F-35传感器:DAS、EOTS与传感器融合如何工作

F-35传感器:DAS、EOTS与传感器融合如何工作

F-35的传感器融合是一套软件,它把雷达、红外摄像机、瞄准系统、电子接收机和数据链的探测结果汇集起来,为每个目标合成一条航迹。 飞行员看到的是每架飞机、每艘舰艇或每处导弹阵地各对应一个符号,而不是几块需要靠肉眼比对的屏幕。

飞行员和各国空军都说,这是F-35区别于老式飞机的最大特点,甚至排在隐身之前。它也是这架飞机最依赖软件的部分,因此TR-3计算机的延误才如此要紧。本文介绍这些传感器,以及F-35的传感器融合如何把它们联为一体。

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DAS的红外摄像机数量
360°
环绕飞机的覆盖范围
25倍
TR-3相对上一代处理器的计算能力
800万行以上
机载软件代码量

F-35有哪些传感器?

态势图由五套系统提供信息,其中四套在飞机上,另一套负责引入其他平台看到的情况。

F-35传感器及其功能
系统类型主要任务
AN/APG-81雷达有源相控阵发现并跟踪空中和地面目标,地形测绘,实施干扰
AN/AAQ-37分布式孔径系统机身四周的六台红外摄像机导弹告警、跟踪附近飞机、为头盔提供图像
AN/AAQ-40光电瞄准系统机头下方的红外摄像机和激光器远距离识别、激光指示、红外搜索与跟踪
AN/ASQ-239电子战系统机翼和尾翼内的天线探测并定位雷达、威胁告警、实施干扰
通信、导航与识别系统电台和数据链与其他F-35及友邻部队共享航迹
资料来源:洛克希德·马丁、诺斯罗普·格鲁曼和BAE系统公司公开资料;维基百科。

雷达部分见F-35雷达。其余传感器都是被动的:只接收能量而不发射,使用它们不会暴露飞机。这与F-35隐身技术一文所讲的思路是一致的。

分布式孔径系统是什么?

分布式孔径系统简称DAS,由嵌在蒙皮里的六台红外摄像机组成,合起来可以看到各个方向。它有三项任务:发现导弹发射时的热信号,并告诉飞行员导弹来自哪里;不开雷达就能跟踪附近的其他飞机,包括僚机;提供让飞行员“看穿”座舱地板的图像,详见F-35头盔。

最初的系统由诺斯罗普·格鲁曼制造。该公司称,在2010年的一次试验中,它跟踪到了1300多公里(800英里)外的一次火箭发射。2018年,雷神公司被选中提供图像更清晰的替代系统,项目时间表把“下一代DAS”能力列在2027年9月。

EOTS是什么?

光电瞄准系统装在机头下方多棱面蓝宝石窗口的后面。它承担了老式战斗机挂在挂架上的瞄准吊舱的工作:提供放大的红外图像用于远距离识别目标,用激光为制导炸弹指示目标,并带有激光光斑跟踪器。把它装在机内,就避免了吊舱带来的雷达信号和阻力。

它还可以作为对空的红外搜索与跟踪传感器使用。现役的这套设备是2000年代的产品,图像不如最新的吊舱清晰。分辨率更高、增加了更多波段的“先进EOTS”已列入Block 4计划。

F-35的传感器融合是怎样工作的?

每个传感器都把探测结果报给核心处理器。融合软件判断哪些报告指的是同一个目标,把它们合并,只保留一条航迹。如果雷达在远距离上发现一架飞机,电子战系统又在同一方向听到雷达信号,飞行员得到的就是一个标注了可能机型的符号。

软件还负责调度传感器。如果某条航迹质量不高,它可以不等飞行员下令,就让雷达或瞄准系统转过去仔细看一看。为了识别探测到的目标,它会把信号与一个已知雷达和武器的数据库进行比对,这个数据库叫作任务数据文件,按地区分别编写,由专门的实验室负责更新。

结果显示在一块大触摸屏上和头盔里。飞行员的工作从操作传感器变成了决定怎么做,这正是第五代战斗机的核心理念。

F-35之间如何共享所见信息?

编队中的F-35通过多功能先进数据链(MADL)互相传送融合后的航迹。这种数据链使用难以被探测的窄波束定向传输,四架飞机不必打破无线电静默,就能建立起一幅共同的态势图。一架飞机看到的目标,会出现在所有飞机的屏幕上。

与其他部队联络时,它使用北约的标准网络Link 16。这使F-35可以充当其他武器的前沿传感器。在美国的试验中,F-35的航迹数据曾被用来引导舰射SM-6导弹和陆军的“爱国者”拦截弹,攻击它们自身雷达看不到的目标。飞机的整体定位见F-35是什么。

后续看点
融合的效果取决于背后的计算机。TR-3处理器的计算能力是上一代的25倍,是Block 4各项改进的基础,其中多机协同红外跟踪被列在2027年9月。这些日期能否兑现,要看TR-3软件何时稳定下来。

常见问题

F-35的传感器融合是什么?

一套软件,把飞机所有传感器和数据链的探测结果合成每个目标一条航迹,显示在同一块屏幕上。

F-35有多少台摄像机?

分布式孔径系统有六台红外摄像机,另外机头下方还有瞄准系统的摄像机。

EOTS代表什么?

光电瞄准系统(Electro-Optical Targeting System),即F-35内置的瞄准和红外搜索传感器。

MADL是什么?

多功能先进数据链,一种窄波束数据链,F-35用它互相共享数据而不易被发现。

F-35能为其他武器提供引导吗?

能。它的航迹可以传给舰艇和地面防空系统,这已在美国的试验中得到验证。

任务数据文件是什么?

针对特定地区的威胁信号数据库,飞机用它来识别传感器探测到的目标。

资料来源
  • Wikipedia – Lockheed Martin F-35 Lightning II: en.wikipedia.org
  • Defence Industry Europe – US plans major F-35 weapons expansion (F-35 Modernized Selected Acquisition Report): defence-industry.eu
  • The Aviationist – The F-35 kill switch: separating myth from reality (mission data files): theaviationist.com
  • The Aviationist – DOT&E says no combat-capable TR-3 F-35s were delivered in FY2025: theaviationist.com

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