T—50的航電系統(tǒng)與機(jī)上設(shè)備

PAK-FA最重要的作戰(zhàn)用航電系統(tǒng)稱為MIRES（多用途整合式無(wú)線電系統(tǒng)），意即包括雷達(dá)、無(wú)線電預(yù)警、電子戰(zhàn)、通信、敵我識(shí)別等在內(nèi)的所有無(wú)線電系統(tǒng)在一開(kāi)始就被視為單一的復(fù)雜系統(tǒng)而進(jìn)行研發(fā)，而不是將獨(dú)立的系統(tǒng)加以整合，如此一來(lái)各無(wú)線電系統(tǒng)的兼容性更高，能夠更好地發(fā)揮使用效率。另一方面，各系統(tǒng)可使用通用技術(shù)，甚至能加以整合（例如同一天線兼具探測(cè)與識(shí)別功能等），從而降低重量與成本。

探測(cè)、火控與電子戰(zhàn)系統(tǒng)

MIRES的研發(fā)主導(dǎo)權(quán)于2004年被授予Tikhomirov-NIIP（提赫米洛夫儀器制造科學(xué)研究院），由其牽頭與其他著名的航電研制機(jī)構(gòu)共同執(zhí)行研發(fā)計(jì)劃。2006年完成了MIRES計(jì)劃的答辯。MIRES的探測(cè)雷達(dá)部分包括前、后、側(cè)視相控陣?yán)走_(dá)，在波段上包括X、L甚至毫米波段，而且為了滿足多用途的需求，將采用主動(dòng)相控陣天線。按照Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊（Yu.Beli）早期的說(shuō)法，側(cè)視相控陣天線將不會(huì)內(nèi)置于機(jī)身，而是配備于外掛吊艙內(nèi)，而豪米波段則是未來(lái)的擴(kuò)展項(xiàng)目。

除了無(wú)線電系統(tǒng)外，PAK-FA還配有UOMZ（烏拉爾光學(xué)儀器廠）研制的101KS光電系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)包含前視光電探測(cè)器、分布式光電傳感器、對(duì)地攻擊吊艙以及主動(dòng)光電防御系統(tǒng)。這樣一來(lái)，PAK-FA不論是在探測(cè)、火控還是警戒方面都有多種頻譜可供使用。

按照MIRES計(jì)劃，在硬件方面需要研制各種波段與用途的主動(dòng)相控陣天線。Tikhomirov-NIIP的副總經(jīng)理即X波段主動(dòng)相控陣天線總設(shè)計(jì)師塞納尼（A.ISinani）指出AESA（主動(dòng)相控陣）雷達(dá)是分三個(gè)層次來(lái)進(jìn)行發(fā)展：

1）建立基本組件庫(kù)：開(kāi)發(fā)通用的高頻電路組件（放大器、移相器、衰減器等）、控制組件（智能開(kāi)關(guān)、內(nèi)存等）、供電組件等：

2）完成天線單元：不同天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者從上述基本組件庫(kù)中取得所需組件，而后完成具有完整功能的天線單元：

3）總裝并完成整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)：總設(shè)計(jì)師認(rèn)為這種多層次的通用設(shè)計(jì)方法具有很大彈性，可以輕易依據(jù)所需功能與波段而設(shè)計(jì)出所需的天線系統(tǒng)。他同時(shí)也指出，根據(jù)Tikhomirov-NIIP專家的分析，美制主動(dòng)相控陣天線的“磚”或“瓦”構(gòu)造對(duì)于設(shè)計(jì)多用途的智能化AESA來(lái)說(shuō)太過(guò)僵化且昂貴，例如必須針對(duì)不同用途與波段的雷達(dá)開(kāi)發(fā)專屬的發(fā)射接收單元等，因此他們并未跟進(jìn)。

參與MIRES計(jì)劃的都是重量級(jí)的無(wú)線電、雷達(dá)研究單位。如Tikhomirov-NIIP自身就曾研制出世界上第一種戰(zhàn)斗機(jī)用相控陣?yán)走_(dá)（米格-31的Zaslon“閃光舞”被動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)）。Pharzotron-NIIR曾研制出米格-29改型使用的Zhuk（”祖克”，也譯為“甲蟲”）系列雷達(dá)，更于1993-1994年獨(dú)立開(kāi)展了主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)的研發(fā)，其于2005公布的Zhuk-AE（“祖克-AE”）更是第一種完整的俄制主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)。圣彼得堡的Leninets公司曾研制出蘇-34的相控陣?yán)走_(dá)，也有多年研究主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)的經(jīng)驗(yàn)。除了以上3個(gè)擁有完整雷達(dá)系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的單位外，還加入了在主動(dòng)相控陣天線的研究上有“特長(zhǎng)”的單位，如NPP lstok（提供X波段GaAs天線單元）、NPP Pulisar（提供L波段天線單元）、由2000年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主阿爾費(fèi)羅夫（Zh.Alferov，其獲獎(jiǎng)原因正是在半導(dǎo)體、微芯片方面的成就）主持的loffe物理技術(shù)研究院等。而負(fù)責(zé)量產(chǎn)的GRPZ（國(guó)家梁贊儀器制造廠）也加入了研發(fā)計(jì)劃，從而使研發(fā)與生產(chǎn)之間不會(huì)出現(xiàn)斷層。在AFAR尚未公開(kāi)時(shí)，GRPZ便早已做好了量產(chǎn)AESA雷達(dá)的準(zhǔn)備。

第四代雷達(dá)系統(tǒng)型號(hào)為N-036。以下按各天線型號(hào)分別介紹：

AFAR-X主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)

技術(shù)諸元

暫稱為AFAR-X的主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)，約有1526個(gè)由NPP lstok研制的砷化鎵（GaAs）主動(dòng)天線單元，每個(gè)單元峰值發(fā)射功率10～12瓦，能量效率超過(guò)30%，接收模式噪聲3dB，相位差控制的方均根誤差6度（注意這不是波束角度，而是相位差）。根據(jù)俄媒報(bào)導(dǎo)，其能追蹤60個(gè)目標(biāo)并打擊其中16個(gè)。由天線功率估計(jì)，其總峰值功率約15～18.5千瓦，小于 lrbis-E的20千瓦。但考慮到PESA（被動(dòng)相控陣）雷達(dá)有傳輸損耗而AESA（主動(dòng)相控陣）雷達(dá)幾乎沒(méi)有，則lrbis-E真正發(fā)射出去的功率約16～18千瓦（假設(shè)傳輸損耗為10%～20%），即在處理能力相同的情況下探測(cè)距離相當(dāng)。如果再考慮到T-50的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算能力更強(qiáng)、以及主動(dòng)相控陣天線能在相同時(shí)間內(nèi)變化出更多模式的波束來(lái)探測(cè)同一目標(biāo)，則AFAR-X的探測(cè)距離理論上會(huì)更高。

天線隱身設(shè)計(jì)

AFAR-X的雷達(dá)基座采用了略為上翹的設(shè)計(jì)，而T-50一號(hào)機(jī)與二號(hào)機(jī)的雷達(dá)罩與前機(jī)身交會(huì)處也隱約可見(jiàn)此種設(shè)計(jì)，這樣能夠減少天線造成的正面RCS。Tikhomirov-NIIP的多位專家表示，AESA雷達(dá)因?yàn)檩^厚重的關(guān)系而不會(huì)采用像lrbis-E那樣的機(jī)械輔助掃描設(shè)計(jì)，而是以側(cè)視相控陣來(lái)增加視野。其中一位專家還表示，側(cè)視相控陣因?yàn)檩^小所以探測(cè)距離當(dāng)然會(huì)比主雷達(dá)小，但可藉由延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間來(lái)補(bǔ)償探測(cè)距離。其實(shí)，PAK-FA的初始設(shè)定中就有側(cè)視雷達(dá)，甚至由于側(cè)視雷達(dá)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，因此可能反而比主雷達(dá)更早完成開(kāi)發(fā)。

