雷达的视距
在古诗里有一名句:会当凌绝顶,一览众山小。诗人描绘了泰山雄伟磅礴的气象,同时也蕴含了一个朴素的道理:站得高看得远。那么,到底站多高就可以看多远?科学家已经给出了一个简单的答案。
假设地球是一个光滑的球体,而且排除树木、建筑物、山脉等物体的阻挡,人们目光所及的最远处就是地平线,即地面与天空的分隔线。计算地平线的公式如下:
R = 1.23
R为地平线的距离,单位为海里(nmi)(1nmi = 1.852km,下同);H是眼睛距地面的高度,单位为英尺(ft)。
当然,上面这个公式是受到限制的,那就是R不能大于地球的半径,因为你无论登多高也不可能看到地球的背面,比如你在中国的上空绝不可能看到美国。
一个身高6ft(183cm)的人站在大海中的一艘小船上,那么他看到的地平线在3nmi处。也就是说,如果另外一个同样身高的人站在6nmi外的一艘小船上,那么无论他拿任何高倍数的望远镜也不可能看到对方。
与人类的视线相似,雷达发射的电磁波也是直线传输的,如果不经过反射,雷达在地球表面的探测距离也受到地平线的限制,也就是雷达的视距。
比如,两艘军舰装置的雷达高出海平面100ft(船的最高位置),那么海平面在12.3nmi外就消失了。它们的雷达能够看到对方的最大距离是25nmi。如果这两艘军舰上的舰对舰武器射程超过25nmi,在交战时就必须依赖军舰本身以外的其他探测系统(如升空的舰载直升机)来提供敌舰的位置与航速,否则舰对舰武器的射程就毫无优势。
其实,为了弥补舰载雷达对海探测的不足,现代的导弹驱逐舰都载有直升机,除了担负反潜任务以外,还有一个重要的职能就是为反舰导弹作中继制导。直升机盘旋在3000m的高空,雷达的对海探测距离就超过200km,为射程在200km以内的反舰导弹作雷达探测和中途导引是没有问题的。
看似遥远的地平线,实际上是可以计算的,而且不遥远
舰载雷达对海探测距离受到地平线的限制
美国海军导弹驱逐舰“普雷布尔”号(DDG-88)与其搭载的MH-60S“海鹰”直升机(2013年8月20日,菲律宾海)