俄羅斯3++與4代光電系統(tǒng)

光電系統(tǒng)是現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)上相當(dāng)重要的裝備，依用途可概分為探測(cè)火控、被動(dòng)預(yù)警以及主動(dòng)預(yù)警用途。目前最先進(jìn)的俄制機(jī)載光電系統(tǒng)可分為UOMZ（烏拉爾光學(xué)儀器制造廠）和NII PP（精密儀器制造科學(xué)研究院）兩大流派。UOMZ雖是工廠，但在承制蘇-27的36Sh光電探測(cè)器后便進(jìn)行后續(xù)改進(jìn)型號(hào)的研發(fā)，蘇-33的46Sh以及老蘇-35的52Sh便是其自行研發(fā)的成果。近年來(lái)其更開始與法國(guó)泰利斯公司合作，引進(jìn)生產(chǎn)該公司的光電系統(tǒng)（主要是陸軍熱成像儀），可能從中吸收了部分先進(jìn)光電技術(shù)。NII PP專精太空光學(xué)系統(tǒng)，如用于衛(wèi)星定位的角反射器陣列以及激光定位系統(tǒng)，如歐洲“伽利略”衛(wèi)星系統(tǒng)上便配有該公司的角反射器陣列。NII PP通過(guò)為米格-35研發(fā)一系列探測(cè)與警戒用光電系統(tǒng)而涉足航空領(lǐng)域。

UOMZ的 13SM-1、OLS與Sapson-E

UOMZ最新一代的機(jī)載前視光電探測(cè)器有米格-35的13SM-1與蘇-35BM的OLS，以及對(duì)地攻擊用的Sapson-E光電吊艙。

CLS的尺寸為766×540×763立方毫米，內(nèi)含掃描式紅外探測(cè)器、電視攝像機(jī)、激光測(cè)距儀。掃描范圍垂直-15～+55/+60度，水平±60或±90度，視場(chǎng)（指瞬間視場(chǎng)，非通過(guò)掃描達(dá)成）150×24度，操作溫度攝氏-40～+60度，全空域掃描周期4秒，能同時(shí)跟蹤4個(gè)目標(biāo)，激光對(duì)空測(cè)距距離20千米（蘇-27則是3千米，老蘇-35為8千米），對(duì)地30千米（蘇-27為5千米，蘇-35為10千米），測(cè)距誤差5米。電視攝像機(jī)能用于對(duì)晝間目標(biāo)（對(duì)空/對(duì)地）識(shí)別，距離10-12千米。重71千克（蘇-27的36Sh約173千克，老蘇-35的52Sh達(dá)220千克）.且體形更小，因此裝機(jī)時(shí)所用的整流罩也更小，整流罩由新的輕型藍(lán)寶石玻璃制成。據(jù)稱該系統(tǒng)比舊型號(hào)的可靠性高5倍。

在探測(cè)距離與視野方面，OLS型錄上記載其視野為水平±60度，垂直-15～+55度，追擊與迎擊探測(cè)距離分別為70與40千米。這其中有幾件事值得討論。

筆者向UOMZ展方詢問(wèn)，為何之前蘇-30MKK所用的52Sh都達(dá)到迎面40千米、追擊90千米的探測(cè)距離，而OLS-35反而只有70千米。展方表示，那是數(shù)據(jù)取用標(biāo)準(zhǔn)的不同，52Sh的90千米是“最大”探測(cè)距離，而OLS-35的70千米是“保證探測(cè)距離”。若以等同于52Sh的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，OLS-35要探測(cè)到140千米都沒(méi)有問(wèn)題。如果以40/70千米的保證探測(cè)距離換算回最大探測(cè)距離，則探測(cè)距離可達(dá)80/140千米。