在相同的處理技術(shù)下，AESA雷達(dá)的探測(cè)距離約與口徑成正比。因此若口徑900毫米的前視雷達(dá)對(duì)戰(zhàn)機(jī)與空空導(dǎo)彈的探測(cè)距離分別是400千米與90千米，則口徑450毫米與300毫米的側(cè)視雷達(dá)則分別是200145千米與133123千米。

仿生設(shè)計(jì)的雷達(dá)

Tikhomirov-NIIP的AESA雷達(dá)從設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)上就與西方劃清了界線：不同于西方式以“磚”或“瓦”的發(fā)射接收模塊為主像砌墻一樣建構(gòu)出整個(gè)相控陣天線.Tikhomirov-NIIP采用了仿生設(shè)計(jì)。據(jù)報(bào)導(dǎo).Tikhomirov-NIIP的專家在研究后認(rèn)為，為了開(kāi)發(fā)符合未來(lái)需求的智能型多用途天線，必須舍棄西方的“磚瓦架構(gòu)”而采用新方法，而其找到的方法便是采用仿生化聚合物設(shè)計(jì)。在AFAR-X開(kāi)始研發(fā)的幾年前，Tikhomirov-NIIP的天線設(shè)計(jì)部門便發(fā)現(xiàn)相控陣?yán)走_(dá)的運(yùn)作機(jī)制皆可在生物催化反應(yīng)中找到模擬：

例如某些生化聚合物在催化反應(yīng)中調(diào)整酵素的催化行為，可以模擬成相控陣?yán)走_(dá)中天線之間要有精準(zhǔn)的振幅與相位差等：而某些生化聚合物在生化反應(yīng)中能平衡合成與分解機(jī)制，可以模擬成相控陣?yán)走_(dá)中對(duì)操作溫度的管控：生化反應(yīng)中的同化與新陳代謝過(guò)程則模擬于發(fā)射與接收：而核酸在生物反應(yīng)中的控制作用，就相當(dāng)于相控陣?yán)走_(dá)中的控制系統(tǒng)。

據(jù)此，Tikhomirov-NIIP的工程師將相控陣?yán)走_(dá)的幾個(gè)功能與生化反應(yīng)進(jìn)行模擬，而后從生化反應(yīng)中取得靈感制造出了這種“仿生”雷達(dá)。據(jù)悉，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)對(duì)內(nèi)外影響的緩沖、自適應(yīng)能力，正是一部未來(lái)雷達(dá)所需要的，而這種取自大自然智慧創(chuàng)造的雷達(dá)自然是有其優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)楸娝苤?，生物的演進(jìn)歷史是遠(yuǎn)超過(guò)人類科技的。依據(jù)這樣的仿生概念，Tikhomirov-NIIP開(kāi)發(fā)了一系列新技術(shù)，2005年公開(kāi)的AFAR-68 （Epaulet-A）微型AESA雷達(dá)便是這種仿生雷達(dá)的技術(shù)原型，該雷達(dá)驗(yàn)證了這種仿生雷達(dá)的設(shè)計(jì)概念與生存性。該雷達(dá)每個(gè)單元峰值功率6～8瓦，能量效率30%，接收端噪聲系數(shù)3dB。

據(jù)指出，Tikhomirov-NIIP的這種仿生天線設(shè)計(jì)在單位重量、耗電量、能量效率等方面與西方產(chǎn)品相當(dāng)，而在雷達(dá)工作模式、信號(hào)處理（包括處理可以提升隱身性與抗干擾性的超短脈沖）等方面則擁有顯著優(yōu)勢(shì)。

制造過(guò)程中進(jìn)行整體優(yōu)化

不論是AFAR-68還是后來(lái)公布的AFAR-X，從中可見(jiàn)Tikhomirov-NIIP的X波段主動(dòng)相控陣天線是由許多內(nèi)含有大量通道（超過(guò)10個(gè)）的線形相控陣所構(gòu)成?？傇O(shè)計(jì)師塞納尼指出，每一個(gè)線形相控陣內(nèi)的每一個(gè)信道在制造過(guò)程中都接受自動(dòng)測(cè)量，相關(guān)參數(shù)會(huì)傳至統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)。待整具天線組裝完成后，再進(jìn)行振幅與相位分布測(cè)量，參數(shù)也送至上述數(shù)據(jù)庫(kù)中。之后，整具天線在設(shè)定有各種模式控制參數(shù)的計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行多模式操作，以此搭配特殊的算法對(duì)天線進(jìn)行校正（校正個(gè)別天線的控制值以使總結(jié)果與設(shè)計(jì)值相同）。整個(gè)過(guò)程需要數(shù)億次的測(cè)量。以上過(guò)程簡(jiǎn)言之便是在整個(gè)天線完成組裝后再進(jìn)行最優(yōu)化，如此將可消除制造過(guò)程中的各種誤差，因此有理由相信AFAR-X至少在波束控制的精度上會(huì)有相當(dāng)出色的表現(xiàn)。

試驗(yàn)進(jìn)度

AFAR-X的收發(fā)模塊于2007年莫斯科航展上首度公開(kāi)，并于MAKS 2009上公布了雷達(dá)實(shí)機(jī)，成為航展熱點(diǎn)。Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊表示，實(shí)驗(yàn)型AFAR-X已于2008年11月完成初步實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)并開(kāi)始進(jìn)行復(fù)雜的地面試驗(yàn)，其中也暴露出一些設(shè)計(jì)問(wèn)題。在分析這些問(wèn)題的同時(shí)也在進(jìn)行第二部雷達(dá)的組裝，二號(hào)雷達(dá)已可視為原型雷達(dá)，于2009年底完成，將消除先前地面試驗(yàn)中暴露的缺陷。據(jù)悉，天線本身會(huì)更早完成，因此先前暴露出問(wèn)題的可能并非主動(dòng)相控陣天線。根據(jù)試驗(yàn)計(jì)劃，預(yù)計(jì)額外建造若干部雷達(dá)，包括用于飛行試驗(yàn)的雷達(dá)。由于試飛基地稍早之前已經(jīng)完成Pharzotron-NIIR的Zhuk-AE主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)的飛行試驗(yàn)，因此其經(jīng)驗(yàn)可能也將有助于加快AFAR-X的飛行測(cè)試進(jìn)度。根據(jù)2010年底對(duì)于Tikhomirov-NIIP總設(shè)計(jì)師的專訪，AFAR-X已準(zhǔn)備進(jìn)行飛行試驗(yàn)，可見(jiàn)進(jìn)度如同預(yù)期。

在2011年莫斯科航展前夕，貝萊表示，當(dāng)時(shí)已有3部AFAR-X雷達(dá)，第一部于2009年展出，第二部在201 1年開(kāi)始地面試驗(yàn)，短期內(nèi)將交給蘇霍伊公司用于PAK-FA的地面試驗(yàn)。第三部雷達(dá)已完成廠商試驗(yàn)，隨后將交付蘇霍伊公司用于第三架飛行試驗(yàn)機(jī)（T-50-3）。第四部雷達(dá)的組裝已經(jīng)開(kāi)始并將制造第五部。

