F35戰(zhàn)斗機(jī)多維傳感器融合技術(shù)解析

第五代戰(zhàn)斗機(jī)的定義不僅是隱身，還有傳感器融合和數(shù)據(jù)共享。反過(guò)來(lái)，隱身是通過(guò)減少雷達(dá)探測(cè)、紅外特征掩蔽、視覺(jué)掩蔽和無(wú)線(xiàn)電信號(hào)減少來(lái)提供的。

試飛員展示的第一個(gè)系統(tǒng)是EOTS，這是與AN/APG-81 AESA（有源電子掃描陣列）雷達(dá)一起最重要的傳感器。EOTS代表光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，由兩個(gè)子系統(tǒng)組成，TFLIR（瞄準(zhǔn)前視紅外）和DAS（分布式孔徑系統(tǒng)）。有趣的是，在洛克希德馬丁公司，諾斯羅普格魯曼公司和F-35官方網(wǎng)站上，EOTS和DAS被描述為單獨(dú)的系統(tǒng)，TFLIR是EOTS使用的攝像機(jī)之一（其他是CCD-TV攝像機(jī)和激光）。這似乎也被具有兩個(gè)獨(dú)立官方名稱(chēng)AAQ-40 EOTS和AAQ-37 DAS的系統(tǒng)所證實(shí)。這些系統(tǒng)與APG-81雷達(dá)一起，使飛行員能夠在白天和黑夜以及所有天氣條件下定位，跟蹤和瞄準(zhǔn)敵機(jī)，地面車(chē)輛或任何其他目標(biāo)。

EOTS，或視頻中提到的TFLIR（瞄準(zhǔn)前視紅外），相當(dāng)于傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)外部攜帶的傳統(tǒng)瞄準(zhǔn)吊艙。在這種情況下，該系統(tǒng)由洛克希德馬丁公司從狙擊手XR（擴(kuò)展范圍）瞄準(zhǔn)吊艙開(kāi)發(fā)并集成到機(jī)身中，作為緊湊型解決方案安裝在機(jī)頭下方，可最大限度地減少雷達(dá)信號(hào)或雷達(dá)橫截面和空氣阻力。飛行員可以使用它來(lái)目視獲取目標(biāo)并在激光瞄準(zhǔn)模式下自主使用武器，甚至可以在激光點(diǎn)跟蹤模式下檢測(cè)地面上其他飛機(jī)或部隊(duì)猛擊的目標(biāo)。正如洛克希德馬丁公司所說(shuō)，F(xiàn)-35計(jì)劃接收新版本的EOTS：“先進(jìn)的EOTS，一種進(jìn)化的光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，可用于F-35的Block 4開(kāi)發(fā)。高級(jí)EOTS旨在取代EOTS，包含廣泛的增強(qiáng)和升級(jí)，包括短波紅外，高清電視，紅外標(biāo)記和改進(jìn)的圖像探測(cè)器分辨率。這些增強(qiáng)功能增加了F-35飛行員的識(shí)別和探測(cè)范圍，從而實(shí)現(xiàn)了更高的整體瞄準(zhǔn)性能。

F-35和其他隱形飛機(jī)沒(méi)有（或極小）雷達(dá)橫截面（RCS），但它們確實(shí)具有紅外信號(hào)。這意味著它們?nèi)菀资艿叫⌒?，快速的非隱形飛機(jī)的攻擊，這些飛機(jī)利用低可觀(guān)測(cè)涂層，沒(méi)有無(wú)線(xiàn)電通信，沒(méi)有雷達(dá)（因此RCS有限，電磁輻射幾乎為零），并使用其IRST傳感器，高速計(jì)算機(jī)和干涉測(cè)量來(lái)地理定位敵方雷達(dá)躲避飛機(jī)。

另一個(gè)也是最具創(chuàng)新性的子系統(tǒng)是分布式孔徑系統(tǒng)，這是一個(gè)由飛機(jī)周?chē)牧鶄€(gè)攝像頭組成的網(wǎng)絡(luò)，為飛行員提供360度視野，由于投射到頭盔遮陽(yáng)板上的圖像，他也能夠穿透飛機(jī)結(jié)構(gòu)。由諾斯羅普·格魯曼公司生產(chǎn)的DAS設(shè)計(jì)用于導(dǎo)彈進(jìn)近警告?zhèn)鞲衅鳎∕AWS），紅外搜索和跟蹤（IRST）傳感器以及導(dǎo)航前視紅外（NAVFLIR）。使用更簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)，該系統(tǒng)可以警告飛行員來(lái)襲的飛機(jī)和導(dǎo)彈威脅，提供日/夜視和額外的目標(biāo)指定和火控能力。在測(cè)試期間，該系統(tǒng)能夠探測(cè)，跟蹤和瞄準(zhǔn)快速連續(xù)發(fā)射的五枚彈道導(dǎo)彈，甚至能夠探測(cè)和定位在實(shí)彈軍事演習(xí)中發(fā)射的坦克。與EOTS一樣，DAS正在接受升級(jí)，這將進(jìn)一步增強(qiáng)其功能。