在視野方面，UOMZ公布的數(shù)據(jù)應(yīng)該是以極高的掃瞄速度得到的結(jié)果。需強(qiáng)調(diào)的是，UOMZ這款光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)思路有別于當(dāng)前世界潮流——熱成像識(shí)別，而仍是以傳統(tǒng)的“方位測(cè)定與軌跡追蹤”為主要訴求。然而在設(shè)計(jì)上由于使用陣列傳感器，使得不需逐點(diǎn)掃描，而是一口氣凝視120×24度或150×24度的超寬廣視場(chǎng)。這樣一來(lái)，OLS的機(jī)械裝置其實(shí)僅需在垂直方向上掃描便可兼顧左右±60度或±75度的范圍，有點(diǎn)類似垂直方向電子掃描搭配水平機(jī)械掃描的艦用雷達(dá)一般，其全空域掃描速率應(yīng)該會(huì)相當(dāng)高。不確定OLS是否因此干脆取消水平掃描機(jī)械，不過(guò)只要加上水平機(jī)械掃描，則其僅需小幅擺動(dòng)便可輕易獲得±90度甚至更大的視野。與之對(duì)比，采用點(diǎn)狀掃描的OLS-27雖然全視野也是水平±60度、垂直-15～+60度，但實(shí)際作戰(zhàn)時(shí)會(huì)選用60xl0度、20×5度、3x3度視野進(jìn)行監(jiān)視，而OLS-35的瞬時(shí)視野已是OLS-27最大監(jiān)視模式視野的6倍，等于不必動(dòng)就能監(jiān)視遠(yuǎn)大于OLS-27的空域。

為米格-35設(shè)計(jì)的13SM-11生能、特點(diǎn)與OLS大體相同，唯獨(dú)迎面探測(cè)距離由40千米稍降至28千米，尺寸為787×412×386立方毫米，重60千克，瞬時(shí)視場(chǎng)120×24度。

Sapson-E是研發(fā)相當(dāng)久的對(duì)地攻擊光電吊艙，配有電視攝像機(jī)、熱成像儀、激光測(cè)距儀與照明儀、激光定向儀。其口徑為360毫米，長(zhǎng)3米，重250千克，使用溫度攝氏-60到+50度。垂直視野+10～-150度，水平視野±10度，但探測(cè)頭可繞軸±150度旋轉(zhuǎn)，因此實(shí)際上可探測(cè)整個(gè)下半球。

NII PP的前視光電探測(cè)器與對(duì)地攻擊光電吊艙

Nll PP從米格-29K開始涉足航空領(lǐng)域，為米格-29K提供了OLS-UE前視光電探測(cè)器。在米格-35上更增加OLS-K下視光電探測(cè)器。

OLS-UE光電探測(cè)器包含熱成像儀、電視攝像機(jī)以及激光測(cè)距儀。其中，熱成像儀的操作波段在3-5微米，分辨率320×256像素。電視攝像機(jī)操作波段為0.6-0.8微米，640×480像素。激光測(cè)距儀波段為1.06和1.57微米。系統(tǒng)視野左右各90度，下15度、上60度，瞬時(shí)視場(chǎng)lOx7.5度。對(duì)米格-29的探測(cè)距離為追擊50千米、迎擊15千米，激光測(cè)距儀對(duì)空測(cè)距范圍最大15千米，對(duì)地/海20千米，重78千克。型錄中有一張OLS-UE所捕獲的米格-29的紅外影像，非常清晰，連翼端后緣這種較低溫處都清晰可見。

OLS-K下視光電探測(cè)器主要用于低空飛行時(shí)繪制地面影像，其配備與OLS-UE相同唯獨(dú)增加了更窄視野模式。其對(duì)坦克探測(cè)距離20千米，對(duì)船舶40千米，激光對(duì)地測(cè)距距離20千米，視場(chǎng)lOx7.5度-1x0.75度。OLS-K以保形吊艙形式搭載于米格-35右進(jìn)氣道下方，相當(dāng)緊湊，其功能與UOMZ推出的Sapson-E光電吊艙類似，但后者重達(dá)250千克且體形比OLS-K大很多，OLS-K應(yīng)是更先進(jìn)的設(shè)計(jì)。

Nll PP目前更將市場(chǎng)指向蘇霍伊戰(zhàn)機(jī)，推出OLS-35光電探測(cè)器。其與目前主流的新一代光電探測(cè)器類似，具備熱成像功能，因此能以熱成像進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別等。其基本構(gòu)造與技術(shù)等級(jí)應(yīng)與OLS-UE類似。OLS-35對(duì)蘇-30的追擊與迎面探測(cè)距離分別為90與35千米，對(duì)20米尺寸目標(biāo)的成像距離約20千米。其水平視野±90度、垂直-15～+60度，激光測(cè)距距離為對(duì)空20千米、對(duì)地30千米，重83千克，瞬時(shí)視野l(fā)Ox7.5度。