生產(chǎn)分工

AFAR-X基本上是全俄制的（無(wú)線電部件全俄制、控制芯片部分進(jìn)口），但生產(chǎn)收發(fā)模塊的機(jī)具是由日本等國(guó)進(jìn)口。目前已建立兩條生產(chǎn)線，一條生產(chǎn)芯片（建立在NPP lstok，用于生產(chǎn)X與K波段微波芯片，采用0 1微米制程，年產(chǎn)能100萬(wàn)片），另一條將芯片裝入電路板，據(jù)稱生產(chǎn)線高度自動(dòng)化，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。生產(chǎn)文件已被轉(zhuǎn)移至GRPZ進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，預(yù)計(jì)每年可生產(chǎn)50部AFAR-X。俄羅斯兩大雷達(dá)廠商均透露出AESA雷達(dá)的量產(chǎn)能力，Pharzotron-NIIR總經(jīng)理在接受采訪時(shí)向筆者表示，其已改進(jìn)生產(chǎn)程序，使Zhuk-AE的產(chǎn)能從過(guò)去的年產(chǎn)10部提升至50部。此外，AFAR-X也可用于改進(jìn)型戰(zhàn)機(jī)。不過(guò)Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊也指出，目前的困境在于提供基本組件的NPO lstok產(chǎn)能與良品率不足。他表示，根據(jù)2007-2008年的國(guó)防預(yù)算計(jì)劃，應(yīng)提供資金給NPO lstok進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的更新，但至今尚未落實(shí)，這導(dǎo)致其生產(chǎn)的組件可靠性與精確性不足。

未來(lái)展望

目前，各國(guó)的AESA雷達(dá)的收發(fā)模塊多采用砷化鎵（GaAs）半導(dǎo)體組件，峰值多在15瓦以下，如美制APG-77每個(gè)單元的峰值也為10瓦左右，俄制Zhuk-AE則為5瓦。這除了考慮到飛機(jī)的供電能力外，其實(shí)主要是受制于冷卻條件。提高功率會(huì)產(chǎn)生更多熱量，從而降低性能甚至損壞組件，這不僅需要更高功率的冷卻系統(tǒng)，甚至連冷卻系統(tǒng)都不好設(shè)計(jì)（部分原因是半導(dǎo)體材料的導(dǎo)熱性不夠好）。解決這個(gè)瓶頸的方案之一是以氮化鎵（GaN）取代砷化鎵。為AFAR-L雷達(dá)研制收發(fā)模塊的NPP Pulisar便在開(kāi)發(fā)一系列氮化鎵收發(fā)模塊，據(jù)稱其操作溫度范圍、極限溫度、飽和電流都比砷化鎵高出許多，因此發(fā)射功率可以比砷化鎵收發(fā)模塊高出一個(gè)量級(jí)。據(jù)介紹，氮化鎵組件可以在30～50伏、300攝氏度以下工作。NPP Pilisar研制完成的一種氮化鎵主動(dòng)相控陣組件是將氮化鎵摻雜在藍(lán)寶石基板上制成。組件噪聲系數(shù)小于2.7分貝，放大系數(shù)大于10分貝（對(duì)lOGHZ的波，即X波段），功率30瓦，最重要的是其不需要冷卻系統(tǒng)與限流保護(hù)電路，因此重量與體積可以顯著降低。目前還在開(kāi)發(fā)一種將氮化鎵摻雜在硅或碳化硅上的組件，這種基材的熱傳導(dǎo)性比藍(lán)寶石更好，允許更大的發(fā)射功率。屆時(shí)，在C波段的功率可達(dá)200瓦，在X波段則達(dá)80瓦。

雖然這些高功率氮化鎵組件構(gòu)成的AESA雷達(dá)最大耗電量可能超過(guò)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)機(jī)的供電能力，使得其似乎更適用于預(yù)警機(jī)、防空雷達(dá)等。但可以預(yù)料，在戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)機(jī)上其可以降低功率的方式完成火控雷達(dá)的任務(wù)并減輕重量（因?yàn)榭梢允÷砸恍├鋮s系統(tǒng)與保護(hù)裝置），而本身耐受高功率的特性則可用來(lái)防御未來(lái)的“無(wú)線電聚焦硬殺傷”技術(shù)（將AESA雷達(dá)的高功率聚焦在小面積上以燒毀敵方無(wú)線電天線線路）。

AFAR-L主動(dòng)相控陣?yán)走_(dá)

T-50主翼翼根各裝有一組AFAR-L（L波段）AESA雷達(dá)，另外從原型機(jī)照片觀察，T-50的進(jìn)氣道可動(dòng)前緣前端有著與主翼前緣襟翼的AFAR-L相當(dāng)?shù)某叽缗c顏色，故可能也裝設(shè)有AFAR-L，換言之T-50上可能有高達(dá)4部AFAR-L雷達(dá)，這意味著相當(dāng)于8或16部完全獨(dú)立的L波段無(wú)線電設(shè)備。

AFAR-L有12單元與16單元兩種版本，MAKS 2007與MAKS 2009上展出的是12單元版本。其每個(gè)收發(fā)單元內(nèi)建4個(gè)獨(dú)立發(fā)射信道與2個(gè)接收信道，操作頻率1～1.5GHz，峰值200瓦，能量效率40%～60%甚至達(dá)70%（視操作頻率而定），能在水平方向進(jìn)行±60度的電子掃描。AFAR-L集敵我識(shí)別、空中管制、通信、火控、導(dǎo)彈主動(dòng)預(yù)警等多重功能于一身，可能還有針對(duì)許多數(shù)據(jù)鏈通信與預(yù)警機(jī)雷達(dá)的被動(dòng)偵測(cè)與干擾功能。兩套AFAR-L的總視野取決于主翼掠角，在蘇-35BM上總視野在±100度以上，在T-50上角度更大，可能在±110度左右。

AFAR-L最主要的特色是通過(guò)較大的總口徑而具備相當(dāng)于米格-21所用的X波段雷達(dá)的方位精確度，使T-50可以進(jìn)行遠(yuǎn)程高精度敵我識(shí)別、保密通信以及以特殊方式裝訂火控?cái)?shù)據(jù)。此外，L波段的繞射能力增強(qiáng)了其對(duì)隱身目標(biāo)以及樹(shù)下目標(biāo)的探測(cè)能力。12單元版本對(duì)RCS-1平方米目標(biāo)的探測(cè)距離應(yīng)在50千米以上。若采用16單元版本，則探測(cè)距離可增加15%左右。由于隱身戰(zhàn)機(jī)的邊緣難免存在繞射，使得RCS難免在1平方米上下，這時(shí)AFAR-L可能會(huì)具有很好的探測(cè)效果。除此之外，AFAR-L可能還可以用來(lái)對(duì)Link-16等寬帶通信信號(hào)與衛(wèi)星通信信號(hào)進(jìn)行預(yù)警與主動(dòng)干擾。

后視雷達(dá)、側(cè)視雷達(dá)與毫米波雷達(dá)

T-50原型機(jī)的減速傘設(shè)置方式、尾錐末端材料以及尾錐尺寸顯示其在設(shè)計(jì)上考慮了后視雷達(dá)。MAKS 2011上公開(kāi)飛行的T-50-1原型機(jī)的機(jī)尾便裝有類似老蘇-35的尾錐，應(yīng)是用于試驗(yàn)?zāi)撤N已經(jīng)存在的后視雷達(dá)（先搭配以前已經(jīng)測(cè)試好的雷達(dá)罩，這樣能避免T-50全新的雷達(dá)罩外形所造成的影響）。目前，除了在lrbis-E雷達(dá)的介紹片中出現(xiàn)了與后視雷達(dá)共享的畫面外，并沒(méi)有透露出太多后視雷達(dá)的細(xì)節(jié)。一般認(rèn)為，后視雷達(dá)可能交由Pharzotron-NIIR研發(fā)，盡管Tikhomirov-NIIP也有類似口徑的雷達(dá)。

