明察秋毫“鷹獅”E/F戰(zhàn)斗機(jī)的火控系統(tǒng)

溫杰

2014年3月12日，薩伯公司在瑞典林雪平舉行了一場新聞發(fā)布會，對外介紹了“鷹獅”E原型機(jī)的生產(chǎn)和裝配進(jìn)度，并首次透露了新型火控系統(tǒng)的一些細(xì)節(jié)。立足于瑞士、瑞典和巴西等國空軍的采購決定，薩伯公司正在加緊制造3架原型機(jī)，主要用于測試局部結(jié)構(gòu)、火控系統(tǒng)和防御設(shè)備等方面的改進(jìn)，力求在競爭激烈的國際戰(zhàn)斗機(jī)市場上繼續(xù)高歌猛進(jìn)。

從當(dāng)年的“超級鷹獅”方案到今天的“鷹獅”E戰(zhàn)斗機(jī)，薩伯公司在歷經(jīng)十年的不懈努力后，終于將苦心描繪的“下一代鷹獅”藍(lán)圖變成了現(xiàn)實(shí)。按照瑞典空軍的編號序列，該機(jī)被命名為JAS-39E/F型，出口型稱為“鷹獅”E/F（以下簡稱JAS 39E戰(zhàn)斗機(jī)）。

作為“鷹獅”家族的最新成員，JA5-39E除了大幅提升氣動性能和任務(wù)載荷，最引人注目的是首次采用了有源相控陣（AESA）雷達(dá)、紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)（IRST）和新型電子對抗設(shè)備，旨在將自身性能逐步接近到第五代戰(zhàn)斗機(jī)的水準(zhǔn)。

國際合作一波三折

JAS-39E的問世很大程度上得益于薩伯公司穩(wěn)步實(shí)施的“下一代鷹獅”計(jì)劃。該計(jì)劃的主要目標(biāo)是精心打造出一個(gè)飛行試驗(yàn)平臺，全面驗(yàn)證一些先進(jìn)系統(tǒng)和技術(shù)的可行性，為發(fā)展一種航程更大、攻擊威力更強(qiáng)的新“鷹獅”鋪平道路。

從2008年5月27目首次升空算起，“鷹獅”驗(yàn)證機(jī)在近6年時(shí)間里一直在有條不紊地承擔(dān)著各項(xiàng)改進(jìn)措施的飛行測試，同時(shí)為薩伯公司在有限的戰(zhàn)斗機(jī)市場中尋找新的發(fā)展空間。然而，薩伯公司在火控系統(tǒng)的選型過程中可謂一波三折，新一代“鷹獅”要想在21世紀(jì)具備更加強(qiáng)大的空對空和空對地優(yōu)勢，盡快打造一雙“火眼金睛”已迫在眉睫，這是獲得用戶青睞的關(guān)鍵所在。

早在2006年5月，薩伯公司為了加強(qiáng)雷達(dá)和傳感器的研發(fā)能力，收購了愛立信微波系統(tǒng)公司，將其更名為薩伯微波系統(tǒng)公司，目的在于進(jìn)一步推動NORA計(jì)劃向前發(fā)展。這項(xiàng)計(jì)劃是研制一種PS-05/A Mk5 NORA雷達(dá)，其中NO-RA的意思是“不僅只是雷達(dá)”，反映出該雷達(dá)還能執(zhí)行其它任務(wù)。例如，對位于其工作頻率范圍（I～J頻段）內(nèi)的敵方雷達(dá)進(jìn)行無源電子偵察和有源電子干擾，以贏得空中優(yōu)勢。同時(shí)，這種雷達(dá)還增強(qiáng)了對地功能，包括先進(jìn)的SAR模式和對地面/海上目標(biāo)的跟蹤。

2007年9月，薩伯微波系統(tǒng)公司臨時(shí)采用了雷錫恩公司生產(chǎn)的大約1000個(gè)T/R模塊，制造了一個(gè)AESA天線測試臺，安裝在一架C-130運(yùn)輸機(jī)內(nèi)，首次實(shí)施了NORAⅢ型雷達(dá)的飛行測試，證明了AESA雷達(dá)提供了比單脈沖系統(tǒng)更好的旁瓣抑制。然而，由于NORA計(jì)劃在T/R模塊技術(shù)上一直未能取得突破性進(jìn)展，薩伯公司為了解決燃眉之急，只好尋求國際合作。