Nll PP與UOMZ分別以研究院有較高科研水平及量產(chǎn)工廠有成熟技術(shù)自居。NII PP的OLS-35于2009年裝載于蘇-35BM 902號(hào)機(jī)進(jìn)行試飛。兩者都是相當(dāng)具有吸引力的產(chǎn)品，且各有優(yōu)勢(shì)：NII PP的可以進(jìn)行熱成像識(shí)別，搭配分布式光電預(yù)警系統(tǒng)可獲得球狀視野；而UOMZ的本身可充當(dāng)前半球預(yù)警系統(tǒng)，物美價(jià)廉。

光電預(yù)警系統(tǒng)

光電預(yù)警系統(tǒng)能夠提供飛機(jī)最后階段的可靠預(yù)警。雖然它無(wú)法像雷達(dá)預(yù)警接收器那樣在敵方導(dǎo)彈發(fā)射前便感知威脅，但能探測(cè)到導(dǎo)彈飛行過(guò)程中不可避免的摩擦熱，因而能對(duì)以無(wú)線電靜默方式飛行的導(dǎo)彈進(jìn)行警戒。老蘇-35、圖-95MS、蘇-24M便有這種裝置。如老蘇-35上的MAK-F（L-136）導(dǎo)彈來(lái)襲告警器，為設(shè)置于機(jī)背上的球狀物，內(nèi)有一個(gè)可360度旋轉(zhuǎn)的反射鏡，將目標(biāo)的紅外輻射反射到下方的傳感器上，借此警戒20千米內(nèi)之短程空空導(dǎo)彈（例如AIM-9）、33千米內(nèi)之中距空空導(dǎo)彈（例如AIM-7）、55千米內(nèi)之區(qū)域防空導(dǎo)彈（例如“愛國(guó)者”）或5.5千米內(nèi)之肩射防空導(dǎo)彈（例如“毒刺”）。

米格-35的OAR-U、OAR-L與SOLO

NII PP為米格-35研發(fā)了一套光電警戒方案，已經(jīng)具有“分布式孔徑光電系統(tǒng)”的雛型。米格-35的上下半球各由一個(gè)紅外式導(dǎo)彈來(lái)襲告警器負(fù)責(zé)，上半球是位于機(jī)背上的OAR-U，下半球的傳感器稱為OAR-L，裝設(shè)于左進(jìn)氣道下的保形吊艙。另外，在機(jī)翼兩端各有一組SOLO激光告警器，分別負(fù)責(zé)左、右半球。各傳感器的信息經(jīng)計(jì)算機(jī)整合后供中央信息系統(tǒng)使用。這套系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)來(lái)襲導(dǎo)彈及激光波束，并在一定距離內(nèi)測(cè)定威脅方位及導(dǎo)彈軌跡。

OAR-U與OAR-L導(dǎo)彈來(lái)襲告警器采用魚眼鏡頭設(shè)計(jì)，因此單一傳感器便能感應(yīng)±90度范圍（即半個(gè)球面），能于50千米外偵測(cè)到來(lái)襲導(dǎo)彈，這種警戒距離甚至超過(guò)了L波段導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)與小型X波段雷達(dá)！對(duì)于5千米內(nèi)之導(dǎo)彈能偵測(cè)其飛行軌跡與方位。SOLO激光告警器每組包含2個(gè)激光接收器，操作波段1 06微米、1.5-1.6微米，頻率小于10千赫，能偵測(cè)激光源的方位與頻率。

OAR-U與OAR-L分別負(fù)責(zé)上下半球，共同組成球狀預(yù)警視野，算是具備了“分布式孔徑光電系統(tǒng)”的雛型。之后Nll PP又推出了更完善的分布式孔徑系統(tǒng)，供蘇-35BM與米格-35之用。

首見于蘇-35S的分布孔徑光電系統(tǒng)

Nll PP之后推出了更完善的分布式光電探測(cè)器，官網(wǎng)甚至以“光電偵察系統(tǒng)”稱呼之。這種探測(cè)器由至少6個(gè)紅外成像儀與至少2組激光接收器構(gòu)成，構(gòu)建出球狀視野。

紅外成像儀操作在3-5微米波段，視野±45度，在6個(gè)（也可視需要增加）傳感器搭配下可構(gòu)成球狀視野。據(jù)官網(wǎng)資料，其用途為：

1）對(duì)球狀周圍成像；

2）自動(dòng)偵測(cè)空中目標(biāo)與導(dǎo)彈的紅外信號(hào)；

3）對(duì)空中目標(biāo)與導(dǎo)彈進(jìn)行識(shí)別與追蹤

4）區(qū)分威脅等級(jí)；

5）在多用途顯示器上顯示空中目標(biāo)與導(dǎo)彈，并通過(guò)語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出警告；

