【時事軍事】F-22未來升級 可捕捉敵隱身飛機

【大紀元2022年01月27日訊】今日社會,武器和軍隊作用,被賦予比殺戮更深的意義。強大的軍力,往往用作威懾,維持世界和平,及人類安全。戰爭,雖然變得隱蔽,但從未停止。【時事軍事】帶您到最前面,看清正邪之爭的細節和真相。

美國空軍將為F-22猛禽空中優勢隱身戰鬥機增加紅外搜索和跟蹤傳感器(IRST)。根據先進戰術戰鬥機(ATF)計劃,F-22設計之初曾考慮的一項重要功能,就是具備對遠距離空中目標,包括各種飛機、導彈特別是隱身飛機的全被動紅外探測、跟蹤能力。但是由於技術、周期和經費等多種原因而擱置,這一擱就是20多年。

1月13日,美國空軍風險投資機構(AFVentures)在其小企業創新研究(SBIR)網頁上發布公告,美國空軍正在尋求一系列F-22戰鬥機的升級改造計劃。這些升級計劃涉及14個潛在的改進項目,包括集成泰雷茲公司的蠍子頭盔顯示與武器提示系統、遠程紅外搜索與跟蹤傳感器、先進吊艙、有人/無人協同編隊能力、自主式飛行員輔助系統、替代GPS的導航系統、威脅模擬、攔截優化算法、網絡入侵的檢測與預防、預測性維護、合成數據生成、傳感器融合、改進傳感系統和實時匯報。

在F-22服役最初的十年,雷達隱身的戰鬥空間被F-22獨霸,空中沒有隱身對手。隨著美國空軍總體上將注意力越來越多地轉向中俄構成的各種高端威脅,特別是中俄所謂第五代隱身戰鬥機殲-20和蘇-57出現以後,紅外探測功能越來越被認為是一種關鍵的傳感能力,它可以避開隱身戰鬥機對雷達探測系統的欺騙,使其無所遁形。

F-22急需填補紅外探測功能的缺失,並使它與其它傳感器主要是有源相控陣雷達相融合,以提供戰場空間的整體畫面。美國空軍感興趣的技術手段包括雷達系統的機器學習技術、認知雷達算法、雷達波形現代化、稀疏陣列傳感技術等。

美軍為其最有能力的F-22戰鬥機提供一種之前不具備的IRST能力。其價值在於繼續保持F-22相對於對手的優勢。特別是當對手變得更複雜,電子戰能力更強,並可能降低己方雷達甚至一些數據鏈功能時,F-22的紅外探測能力的增強就顯得更重要。IRST的能力是專門為空對空作戰而建立的,並具有所有的數據處理能力和軟件,當它與飛機的作戰系統深度整合後,就可以補充機載雷達系統的功能,最大限度地發揮其空戰能力。在遠距紅外搜索和跟蹤系統的幫助下,對手的隱身戰鬥機看起來就像一隻多汁的肥鴨。

當然IRST並不是一項現代戰鬥機追求的全新功能,在F-15、F-16和F-35戰鬥機上都已經成功配備了IRST系統。但是IRST系統在這些飛機上發揮的作用遠非在F-22上發揮的作用能比,原因是IRST系統更適合在寒冷的高空大氣中運作。在那樣的環境中,它可以輕鬆發現遠距離高速移動的飛機,它甚至被描述為可以看到一堆在月球上燃燒的「篝火」。而F-22戰鬥機經常在60,000英尺(18-19公里)以上的高度飛行,那裡空氣寒冷稀薄,IRST系統在這個高度上能夠更好地發揮作用。這就是為什麼五角大樓非要在已步入中年的F-22身上大費周折,而不安於F-15、F-16和F-35戰鬥機已有的類似功能。

