F35战斗机多维传感器融合技术解析

第五代战斗机的定义不仅是隐身，还有传感器融合和数据共享。反过来，隐身是通过减少雷达探测、红外特征掩蔽、视觉掩蔽和无线电信号减少来提供的。

试飞员展示的第一个系统是EOTS，这是与AN/APG-81 AESA（有源电子扫描阵列）雷达一起最重要的传感器。EOTS代表光电瞄准系统，由两个子系统组成，TFLIR（瞄准前视红外）和DAS（分布式孔径系统）。有趣的是，在洛克希德马丁公司，诺斯罗普格鲁曼公司和F-35官方网站上，EOTS和DAS被描述为单独的系统，TFLIR是EOTS使用的摄像机之一（其他是CCD-TV摄像机和激光）。这似乎也被具有两个独立官方名称AAQ-40 EOTS和AAQ-37 DAS的系统所证实。这些系统与APG-81雷达一起，使飞行员能够在白天和黑夜以及所有天气条件下定位，跟踪和瞄准敌机，地面车辆或任何其他目标。

EOTS，或视频中提到的TFLIR（瞄准前视红外），相当于传统战斗机外部携带的传统瞄准吊舱。在这种情况下，该系统由洛克希德马丁公司从狙击手XR（扩展范围）瞄准吊舱开发并集成到机身中，作为紧凑型解决方案安装在机头下方，可最大限度地减少雷达信号或雷达横截面和空气阻力。飞行员可以使用它来目视获取目标并在激光瞄准模式下自主使用武器，甚至可以在激光点跟踪模式下检测地面上其他飞机或部队猛击的目标。正如洛克希德马丁公司所说，F-35计划接收新版本的EOTS：“先进的EOTS，一种进化的光电瞄准系统，可用于F-35的Block 4开发。高级EOTS旨在取代EOTS，包含广泛的增强和升级，包括短波红外，高清电视，红外标记和改进的图像探测器分辨率。这些增强功能增加了F-35飞行员的识别和探测范围，从而实现了更高的整体瞄准性能。

F-35和其他隐形飞机没有（或极小）雷达横截面（RCS），但它们确实具有红外信号。这意味着它们容易受到小型，快速的非隐形飞机的攻击，这些飞机利用低可观测涂层，没有无线电通信，没有雷达（因此RCS有限，电磁辐射几乎为零），并使用其IRST传感器，高速计算机和干涉测量来地理定位敌方雷达躲避飞机。

另一个也是最具创新性的子系统是分布式孔径系统，这是一个由飞机周围的六个摄像头组成的网络，为飞行员提供360度视野，由于投射到头盔遮阳板上的图像，他也能够穿透飞机结构。由诺斯罗普·格鲁曼公司生产的DAS设计用于导弹进近警告传感器（MAWS），红外搜索和跟踪（IRST）传感器以及导航前视红外（NAVFLIR）。使用更简单的术语，该系统可以警告飞行员来袭的飞机和导弹威胁，提供日/夜视和额外的目标指定和火控能力。在测试期间，该系统能够探测，跟踪和瞄准快速连续发射的五枚弹道导弹，甚至能够探测和定位在实弹军事演习中发射的坦克。与EOTS一样，DAS正在接受升级，这将进一步增强其功能。

头盔现在是他的第三代，是飞机的组成部分，也是飞行员的附加传感器。这些图像由两台投影仪生成，然后显示在内遮阳板上，可以包括DAS图像，飞行关键信息（如速度，方向和高度），战术信息（如目标，友军飞机，导航航点）和夜视。在不丢失列出的图像和符号系统的情况下使用夜视的可能性是这款头盔引入的最大创新之一。直到今天，正如威尔逊所指出的，在夜间行动中，美国飞行员不得不在NVG（夜视谷歌）和JHMCS（联合头盔安装提示系统）之间进行选择，因为NVG需要安装在眼睛前方几厘米处，并且会干扰遮阳板，没有空间投射符号系统。今天可以为数不多的可以同时使用夜视和HMD符号系统的头盔是欧洲战斗机台风的头盔安装符号系统（HMSS）和Scorpion HMCS（头盔安装提示系统）。后者已经被A-3飞行员和ANG F-10飞行员使用，计划集成到F-16上，以充分利用AIM-22X空对空导弹的离轴瞄准和发射能力。