6）對(duì)空中目標(biāo)的定位誤差小于1度。

激光告警器位于機(jī)首兩側(cè)，各1對(duì)，分別負(fù)責(zé)左右半球。其主要偵測(cè)1-1.7微米、脈沖重復(fù)頻率0.1-100赫的激光波束，誤差小于5度。

這套系統(tǒng)類似美制F-35上的DAS（分布式孔徑系統(tǒng)），而不只是簡(jiǎn)單的導(dǎo)彈來(lái)襲告警器。例如，它能對(duì)球狀周圍進(jìn)行成像，從而用于近距離導(dǎo)航（如夜間降落時(shí)供飛行員觀察周邊）與近距空戰(zhàn)。由于目前美俄雙方都沒(méi)有詳細(xì)的數(shù)據(jù)，因此無(wú)法進(jìn)行比較。不過(guò)，如果由前視熱成像儀的參數(shù)來(lái)看，俄版DAS的陣列數(shù)可能較少，精度可能不如美制者。

需注意的是，米格-35所用的紅外傳感器包括2個(gè)分別負(fù)責(zé)上下半球的魚眼鏡頭，像差較大，而蘇-35S的6傳感器設(shè)計(jì)中每個(gè)只需負(fù)責(zé)±45度視野，甚至不同傳感器視野可能彼此交匯，精度很容易便超過(guò)米格-35所用者。合理推測(cè)蘇-35S的紅外預(yù)警系統(tǒng)最大偵測(cè)距離至少與米格-35同級(jí)，在50千米或以上，追蹤距離則應(yīng)超過(guò)5千米。就距離看，這已超過(guò)絕大多數(shù)的導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)，僅次于蘇-35S自身的lrbis-E雷達(dá)。

第四代光電系統(tǒng)

T-50的光電系統(tǒng)是UOMZ研發(fā)的“產(chǎn)品10IKS”，其包含10IKS-V前視光電探測(cè)器、10IKS-N對(duì)地攻擊吊艙、10IKS-U分布式光電傳感器以及10IKS-O光電防御系統(tǒng)。上述系統(tǒng)一開始就被視為統(tǒng)一系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并由一個(gè)處理系統(tǒng)整合處理。10IKS系統(tǒng)于2011年莫斯科航展上首次展出，但僅進(jìn)行展示，既沒(méi)有型錄也沒(méi)有說(shuō)明，我們至今只能由外觀結(jié)合相關(guān)信息進(jìn)行推估。

10IKS-U分布式傳感器

10IKS-U分布式傳感器不僅用途類似F-35的DAS，而且連外形都相似，應(yīng)是考慮了隱身因素。蘇-35S的分布式系統(tǒng)已經(jīng)擁有周圍成像、近戰(zhàn)探測(cè)、來(lái)襲導(dǎo)彈感測(cè)與追蹤、區(qū)分威脅等級(jí)、近距導(dǎo)航等用途。除傳感器陣列數(shù)較少之外，與DAS幾乎沒(méi)有區(qū)別。

10IKS-V前視光電探測(cè)器

前視光電探測(cè)器比UOMZ之前推出的OLS體形更大，而類似Nll PP研制的OLS-35。兩者的研制年代相近，前者無(wú)熱成像功能而后者有，因此后者略大可能與其熱成像功能有關(guān)。因此10IKS-V的體形暗示其應(yīng)是熱成像儀。在探測(cè)距離方面，OLS與OLS-35對(duì)采用最大軍用推力的雙發(fā)戰(zhàn)機(jī)探測(cè)距離分別是70（追擊）/40（迎面）千米與90/35千米。從紙面數(shù)據(jù)看，這與老蘇-35的52Sh類似，但經(jīng)詢問(wèn)得知.OLS的70/40千米是”保證探測(cè)距離”，若以52Sh的標(biāo)準(zhǔn)看，最大探測(cè)距離可達(dá)到140千米。而Nll PP的技術(shù)人員也表示，實(shí)測(cè)中曾捕捉到130千米外的目標(biāo)?？梢娺@兩款光電探測(cè)器的實(shí)際探測(cè)能力都超過(guò)紙面數(shù)據(jù)。