至於如何將IRST傳感器集成到今天的F-22身上,這當然是一個挑戰。在F-22外部增加吊艙會破壞猛禽精心設計的低雷達可見度外形,因此更有可能的方案是在內部尋找安裝傳感器的空間,儘管這必將涉及到非常複雜的設計協調,需要考慮對飛機整體雷達信號反射的影響。F-22以前分配給IRST傳感器的內部空間,很可能已經被占用,不一定仍然滿足IRST及冷卻系統的空間要求。

一個關鍵的問題就是增加IRST系統與F-22的隱身外形之間的關係,為此進行的任何改裝包括位置和空間的安排都不能破壞飛機氣動外形,這一點使改裝的難度大幅度增加。

現在廣泛應用的IRST傳感器,如洛克希德.馬丁公司(簡稱洛馬公司)基於IRST21傳感器的軍團吊艙,可使猛禽飛行員能夠迅速發現並跟蹤視距外多個目標。該傳感器能提供被動探測所獲得的額外目標數據,允許在雷達不開機的情況下與敵人交戰,這對隱形戰鬥機來說是一種特別有用的能力。除了這些類型的隱身交戰之外,IRST的目標數據還可以與F-22的其它高性能傳感器信息相結合,包括其出色的被動電子支持系統,及來自其它平台的信息,以獲得更準確和更好的空戰整體態勢感知。

遺憾的是軍團吊艙似乎也不能成為適合F-22的選項。外掛吊艙會破壞F-22的隱身特徵。即使是F-22側彈艙也很難布置紅外探測系統,因為艙門的突起同樣會破壞隱身特性,並且會在長時間飛行時產生不對稱阻力。

早在2017年,時任洛馬公司負責F-22項目的副總裁肯.莫森(Ken Merchant)表示,F-22戰鬥機的內部沒有足夠的空間來容納F-35那樣的光電系統。但是,他建議將F-22的又厚又重的早期平板顯示器更換成更輕更薄的顯示器,這樣就有可能在駕駛艙內找到空間安裝IRST系統了。

美國戰區雜誌專欄作家托馬斯.紐迪克(Thomas Newdick)介紹,解決這個問題的另一個辦法是將紅外探測功能集成到F-22上現有的一個傳感器中,也就是AN/AAR-56紅外導彈發射探測裝置(MLD)。目前,這套系統為F-22戰鬥機的飛行員提供對空中和地面導彈360度探測能力。

與其它戰鬥機不同,F-22是唯一沒有配備頭盔顯示與瞄準系統的美國空軍前線戰鬥機,F-15和F-16都使用了聯合頭盔提示系統(JHMCS),F-35更有獨特的頭盔顯示系統(HMDS),而F-22的蠍子頭盔系統卻一直處於評估狀態。多年來,F-22頭盔系統的擱置,除了經費問題外,還與頭盔的尺寸妨礙了飛行員在F-22座艙內的行動有關。

美國空軍計劃為F-22提供飛機數據處理及蠍子頭盔系統的接口。這套系統可以為蠍子頭盔提供所需的功能,包括顯示威脅、戰鬥空間基線、飛機狀態信息、武器信息和導航信息等。總體目標是提高戰鬥空間態勢感知能力,並兼顧可用性和處理數據的能力。

美國空軍與洛馬公司去年底簽署了一份升級F-22戰鬥機的合同,規定了長達10年的第五代戰鬥機維護和現代化改造計劃。如果合同的所有條款得到滿足,預計這項工作將在2031年11月之前完成。

F-22從2003年開始生產到2011年生產線關閉,總共生產了195架,其中187架交付美國空軍。如果飛機日曆壽命按30年計算,屆時相當數量的F-22戰鬥機理論上已經到了退役年齡。很明顯,美國空軍認為IRST傳感器為F-22帶來的能力,在其被下一代空中優勢戰鬥機取代之前僅剩的幾年時間內發揮作用,為此所付出的代價仍具可觀的價值。

撰文:夏洛山(《大紀元時報》記者,曾經歷過十幾年的軍隊生活,主要從事軍隊的教學和一些技術管理工作)
製作:時事軍事製作組
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責任編輯:連書華

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