頭盔現(xiàn)在是他的第三代，是飛機(jī)的組成部分，也是飛行員的附加傳感器。這些圖像由兩臺(tái)投影儀生成，然后顯示在內(nèi)遮陽(yáng)板上，可以包括DAS圖像，飛行關(guān)鍵信息（如速度，方向和高度），戰(zhàn)術(shù)信息（如目標(biāo)，友軍飛機(jī)，導(dǎo)航航點(diǎn)）和夜視。在不丟失列出的圖像和符號(hào)系統(tǒng)的情況下使用夜視的可能性是這款頭盔引入的最大創(chuàng)新之一。直到今天，正如威爾遜所指出的，在夜間行動(dòng)中，美國(guó)飛行員不得不在NVG（夜視谷歌）和JHMCS（聯(lián)合頭盔安裝提示系統(tǒng)）之間進(jìn)行選擇，因?yàn)镹VG需要安裝在眼睛前方幾厘米處，并且會(huì)干擾遮陽(yáng)板，沒(méi)有空間投射符號(hào)系統(tǒng)。今天可以為數(shù)不多的可以同時(shí)使用夜視和HMD符號(hào)系統(tǒng)的頭盔是歐洲戰(zhàn)斗機(jī)臺(tái)風(fēng)的頭盔安裝符號(hào)系統(tǒng)（HMSS）和Scorpion HMCS（頭盔安裝提示系統(tǒng)）。后者已經(jīng)被A-3飛行員和ANG F-10飛行員使用，計(jì)劃集成到F-16上，以充分利用AIM-22X空對(duì)空導(dǎo)彈的離軸瞄準(zhǔn)和發(fā)射能力。

繼續(xù)介紹武器站。F-35A有一個(gè)內(nèi)部四管25毫米GAU-22 / A加農(nóng)炮和兩個(gè)武器艙，每個(gè)武器艙能夠攜帶一種空對(duì)空武器和一種空對(duì)地武器，高達(dá)2000磅的彈頭或兩種空對(duì)空武器。在所謂的“野獸模式”中，當(dāng)不需要隱身時(shí)，F(xiàn)-35可以在每個(gè)機(jī)翼下使用3個(gè)武器站：內(nèi)站用于負(fù)載高達(dá)5000磅，中板站用于負(fù)載高達(dá)2000磅，外站僅用于空對(duì)空導(dǎo)彈。

最后一個(gè)重要的航空電子系統(tǒng)是MATL（多功能高級(jí)數(shù)據(jù)鏈），這是一種安全的數(shù)據(jù)鏈，允許F-35相互通信或與其他平臺(tái)使用相同技術(shù)進(jìn)行通信，如B-2轟炸機(jī)和配備AEGIS戰(zhàn)斗系統(tǒng)的艦船。正如威爾遜所說(shuō)，MADL提高了F-35編隊(duì)的能力，共享每架飛機(jī)的傳感器和數(shù)據(jù)，以創(chuàng)造更大的態(tài)勢(shì)感知，就像敘利亞的F-22一樣。F-35還具有Link-16數(shù)據(jù)鏈，可與其他未配備MADL的傳統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行通信，執(zhí)行上一代平臺(tái)的“增強(qiáng)器”功能。

聯(lián)合頭盔安裝提示系統(tǒng)

根據(jù)歐洲戰(zhàn)斗機(jī)提供的數(shù)據(jù)，臺(tái)風(fēng)的HMSS比最常見(jiàn)的戰(zhàn)斗機(jī)頭盔具有更低的延遲，更高的清晰度，改進(jìn)的符號(hào)系統(tǒng)和夜視功能，即美國(guó)JHMCS（聯(lián)合頭盔安裝提示系統(tǒng)），裝備所有美國(guó)武裝部隊(duì)的F-16，F(xiàn)-18和F-15噴氣式飛機(jī)，并在90年代末投入使用。