继续介绍武器站。F-35A有一个内部四管25毫米GAU-22 / A加农炮和两个武器舱，每个武器舱能够携带一种空对空武器和一种空对地武器，高达2000磅的弹头或两种空对空武器。在所谓的“野兽模式”中，当不需要隐身时，F-35可以在每个机翼下使用3个武器站：内站用于负载高达5000磅，中板站用于负载高达2000磅，外站仅用于空对空导弹。

最后一个重要的航空电子系统是MATL（多功能高级数据链），这是一种安全的数据链，允许F-35相互通信或与其他平台使用相同技术进行通信，如B-2轰炸机和配备AEGIS战斗系统的舰船。正如威尔逊所说，MADL提高了F-35编队的能力，共享每架飞机的传感器和数据，以创造更大的态势感知，就像叙利亚的F-22一样。F-35还具有Link-16数据链，可与其他未配备MADL的传统平台进行通信，执行上一代平台的“增强器”功能。

联合头盔安装提示系统

根据欧洲战斗机提供的数据，台风的HMSS比最常见的战斗机头盔具有更低的延迟，更高的清晰度，改进的符号系统和夜视功能，即美国JHMCS（联合头盔安装提示系统），装备所有美国武装部队的F-16，F-18和F-15喷气式飞机，并在90年代末投入使用。

相当“颠簸”的HMSS（以及JHMCS，DASH，Striker等）通过视线图像提供必要的飞行和武器瞄准信息，使台风在空对空交战中相当致命。

值得注意的是，在最近的阿拉斯加红旗比赛中与德国同事在台风中混战的美国F-22飞行员目前没有配备头盔显示器。

信息（包括飞机的空速，高度，武器状态，瞄准等）投射在台风的遮阳板上，HEA - 头盔设备组件 - 使飞行员能够向任何方向看，所有必需的数据始终在他的视野中。JHMCS（联合头盔提示系统）是一个多角色系统，可增强飞行员的态势感知能力，并提供对飞机瞄准系统和传感器的头部控制。头盔可以用于空对空任务，与AIM-9X导弹相结合，作为高离轴（HOBS）系统，使飞行员只需将头指向目标来引导武器，就可以提示机载武器对抗敌机。在空对地作用中，JHMCS可以与目标传感器（雷达，FLIR等）和“智能武器”结合使用，以准确和精确地攻击水面目标。

蝎子头盔提示系统

守护者闪电战行动为疣猪飞行员提供了在利用NVG（夜视镜）的同时进行基本水面攻击（BSA），近距离空中支援（CAS）和夜间飞行行动训练的机会，以及在埃文公园空军靶场（APAFR）发射标志性的GAU-8 / A复仇者加特林枪，这是一个位于佛罗里达州中部的106，000英亩轰炸靶场。

这是今年第二次从韦恩堡出发的A-10部署到佛罗里达进行瓜迪纳闪电战：第一次是在<>月底。

由GentexVisionix开发的Scorpion是一种基于单片眼镜的系统，可以应用于各种头盔外壳，只需要一个小型接口控制单元和一个安装在驾驶舱内的磁性传感器。它提供全彩色、动态的飞行和任务数据，通过大视场、完全透明、坚固的光波导组件直接安全地投射到机组人员的视线中。此功能允许用户保持抬头和眼睛在驾驶舱外，并大大增强了实时态势感知（SA）。

Scorpion（全彩色头盔提示系统，视野为26° x 20°）与飞机的航空电子设备完全集成，不需要航空电子设备舱集成，并且能够提供指定点的GPS坐标以进行瞄准或移交给其他平台。

