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详细分析:“F-35”综合航电系统及隐身性能

时间:11-15 00:00 阅读:229次 转载来源:战略前沿技术

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来源:雷达通信电子战(RadarCommEW)

作者:RadarCommEW

分布式孔径系统(DAS)

Distributed Aperture System(DAS)的AN/AAQ-37系统由6个光电传感器组成,共可观看570度,重叠以提供360度的全方位观测。它们位置的摆放使得飞机的任何部分都不会遮挡360度观测视野。DAS提供导弹和飞机的自动检测、跟踪和告警,并将图像整合到头盔显示(HMD)。

每个孔径都与综合核心处理器(ICP)互联,ICP运行软件算法,生成带地理标记威胁报告和图像,然后转发到HMD或驾驶舱显示屏。DAS能够检测移动目标,并可在1300公里外检测到弹道导弹的发射以及坦克的射击,ICP的强大处理能力允许DAS同时跟踪数千个目标。

头盔显示系统(HMDS)

Helmet Mounted Display System(HMDS)可显示飞行员完成任务需要的所有信息:空速,航向,高度,瞄准信息和告警。这些信息显示在头盔的面罩上,而不是传统的平板显示器。

此外,F-35的DAS可以将飞机周围安装的六个红外摄像机的实时图像传到头盔,从而允许飞行员“看穿”机身。头盔还通过使用集成的摄像头为飞行员提供夜视功能,这是由于它的红外成像(FLIR)对亮度不敏感,从而给了飞行员特殊的态势感知。

由于对精度要求高,HMD对每个飞行员都定制了与其头形匹配的显示器。HMD和DAS与新一代“大离轴发射”导弹的配合也非常好,该导弹可以在飞机90度爬升时还可以进行瞄准和发射,具有发射后锁定的特点。

光电瞄准系统(EOTS)

Electro-Optical Targeting System(EOTS)的AN / AAQ-40系统结合了红外成像和红外搜索、跟踪,具有激光指示功能,激光具有空对空和空对地跟踪红外成像,宽域IRST,并且可以生成地理坐标以支持GPS制导武器。

它最初能够将静止图像分享给部队,通用数据链(CDL)将允许生成的视频信号通过网络发送给地面部队,甚至可以控制摄像机指向的位置,指向飞行员想要瞄准的地方。这个功能计划在Block 4中,还有一些其他项目旨在促进地面部队和CAS之间的这种互动。EOTS的作用距离很远,能够分辨50英里外的一家酒店的窗户。

有源相控阵雷达(AN/APG-81)

APG-81雷达是具有1676个T/R组件的有源电子扫描阵列(AESA)雷达,比无源电子扫描阵列(PESA)雷达更先进,特别是与ICP的整合。

APG-81雷达可以跟踪更多的飞机,绘制高分辨率SAR图像,并进行自动目标识别 (ATR),还可以通过ISAR来检测和识别海面目标。采用无源双站检测技术,与ASQ-239的配合来干扰对方雷达。

APG-81可以在LPI / LPD模式下使用,使用不同的频率扫描(跳频技术),快速开机以避免被检测到,或者可以采用“闭环跟踪”,在检测到飞机后只用最小的功率来跟踪飞机,还可以使用非合作目标识别技术来匹配出机型从而进行识别和分析。

电子战系统(AN/ASQ-239)

虽然大多数飞机携带电子战干扰吊舱,但F-35从一开始就是为了一体化而设计的,不仅能够与飞机内的其他部分(如APG-81)联合工作,还能通过战术数据链(MADL)和其他F-35联合进行电子战行动。

ASQ-239是F-22的ALR-94的改进型号(被描述为F-22上最复杂最昂贵的航电设备),ASQ-239的可靠性是其两倍,而成本却只有它的四分之一,还将F-22上的30个传感器减少到10个。它曾已经展示过检测和干扰F-22雷达的能力。