相當(dāng)“顛簸”的HMSS（以及JHMCS，DASH，Striker等）通過(guò)視線(xiàn)圖像提供必要的飛行和武器瞄準(zhǔn)信息，使臺(tái)風(fēng)在空對(duì)空交戰(zhàn)中相當(dāng)致命。

值得注意的是，在最近的阿拉斯加紅旗比賽中與德國(guó)同事在臺(tái)風(fēng)中混戰(zhàn)的美國(guó)F-22飛行員目前沒(méi)有配備頭盔顯示器。

信息（包括飛機(jī)的空速，高度，武器狀態(tài)，瞄準(zhǔn)等）投射在臺(tái)風(fēng)的遮陽(yáng)板上，HEA - 頭盔設(shè)備組件 - 使飛行員能夠向任何方向看，所有必需的數(shù)據(jù)始終在他的視野中。JHMCS（聯(lián)合頭盔提示系統(tǒng)）是一個(gè)多角色系統(tǒng)，可增強(qiáng)飛行員的態(tài)勢(shì)感知能力，并提供對(duì)飛機(jī)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和傳感器的頭部控制。頭盔可以用于空對(duì)空任務(wù)，與AIM-9X導(dǎo)彈相結(jié)合，作為高離軸（HOBS）系統(tǒng)，使飛行員只需將頭指向目標(biāo)來(lái)引導(dǎo)武器，就可以提示機(jī)載武器對(duì)抗敵機(jī)。在空對(duì)地作用中，JHMCS可以與目標(biāo)傳感器（雷達(dá)，F(xiàn)LIR等）和“智能武器”結(jié)合使用，以準(zhǔn)確和精確地攻擊水面目標(biāo)。

蝎子頭盔提示系統(tǒng)

守護(hù)者閃電戰(zhàn)行動(dòng)為疣豬飛行員提供了在利用NVG（夜視鏡）的同時(shí)進(jìn)行基本水面攻擊（BSA），近距離空中支援（CAS）和夜間飛行行動(dòng)訓(xùn)練的機(jī)會(huì)，以及在埃文公園空軍靶場(chǎng)（APAFR）發(fā)射標(biāo)志性的GAU-8 / A復(fù)仇者加特林槍?zhuān)@是一個(gè)位于佛羅里達(dá)州中部的106，000英畝轟炸靶場(chǎng)。

這是今年第二次從韋恩堡出發(fā)的A-10部署到佛羅里達(dá)進(jìn)行瓜迪納閃電戰(zhàn)：第一次是在<>月底。

由GentexVisionix開(kāi)發(fā)的Scorpion是一種基于單片眼鏡的系統(tǒng)，可以應(yīng)用于各種頭盔外殼，只需要一個(gè)小型接口控制單元和一個(gè)安裝在駕駛艙內(nèi)的磁性傳感器。它提供全彩色、動(dòng)態(tài)的飛行和任務(wù)數(shù)據(jù)，通過(guò)大視場(chǎng)、完全透明、堅(jiān)固的光波導(dǎo)組件直接安全地投射到機(jī)組人員的視線(xiàn)中。此功能允許用戶(hù)保持抬頭和眼睛在駕駛艙外，并大大增強(qiáng)了實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知（SA）。

Scorpion（全彩色頭盔提示系統(tǒng)，視野為26° x 20°）與飛機(jī)的航空電子設(shè)備完全集成，不需要航空電子設(shè)備艙集成，并且能夠提供指定點(diǎn)的GPS坐標(biāo)以進(jìn)行瞄準(zhǔn)或移交給其他平臺(tái)。

安裝簡(jiǎn)單。Scorpion系統(tǒng)具有一個(gè)能夠輕松安裝在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)的組件 - 接口控制單元（ICU）。

更具體地說(shuō)：

通過(guò)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行所有系統(tǒng)控制（或者控制面板可用于系統(tǒng)控制）

一個(gè)可安裝在側(cè)控制臺(tái) DZUS 導(dǎo)軌支架中的 LRU

慣性光混合跟蹤器無(wú)需映射

通過(guò)以太網(wǎng)或 MIL-STD-1553B 的系統(tǒng)接口

系統(tǒng)提供大小高達(dá) 128 GB 的數(shù)據(jù)傳輸盒

Scorpion是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，允許每個(gè)飛行員創(chuàng)建自己的駕駛艙，從各種Scorpion功能中進(jìn)行選擇，允許對(duì)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化和優(yōu)先級(jí)排序：