安装简单。Scorpion系统具有一个能够轻松安装在飞机驾驶舱内的组件 - 接口控制单元（ICU）。

更具体地说：

通过以太网数据总线进行所有系统控制（或者控制面板可用于系统控制）

一个可安装在侧控制台 DZUS 导轨支架中的 LRU

惯性光混合跟踪器无需映射

通过以太网或 MIL-STD-1553B 的系统接口

系统提供大小高达 128 GB 的数据传输盒

Scorpion是一个开放系统，允许每个飞行员创建自己的驾驶舱，从各种Scorpion功能中进行选择，允许对显示的数据进行个性化和优先级排序：

飞行员无需在飞机仪表和显示器中连续扫描和解释所有“低头”数据。飞行员可以在虚拟平视显示器 （HUD） 中获得所有必要的数据，该显示器具有 360⁰ x 360⁰ 的共形彩色符号系统，叠加在“现实世界”上。

符号由集成商编程，并在启动时由飞机任务系统下载

集成器定义放置符号或实时视频的时间和位置。

视频和符号都可以缩放。只需定义一个符号，然后动态扩展或缩小。

放置可以位于以下四个坐标系中的任何一个：

地球（纬度、纬度、替代）

飞机（方位角、仰角、横滚）

驾驶舱（X，Y，Z相对于设计眼）

头盔（相对于头盔孔瞄准具的方位角、仰角和滚动）

Scorpion显示模块（SDM）体积小，不会给飞行员的头部带来明显的额外重量负担，在不需要时可以翻转和摆动。

头盔支持完整的昼夜过渡任务，如短视频所示，在此期间，您可以看到飞行员在没有NVG的情况下在黄昏起飞，然后使用护目镜飞行部分出击（蝎子与AN/AVS-9 NVG和全景夜视镜兼容 - PNVG）。有趣的是，头盔系统在NVG连接/分离期间继续提供类似HUD的符号系统和视频（例如点播传感器红外视频）馈送。

内部 25 毫米加农炮

美国空军在训练活动后发布的镜头特别有趣，因为它们显示了内部火炮在工作：GAU-22枪隐藏在封闭的门后，以减少飞机的RCS（雷达横截面）并保持隐身，直到扣动扳机。

F-35的GAU-22/A基于经过验证的GAU-12/A 25毫米加农炮，用于AV-8B鹞式，LAV-AD两栖车辆和AC-130U武装直升机，但比其前身少了一个枪管。这意味着它更轻，可以安装在F-35A进气口上方的左肩上。该枪可以以每分钟约3，300发的速度发射：考虑到A型号只能容纳181发子弹，这相当于连续4秒的连发，或者更现实的是，多个短发。

F-35 GAU-22/A炮在过去几年中一直是最具争议的话题之一：不仅有人批评联合攻击战斗机的火炮只能容纳181发25毫米子弹，比A-10雷电的GAU-8/A复仇者少，可以容纳大约1，174发30毫米子弹，而且由于2017财年报告中报告的“长而向右瞄准偏差”，其准确性也存在争议。由操作测试和评估主任办公室（DOT&E）提供。目前尚不清楚准确性问题是否已完全解决。

值得注意的是，训练出击是在飞机携带两个外部挂架（带有一枚惰性AIM-9X响尾蛇空对空导弹）的情况下飞行的。

虽然F-35A将配备嵌入式GAU-22 / A火炮，但B（STOVL - 短距起飞垂直着陆）和C（CV - 航母变体）变体将其携带在能够容纳220发子弹的外部吊舱内。

根据第 388 FW 的网站，“装载和发射大炮是第 388 和第 419 FW 中飞行员尚未展示的少数能力之一。F-35A的内部机炮使飞机能够保持对空中对手的隐身性，并更准确地向地面目标射击，为飞行员提供更大的战术灵活性。

编辑：黄飞