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“台风”歼击机的传感器

战斗机普遍装有多种传感器,如雷达、敌我识别系统、雷达预警接收器、红外系统等。这些传感器主要是用来探测、识别目标并对其分类,确定威胁目标的数目和部署情况;也可以确定目标的敌我属性,及其采用了进攻性还是防御性措施等。这些独立的传感器一般使用不同的显示器、生成独立的目标轨迹,往往会使需要处理的信息量急剧增加;而且多渠道的信息会造成混乱,增加目标识别的难度。

为了解决上述问题,特别是解决信息过载的问题,“台风”欧洲战斗机采用了传感器融合技术,使战机的综合战斗能力大于单个系统能力的简单叠加。这一技术可以根据传感器的性能特征和限制条件,为每个传感器提供的轨迹信息分配相应的权重,并自动将来自不同传感器的信息进行关联以生成一幅作战态势图。在“台风”战斗机的座舱中,飞行员可以看到与每个显示的目标轨迹相关的信息源。在物理结构上,座舱中的各个传感器通过STANAG 3910型光纤数据总线被集成到攻击识别系统(AIS)之中。

如果把传感器看作飞机的耳目,传感器融合就是“大脑”,可为“台风”战斗机飞行员提供前所未有的态势感知能力。

“捕捉者”雷达

“捕捉者”(Captor)雷达是“台风”战斗机上最主要的探测器。这种多模脉冲多普勒雷达工作在I/J波段,频率为8~12吉赫。该型雷达原称作ECR90,是BAE系统公司于1989年3月,在原来“海鹞”FA,2战斗机的“蓝雌狐”雷达的基础上研制而成的。在开发过程中,设计小组认为第一代电扫描雷达技术尚不成熟,而“最后一代机械扫描雷达”技术相对来说要成熟得多,因此,“捕捉者”雷达选用了传统的有槽机械式70厘米平面阵列,但采用先进技术大大提升了性能,兼有传统机械扫描雷达和先进电扫描雷达的优点。

“捕捉者”雷达的功率是波音F/A-18D“大黄蜂”战斗机AN/APG-65F雷达的2倍,在搜索和跟踪距离方面表现出色。它采用了多国联合制造方式和模块化设计方法,使用了61个可在车间更换的部件和6个可在外场更换的部件,更易于维护。“捕捉者”采用先进的行波管技术,可有效对抗各种主动和被动干扰,对目标和地面杂波具有较强的分辨能力。该雷达集成了敌我识别系统,包括1部问答器和1台先进的S模式异频雷达收发机。

  

该雷达的低惯性天线由一个快速,大功率驱动系统驱动,采用4个钐钴电子伺服器,可使雷达更为灵活地进行空地和空空交叉扫描。该雷达在扫描过程中可自动选择脉冲重复频率,然后自动跟踪、识别并确定威胁优先级。该雷达具有3个独立的数据处理通道,可同时以不同的模式工作。该雷达的信号一般与其他传感器的信息显示在同一个战术态势显示器上,但也可以显示在座舱内的2个多功能显示屏上,为飞行员提供飞机的三维态势图。这种方式比标注高度数据的方式更易于理解。

该雷达的研发过程非常迅速和顺利,最早安装在BAC 111运输机上,尔后又加装到“台风”战斗机1997年首飞的第4和第5架原型机上,可靠性、性能都得到了认可。有报道称,该雷达的视场宽度为120°~140°,对战斗机和运输机的探测距离分别为86海里、162海里,可以同时跟踪20个目标、定位6个目标。

“台风”欧洲战斗机早期具备的初始作战能力强调全面的空对空作战能力,包括多目标跟踪、突袭分析、非协同作战条件下的目标识别以及近距离作战模式,并可以通过改进软件来增添新功能。达到完全作战能力的飞机还将具备空对地作战模式,包括多普勒波束锐化地面成像功能,可为导航和定位提供分辨率3英尺(1米)的地面图像。在侦察和识别地面移动目标时,采用合成孔径雷达地面成像和地形规避模式,分辨率可达1英尺(0,3米)。

虽然有源电扫描阵列(AESA)雷达的可靠性高、寿命周期成本低,但通常比传统机械扫描雷达重量大,需要更多的冷却和增压设备,而且单个收发模块很难达到传统雷达的输出功率。另外,传统雷达在电子干扰条件下更具优势。因此“台风”战斗机选用了传统雷达。但是,改进后的“台风”欧洲战斗机将加装AESA雷达天线。2006年2月,欧洲雷达组织试飞了安装Captor有源电扫描阵列雷达(CAESAR)样机的战斗机,并进行了一系列演示验证。