10IKS-N攻擊吊艙

10IKS-N攻擊吊艙的特點(diǎn)在于探測(cè)頭部分具有隱身幾何外形設(shè)計(jì)。其俯仰視野的變化完全在探測(cè)頭內(nèi)部完成，因此整個(gè)探測(cè)頭只繞主軸旋轉(zhuǎn)而不會(huì)有俯仰活動(dòng)，這樣便能盡可能保持隱身外形。

10IKS-O主動(dòng)光電防御系統(tǒng)

最有趣的當(dāng)屬10IKS-O。乍看之下它是一個(gè)透明球體，藉由可360度旋轉(zhuǎn)的反射鏡而獲取整個(gè)半球的操作范圍，與老蘇-35上用于導(dǎo)彈預(yù)警的MAK-F（L-136）系統(tǒng)設(shè)計(jì)類似，報(bào)導(dǎo)中也認(rèn)為它是全周界探測(cè)系統(tǒng)之一。但令人納悶的是，在這個(gè)全新設(shè)計(jì)的復(fù)合系統(tǒng)中，已經(jīng)有了可以凝視周圍的10IKS-U分布式系統(tǒng)，為何還要類似MAK-F的設(shè)計(jì)？此外，這個(gè)10IKS-O下方的處理系統(tǒng)不小，相當(dāng)于前視光電探測(cè)器，而MAK-F的處理系統(tǒng)只與光電球差不多大，因此相當(dāng)不尋常。

經(jīng)詢問(wèn)在場(chǎng)人員，101KS-O并不是預(yù)警系統(tǒng)，而是主動(dòng)防御系統(tǒng)！T-50將有兩個(gè)這樣的系統(tǒng)，一個(gè)位于駕駛艙后方，另一個(gè)則位于飛機(jī)下方。由此可見.T-50已將主動(dòng)光電防御系統(tǒng)納入設(shè)計(jì)之中。根據(jù)外形推測(cè)，該系統(tǒng)可能是在預(yù)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，以高能激光摧毀敵方導(dǎo)彈的光電導(dǎo)引頭，也可能本身同時(shí)也是一個(gè)類似前視光電探測(cè)器的精確探測(cè)裝置，能在預(yù)警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后進(jìn)行更精確的探測(cè)與測(cè)距，并引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊。

關(guān)于主動(dòng)光電防御系統(tǒng)的其他信息

其實(shí)在數(shù)年前，有關(guān)文2ce681ad6011db59718429c163c594d9獻(xiàn)便已點(diǎn)出第四代戰(zhàn)機(jī)將使用主動(dòng)光電預(yù)警系統(tǒng)，其是在被動(dòng)預(yù)警發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，主動(dòng)發(fā)射激光束照射目標(biāo)，并以機(jī)上裝備的角反射器陣列解讀回波以進(jìn)行精確定位。角反射器陣列能進(jìn)行極精確的定位，雖然飛機(jī)上的相關(guān)系統(tǒng)性能不明，但可由Nll PP的太空產(chǎn)品窺知一二。

Nll PP研制的一種稱為"Larets-（俄文”精美的珠寶盒”之意）的角反射器陣列定位裝置，用于衛(wèi)星間相互定位，經(jīng)其校正后的測(cè)距數(shù)據(jù)大約是在1000千米僅有1毫米的誤差！Nll PP以這種技術(shù)制作供精確定位的反射鏡陣列給”伽利略”導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星GIOVE-A（英制）與GIOVE-B（德制）使用。后來(lái)更推出一種口徑只有6厘米的球形反射鏡，經(jīng)其校正后在1000千米外更只有0.1毫米的誤差。采用類似技術(shù)的17厘米口徑、重7.5千克的“BLITs”納米衛(wèi)星，藉由對(duì)地精確測(cè)繪來(lái)預(yù)測(cè)地震。值得注意的是，俄方曾在實(shí)驗(yàn)用的蘇-27的兩翼翼尖掛載類似“Larets”的角反射器陣列進(jìn)行測(cè)試。以“Larets”的性能觀之，若類似系統(tǒng)供戰(zhàn)機(jī)用于對(duì)來(lái)襲導(dǎo)彈進(jìn)行精確定位，將能大幅提高未來(lái)戰(zhàn)機(jī)對(duì)導(dǎo)彈的反制能力，例如以空空導(dǎo)彈攔截來(lái)襲導(dǎo)彈等。