大黃蜂的火眼金睛

溫杰

2月11日，美國海軍的一架F/A-18F戰(zhàn)斗機(jī)從愛德華茲空軍基地起飛升空，首次成功測試了新型紅外搜索與跟蹤（IRST）系統(tǒng)。美國海軍F/A-18計劃經(jīng)理弗蘭克·莫雷上校毫不掩飾地表示，憑借著IRST系統(tǒng)與APG-79有源相控陣?yán)走_(dá)的有效結(jié)合，“超級大黃蜂”將當(dāng)仁不讓地在各種威脅下主宰天空。

遲來的IRST

作為美國海軍的現(xiàn)役主力，“超級大黃蜂”已經(jīng)通過批次改進(jìn)有效地提升了作戰(zhàn)效能，成為當(dāng)前最具攻擊力的艦載戰(zhàn)斗機(jī)。然而，隨著各國不斷改進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的隱身能力，潛在對手正在加快發(fā)展各種先進(jìn)干擾技術(shù)，有可能大大削弱F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)上機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)的作戰(zhàn)效能。面對日益復(fù)雜的未來空戰(zhàn)環(huán)境，美國海軍感到憂心忡忡，開始加緊發(fā)展多頻譜探測手段，積極應(yīng)對即將到來的隱身戰(zhàn)斗機(jī)對抗時代。

目前，俄羅斯的蘇-27、米格-29系列和歐洲的“臺風(fēng)”、“陣風(fēng)”等戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)將紅外搜索設(shè)備作為標(biāo)準(zhǔn)配置，相比之下，F(xiàn)/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)還仍舊使用先進(jìn)瞄準(zhǔn)前視紅外（ATFLIR）吊艙，執(zhí)行對地攻擊任務(wù)綽綽有余，但是在及時發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離空中目標(biāo)方面，還缺乏更加有效的無源探測系統(tǒng)，甚至還不及已經(jīng)退役的F-14D艦載戰(zhàn)斗機(jī)。

早在20世紀(jì)80年代末，美國海軍率先投資發(fā)展了AN/AAS-42型紅外傳感器，并在1990年正式配備在F-14D戰(zhàn)斗機(jī)上，在其退役前累計使用時間達(dá)到了20萬飛行小時。在晴朗天氣條件下，這種傳感器可以探測到185千米距離以外的飛機(jī)在飛行過程中蒙皮與空氣摩擦產(chǎn)生的紅外信號。

當(dāng)時，AN/AAS-42傳感器還只是簡單地掛載在機(jī)頭下部，難免對氣動性能產(chǎn)生一定影響。為此，洛馬公司基于這種較為成熟的技術(shù)，針對現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)的改裝要求，不斷優(yōu)化外形設(shè)計，力求IRST系統(tǒng)能夠更加緊湊地安裝在不同位置。這些先期研制工作為美國海軍正式立項研制和采購IRST系統(tǒng)鋪平了道路。

隨后，美國海軍在“超級大黃蜂”第二批次升級計劃中，將IRST系統(tǒng)作為一項不可或缺的改進(jìn)項目，全面提升其在電磁干擾戰(zhàn)場環(huán)境下的空戰(zhàn)能力。美國海軍希望F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)借助于無源探測技術(shù)，可以在不使用雷達(dá)的情況下具備遠(yuǎn)距離探測敵方飛機(jī)和導(dǎo)彈的能力，顯著增強(qiáng)飛行員的態(tài)勢感知能力，提高殺傷概率和生存能力，有效地掌控海空優(yōu)勢。

2007年7月，美國海軍正式啟動了IRST系統(tǒng)研制工作，波音公司防務(wù)、空間和安全分部與洛馬公司導(dǎo)彈與火控分部繼續(xù)合作，共同出資研制AN/AAS-42衍生型方案。2011年11月22日，美國海軍正式授予洛馬公司一項合同，標(biāo)志著IRST系統(tǒng)進(jìn)入工程制造與發(fā)展（EMD）階段。原計劃，首批IRST系統(tǒng)在2013年底形成初始作戰(zhàn)能力，但從此次試飛來看，項目進(jìn)度已經(jīng)有所推遲。

獨(dú)特安裝位置

與現(xiàn)役“超級大黃蜂”相比，此次試飛的F/A-18F戰(zhàn)斗機(jī)在外觀上幾乎沒有什么特別之處，然而仔細(xì)觀察，該機(jī)在機(jī)身腹部懸掛的副油箱則有些與眾不同。直觀看去，機(jī)身副油箱的前部大約1/3段為安裝IRST系統(tǒng)的艙段，最前端為一個半球形整流罩，內(nèi)部裝有傳感器。

令人有些不解的是，IRST系統(tǒng)的傳感器為何安裝在這樣一個不起眼的位置上。從常規(guī)設(shè)計來看，紅外傳感器的最佳位置應(yīng)該半嵌入在座艙風(fēng)擋的前部，而美國海軍選擇將IRST系統(tǒng)安裝在F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)身副油箱上實(shí)屬無奈，主要是為了避免內(nèi)置方式所帶來的機(jī)身改裝成本。

項目初期，波音公司曾經(jīng)考慮將IRST系統(tǒng)加裝到機(jī)頭雷達(dá)罩上部或者機(jī)炮艙門上，但是這些改裝方案要求對機(jī)體結(jié)構(gòu)、電力和冷卻系統(tǒng)做大范圍的改動，并且還要調(diào)整F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)天線位置，導(dǎo)致改動量過大。同時，波音公司還考慮過采用吊艙型式，將IRST系統(tǒng)掛載于F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)的右側(cè)進(jìn)氣道下方，類似于左側(cè)進(jìn)氣道下方懸掛ATFLIR吊艙。然而，這樣布置會限制IRST系統(tǒng)的掃描視野，特別是在機(jī)翼下掛滿武器的情況下，明顯會影響到作戰(zhàn)使用。