ASQ-239系统的10个4种波段的低可探测概率共形天线单元被嵌入F-35主翼的前、后缘和尾翼的后缘之中,提供360度全向全频段射频信号监视和收集的功能。BAE采用高度综合一体化的设计手段使得ASQ-239系统的电子战共形天线的数量大幅减少,仅为F-22天线数量的1/3,降低了电子战天线阵列对于飞机隐身性能的影响。

有报道称,ASQ-239对射频信号探测的有效作用范围可达482.80千米(超过ALQ-94),并可在217.26千米的距离上对敌方射频传感器进行精确定位,其坐标定位精度足以引导HARM高速反辐射导弹对敌方射频信号辐射源进行攻击。

一旦敌机打开射频传感器,ASQ-239就能捕捉到此电磁波辐射源,并对其进行识别跟踪、确定工作模式、并精确测定其雷达主波束入射方位角和俯仰角,以对其空间位置坐标定位,为APG-81提供敌机的精确方位指示。这样,APG-81就可以采用针状窄波束对所指示的方向进行精确扫描。这样既减小了被截获概率,又提高了雷达的主动搜索效率。

ASQ-239系统能够同时处理空对空和空对地的电子战任务,可直接对敌方空中和地面的目标进行准确地辨认、定位、跟踪和打击。能够引导反辐射导弹、AIM-120空空导弹以及将来的联合双任务双射程导弹(JDRADM) 。

通信、导航和信息系统(CNI)

CNI系统采用软件无线电(SDR)技术,使用可重新配置的RF硬件和计算机处理器软件来运行产生所需波形,管理超过27种不同的波形。其中一种新的波形就是为F-35开发的多功能高级数据链路(MADL),它具有非常高的数据传输速率,并且很难被截获和干扰,使飞机可以进行“隐身”通讯,并以菊花链的方式联系大量节点的其他F-35。

F-35还具有低可检测性能Link-16的全套通讯,它可以共享信息给另一架飞机,增强他们的态势感知能力,这就让一架已经耗费弹药的F-35可以继续作为预警机,执行网络中心战。

当F-35检测到一枚弹道导弹,它可以把这些信息发送给一艘可以用F-35的目标数据来发射SM-6导弹的舰船,从而扩大“宙斯盾”系统的射程,或者提供地理坐标数据给某个地方的车辆,以及炮兵的炮弹/火箭或导弹(例如战斧)等。通过机载有源雷达,其通信系统可以快速地发送或接收大量的数据。 

综合核心处理器(ICP)

F-35的核心是计算机系统,这是奖每个系统收集的所有信息汇集在一起并整合后呈现给飞行员的地方。这个计算机系统被设计成非常容易升级和更新,电力系统也被设计可以处理未来的负载以及使用光纤来实现高数据传输速率。

F-35的隐身性能

据报道,F-35的雷达散射面积(RCS)在0.006m2到0.001m2(-30 dBsm),但是从2005年开始,有新的评论显示F-35的RCS是小于F-22的。小的RCS使得它的被侦测距离大大缩短,从而减少敌人的反应时间。

假如RCS约0.1m2的F/A-18E/F在100nm(海里)处检测到,那么F-35将在25nm处才会被检测到。F-35在被发现范围之外飞行,能够“先看,先开枪,先杀人”,从而确立了F-35战机的主动性。

RCS还与将雷达阻塞所需的干扰功率成正比。这意味着当RCS减小到原来的1/100时,所需的干扰功率降低到原来的1/100便可达到相同的效果。换句话说,如果一架隐形飞机需要一个10KW的干扰机,一个传统的飞机将需要10MW或更大功率的干扰机才可实现被发现距离相同。

如果干扰能力保持不变,那么烧穿距离将减少10倍,也就是说隐形飞机(RCS = 0.001m2)与传统飞机(RCS = 0.1m2)相比,可以获得10倍的威胁。意味着使对方雷达可以从400公里的距离看到传统飞机的干扰功率,便可让雷达要到40公里范围内才可看到隐身飞机。

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