F-35闪电II----一场空中战斗的革命

F-35 Lightning II An Air Warfare Revolution

“飞机上的所有传感器都需要对准空间中的一个点,这样当飞行员看到雷达显示器时,他或她看到的是光电系统从地面上捕捉到的同一个地方,不管是分布式孔径系统还是光电瞄准系统都一样,” 唐.博林说。“我们正进行改进,理想的情况下,在飞机上安装一个更大的孔径系统[窗口后面的一个更大的孔径]可以获得更大的探测范围,无论是前视红外探测还是空对地武器的使用都一样。”他补充道:“我们必须保持在窗口的容积内,因为这拥有标志性的影响,但我们已经考虑在窗口后面换用更大的光圈来增加我们的有效范围。大孔径系统是美军和伙伴国家正在考虑纳入该计划后续发展阶段的众多不同项目之一。”

在F-35这样的隐形平台上,必须小心管理飞机的信号特征。安装了红外扫描与跟踪设备,飞机拥有一台无源红外传感器,除非使用激光,否则不会产生任何辐射。如果APG-81雷达探测到距离外的东西,飞行员可以使用红外扫描与跟踪模式将数据输入光电瞄准系统,并以高保真度被动跟踪接触,同时尽量减少射频能量的传输和飞机的特征信号。光电瞄准系统的红外扫描与跟踪装置使用万向节、惯性测量装置和快速转向镜来提供精确的稳定性。由于采用了独特的框架设计,红外扫描与跟踪装置的广域搜索能力与APG-81雷达相当,具有极高的扫描和转换率。

镶嵌面窗组件的后端显示了七块蓝宝石面窗中的三块。

展望未来的能力,唐博林告诉《AIR International》杂志:“光电瞄准系统是一款独特的系统,它能够执行红外扫描与跟踪扫描和传统的前视红外功能。它是首个实现这一要求的传感器。由于红外扫描与跟踪是光电瞄准系统的固有部分,我们一直在寻找为作战人员提供额外好处的方法。我们已经研究了将极快的红外扫描与跟踪的扫描量应用于红外地面运动目标指示器的可能性,该指示器利用了光电瞄准系统的低惯量万向节设计,以实现情报、监视和侦察(ISR:Intelligence, Surveillance and Reconnaissance)角色的独特应用。“光电瞄准系统是一款两层级维护系统,使维护人员能够在飞行线上进行维护使用内置测试功能,根据洛克希德马丁公司的说法,它是场线可更换部件。光电瞄准系统可以从其隔间内放下,以便维修人员可以更换其中15个的任何一个

2011年3月,光电瞄准系统开始在马里兰州帕塔克森特河海军航空站和加利福尼亚州爱德华兹空军基地的F-35任务系统飞机上展开飞行测试。2014年1月发布的《2013财年作战测试与评估总监年度报告》列出了飞行测试中发现的光电瞄准系统的缺陷。

首先是视线稳定性。在前视红外瞄准(TFLIR)指向其视野小部分位置上的错误被识别出来,并发现与万向节系统的工作方式有关。“我们已经能够解决这个问题,”凯西.康蒂尼说。

第二个问题是系统的稳定性,这需要F-35试飞员进行部件重新设置。据康蒂尼称,飞机任务系统在飞机在地面运行时遇到了稳定性问题。“这些问题通常通过重启系统来解决,因此洛克希德.马丁公司导弹和火控分部一支团队正在解决这个问题。

分配给佛罗里达州埃格林空军基地58FS中队的F-35A飞机上的光电瞄准系统镶嵌面窗口。

第三,光电瞄准系统在部分视野范围内未能满足目标识别范围、跟踪和稳定性要求。康蒂尼解释说:“这个问题在一定程度上与万向节控制的不稳定性有关,使得飞行员更难看到东西,但还必须考虑到大气条件对光电系统的影响。当你尝试在任何大气条件下进行测试时,你会得到不同的结果。问题的部分原因还在于飞行员了解他需要获得多少细节才能发出(目标)识别的呼叫。与他在计算机模型中的经历相比,他是否受过良好的训练,能够识别和辨认真正的目标?培训之所以重要,是因为它使飞行员有机会在不同的环境中飞行,并和用于分析的环境区分开来,而这些虚拟环境中的大多数都无法复制真实世界的环境。”

第四,图像质量差,跟踪稳定性差,目标精度差。“目标是确保飞行员能看到、跟踪和拖延目标。我们使用光电瞄准系统来获取目标的距离,然后传递由光电瞄准系统跟踪生成的GPS坐标。某些情况下,它工作得很好,但在系统视野的某些部分,它提供了错误的数据,万向节已知角度和飞机角度的平移之间出现了错误的设置。瞄准模块在系统中发生了偏差,产生了错误的GPS坐标。”

AN/AAQ-40光电瞄准系统的一对一和仰角组件。

洛克希德.马丁公司的导弹和火控分部的一支团队对万向节控制软件中发现的异常情况实施了解决方案,该软件在2012年底得到验证。唯一没有通过软件纠正的问题是需要更换硬件的“视景”模块。去年年底,F-35综合测试部队(ITF:Integrated Test Force)完成了武器投送精度测试,成功投放了GBU-12激光制导炸弹、GBU-31和GBU-32联合直接攻击弹药。

洛克希德.马丁公司的导弹和火控分部仍在开发红外搜索与跟踪的能力。Block 2B版本的能力有限,配置了Block 3版本软件的飞机将具有PR2硬件的初始处理能力和完整的红外搜索与跟踪能力。完成红外搜索与跟踪装置和飞行测试将是未来两年的重点。前视红外瞄准的所有其他功能都已经过全面测试,等待在F-35的Block 2B版本的作战测试阶段进行验证。