Pharzotron-NIIR自老蘇-35以及MFI開(kāi)始便提供后視雷達(dá)。20世紀(jì)90年代末期，其推出的Faraon（“法老”）PESA（被動(dòng)相控陣）雷達(dá)便擁有±70度的電子掃描視野，以及對(duì)RCS-3平方米目標(biāo)70千米的探測(cè)能力，更輕巧（45千克）但探測(cè)距離增至90千米的改型可能也已問(wèn)世。

由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的后視PESA雷達(dá)探測(cè)距離大約在70～90千米，就警戒用途論這已足夠：能在傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)射程之外便發(fā)現(xiàn)之（現(xiàn)有AIM-120、R-77等級(jí)導(dǎo)彈的追擊射程約20千米）、在15～20千米發(fā)現(xiàn)后方來(lái)襲導(dǎo)彈或引導(dǎo)導(dǎo)彈打擊位于后半球的敵機(jī)（若導(dǎo)彈性能許可）等。PAK-FA所用的短程導(dǎo)彈應(yīng)是具有掉頭攻擊能力的R-73M2（“產(chǎn)品760”），未來(lái)還有具有反導(dǎo)能力的K-MD（“產(chǎn)品300”），從而使敵機(jī)從后方偷襲PAK-FA難上加難。

但PAK-FA的后視雷達(dá)也可能是主動(dòng)式的，可能提供后視雷達(dá)的Pharzotron-NIIR也有AESA雷達(dá)。Pharzotron-NIIR的AESA雷達(dá)研制始于1994年，并于2005年推出了俄羅斯第一款真正的AESA雷達(dá)實(shí)機(jī)Zhuk-AE。從2008年起該雷達(dá)開(kāi)始進(jìn)行飛行試驗(yàn)，在MAKS 2009之前Zhuk-AE已完成飛行試驗(yàn)。其研制過(guò)程大量參考西方AESA雷達(dá)的設(shè)計(jì)，甚至控制芯片也由西方進(jìn)口，但收發(fā)模塊由俄羅斯研制。Zhuk-AE擁有680個(gè)峰值5瓦的天線，對(duì)戰(zhàn)機(jī)探測(cè)距離150千米，采用類似技術(shù)打造的約400毫米口徑的后視雷達(dá)預(yù)計(jì)將有超過(guò)100千米的探測(cè)距離（對(duì)于RCS-3平方米的目標(biāo)）。

MIRES系統(tǒng)包含了側(cè)視雷達(dá)，不過(guò)按總設(shè)計(jì)師在計(jì)劃初期的說(shuō)法，側(cè)視雷達(dá)將外掛于吊艙內(nèi)。MIRES系統(tǒng)最終還可能裝備毫米波雷達(dá)，不過(guò)其并非MIRES系統(tǒng)的當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)屬未來(lái)的擴(kuò)展項(xiàng)目。俄羅斯一些研制主動(dòng)相控陣天線的公司已擁有毫米波段的主動(dòng)相控陣天線技術(shù)；

預(yù)警與自衛(wèi)系統(tǒng)

多層警戒網(wǎng)

雷達(dá)預(yù)警接收器可以說(shuō)是現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)最重要的偵察系統(tǒng)（甚至比AESA雷達(dá)更重要）。據(jù)Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊的說(shuō)法.MIRES系統(tǒng)將包含電子偵察與電子戰(zhàn)功能，且這些功能是建立在主動(dòng)相控陣天線的基礎(chǔ)上的。不過(guò)，要以一種天線同時(shí)滿足多種任務(wù)目前仍存在困難（例如操作頻率不夠廣，此問(wèn)題對(duì)西方國(guó)家亦然），因此這可視為MIRES的最終研發(fā)目標(biāo)，或是具有額外的專用于電子戰(zhàn)的主動(dòng)相控陣天線，詳情仍待查證。不過(guò)，AFAR-L便可能具備預(yù)警能力：相比AFAR-X僅能接收與主頻誤差30%以內(nèi)的信號(hào)，AFAR-L可接收與主頻誤差超過(guò)30%的信號(hào)，且其還能夠兼容北約規(guī)格的空中管制系統(tǒng)，可見(jiàn)其操作頻寬相當(dāng)大，可能足以承擔(dān)L波段電子預(yù)警甚至主動(dòng)干擾的任務(wù)（目前Link-16等寬帶數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)等皆在L波段）。估計(jì)T-50將至少擁有蘇-35BM的1.2～40GHz范圍的電子偵察能力，并借助AFAR-L可具備對(duì)低至1GHz信號(hào)的X波段的預(yù)警能力。

目前已知T-50將擁有大量的預(yù)警天線。蘇-35BM的信息來(lái)自多達(dá)1 50個(gè)天線傳感器，這些傳感器并非全部凸出于機(jī)身，有的采用隱藏式，因此彷佛蒙皮本身就具有感測(cè)能力一般，因此有人稱其為“智能蒙皮”。這150個(gè)信息來(lái)源中，扣除探測(cè)系統(tǒng)與大氣傳感器可能就是電子戰(zhàn)系統(tǒng)。據(jù)稱T-50的信息來(lái)源是“150個(gè)”的數(shù)倍，照片顯示T-50除了幾個(gè)已知的無(wú)線電設(shè)備天線罩外，機(jī)身各處仍有多個(gè)大小不一的疑似天線罩部分，如在風(fēng)擋前方有3個(gè)白色疑似天線罩，這些可能都是被整合進(jìn)蒙皮的傳感器。

除此之外，PAK-FA還將配備101KS-U分布式光電系統(tǒng)以及101KS-O光電防御系統(tǒng)。前者能對(duì)球狀周圍成像，用于導(dǎo)彈預(yù)警與近戰(zhàn)，后者應(yīng)是用來(lái)反制光電制導(dǎo)武器。至此.PAK-FA的預(yù)警系統(tǒng)便包括被動(dòng)無(wú)線電接收器（含雷達(dá)預(yù)警接收器、數(shù)據(jù)鏈信息等）、X波段雷達(dá)、L波段雷達(dá)、全周界光電傳感器。在不考慮電磁靜默的情況下，T-50可以X波段側(cè)視雷達(dá)與AFAR-L進(jìn)行主動(dòng)預(yù)警，其中X波段雷達(dá)的預(yù)警距離至少在20千米，甚至可能達(dá)45千米以上（視相控陣天線大小而定），AFAR-L則估計(jì)可對(duì)±110度范圍內(nèi)、16千米左右的導(dǎo)彈作出預(yù)警。分布式光電系統(tǒng)的預(yù)警距離應(yīng)該在50千米以上。

PAK-FA擁有多個(gè)預(yù)警頻道，其中又包括全自主的主動(dòng)雷達(dá)探測(cè)與光電探測(cè)，因此將很難有漏網(wǎng)之魚，而不同系統(tǒng)間的合作甚至可以進(jìn)一步增加預(yù)警的可靠性，例如分布式光電系統(tǒng)的探測(cè)距離超過(guò)側(cè)視雷達(dá)，但資料未必齊全，若在其發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后引導(dǎo)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)，便能在很遠(yuǎn)的距離得到完整的目標(biāo)飛行參數(shù)，這將有助于選擇正確的反制措施。

更積極的威脅反制

在威脅反制方面，除了傳統(tǒng)的誘餌與主動(dòng)電磁干擾外，根據(jù)已公開(kāi)的資料我們已可窺見(jiàn)PAK-FA將采用更為積極的反制措施。例如101KS-U分布式光電傳感器能對(duì)近距來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行精確定位，因此擁有引導(dǎo)導(dǎo)彈對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行“硬殺傷”的能力。專門為第四代戰(zhàn)機(jī)研發(fā)的K-MD（“產(chǎn)品300”）短程空空導(dǎo)彈便具備反導(dǎo)能力，過(guò)渡階段所用的R-73M2（“產(chǎn)品760”）也可能具有此能力。此外，101KS-O主動(dòng)光電防御系統(tǒng)可能具有對(duì)光電制導(dǎo)導(dǎo)彈進(jìn)行干擾的能力。