2007年9月，薩伯微波系統(tǒng)公司與法國的泰利斯公司達(dá)成合作協(xié)議，利用各自的技術(shù)優(yōu)勢為“下一代鷹獅”計(jì)劃研制一種AESA雷達(dá)，預(yù)計(jì)在2009年裝機(jī)試飛。根據(jù)分工，前者負(fù)責(zé)改進(jìn)PS-05/A多模式雷達(dá)的信號/數(shù)據(jù)處理器、升級發(fā)射機(jī)/接收機(jī)和雷達(dá)控制軟件，后者負(fù)責(zé)研制適合于“鷹獅”雷達(dá)罩內(nèi)部空間的天線陣列，最后由薩伯航空系統(tǒng)公司完成載機(jī)綜合。

遺憾的是，日益激烈的戰(zhàn)斗機(jī)市場競爭導(dǎo)致這次合作不歡而散。作為泰利斯公司的大股東，達(dá)索飛機(jī)公司不愿看到性能提升的“鷹獅”成為“陣風(fēng)”的強(qiáng)勁對手。在這種情況下，泰利斯公司只好承諾將繼續(xù)完成驗(yàn)證合同，但不再為“下一代鷹獅”提供AESA雷達(dá)。萬般無奈之下，薩伯公司只好另辟蹊徑，先后評估了美國、歐洲和以色列等國的型號，最終決定與意大利塞萊克斯電子系統(tǒng)公司展開合作。

2009年3月25日，薩伯公司宣布，塞萊克斯公司將為新一代“鷹獅”戰(zhàn)斗機(jī)研制ES-05“渡鴉”（Raven）型雷達(dá)，作為競標(biāo)巴西空軍F-X2計(jì)劃的一項(xiàng)重要舉措。塞萊克斯公司表示，ES-05雷達(dá)將基于“雌狐”（Vixen）系列雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)，并提供“鷹獅”戰(zhàn)斗機(jī)目前配備的PS-05/A雷達(dá)的各種功能。同年10月27日，“鷹獅”驗(yàn)證機(jī)首先換裝了“雌狐”1000E雷達(dá)，作為ES-05雷達(dá)的原型機(jī)，開始飛行測試，成功地探測到空中目標(biāo)，獲得了高分辨率SAR圖像。新型雷達(dá)日益成熟

2012年6月初，塞萊克斯公司在瑞典馬勒姆（Malme）空軍基地召開的會議上，對外展示了JAS-39E/F戰(zhàn)斗機(jī)未來火控系統(tǒng)的全尺寸模型，證實(shí)了ES-05雷達(dá)的一些設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并于6月12目向薩伯公司交付了首部預(yù)生產(chǎn)樣機(jī)，時(shí)隔4天后安裝在“鷹獅”驗(yàn)證機(jī)上，著手地面集成測試。7月中旬，ES-05雷達(dá)隨同“鷹獅”驗(yàn)證機(jī)在范堡羅航展上首次公開亮相。

目前，大多數(shù)AESA天線的T/R模塊都安裝在一個(gè)圓形平面結(jié)構(gòu)上，直接固定在雷達(dá)罩內(nèi)。這些模塊沒有機(jī)械運(yùn)動，在探測和跟蹤目標(biāo)時(shí)，將電子波束輻射到視場內(nèi)的任何區(qū)域，但相對飛機(jī)和前方的縱向軸來說，雷達(dá)視場通常被限制在大約±60°范圍內(nèi)。

為了彌補(bǔ)這一不足，塞萊克斯公司充分利用了研制“雌狐”雷達(dá)積累的經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)ES-05雷達(dá)時(shí)引入了“旋轉(zhuǎn)斜盤”（Swashplate）概念。顧名思義，旋轉(zhuǎn)斜盤是在一個(gè)采用機(jī)電驅(qū)動滾轉(zhuǎn)的環(huán)形結(jié)構(gòu)上傾斜安裝一副AESA天線。這一設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部件是旋轉(zhuǎn)接口，主要為設(shè)備艙內(nèi)的接收機(jī)傳輸冷卻液、控制和電源信號、無線電射頻信號。從結(jié)構(gòu)角度看，旋轉(zhuǎn)接口借鑒了石油工業(yè)廣泛應(yīng)用的360°連接技術(shù)，設(shè)計(jì)成為鼓狀，在戰(zhàn)斗機(jī)上盡可能地占用最小空間，同時(shí)具有最輕的重量和更高的可靠性。

