F-35“闪电II”战斗机的故事(下)

2021-04-15    作者:Armstrong

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详解F-35

传感器与软件

  F-35的传感器套件由诺斯罗普·格鲁曼公司研制。在JSF的最初计划中,该机被设想为传感器数据的使用者而不是产生者,将从情报收集飞机、卫星和其他来源获取信息,这么设计是为了降低成本。但随着JSF项目的进展,情况有了很大不同,部分原因是人们意识到正在为JSF开发航电新技术比之前认为的要强大。如今的F-35被更多视为传感器数据的产生者,每架飞机都通过高速数据链与其他平台进行交互,提供所谓的“战场电子统治力”。如果其他平台是F-35,则能实现1+1>2的探测能力。

  F-35传感器的核心是诺格研制的AN/APG-81雷达,该雷达基于F-22的AN/APG-77有源相控阵雷达研制,天线由具有由高速处理器连接的一系列收发(T/R)模块组成,可为阵列中的不同T/R模块分配不同的任务,也可为需要更高功率或灵敏度的任务分配更多模块。

AN/APG-81雷达
AN/APG-81雷达

  所以F-35的AN/APG-81雷达能够实现多种功能,除了是多模雷达外还可以是主动干扰系统、无源电子防御系统和通讯系统。雷达以一种无法预测的方式在很宽的频率和脉冲模式范围内生成信号,以确保低拦截概率,从而降低F-35因开启雷达而暴露的几率。与F-22的AN/APG-77相比,AN/APG-81的技术更先进,但由于T/R模块更少,所以探测距离相当于前者的三分之二(165公里/90海里)。

  美国海军陆战队曾考虑装备F-35双座电子战(EW)型EF-35,但最后决定以F-35B的AN/APG-81实现电子攻击能力,不过目前该计划已经被搁置。

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EF-35设想

  F-35装备的其他传感器系统包括用于防御和空空作战的红外搜索与跟踪(IRST)系统,以及用于对地面目标进行精确攻击的瞄准系统。IRST系统被称为分布式孔径系统(DAS),由六个安装在机身不同部位的红外传感器组成,可提供全向红外探测和跟踪。DAS可以识别并跟踪来袭导弹和空中目标。

F-35的DAS系统
F-35的DAS系统

  光电瞄准传感器是内置前视红外(FLIR)成像传感器的光电瞄准系统(EOTS),该系统还包括CCD电视摄像机、激光瞄准和激光光斑跟踪器。与典型现代瞄准系统不同,EOTS并非安装在转塔内,而是被融入F-35的机头并被不透波的视窗所覆盖,能在整个任务期间保持运行状态。EOTS的技术源自洛马“狙击手”瞄准吊舱,但经过改进能提供更好的成像分辨率。

F-35的EOTS系统
F-35的EOTS系统

  F-35的其他航电设备包括:

  诺格通信、导航和识别(CNI)系统。

  BAE系统公司的AN/ASQ-239“梭鱼”综合/自动对抗措施套件,包括告警系统、干扰弹发射器和AN/ALE-70拖曳诱饵。

  美国空军的F-35A安装有自动地面防撞系统(Auto GCAS),根据地形图和地理位置来自动警告飞行员可能撞地,如果飞行员不响应,系统就自行采取措施拉起飞机规避。该系统最初是为F-16战斗机开发的,从2019年开始在F-35A上使用。目前尚不清楚其他F-35用户是否会采用Auto GCAS。

Auto GCAS
Auto GCAS

  F-35的软件能收集来自所有传感器以及通过高速数据链中继的信息输入,将这些数据融合后无缝显示给飞行员。该机有两套数据链,一是Link16标准高带宽数据链,以及多功能先进数据链(MADL)(这是低截获概率隐身数据链),能实现F-35编队之间的联网。

  MADL还可以链接到更广泛的战术网络上,美国海军陆战队已经进行了将F-35接入海军综合火空——制空(NIFC-CA)网络的实验。在这些实验中,F-35充当了E-2C“鹰眼”预警机的角色,穿透防护空域,为军舰发射导弹攻击空中和地面目标提供目标数据。F-35能凭借其先进传感器和数据链作为情报、监视和侦察(ISR)资产,协调战场行动。

  F-35的软件在集成核心处理器(ICP)上执行,ICP是该机的中央“大脑”,将所有电子系统综合在一起并协调它们向飞行员显示的数据以及执行飞行员的命令。该系统至关重要,因为F-35是单座飞机,飞行员需要帮助才能执行复杂任务。该处理器系统通过三重冗余的MILSTD 1394B高速串行总线网络连接飞机子系统。

  诺格公司为ICP选择了现成商用(COTS)处理器系统。F-35的ICP比十年前设计的F-22的集成核心处理器便宜,但功能要强大一个数量级,其功能之一就是提供自动目标识别和分类(ATRC)。F-35的处理能力给电子系统的开发人员带来了艰巨的软件挑战,F-35的软件有数百万行代码,是F-22的两倍。与F-22相比,F-35不仅拥有更先进的电子系统,而且还以空对空和空对地两种模式运行,并以三种不同的型号制造。F-35的软件编程采用模块化代码,以便隔离F-35每种型号的独特部分,其余代码则是三种型号通用的,每种型号唯一的代码部分只占总数的五分之一。

F-35的ICP
F-35的ICP

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