2009年莫斯科航展上展出了大量的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，甚至多個(gè)電子戰(zhàn)廠家共同以“電子戰(zhàn)公司”的名義參展。參展的主動(dòng)干擾設(shè)備（含白俄羅斯產(chǎn)品）的最大特色是都使用了數(shù)字射頻內(nèi)存（DRFM），該內(nèi)存能在接收信號(hào)后分析其性質(zhì)（頻率、脈沖重復(fù)頻率等）并在10～100納秒內(nèi)即刻復(fù)制出相同的信號(hào)以干擾輻射源。一臺(tái)干擾機(jī)便具備噪聲、假距離、假速度、假方位、假目標(biāo)（被鎖定后誘騙敵方使之追蹤穩(wěn)定的假目標(biāo)）、閃爍目標(biāo)等多種干擾模式，白俄羅斯的類似產(chǎn)品Sate-Ilit-M據(jù)稱具有90%的干擾成功率。此外，這些主動(dòng)干擾機(jī)大多使用了AESA天線。T-50由于采用隱身設(shè)計(jì)，使得主動(dòng)干擾所需的功率較低，故不需要像蘇-35BM那樣外掛明顯的電子戰(zhàn)吊艙，而內(nèi)置于機(jī)身即可。

T-50能夠發(fā)射箔條誘餌與光電誘餌，這兩者可用后視雷達(dá)進(jìn)行照射以產(chǎn)生欺敵效果。除干擾誘餌外，MAKS 2009上還展出了與干擾誘餌同尺寸的主動(dòng)誘餌，后者能夠主動(dòng)發(fā)射電磁波長(zhǎng)達(dá)6秒，并有干擾天線在前與在后兩種版本，使用時(shí)飛機(jī)可依據(jù)威脅方向而選擇主動(dòng)誘餌的種類。

101KS復(fù)合式光電系統(tǒng)

PAK-FA的光電系統(tǒng)是由UOMZ（烏拉爾光學(xué)儀器制造廠）研發(fā)的“產(chǎn)品101KS”，其包含101KS-V前視光電探測(cè)器、101KS-N對(duì)地攻擊吊艙、101KS-U分布式光電傳感器以及101KS-O光電防御系統(tǒng)。上述系統(tǒng)從一開(kāi)始就被視為一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)而進(jìn)行設(shè)計(jì)，并由一個(gè)處理系統(tǒng)整合處理。

其中，101KS-V前視光電探測(cè)器與101KS-N對(duì)地攻擊吊艙都是比較常見(jiàn)的光電系統(tǒng)類型。101KS-U則相當(dāng)于美制F-35上的DAS（分布孔徑系統(tǒng)），其能對(duì)周圍進(jìn)行熱成像，用于導(dǎo)彈預(yù)警、近距導(dǎo)航與空戰(zhàn)。

最獨(dú)特的當(dāng)屬101KS-O主動(dòng)光電防御系統(tǒng)。在飛機(jī)上至少安裝了2組該系統(tǒng)，各負(fù)責(zé)半個(gè)球面。該系統(tǒng)的尺寸與前視光電探測(cè)器類似，差別僅在于其具有360度的操作范圍。筆者推測(cè)它可能是藉由發(fā)射激光來(lái)摧毀來(lái)襲光電制導(dǎo)武器的導(dǎo)引頭，也可能其本身就是一種精確的光電探測(cè)器，能在分布式傳感器概略發(fā)現(xiàn)目標(biāo)方位后，對(duì)目標(biāo)做更精確的方位測(cè)定與激光測(cè)距，以便引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊之。

在T-50-3的機(jī)鼻下方、鼻輪前方可見(jiàn)到不明光學(xué)窗口，還不確定是已展出的101KS的組成部分還是不知名的光電系統(tǒng)。通信系統(tǒng)

PAK-FA的通信系統(tǒng)是由NPP Polet研發(fā)的S-lll-N。根據(jù)產(chǎn)品介紹，S-lll-N與機(jī)上的AIST-50天線饋電系統(tǒng)相連，采用可編程無(wú)線電設(shè)計(jì)，具有系統(tǒng)架構(gòu)的軟硬件重組彈性，能自行進(jìn)行功能調(diào)整并同時(shí)在不同系統(tǒng)與通信網(wǎng)路中工作。據(jù)廠商介紹，S-lll-N比蘇-35BM使用的S-108緊湊得多。

在數(shù)據(jù)鏈傳輸能力上，T-50將至少擁有Link-16級(jí)數(shù)據(jù)鏈能力。除此之外，有幾個(gè)可能特點(diǎn)或未來(lái)發(fā)展?jié)摿Γ?/p>

1）引導(dǎo)僚機(jī)導(dǎo)彈的功能：現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)以數(shù)據(jù)鏈為僚機(jī)指示目標(biāo)參數(shù)，讓僚機(jī)以其掛載的導(dǎo)彈進(jìn)行作戰(zhàn)并不稀奇，但完全接管僚機(jī)的導(dǎo)彈為己用便十分不尋常。米格-31就已經(jīng)具有接管僚機(jī)的R-33導(dǎo)彈的功能，此功能將增大作戰(zhàn)彈性。AFAR-X雷達(dá)能同時(shí)攻擊的目標(biāo)數(shù)量可能高達(dá)16個(gè)，已達(dá)到或超過(guò)T-50內(nèi)掛導(dǎo)彈數(shù)量的極限，再加上它將配備R-33的后續(xù)改進(jìn)型“產(chǎn)品810”，因此不無(wú)可能考慮了接管僚機(jī)導(dǎo)彈的功能：

2）通過(guò)AFAR-L進(jìn)行L波段寬帶通信。AFAR-L的操作波段正好與Link-16相當(dāng)，并且具有通信功能，只要有軟件支持應(yīng)可達(dá)到Link-16的約2Mb/s的速度。此外，由于AFAR-L能調(diào)制出窄波束并只對(duì)特定方向發(fā)送，因此在保密通信與抗干擾能力方面非常出色：

3）考慮到與蘇-35BM甚至其他蘇-27家族的兼容性以及400MHz以下無(wú)線電波段幾乎不會(huì)被偵測(cè)與干擾，筆者認(rèn)為T-50不會(huì)以L波段作為唯一的數(shù)據(jù)鏈通信波段，而可能保留了蘇-35BM的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，作為最保險(xiǎn)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖片傳輸手段：

4）目前，美軍正在進(jìn)行X波段AESA雷達(dá)通信能力的開(kāi)發(fā)，X波段的波長(zhǎng)更短因此可輕易提升傳輸速度，預(yù)計(jì)將可達(dá)lGb/s級(jí)。PAK-FA的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擁有相當(dāng)高的運(yùn)算速度并以許多l(xiāng)Gb/s級(jí)或lGbaud級(jí)的傳輸接口為骨干，若搭配主動(dòng)相控陣天線的高反應(yīng)速度與高頻寬，則PAK-FA也將具有歐美發(fā)展中的數(shù)百M(fèi)b/s甚至lGb/s傳輸速度的潛力。與印度合作的FGFA計(jì)劃中，便以達(dá)到或超越F-35的信息化、網(wǎng)絡(luò)化能力為目標(biāo)。