這種傾斜構(gòu)型使得ES-05雷達(dá)的最大視場等于最大電子掃描角加上旋轉(zhuǎn)傾斜角，也就是說，以正前方為參照，雷達(dá)天線借助于45°傾斜角，可以實(shí)現(xiàn)105°的總掃描角，相當(dāng)于飛行員可以觀察到肩膀側(cè)后方的一部分空域。這個(gè)技術(shù)創(chuàng)新大幅度提升了JAS-39E的空對空和空對地優(yōu)勢。

在遠(yuǎn)距空戰(zhàn)中，最大視場意味著JAS-39E在發(fā)射超視距導(dǎo)彈后，能以更大的離軸角采取機(jī)動規(guī)避，同時(shí)仍然可以向?qū)棸l(fā)送更新數(shù)據(jù)。相比之下，潛在敵機(jī)在發(fā)射超視距導(dǎo)彈后，將被限制在60°視角內(nèi)。因此，敵機(jī)將仍然迎著導(dǎo)彈的方向飛行，反之，JAS-39E可以垂直爬升甚至遠(yuǎn)離敵方導(dǎo)彈?？諔?zhàn)模擬表明，這種能力不應(yīng)該被低估，在超視距的交戰(zhàn)結(jié)果中，將會產(chǎn)生致命性影響。endprint

在近距格斗中，空對空視距內(nèi)，采用旋轉(zhuǎn)斜盤的天線利用復(fù)位能力，將能夠探測到飛行員肩膀后面的目標(biāo)，同時(shí)借助于頭盔瞄準(zhǔn)具和新一代近距格斗導(dǎo)彈，將為JAS-39E提供更加明顯的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。

旋轉(zhuǎn)斜盤技術(shù)的另～優(yōu)勢在于識別任務(wù)方面，因?yàn)楦蟮囊晥鍪埂岸渗f”雷達(dá)在合成孔徑模式下能夠產(chǎn)生的圖像更寬，提供了敏感區(qū)域的更大覆蓋范圍。

從技術(shù)發(fā)展來看，AESA雷達(dá)可以利用天線作為戰(zhàn)斗機(jī)之間的數(shù)字式信息交換的手段，即在同樣的通信協(xié)議下“交談”，ES-05雷達(dá)也不例外。因此，對于JAS-39E來說，它可以借助雷達(dá)探測目標(biāo)，通過數(shù)字方式將信息傳輸給其它的“鷹獅”E戰(zhàn)斗機(jī)，使后者在無需開啟自身雷達(dá)的情況下掌握空中態(tài)勢，相應(yīng)增加了自身的隱身效果，提高了其在作戰(zhàn)中取得成功的概率。因此，單獨(dú)一架JAS-39E可以充當(dāng)一架“迷你AWACS”，將探測到的多個(gè)目標(biāo)和獲得的SAR圖像傳送給其它戰(zhàn)斗機(jī)。

紅外探測首次應(yīng)用

如果說AESA技術(shù)可以讓JAS-39E眼觀六路的話，采用全新的IRST傳感器將會令“下一代鷹獅”明察秋毫，為此，薩伯公司進(jìn)行了長期不懈的努力。早在20世紀(jì)90年代中期，薩伯公司博福斯動力公司就著手設(shè)計(jì)和研制一種紅外光學(xué)跟蹤與識別系統(tǒng)（IR-OTIS），并在1998～1999年間安裝在一架JA-37戰(zhàn)斗機(jī)上實(shí)施了50多次飛行測試，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。