飛行員無(wú)需在飛機(jī)儀表和顯示器中連續(xù)掃描和解釋所有“低頭”數(shù)據(jù)。飛行員可以在虛擬平視顯示器 （HUD） 中獲得所有必要的數(shù)據(jù)，該顯示器具有 360? x 360? 的共形彩色符號(hào)系統(tǒng)，疊加在“現(xiàn)實(shí)世界”上。

符號(hào)由集成商編程，并在啟動(dòng)時(shí)由飛機(jī)任務(wù)系統(tǒng)下載

集成器定義放置符號(hào)或?qū)崟r(shí)視頻的時(shí)間和位置。

視頻和符號(hào)都可以縮放。只需定義一個(gè)符號(hào)，然后動(dòng)態(tài)擴(kuò)展或縮小。

放置可以位于以下四個(gè)坐標(biāo)系中的任何一個(gè)：

地球（緯度、緯度、替代）

飛機(jī)（方位角、仰角、橫滾）

駕駛艙（X，Y，Z相對(duì)于設(shè)計(jì)眼）

頭盔（相對(duì)于頭盔孔瞄準(zhǔn)具的方位角、仰角和滾動(dòng)）

Scorpion顯示模塊（SDM）體積小，不會(huì)給飛行員的頭部帶來(lái)明顯的額外重量負(fù)擔(dān)，在不需要時(shí)可以翻轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。

頭盔支持完整的晝夜過(guò)渡任務(wù)，如短視頻所示，在此期間，您可以看到飛行員在沒(méi)有NVG的情況下在黃昏起飛，然后使用護(hù)目鏡飛行部分出擊（蝎子與AN/AVS-9 NVG和全景夜視鏡兼容 - PNVG）。有趣的是，頭盔系統(tǒng)在NVG連接/分離期間繼續(xù)提供類(lèi)似HUD的符號(hào)系統(tǒng)和視頻（例如點(diǎn)播傳感器紅外視頻）饋送。

內(nèi)部 25 毫米加農(nóng)炮

美國(guó)空軍在訓(xùn)練活動(dòng)后發(fā)布的鏡頭特別有趣，因?yàn)樗鼈冿@示了內(nèi)部火炮在工作：GAU-22槍隱藏在封閉的門(mén)后，以減少飛機(jī)的RCS（雷達(dá)橫截面）并保持隱身，直到扣動(dòng)扳機(jī)。

F-35的GAU-22/A基于經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的GAU-12/A 25毫米加農(nóng)炮，用于A(yíng)V-8B鷂式，LAV-AD兩棲車(chē)輛和AC-130U武裝直升機(jī)，但比其前身少了一個(gè)槍管。這意味著它更輕，可以安裝在F-35A進(jìn)氣口上方的左肩上。該槍可以以每分鐘約3，300發(fā)的速度發(fā)射：考慮到A型號(hào)只能容納181發(fā)子彈，這相當(dāng)于連續(xù)4秒的連發(fā)，或者更現(xiàn)實(shí)的是，多個(gè)短發(fā)。

F-35 GAU-22/A炮在過(guò)去幾年中一直是最具爭(zhēng)議的話(huà)題之一：不僅有人批評(píng)聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)的火炮只能容納181發(fā)25毫米子彈，比A-10雷電的GAU-8/A復(fù)仇者少，可以容納大約1，174發(fā)30毫米子彈，而且由于2017財(cái)年報(bào)告中報(bào)告的“長(zhǎng)而向右瞄準(zhǔn)偏差”，其準(zhǔn)確性也存在爭(zhēng)議。由操作測(cè)試和評(píng)估主任辦公室（DOT&E）提供。目前尚不清楚準(zhǔn)確性問(wèn)題是否已完全解決。

值得注意的是，訓(xùn)練出擊是在飛機(jī)攜帶兩個(gè)外部掛架（帶有一枚惰性AIM-9X響尾蛇空對(duì)空導(dǎo)彈）的情況下飛行的。

雖然F-35A將配備嵌入式GAU-22 / A火炮，但B（STOVL - 短距起飛垂直著陸）和C（CV - 航母變體）變體將其攜帶在能夠容納220發(fā)子彈的外部吊艙內(nèi)。

根據(jù)第 388 FW 的網(wǎng)站，“裝載和發(fā)射大炮是第 388 和第 419 FW 中飛行員尚未展示的少數(shù)能力之一。F-35A的內(nèi)部機(jī)炮使飛機(jī)能夠保持對(duì)空中對(duì)手的隱身性，并更準(zhǔn)確地向地面目標(biāo)射擊，為飛行員提供更大的戰(zhàn)術(shù)靈活性。

編輯：黃飛

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