中央信息系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

PAK-FA將應(yīng)用共點(diǎn)式信息整合概念，由一套中央計(jì)算機(jī)統(tǒng)一處理全機(jī)信息，如此一來(lái)中央計(jì)算機(jī)硬件便可標(biāo)準(zhǔn)化、各種航電功能也可以共享許多運(yùn)算邏輯，因而能節(jié)省成本并擁有更好的升級(jí)空間。

PAK-FA的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為Solo-21，目前缺乏正式數(shù)據(jù)，不過(guò)在歷屆莫斯科航展上已相繼出現(xiàn)性能超越蘇-35BM的Solo-35系列計(jì)算機(jī)的中央計(jì)算機(jī)：RPKB（羅曼斯科耶儀器設(shè)計(jì)局）的BVS-1與GRPZ（國(guó)家梁贊儀器制造廠）的N-036EVS。由于T-50的雷達(dá)系統(tǒng)就叫做N-036，因此N-036EVS應(yīng)該就是T-50的中央計(jì)算機(jī)。

GRPZ的N-036EVS機(jī)載計(jì)算機(jī)

GRPZ在莫斯科航展上展出了據(jù)稱是供下一代戰(zhàn)機(jī)使用的N-036EVS計(jì)算機(jī)。由于T-50的雷達(dá)系統(tǒng)就是N-036，因此N-036EVS很可能就是T-50真正裝備的中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

相比Solo系列計(jì)算機(jī)與BVS-1那樣連處理器速度、內(nèi)存容量都大方公開(kāi)，N-036EVS則保守許多。N-036EVS由2臺(tái)完全相同的高速計(jì)算機(jī)與1臺(tái)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，2臺(tái)計(jì)算機(jī)本身就是統(tǒng)一處理全機(jī)信號(hào)與數(shù)據(jù)的中央計(jì)算機(jī)，彼此之間可直接交換數(shù)據(jù)，或通過(guò)轉(zhuǎn)換器交換數(shù)據(jù)而整合成為全機(jī)的運(yùn)算核心。轉(zhuǎn)換器同時(shí)也擔(dān)負(fù)對(duì)外界“數(shù)字一模擬”數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的責(zé)任。當(dāng)其中一部計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，另一部計(jì)算機(jī)可接手其部分任務(wù)而不致系統(tǒng)完全癱瘓。計(jì)算機(jī)本身的尺寸為370毫米×250毫米×200毫米，交換器尺寸為370毫米×125毫米×250毫米，兩者都采用密閉容器設(shè)計(jì)從而具備抗機(jī)械負(fù)荷與耐潮濕能力。整個(gè)系統(tǒng)采用高壓氣冷方式進(jìn)行制冷。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換接口為8條lGbaud光纖。對(duì)外交換接口則包括6條lGbaud光纖、2條備份用于圖像輸出的lGbaud光纖、ARINC-429單向傳輸接口（16發(fā)/32收）、8條備份用GOSTR52070-2003雙向交換接口、24個(gè)模擬信道以及16個(gè)串行代碼交換信道（RS-232C接口）。由此可知，N-036EVS的數(shù)據(jù)傳輸量相當(dāng)龐大。至于實(shí)際傳輸速度，由于標(biāo)示的lGbaud是指每秒有1G（10億次）的信號(hào)變化次數(shù)，而實(shí)際上可用編碼技術(shù)可以讓1個(gè)信號(hào)周期內(nèi)攜帶好幾個(gè)位（bit）的信息，因此lGbaud實(shí)際上相當(dāng)于好幾個(gè)Gb/s。

廠商技術(shù)人員表示，N-036EVS從2009年起便開(kāi)始研發(fā)，目前展出的已是準(zhǔn)備投產(chǎn)的成品。N-036EVS性能強(qiáng)大，目前其大量資源都還沒(méi)有被利用。

雖然廠商沒(méi)有公布處理速度，但從其數(shù)據(jù)傳輸量可以看出其具有相當(dāng)強(qiáng)大的運(yùn)算能力。Solo-35計(jì)算機(jī)由300MHz與500MHz處理器以及128MB和512MB內(nèi)存組成，總運(yùn)算量超過(guò)25億次數(shù)據(jù)處理與1680億次浮點(diǎn)運(yùn)算。內(nèi)存共有數(shù)個(gè)GB，lGbaud光纖通信僅局部采用，剩下的非光纖通信接口也多為lGbls級(jí)的頻寬。更新型的BVS-1計(jì)算機(jī)重15千克，由1.5GHz芯片組成，有數(shù)個(gè)GB內(nèi)存，僅通用處理能力（不算信號(hào)處理能力）就達(dá)每秒120億次，并且已采用光纖當(dāng)作數(shù)據(jù)交換骨干。從這些參考數(shù)據(jù)不難推測(cè)出N-036EVS的速度等級(jí)。事實(shí)上，就算是Solo-35的處理能力就已超出2005年時(shí)論證的第四代戰(zhàn)機(jī)的基本需求。

“電子飛行員”

T-50的許多操作過(guò)程都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，另外還配有被喻為“幾乎擁有人類智能的電子飛行員”的專家系統(tǒng)以協(xié)助飛行員。所謂的“專家系統(tǒng)”其實(shí)是一套復(fù)雜的程序，能隨時(shí)分析各種數(shù)據(jù)并“審時(shí)度勢(shì)”地給予飛行員建議。與“自動(dòng)化”通常是指自動(dòng)處理不需動(dòng)腦的操作程序（如飛行時(shí)油門控制等）不同，“專家系統(tǒng)”特別適用于無(wú)法以計(jì)算機(jī)求解而需要人為“做決定”的場(chǎng)合（如遭遇導(dǎo)彈攻擊時(shí)該如何進(jìn)行反制），在極短的時(shí)間內(nèi)分析各種解決方案的可行性，并以建議方式告知飛行員。而在飛行員選定方案后，飛機(jī)便自動(dòng)執(zhí)行。有了這樣的系統(tǒng)，飛行員可將絕大部分精力用于執(zhí)行任務(wù)而不是操縱飛機(jī)與分析戰(zhàn)況，各種人為錯(cuò)誤的可能性被降到最低。

俄羅斯在“專家系統(tǒng)”的研制上頗有經(jīng)驗(yàn)，許多科研單位都研制過(guò)針對(duì)不同場(chǎng)合的“專家系統(tǒng)”，如“導(dǎo)航”、“團(tuán)隊(duì)接戰(zhàn)”、以及“1對(duì)1遠(yuǎn)程作戰(zhàn)”等，部分“專家系統(tǒng)”甚至已用于改進(jìn)型戰(zhàn)機(jī)。由NIIAS（航空系統(tǒng)研究院）等單位研制的“決斗”（1對(duì)1遠(yuǎn)程作戰(zhàn)“專家系統(tǒng)”）便是以敵我導(dǎo)彈的生能參數(shù)（制導(dǎo)方式、射程等）與敵我戰(zhàn)機(jī)飛行狀態(tài)（速度、高度等）為依據(jù)，分析出雙方的攻守能力，進(jìn)而提出作戰(zhàn)建議，這之中還包括了主被動(dòng)干擾系統(tǒng)的使用。俄羅斯文獻(xiàn)指出，與“決斗”類似的歐美開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)程空戰(zhàn)“專家系統(tǒng)”有美國(guó)與以色列合作的PADS（飛行員咨詢系統(tǒng)）、英國(guó)通用電氣等公司合作的MMA（任務(wù)管理助手）等。與西方同類系統(tǒng)相比，“決斗”的功能更為復(fù)雜。例如，PADS設(shè)置的是沒(méi)有干擾情況下的1對(duì)1空戰(zhàn)，MMA則為包含機(jī)動(dòng)反制的1對(duì)1空戰(zhàn)。“決斗”則同時(shí)考慮了干擾措施與機(jī)動(dòng)反制的情況。而當(dāng)PADS完成交戰(zhàn)雙方在相同高度各發(fā)射1枚以下導(dǎo)彈的計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)時(shí)，“決斗”系統(tǒng)已完成交戰(zhàn)雙方在三維空間內(nèi)各發(fā)射多枚導(dǎo)彈且進(jìn)行干擾的戰(zhàn)況下的計(jì)算機(jī)仿真，可見(jiàn)俄羅斯在“專家系統(tǒng)”研究方面具有很強(qiáng)實(shí)力。