憑借這一驗(yàn)證項(xiàng)目積累的經(jīng)驗(yàn)，薩伯公司在當(dāng)初論證“超級鷹獅”概念時(shí)，就已經(jīng)考慮為其加裝IRST系統(tǒng)，可以超視距探測和跟蹤隱身飛機(jī)，無論它們是否采用加力燃燒室。因此，與現(xiàn)役“鷹獅”相比，JAS-39E的一個(gè)明顯不同之處是在風(fēng)擋前部安裝了一個(gè)IRST傳感器，這將是“鷹獅”系列戰(zhàn)斗機(jī)首次采用無源紅外探測系統(tǒng)。

據(jù)最新消息，3月31日，塞萊克斯公司研制的Skyward-C系統(tǒng)安裝到“鷹獅”驗(yàn)證機(jī)上，成功地完成了第一次飛行測試。該系統(tǒng)由紅外探測傳感器和信息處理器組成，前者安裝在座艙風(fēng)擋前部的整流罩內(nèi)，后者安裝在前機(jī)身的電子設(shè)備艙內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)的重量不超過40千克。薩伯公司試飛員漢斯·艾納特表示，首飛獲得了很好的結(jié)果，探測、跟蹤和識別了多個(gè)目標(biāo)，該系統(tǒng)按照預(yù)期工作，十分完美。

借助于新型紅外傳感器，JAS-39E可以在作戰(zhàn)行動中保持隱身狀態(tài)，獲得戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，從而提高作戰(zhàn)飛機(jī)平臺的性能。Skyward-G系統(tǒng)在對空模式下，為JAS-39E提供一種遠(yuǎn)距探測和跟蹤潛在空中目標(biāo)的有效手段，使其無需率先啟動ES-05雷達(dá)。在對地模式下，可以執(zhí)行多目標(biāo)獲取和識別任務(wù)，同時(shí)還能在夜晚或不良?xì)庀髼l件下作為一種輔助導(dǎo)航和著陸的設(shè)備。

Skvward-G系統(tǒng)是一種雙波段系統(tǒng)，目前采用長波焦平面陣列傳感器，今后可以增加中波能力，具有三種視場模式。在遠(yuǎn)程搜索模式下，該系統(tǒng)是一種具有快速移動掃描鏡像的紅外望遠(yuǎn)鏡，并可以在它的搜索扇形區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)掃描。此外，它還有一種單目標(biāo)跟蹤模式和寬視野模式，后者在平視顯示器上提供夜視圖像。

該系統(tǒng)能探測到超視距導(dǎo)彈發(fā)射等多種遠(yuǎn)距離低RCS目標(biāo)。通常情況下，飛行器蒙皮在555～740千米/小時(shí)速度下產(chǎn)生的熱量是顯而易見的，因此Sky-ward-G系統(tǒng)不依賴于目標(biāo)是否處于超音速狀態(tài)就可以探測到飛機(jī)蒙皮摩擦、后機(jī)身和燃?xì)馕擦魉a(chǎn)生的熱輻射。塞萊克斯公司先進(jìn)傳感器分部表示，目前地面試驗(yàn)已經(jīng)跟蹤到低可探測性目標(biāo)，正在進(jìn)一步發(fā)展目標(biāo)與地面之間存在更小溫差時(shí)的識別能力。與常規(guī)表面相比，有些紅外線吸收涂層會產(chǎn)生更多的摩擦，導(dǎo)致氣動加熱，IRST傳感器將會分辨出這些信號特征。

從機(jī)載傳感器融合來看，Sky-ward-G系統(tǒng)可以為ES-05雷達(dá)提供十分精確的目標(biāo)方位角和俯仰角，后者利用瞬間控制波束的能力，將輻射功率集中于某一空域，增加探測和跟蹤低可探測性目標(biāo)的概率。

作為一種無源傳感器，該系統(tǒng)在探測目標(biāo)時(shí)無法給出確切的距離數(shù)據(jù)，但可以實(shí)現(xiàn)“動態(tài)測距”，即JAS-39E執(zhí)行一個(gè)迂回機(jī)動，通過改變相對于目標(biāo)的方位角，計(jì)算出距離，或者兩架JAS-39E通過雷達(dá)的發(fā)射機(jī)輔助裝置（TAU）數(shù)據(jù)鏈，利用IRST對目標(biāo)作三角測量。

