战斗机俯冲飞行时，机载雷达能否烤熟地面上的物体?

这个问题很有意思，涉及到不少物理学和工程学的知识。简单来说，战斗机在俯冲时，机载雷达不太可能直接将地面上的物体“烤熟”，至少不是我们通常理解的烹饪那种程度。但雷达的能量对物体确实会产生一些影响，只是这个影响更多是加热和潜在的损伤，而非“烤熟”。

我们来详细拆解一下为什么是这样。

首先，什么是雷达？

雷达（Radar，Radio Detection and Ranging）是一种利用无线电波来探测目标的技术。它通过发射无线电波束，然后接收从目标反射回来的回波来确定目标的位置、速度、大小等信息。雷达波是一种电磁波，和我们看到的可见光、微波炉里的微波一样，都属于电磁波谱的一部分。

雷达的工作原理和能量传递

雷达发射的电磁波能量是有限的，而且是定向传播的。在战斗机俯冲时，机载雷达会向下扫描，将能量聚焦在一个相对较小的区域。这个能量的强度，也就是我们常说的“功率密度”，是决定其加热能力的关键。

功率密度（Power Density）的单位通常是瓦特/平方米（W/m²）。它取决于几个因素：

雷达发射功率：战斗机雷达的发射功率可以非常高，从几百瓦到几千瓦甚至更高。但这是瞬间峰值功率，实际功率分布在整个扫描过程中。
天线增益：天线的设计可以聚焦能量，使其在特定方向上能量更强。战斗机雷达的天线通常具有很高的增益。
距离的平方反比衰减：这是最重要的一点。雷达信号的强度随着距离的平方而迅速衰减。也就是说，距离越远，信号就越弱。

为什么雷达不太可能“烤熟”地面物体？

1. 能量衰减太快：尽管战斗机可能飞得很低，但它仍然有一定的高度。即使在低空俯冲，距离地面几百米甚至几公里，雷达信号的功率密度在到达地面时已经大大衰减了。想象一下用手电筒照墙壁，离得越远，光就越分散，亮度也越弱。雷达波也是如此。
2. 短暂的照射时间：雷达并不是持续地以最大功率照射同一个点。它需要扫描整个区域来获取信息，而且扫描速度非常快。即使某一瞬间某个物体接收到了较强的信号，但照射时间非常短暂，不足以累积足够的能量来达到“烤熟”的程度。
3. “烤熟”的标准很高：所谓的“烤熟”，通常指的是物体内部温度升高，发生化学变化（如蛋白质变性、水分蒸发等）。这需要持续、集中的热能输入。雷达虽然会产生热效应，但其功率密度在地面上的累积效应，远达不到烹饪的程度。
4. 雷达的工作模式：战斗机雷达有多种工作模式，有些是专门用于搜索和跟踪目标，有些是用于精确制导。即便是在攻击模式下，其目标也是敌方飞机、导弹或其他具有一定大小和反射特性的目标，而不是广阔的地面。将有限的能量如此浪费地去“烤”一片地，在战术上也是不可取的。
5. 设备损耗和冷却：雷达设备本身在工作时会产生大量热量，需要有效的冷却系统来维持正常工作。如果雷达真的能产生如此高的地面加热能力，那么设备本身的散热将是一个巨大的挑战。

雷达的实际影响是什么？

虽然不能“烤熟”，但高功率的雷达电磁波对物体确实会产生一些影响：

加热效应：雷达波是一种电磁波，当它遇到导电的物体时，会在物体内部产生感应电流，从而引起焦耳热效应，导致物体升温。低飞的战斗机雷达在某些情况下，如果长时间或高功率地照射近距离的地面传感器、通信设备等精密电子设备，可能会对其造成干扰甚至损坏。
生物效应：强烈的电磁场对生物体也有影响。战斗机雷达产生的电磁辐射水平通常远高于普通家用电器，但仍然受到国际安全标准的约束。通常情况下，在地面上的人员不太可能受到直接伤害，因为能量衰减和照射时间限制。但在极近距离，理论上是存在潜在的生物效应的，但这与“烤熟”是完全不同的概念。
对特定材料的影响：一些特殊的材料，特别是高科技的隐形材料或传感器，可能会对雷达波有特殊的反应，导致其性能下降或被探测到。但这也不是“烤熟”。

类比：微波炉 vs. 激光武器

可以这样理解：微波炉是专门设计来加热食物的，它内部的微波会高度聚焦在食物上，并且长时间照射。战斗机雷达就像一个探照灯，虽然它的“光”更强，但它需要不断地移动和扫描，而且它的“光”在传播过程中会变得越来越微弱，并且它不是为“加热”而设计的。

如果非要说“烤熟”，那么可能需要某种专门为定向能量武器（Directed Energy Weapons，DEW）设计的系统，比如高能激光或高功率微波武器。这些武器的原理和目的就是将巨大的能量集中在一个点上，在极短时间内实现高温效应，比如熔化金属或引燃物体。但这些与我们日常所说的战斗机机载雷达是两码事。

总结一下

所以，战斗机在俯冲时，机载雷达的主要目的是“看”，而不是“烤”。它发射的电磁波在传播过程中会迅速衰减，并且照射时间短暂，这使得它不太可能将地面上的物体“烤熟”。尽管雷达波具有加热效应，但其能量密度和累积效应远不足以达到烹饪的程度。更现实的影响可能是对精密电子设备的干扰或损坏，以及在极近距离下潜在的生物效应，但这些都与“烤熟”的字面意思相去甚远。

网友意见

自己用雷达公式计算一下，初中知识就能算出来。

家用微波炉大约 1~2千瓦。

某米格战斗机的雷达峰值脉冲功率是 600 千瓦。

您可以大致计算一下， 1000 米的距离，微波大约会衰减多少 dB.

