن الطيارون الصينيون من استخدام نظام HMD شيل-3UM لاستهداف صاروخ R-73.

في السنوات الأخيرة، تضاعف عدد هذه الأنظمة وتعقيدها. لتحسين قدرة الطيارين على رؤية بيانات الاستهداف واتخاذ قرارات استهداف أسرع، استثمرت صناعة الدفاع الصينية في المزيد من تطوير أنظمة الاستهداف عبر الخوذة. على سبيل المثال، تقوم شركة AVIC Optronics [中航工 业光电所]، والمعروفة أيضًا باسم معهد AVIC Luoyang لتطوير معدات البصريات [洛阳电光设备研究所]، بإنتاج سلسلة "Sharp Vision" [“锐视”] من شاشات الخوذة المثبتة.

في 9 مايو 2018، نشر الحساب الرسمي للقوات الجوية الصينية على ويبو صورًا يُعتقد أنها أول صور لنظام HMD المستخدم من قبل طياري طائرة J-20. يبدو أن الخوذة الجديدة هي نسخة محدثة من خوذة TK-31 التي كانت قيد الاستخدام بالفعل، والتي تنتجها شركة AVIC Huadong Optoelectronics [中航华东光电(上海)有限公司]. تتميز الخوذة الجديدة بتكامل الاتصال اللاسلكي، والتعرف على الصور، والتحكم الصوتي. تم استخدام نتوءات مرتفعة للمساعدة في تحديد وضع رأس الطيار من أجل التكامل مع أجهزة الاستشعار. للحفاظ على وزن معقول، لا تتضمن الخوذة مستشعرات الرؤية الليلية. يمكن استخدام نظام الخوذة لقفل وإطلاق صواريخ PL-9 أو PL-10 الموجهة.

ترافق هذه الأنظمة التحسينات العامة في رؤية الطيارين والشاشات. كانت طائرة J-10، التي دخلت الخدمة مع جيش التحرير الشعبي في عام 2006، أول مقاتلة صينية تعتمد السقف "الفقاعي" الذي يوفر للطيارين رؤية أفضل بكثير.

لقد منح اعتماد "قمرة القيادة الزجاجية" الطيارين المقاتلين الحديثين مستويات غير مسبوقة من الوعي بالموقف والتحكم. ومع ذلك، فإن ذلك قد قدم لهم أيضًا ما قد يكون عبئًا من البيانات المفرطة. وقد وصف الطيارون الصينيون الذين انتقلوا من الطائرات من الجيل الثاني أو الثالث أو الرابع إلى النماذج الحديثة من الجيل الخامس (مثل J-7، J-8 إلى J-16، J-20) أنهم شعروا بالإرهاق بسبب تدفق البيانات الإضافية. استثمار الصين في أنظمة مثل HMD يوضح تزايد وعي صناعة الطيران الصينية بأهمية العوامل البشرية وعلم الهندسة في فعالية الطائرات القتالية الحديثة.