電子對抗與眾不同

嚴(yán)格來說，JAS-39E不是一種隱身戰(zhàn)斗機(jī)，但是研制合同明確規(guī)定了它的RCS必須顯著低于現(xiàn)役的JAS-39C戰(zhàn)斗機(jī)。針對這一戰(zhàn)術(shù)要求，薩伯公司并未在“鷹獅”的外部構(gòu)型方面浪費(fèi)時(shí)間，而是潛心設(shè)計(jì)了不同用途的傳感器和功能強(qiáng)大的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，特別是性能優(yōu)異的敵我識別（IFF）系統(tǒng)，這在民用、友方、中立、可疑和敵對等各種目標(biāo)都共處同一空域的情況下更顯得至關(guān)重要。

前面提到，ES-05雷達(dá)為了擴(kuò)大視場，采用了可以轉(zhuǎn)動的天線，然而卻無法同時(shí)作為IFF天線，因?yàn)楹笳呖赡茈S著前者旋轉(zhuǎn)而改變極性。為了克服這個(gè)問題，塞萊克斯公司已經(jīng)為其設(shè)計(jì)出SIT426有源電子掃描模式5/S的系統(tǒng)，號稱世界上性能最先進(jìn)的IFF系統(tǒng)。

這是第一種采用保形電子掃描陣列的IFF系統(tǒng)，3個(gè)陣列天線分別安裝在旋轉(zhuǎn)天線后面固定位置的左側(cè)、上面和右側(cè)。該系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是它的視場，比較容易實(shí)現(xiàn)與雷達(dá)的匹配。側(cè)向陣列允許JAS-39E接收到來自平行跟蹤的詢問，特別有助于面對國境線另一側(cè)的防空系統(tǒng)，這是傳統(tǒng)的IFF系統(tǒng)無能為力的。

更值得關(guān)注的是，薩伯公司為了進(jìn)一步增強(qiáng)JAS-39E的自我防御能力，除了研制新型導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)（MAWS）和加裝埃爾比特公司的無源機(jī)載告警系統(tǒng)（PAWS-2），還將首次引入塞萊克斯公司最新研制的BriteCloud一次性誘餌，可以根據(jù)戰(zhàn)術(shù)需要誘騙雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈和火控雷達(dá)偏離戰(zhàn)斗機(jī)。

每個(gè)一次性誘餌都裝滿大功率電池，可以快速地對各種威脅作出反應(yīng)，在彈射出戰(zhàn)斗機(jī)后提供至少10秒的工作時(shí)間。它們的外形尺寸使其能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)的55毫米曳光彈布撒器內(nèi)，減少了飛行員訓(xùn)練要求，確保一線地勤人員可以較為容易地安裝和維護(hù)。

為了替代拖曳式誘餌或依靠機(jī)載轉(zhuǎn)發(fā)器，預(yù)編程的BriteCloud將采用內(nèi)置式計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一個(gè)假目標(biāo)，來干擾地面雷達(dá)和來襲導(dǎo)彈。作為一種脫機(jī)干擾設(shè)備，BriteCloud在發(fā)射后，可以在自身和戰(zhàn)斗機(jī)之間保持足夠遠(yuǎn)的距離，最大程度地降低了來襲導(dǎo)彈在接近平臺時(shí)引爆時(shí)的危險(xiǎn)。

目前，塞萊克斯公司已經(jīng)驗(yàn)證了這種技術(shù)，聲稱其將導(dǎo)致更大的脫靶距離，包括在用于對付移動式面對空導(dǎo)彈的威脅時(shí)。今年下半年，塞萊克斯公司將在“鷹獅”驗(yàn)證機(jī)上測試BriteCloud誘餌。

2014年，對于JSA-39E說可謂至關(guān)重要的一年。5月18日，瑞士將舉行全民公投，決定是否采購22架JAS-39E。同時(shí)，薩伯公司正在與巴西國防部展開談判，將在年底前敲定采購36架JAS-39E/F的合同細(xì)節(jié)。目前，“下一代鷹獅”計(jì)劃已步入工程發(fā)展的快車道，如果一切順利的話，第一架原型機(jī)（39-8號）將在2015年實(shí)現(xiàn)首飛，續(xù)寫“鷹獅”家族的傳奇。 [編輯/秦蓁]endprint