根據(jù)俄羅斯文獻(xiàn)，第四代戰(zhàn)機(jī)的“專家系統(tǒng)”約需每秒15億次的數(shù)據(jù)處理運(yùn)算量，蘇-35BM的中央計(jì)算機(jī)已足以支持該需求，而四代戰(zhàn)機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力高達(dá)每秒1 20億次以上，這為實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的人工智能奠定了硬件基礎(chǔ)。

其他設(shè)備

座艙

T-50模擬座艙的顯示器布局與蘇-35BM幾乎相同，可能使用的是相同的顯示器，蘇-35BM所用的MFI-35多功能液晶顯示器與MFPI-35控制面板都有l(wèi)Gbls頻寬的光纖信道，應(yīng)足以滿足四代戰(zhàn)機(jī)的需要。但T-50的抬頭顯示器改為類似西方戰(zhàn)機(jī)的大尺寸衍射式抬頭顯示器。

T-50的操縱桿采用“非接觸式”設(shè)計(jì)，以觸動(dòng)按鈕時(shí)按鈕與駕駛桿的相對(duì)差動(dòng)造成的電磁感應(yīng)來(lái)傳遞操縱信號(hào)（而不是像電視遙控器或鍵盤那樣要接觸按鈕下的電路板）【注5】，這使操縱鈕的分布可以更加靈活也可以在操縱桿上整合更多操縱鈕，從而進(jìn)一步落實(shí)“手不離桿”概念，同時(shí)其體積也更小，使用起來(lái)更舒適。此操縱桿已研制多年，2007年莫斯科航展上展出的移自測(cè)試平臺(tái)的實(shí)體樣品，從外觀來(lái)看似歷經(jīng)滄桑，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)該操縱桿就已測(cè)試了一段時(shí)日。到2009年莫斯科航展時(shí)，供俄軍蘇-35S使用的版本已經(jīng)推出。

【注5】：每一個(gè)操縱鈕含有一組線圈與非磁性金屬?？刂葡到y(tǒng)為線圈通電而建立磁場(chǎng)，而非磁性金屬本身就是控制鈕，因此在飛行員進(jìn)行控制時(shí)會(huì)相對(duì)于線圈磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)非磁性金屬本身會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生反向磁場(chǎng)，進(jìn)而改變線圈內(nèi)的電流。控制系統(tǒng)便借助感測(cè)這種改變的電流而反推操縱指令。

新一代彈射座椅、生命維持設(shè)備

從彈射座椅到防護(hù)設(shè)備都是由專門負(fù)責(zé)人機(jī)工程與飛行員防護(hù)的NPP Zvezda（星辰設(shè)計(jì)局）研制。該企業(yè)研制的K-36D系列彈射座椅是目前性能最好的彈射座椅，救生范圍比西方彈射座椅更大，且確實(shí)能發(fā)揮效用，幾乎能用于各種可能的飛行條件（海平面O～1400千米/時(shí)，高空達(dá)馬赫數(shù)3的情況下都可以安全彈射。相比之下，歐美彈射座椅的安全彈射速度只有1000千米/時(shí)以下），拯救飛行員并允許其返回飛行行列。目前蘇-30MK系列、蘇-35BM上的K-36D-3.5E便是美國(guó)考慮到自身彈射座椅不足以滿足F-22超聲速巡航時(shí)的彈射需要，而在20世紀(jì)90年代初期出資與俄羅斯合作開(kāi)發(fā)的，其性能完全能夠滿足F-22的操作需要與美軍規(guī)格。原計(jì)劃讓俄羅斯開(kāi)發(fā)完成后轉(zhuǎn)移技術(shù)到美國(guó)，用于F-22，但俄羅斯政府基于國(guó)家安全的考慮審核了5年才批準(zhǔn)，等不及的美國(guó)則轉(zhuǎn)而采用英國(guó)馬丁·貝克的改進(jìn)型彈射座椅。這段“與猛禽失之交臂”的歷史插曲雖然有點(diǎn)遺憾，但卻反應(yīng)出K-36系列彈射座椅的優(yōu)越性。

K-36D-5彈射座椅

第四代彈射座椅稱為K-36D-5，除了擁有更強(qiáng)的救生能力外，還配有按摩與電熱等相當(dāng)人性化的功能。K-36D-5彈射座椅能確保體重55～125千克的飛行員在高度O～20千米，速度O～1300千米/時(shí)范圍內(nèi)（包括O高度O速度）安全彈射。與3+和3++代戰(zhàn)機(jī)所用的K-36D-3.5相比，飛行員允許的體重范圍更廣，低空彈射性能更好，操作更簡(jiǎn)單。NPP Zvezda首席副總設(shè)計(jì)師拉芬科夫（Rafeenkov）還強(qiáng)調(diào)了K-36D-5的椅背設(shè)計(jì)，他表示現(xiàn)有座椅的頭靠與椅背設(shè)計(jì)是確保頭與背部幾乎在共平面以保證彈射時(shí)的安全，但這使得飛行員在空戰(zhàn)中不方便向后看。K-36D-5的椅背可以視飛行員喜好向前調(diào)整，這樣在飛行員背部與頭靠之間便多出空間從而方便飛行員頭部的活動(dòng)。而在彈射時(shí)，椅背會(huì)自動(dòng)后縮，避免飛行員頭部因高速氣流的吹拂而撞上頭靠。

有資料指出，新一代彈射座椅采用了可調(diào)傾斜角設(shè)計(jì)，筆者向上述副總設(shè)計(jì)師求證時(shí)，他表示蘇聯(lián)時(shí)代的確有這項(xiàng)研究，后來(lái)蘇聯(lián)解體后缺少經(jīng)費(fèi)，于是該研究便沒(méi)有再繼續(xù)下去，因此K-36D-5上是沒(méi)有這種設(shè)計(jì)的。該彈射座椅是與T-50平行研制的，目前已安裝于T-50的原型機(jī)進(jìn)行試飛，并于2010年底完成試驗(yàn)。

ZSh-10防護(hù)頭盔

防護(hù)頭盔稱做ZSh-10，其技術(shù)需求是比現(xiàn)有的ZSh-7更便宜、更輕且固定性更好，因?yàn)樾乱淮^盔瞄準(zhǔn)具要求頭盔必須能與飛行員頭部牢牢固定。此外，頭盔的使用壽命必須延長(zhǎng)至15年。ZSh-10的總設(shè)計(jì)師表示，研制ZSh-10頭盔時(shí)參考了法國(guó)與以色列的頭盔，不過(guò)不可能完全照抄，因?yàn)檫@些外國(guó)頭盔“看似塑料玩具，大概只能用個(gè)兩三年。而更重要的是，這些西方頭盔未必能在俄制彈射座椅的彈射速度下有效保護(hù)飛行員（西方彈射座椅的操作條件沒(méi)有俄制彈射座椅廣）”。ZSh-10于2010年底完成設(shè)計(jì)，在T-50的首架飛行試驗(yàn)機(jī)上所使用的仍是舊款的ZSh-7頭盔。根據(jù)MAKS 2011的數(shù)據(jù).ZSh-10頭盔減重至1.35千克，比上一代的ZSh-7APN輕了350克，預(yù)計(jì)201 2年投產(chǎn)。ZSh-10內(nèi)設(shè)有電子系統(tǒng)，作用是在彈射時(shí)萬(wàn)一飛行員忘了蓋下眼罩，眼罩能夠自動(dòng)蓋下以避免高速氣流的傷害。此外，ZSh-10頭盔、K-36D-5的頭靠以及KM-36M氧氣面罩都有防爆設(shè)計(jì)，避免在發(fā)生碰撞事故時(shí)座艙破片傷及飛行員頭部。