幾經(jīng)權(quán)衡，波音公司最終決定將IRST系統(tǒng)安裝到機(jī)身腹部。其實(shí)，機(jī)腹中線是為飛機(jī)加裝IRST系統(tǒng)的最好位置，原因是該掛點(diǎn)足夠靠前，可保證上視和下視視場不會受到前機(jī)身遮擋。但是，F(xiàn)/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)也經(jīng)常在此處掛載副油箱，因此為了保證飛機(jī)具有足夠的航程，美國海軍采納了將IRST傳感器安裝在副油箱前部的一體化設(shè)計。這樣，機(jī)身副油箱仍可裝載燃料，不過容量從480加侖減少為330加侖，大約減少了1/3。

從改裝角度來看，這是一種較為高效的集成方式，無需修改戰(zhàn)斗機(jī)的結(jié)構(gòu)或布線，而且還可以十分簡便地從一架戰(zhàn)斗機(jī)上換裝到另一架戰(zhàn)斗機(jī)上。針對戰(zhàn)術(shù)要求，美國海軍只會在以獲得空中優(yōu)勢為重點(diǎn)的作戰(zhàn)任務(wù)時才會使用這種一體化油箱，因此只采購大約170個吊艙，從而節(jié)約經(jīng)費(fèi)。

但是，這種方式的缺點(diǎn)是裝有IRST系統(tǒng)的機(jī)身副油箱必須始終懸掛在戰(zhàn)斗機(jī)上，一定程度上會影響到氣動性能和雷達(dá)信號特征。對此，莫雷上校曾經(jīng)表示，飛行員仍然可以拋棄這種一體化油箱，但只有在迫不得已的情況下才會這么做。

近年來，波音公司針對改裝方案存在的不足，在研制“先進(jìn)超級大黃蜂”原型機(jī)時，已經(jīng)將IRST系統(tǒng)的傳感器移動到前機(jī)身下方，并且通過加裝保形油箱，空出機(jī)身腹部外掛點(diǎn)，用于掛載保形武器艙。

作戰(zhàn)使用特點(diǎn)

作為“超級大黃蜂”機(jī)載火控系統(tǒng)的重要組成部分，洛馬公司研制的IRST系統(tǒng)利用目標(biāo)與背景之間的溫差形成的圖像來探測和跟蹤目標(biāo)，其掃描方式、搜索范圍和截獲跟蹤方式與雷達(dá)基本類似，可以看作是一部熱成像雷達(dá)。從測試樣機(jī)看出，該系統(tǒng)由傳感器和信號處理器組成。

傳感器的直徑為23.4厘米、長度為96.5厘米、重量約52千克，內(nèi)部有紅外探測器和制冷器，碲鎘汞探頭安裝在三軸慣性穩(wěn)定的萬向節(jié)上，具有較大的探測視場，方位角為±70°，俯仰角為±70°。

信號處理器的長度為47厘米、寬度為23.6厘米、高度為19.3厘米，重量約19千克，主要為“超級大黃蜂”的任務(wù)計算機(jī)提供目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)，生成紅外圖像直接顯示于駕駛艙的多功能顯示器上。

為了獲得更大探測距離，IRST系統(tǒng)采用了長波傳感器，工作在8～12微米波段，可以減少背景反射的干擾，對目標(biāo)和背景的微小溫差更靈敏，提供更遠(yuǎn)的探測距離。同時可以探測溫度較低的目標(biāo)，增大發(fā)現(xiàn)隱身飛機(jī)的概率。

IRST系統(tǒng)具備“邊跟蹤邊掃描”（TWS）能力，而且擁有可編程式掃描模式，能夠在晝夜條件下探測和跟蹤目標(biāo)，使用方便靈活。從作戰(zhàn)使用來看，該系統(tǒng)具有探測距離遠(yuǎn)、分辨率高和多目標(biāo)搜索與跟蹤能力。它具有更高的角分辨率，顯著增強(qiáng)了多目標(biāo)分辨能力，在識別和跟蹤更遠(yuǎn)距離的密集編隊目標(biāo)時，明顯優(yōu)于雷達(dá)。

借助于無源探測技術(shù)，IRST系統(tǒng)具備隱蔽性好、抗電子干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。它在探測和跟蹤空中目標(biāo)時，不會觸發(fā)敵機(jī)的雷達(dá)告警接收機(jī)，因此可以在保持APG-79雷達(dá)靜默狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)跟蹤，避免了雷達(dá)波輻射而暴露戰(zhàn)斗機(jī)的信息。在遭受電子攻擊或陷入嚴(yán)重?zé)o線電干擾對抗環(huán)境下，IRST系統(tǒng)提供自主、精確的跟蹤數(shù)據(jù)，增加了飛行員反應(yīng)時間，提高了“超級大黃蜂”的生存能力。

當(dāng)然，IRST系統(tǒng)并非盡善盡美，其致命弱點(diǎn)在受氣天氣影響較大，只適宜于在氣象良好的條件下使用。此外，該系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)距離的測量，需要開啟機(jī)載雷達(dá)確認(rèn)或通過激光測距機(jī)提供精確距離信息，也可通過戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)施“動態(tài)測距”戰(zhàn)術(shù)，換算出目標(biāo)的距離。

責(zé)任編輯：王鑫邦