战斗机有雷达还不够,为什么要装光电传感器,中国从无到有更精妙

虹摄库满天飞 2024-12-11 16:55:29

作者:虹摄库尔斯克

图中是一架美国海军F-14B“雄猫”舰载战斗机机鼻下方的AN/AAX-1电视成像光学系统(TCS),镜头中映照出另一架F-14。这种战斗机随着1985年上映的美国电影《壮志凌云》而广为人知,因其独特的变后掠翼设计成为全球军事爱好者心目中的“白月光”,虽然该机因维护成本高昂、作战能力单一等问题于2006年早早退役,但至今仍有数以万计的拥趸为之痴迷。

鲜为人知的是,F-14战斗机在机载光学探测系统发展史上也具有特殊地位,现代美军战斗机上普遍装备的红外跟踪和搜索系统(IRST)就是在F-14战斗机上发展成熟的。如果说雷达是战斗机的电磁“眼”,那么IRST就是战斗机的光学“眼”。但由于早期IRST系统并不可靠,F-14战斗机还曾开过“倒车”,在一段时间内用仅能白天使用但性能可靠的TCS系统代替了IRST系统。

美国海军对机载光学探测系统一直情有独钟。由于早期机载雷达性能不稳定,在上世纪60年代就诞生了用于辅助探测的IRST系统和TCS系统。与主动发射雷达波的机载雷达不同,IRST是一种被动红外探测系统,可以侦测到空中目标的红外辐射,而TCS本质上就是长焦距的光学摄像机,两者不但隐蔽性好,还能增强对目标跟踪、分类和识别能力。美国海军F-4B“鬼怪”、美国空军的F-106“三角标”等战斗机就曾经装备有IRST和TCS系统。

上世纪70年代,新一代F-14舰载战斗机诞生。最初机头下方安装有新型AN/ALR-23 IRST吊舱,可提供目标大致位置与距离。然而该系统装机后表现极差,经常出故障,几乎没办法正常使用。因此美国海军升级F-14B时就将其撤换,用诺斯罗普公司AN/AAX-1 TCS系统将其取代。AN/AAX-1可帮助后座武器系统军官通过一个小电视,目视跟踪和识别空中目标,对大型飞机识别距离达到97千米,还可与雷达联动使用。

然而,AN/AXX-1缺点也很明显,几乎没有夜视能力。为此,1990年服役的F-14D机头下方出现了并列双探头吊舱,在TCS一侧加装了一套洛克希德·马丁公司新开发的AN/AAS-42 IRST系统,最大探测距离达到185千米,代表了美国IRST技术走向成熟,而TCS技术则逐步离开空战舞台。

此后,IRST技术被应用到美国空军YAL-1机载激光计划,能在远距离搜索追踪上升段的弹道导弹,并引导高能激光进行毁伤。为了进一步提升F-15、F-16、F/A-18等老战机的态势感知能力,洛克希德·马丁公司还开发了新一代IRST21技术,将IRST探测系统与“军团”光电吊舱、副油箱等融合,在不额外占用过多空间的情况下为战机提供高精度、远距离的探测、跟踪和测距服务。

美国在研制F-35战斗机的时候,安装了洛克希德·马丁公司最新型AN/AAQ-37红外光电分布式孔径系统(EODAS),可以看成是单一IRST系统的升级,6个红外探测器嵌在机体四周,产生360o球形红外探测图像,与飞行员头盔显示器结合,具备导弹接近告警、电子对抗措施投放、被动红外探测和跟踪等功能。该系统还可产生穿透座舱底部的视觉感知,故可为操纵飞机着陆的飞行员提供帮助,还能用于黑夜中的轰炸指示等。

IRST并不是美国独享的技术。上世纪60年代苏联就同步开始了IRST技术研发,并首次应用到米格-21F-13“鱼窝”战斗机上,1970年代研制米格-29“支点”战斗机和苏-27“侧卫”战斗机时就在座舱风挡前设计安装了IRST系统,配合大离轴角的R-73“射手”近距空空导弹使战机拥有强大的空中格斗能力。

新一代IRST系统还被认为是发现隐身战机的利器。因为隐身技术更多是针对雷达探测,隐身性能再好的飞机飞行时都会因为发动机尾焰、机体与空气摩擦等产生红外辐射,可在较远距离上被IRST系统接收。叙利亚战争期间,驻叙赫梅明空军基地的俄空天军苏-35“超侧卫”战斗机就用IRST系统成功发现并追踪到一架美军F-22“猛禽”隐身战斗机,并拍下红外成像照片,让俄制IRST系统一时间名声大噪。目前,欧洲“台风”、法国“阵风”、瑞典JAS-37“鹰狮”等非隐身战斗机也都装上了各种型号的IRST,使其在一定程度上有胆量向隐身战斗机叫板。

中国的IRST系统发展可谓是后发制人。

此前由于我国在该领域技术较为落后,战斗机几乎没有IRST系统。引进苏-27SK战斗机后第一次接触了俄式前视红外传感技术,由此开启了我国的IRST系统研制之路,凭借我国飞速发展的光学传感技术和计算机技术,很快就赶超了俄罗斯,并直逼美国,特别是在歼-20战斗机上的新一代IRST系统可谓世界领先。在此基础上,我们又在歼-10、歼-15、歼-16等国产战斗机上普及了IRST系统,使得这些四代战斗机也拥有了与五代战斗机一战的本钱!

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