PPK-7抗荷服與主動(dòng)抗荷裝置

T-50的生命維持系統(tǒng)包括新一代的PPK-7抗荷服與飛行員意識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能確保飛行員承受超機(jī)動(dòng)下的三軸重力負(fù)荷、在飛行員喪失意識(shí)后挽救飛機(jī)、提供舒適的溫度與氧氣。

PPK-7抗荷服最大的特點(diǎn)是擁有“三軸抗荷能力”：除了傳統(tǒng)的前后、上下的過(guò)載外，也能防護(hù)現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法防護(hù)的側(cè)向過(guò)載，而這是超機(jī)動(dòng)飛行中很可能出現(xiàn)的負(fù)荷。抗荷服內(nèi)擁有更多小型充氣囊以增加充氣囊與飛行員身體的接觸面積，再加上手部的加壓處理，這些都進(jìn)一步提升了飛行員的抗荷能力。與上一代的PPK-3R-120相比，飛行員的持續(xù)抗荷時(shí)間增至原來(lái)2倍。此外，與傳統(tǒng)抗荷服是在過(guò)載產(chǎn)生后才“被動(dòng)”加壓不同，新型抗荷服藉由先進(jìn)電子系統(tǒng)而能在重力負(fù)荷發(fā)生前1/10秒的時(shí)間內(nèi)提前加壓，這樣可以避免飛行員在高過(guò)載發(fā)生的瞬間因抗荷系統(tǒng)來(lái)不及反應(yīng)而失去意識(shí)。與K-36D-5彈射座椅搭配，其抗荷能力為垂直方向過(guò)載值-4～+9，前后方向過(guò)載值±6，橫向過(guò)載值±4。PKK-7共有10種尺寸，其中最大一種重約2.8千克。

飛行員意識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

飛行員意識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠智能化地監(jiān)視飛行員的意識(shí)狀態(tài)，其詳情并未公開(kāi)，但大致的運(yùn)作機(jī)制是：一旦飛行員沒(méi)有系統(tǒng)等待的某些響應(yīng)，便判定飛行員已失去意識(shí)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制取回操縱權(quán)，然后將飛機(jī)強(qiáng)制改為平飛，這種系統(tǒng)可以避免類似2009年3月F-22的飛行員因機(jī)動(dòng)過(guò)程中喪失意識(shí)而造成的飛行安全事故。蘇-35BM上也有所謂的“飛行員狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，且根據(jù)早期媒體的報(bào)道顯示，其運(yùn)作機(jī)制與前述T-50所使用者相同，因此俄羅斯對(duì)這類系統(tǒng)的發(fā)展已有相當(dāng)時(shí)日。

筆者認(rèn)為這套系統(tǒng)將可能是俄羅斯繼K-36系列彈射座椅后在航空救生技術(shù)方面的又一大突破。在不考慮飛行員意識(shí)的情況下，人們想到的安全措施就是自動(dòng)防撞技術(shù)，這在現(xiàn)代低空攻擊機(jī)上已是一種很常用的技術(shù)。然而要讓自動(dòng)防撞技術(shù)擴(kuò)展至低空飛行以外的所有場(chǎng)合卻未必實(shí)際：絕對(duì)安全的防撞技術(shù)可能在很多時(shí)候反而會(huì)限制飛行員發(fā)揮飛機(jī)性能（例如如果嚴(yán)格限制飛機(jī)不能大角度俯沖，安全性會(huì)提升很多，但也意味著會(huì)限制很多戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)的使用），而允許飛行員自由發(fā)揮的系統(tǒng)在危急時(shí)可能來(lái)不及挽救飛機(jī)。因此，究竟什么時(shí)候該放手讓飛行員發(fā)揮性能、什么時(shí)候又該強(qiáng)制確保飛行安全？這并不是一件很容易的事情。這時(shí)，飛行員的意識(shí)狀況自然是一個(gè)相當(dāng)值得參考的指標(biāo)。換句話說(shuō)，俄羅斯的這套飛行員狀況監(jiān)視系統(tǒng)除了有確保飛行安全的用途外，還可以允許最大程度地發(fā)揮飛行性能。這似乎正反映了已故的K-36系列彈射座椅總設(shè)計(jì)師塞維林（G.Severin）所闡述的設(shè)計(jì)哲學(xué)：“我們研發(fā)的不只是救生設(shè)備，而是讓飛行員在戰(zhàn)斗中獲勝的裝備。因?yàn)槭褂梦覀兊难b備后，飛行員會(huì)感到舒適且有安全感，從而與飛機(jī)融為一體。”

飛行員意識(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)師指出，這種新型生命維持系統(tǒng)已裝載于T-50的首架飛行試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行測(cè)試，也已安裝于二號(hào)飛行試驗(yàn)機(jī)。此系統(tǒng)將在T-50開(kāi)始進(jìn)行高機(jī)動(dòng)試驗(yàn)后方能驗(yàn)證其效能并加以改進(jìn)。

導(dǎo)航系統(tǒng)

MAKS 2011期間，Avionika公司曾展示了JNVS（整合式導(dǎo)航—計(jì)算系統(tǒng)），其由1部BTsVM-50多用途計(jì)算機(jī)（3.5千克）與1部BINS-05無(wú)機(jī)械慣性一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（1.7千克）構(gòu)成，作為全機(jī)導(dǎo)航與飛行系統(tǒng)的核心。該系統(tǒng)的對(duì)外數(shù)據(jù)交換接口有4條備份的MIL 15538.16條ARINC429輸入通道，8條ARINC429輸出通道以及1條250MHz光纖通道。該導(dǎo)航系統(tǒng)性能精良且在型錄上印有T-50，極可能是為T-50所研制。

BINS-05是一種軍民兩用非機(jī)械式慣性一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，擁有極高精度。其姿態(tài)感測(cè)精度為滾轉(zhuǎn)與俯仰角0.05度，角速度（三軸）0.05度/秒，加速度（三軸）0.005g。該系統(tǒng)在慣性—衛(wèi)星復(fù)合導(dǎo)引時(shí)位置誤差小于5米，速度誤差5厘米/秒，航向誤差5角分，平均故障間隔10000小時(shí)，壽限15000小時(shí)。

這種導(dǎo)航精度相當(dāng)驚人，在此之前，必須使用無(wú)線電相對(duì)定位技術(shù)（兩個(gè)載臺(tái)之間都有自己的定位系統(tǒng)，并且通過(guò)無(wú)線電通聯(lián)彼此校正）才能達(dá)到這種精度。例如，格洛莫夫試飛院于2000年開(kāi)發(fā)的用于空中加油時(shí)精確定位的SRNK系統(tǒng)，相對(duì)位置誤差2米，速度誤差1厘米/秒。GRPZ推出過(guò)一種著陸系統(tǒng)，其機(jī)上次系統(tǒng)的自主定位位置誤差20米，速度誤差10厘米/秒，當(dāng)機(jī)上次系統(tǒng)與機(jī)場(chǎng)次系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線電通聯(lián)協(xié)同定位后，位置誤差降至0.5～0.7米，速度誤差降至5～7厘米/秒。由此可見(jiàn)，BINS-05的定位精度竟已與相對(duì)校正技術(shù)相當(dāng)，令人驚嘆。