防御辅助子系统

雷达是早期“台风”欧洲战斗机上唯一的传感器,第二批生产的飞机具备了初步的传感器数据融合功能,可提供“防御辅助子系统”(DASS)。该系统使用飞机左舷翼端整流装置和机身上的天线,可在飞机周围实现360。球面覆盖,功率覆盖范围为100兆赫~10吉赫。

高度模块化的“防御辅助子系统”集成了先进的威胁告警系统和主动抗干扰技术,可快速更新威胁分析数据库,具备全自动化的识别、确认、优先级确定和威胁定位、抗干扰等功能,并依据威胁的特征单独、先后或同时使用金属箔条、发光弹、诱骗等电子对抗手段。“防御辅助子系统”有一个宽带雷达告警接收机与电子支援系统,可对电子发射系统进行快速扫描,并进行连续三角测量定位(定位角精度高于一维方式),测量距离超过54海里。电子支援子系统可分析任何探测到的信号,确定发射器,根据波长、脉冲重复频率、扫描制式等进行分类,向飞行员提供告警并确定威胁优先级,提示需要采取的电子对抗措施。

电子对抗系统可与电子支援系统完全集成、提供相同的空间和频率覆盖范围。它集成有金属箔条和闪光诱标投射系统,可提供机载式和投掷式干扰功能。它在左舷机翼端吊舱中安装自主式干扰单元,在右舷安装Elettronica公司的诱骗干扰器,意大利飞机上加装的干扰器名为“斗鸡眼”(Cross Eye),英国飞机上加装的是一次性拖曳式雷达诱骗机。这些干扰器系在100米凯夫拉纤维缆线的末端,通过光纤连接到机载信号发生器上。右舷机翼端吊舱也可加装“斗鸡眼”干扰器和一个拖曳式雷达诱骗机。所有的“台风”欧洲战斗机(除了德国空军的飞机外),都有望加装拖曳式雷达诱骗系统。

在“台风”战斗机的机翼前端和尾部整流锥上,集成了一整套导弹逼近告警系统。该系统以BAE系统公司的PVS2000为基础,采用了脉冲多普勒毫米波雷达单元,在翼根部和垂直尾翼根部的后缘加装了天线屏蔽单元(德国和澳大利亚的飞机上没有)。在采用导弹逼近告警系统之前使用的是被动式紫外线传感器。

“防御辅助子系统”的所有功能将逐步实现,频率范围将逐步得以扩展,早期使用的简易系统从第5批次开始被更换。从第5批次开始,英国飞机加装了Selex传感器和机载设备公司的激光告警接收机,2个传感器安装在前机身两侧,1个传感器安装在机尾下部。西班牙正在考虑购买该系统。“台风”欧洲战斗机还在外翼下的导弹发射导轨上,加装了2部萨伯技术公司的金属箔条和闪光弹环形投射系统;在内侧的作动器整流罩上有2个金属箔条和闪光弹投射系统,后者可以携带16个红外诱骗闪光弹,按照编程顺序投放。

被动式红外机载跟踪设备

随着夜间行动的增加,战斗机对前视红外设备的应用越来越多。“台风”欧洲战斗机采用的集成式前视红外/红外搜索跟踪系统(FLlR/lRST),是EuroFIRST公司的“被动式红外机载跟踪设备”(PIRATE,也译为“海盗”系统)。该设备安装在座舱挡风玻璃左侧的凸起整流罩中,和双波段(3~5、8~11微米)的电荷耦合器件前视红外相机安装在一起。该相机有扫描和成像两种工作模式。

前视红外在某些方面与无辐射的光电雷达一样,可探测和精确定位目标,图像处理速度达2400万像素/秒;并可将最终的目标轨迹输入到航空信息系统中,与其他传感器的输出数据进行融合。在进行搜索时,红外搜索跟踪系统可以跟踪多种目标,动态测距、识别单一目标及确定目标的优先级,搜索范围达80海里、识别距离达19-22海里。被动式红外机载跟踪设备可对地面指定目标进行成像和跟踪,并在平视显示器或飞行员头盔上,利用有源阵列液晶显示器显示图像,用以辅助飞行和着陆。

“台风”欧洲战斗机实现目标定位最终还要依靠“多功能信息分发系统”(MIDS)的低容量终端。作为“台风”战斗机的数据传输通道,MIDS最多可以在8架战斗机、1架预警机与地基空战中心之间实现信息交换和共享。来自飞机雷达、防御辅助子系统和被动式红外机载跟踪设备的信息,可与其他任何传感器的数据进行融合,并配上标识后显示在座舱的显示屏上。平视显示器下有一个分离的专用数据信息通道,并在右侧遮光板上有一个告警面板。

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