换句话说，您要保证 1000 米的距离的微波会（基本自由空间损耗）衰减 ___ dB (填空：3分) 以后还有足够的场强来烤猪。

       20*log(1) + 20*log(18000) + 32.44

*** 备注：原先忽视了底的问题，给大家带来了困惑，特此致歉。

假设这架灰机距离一头横截面积 1 平方米的猪(天蓬元帅) 1公里，那么 KU 波段的雷达信号会被衰减接近 120 dB.

根据IEEE 521-2002标准，Ku波段是指频率在 12-18GHz 的无线电波波段。Ku即“K-under”，表示比 IEEE 521-2002 标准下的K波段的频率低。在卫星广播领域里，Ku波段是一个常用的波段。假设天线的口面效率为60％，直径1m的天线在波长为25mm的Ku波段，能达到的增益为39.8dB。

根据IEEE 521-2002标准，X波段是指频率在8-12 GHz的无线电波。因为 X 波段波长更长，可以估计直径1m的天线在X波段，能达到的增益不到 40dB。

剩下的就是初中的四则运算了。

千万别告诉俺，下面的计算题需要读高中才能计算：

       20 * log(1000) + 20 * log(18000) - 27.55 20*log(1000) + 20*log(18000000) - 87.55 20*log(1) + 20*log(18000) + 32.44 20*log(1)+20*log(18)+92.45

       波段名称 频率范围 波长范围 频率范围 波长范围   L波段 1 - 2GHz 300.00 - 150.00 mm S波段 2 - 4 GHz 150.00 - 75.00 mm C波段 4 - 8 GHz 75.00 - 37.50 mm X波段 8 - 12 GHz 37.50 - 25.00 mm Ku波段 12 - 18 GHz 25.00 - 16.67 mm K波段 18 - 27 GHz 16.67 - 11.11 mm Ka波段 27 - 40 GHz 11.11 - 7.50 mm  Q波段 30 - 50 GHz 10.00 - 6.00 mm  U波段 40 - 60 GHz 7.50 - 5.00 mm  V波段 50 - 75 GHz 6.00 - 4.00 mm  E波段 60 - 90 GHz 5.00 - 3.33 mm  W波段 75 - 110 GHz 4.00 - 2.73 mm  F波段 90 - 140 GHz 3.33 - 2.14 mm D波段 110 - 170 GHz 2.73 - 1.76 mm

雷达公式：

       https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/p/R-REC-P.525-3-201611-S!!PDF-C.pdf

*** 备注：原先忽视了底的问题，给大家带来了困惑，特此致歉。

       20 * log(1000) + 20 * log(18000) - 27.55 20*log(1000) + 20*log(18000000) - 87.55 20*log(1) + 20*log(18000) + 32.44 20*log(1)+20*log(18)+92.45

*** 更新：问了一下北京市教育局的朋友，说是 1987 年以后初中就不教对数了。

       1963年，代数教材结的结构体系： 初中：有理数——整式——一元一次方程——一元一次不等式——因式分解——分式—— 可化为一元一次方程的分式方程——比和比例——一次方程组——数的开方——近似计算——根式——指数 ——一元二次方程——可化为一元二次方程的方程——二元二次方程组——常用对数——函数和它的 图像（正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数）； 高中：数（数的概念的发展、复数）——代数式（多项式理论）——方程（方程理论，多项式方程） ——不等式——数列和极限——幂函数、指数函数、对数函数——数学归纳法——排列、组合、二项式定理 ——概率——行列式。 说明：这一教材体系特别讲究数学理论的完整性；另外，它把“概率”放在代数中学习。  1978年的代数教材结构体系是： 初中：有理数——整式的加减法——一元一次方程——一元一次不等式——二元一次方程组 ——整式的乘除法——因式分解——分式——数的开方和二次根式——一元二次方程——指数和常用对数 ——函数及其图像（正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数）——统计初步； 高中：幂函数、指数函数、对数函数（含集合、函数的一般概念）——三角函数——线性方程组 ——复数——排列、组合、二项式定理（含数学归纳法）——概率——逻辑代数简介——数列和极限——导数——积分。   1992年的初中代数教材结构体系： 有理数——整式的加减——一元一次方程——一元一次不等式——二元一次方程组 ——整式的乘除——因式分解——分式——数的开方——二次根式——一元二次方程 ——指数——常用对数——函数及其图像（正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数）——解三角形——统计初步。

【未完待续】

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