【F-35 的電子戰係統】

來源: replicator 於 2016-09-05 22:08:49 [檔案] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀：次 (15499 bytes)

從這張難得的 F-35 戰鬥機起飛的圖片中，我們終於看清了位於 F-35 腹部的 AAS-37 光電分布孔徑傳感器係統（EODAS）觀察口，用紅色標出，F-35 戰鬥機上共裝有 6 個 EODAS 係統觀察口，通過它，可以為飛行員形成一個 360 度無死角全景視野，飛行員可以看透飛機座艙的底部和側部

　　F-35的綜合電子戰係統（IEWS）具有雷達告警、信號收集和分析，被動式輻射定位和電子對抗能力，該綜合電子戰係統與戰鬥機的機載有源相控陣雷達和光電傳感器係統高度融合。其設計目的就是最有效地向飛行員提供戰場態勢，從而使F-35在戰場上遠離危險的境地。

　　電子戰係統（EWS）在現代空戰中的作用顯得越來越重要，電子戰包括對敵方信號的收集，辨別和定位，以便提前探測敵方的雷達和來襲導彈，並實施相應的反製措施和對抗手段瓦解敵方的作戰能力。雖然美軍配備有專門的電子戰飛機（例如空軍的 EF-111 和海軍的 EA-6B），但是 F-35 戰鬥機仍然裝備了功能強大的綜合電子戰係統，以便能夠同時處理空對空和空對地的電子戰任務。F-35 的電子戰爭係統能夠極大地增強飛行員對戰場態勢的感知能力，並可以對敵方空中和地麵的目標進行準確地辨認、定位、跟蹤和打擊。

　　F-35 的航電係統設計師試圖將戰鬥機的航電係統綜合化程度提高到一個非常高的水平——其電子戰係統和飛機的各個任務子係統高度融合。BAE 係統公司的 F-35 項目主管兼 F-35 戰鬥機電子戰係統設計師馬克.德雷克（Mark Drake）解釋到：“我們用老舊的 F-14 戰鬥機打個比方，F-14 戰鬥機裝備的是聯合式電子戰係統（FEWS），飛機上有一個專用的模塊用於容納雷達告警接收機（RWR），而另一個模塊用於容納幹擾箔條散布器；飛行員在一個多功能顯示器上控製機載導彈的發射，而在另一個多功能顯示器上對戰場環境進行監視，也就是說飛行員就是最後的信息綜合處理器（CIP），其工作量異常巨大。相反的，F-35 的電子戰係統大為簡化了飛行員的工作量，在 F-35 航電係統設計之初，工程人員就提出將飛機的電子戰係統和飛機的各個任務子係統高度融合。

　　洛克希德.馬丁公司 F-35 航電係統負責人艾利克.布朗楊（Eric Branyan）說道：“雖然 F-35 並不是第一種裝備綜合式電子戰係統的戰鬥機（在它之前，F-22A 就擁有了綜合式電子戰係統），但是 F-35 戰鬥機上的電子戰係統帶來了一次技術上的革命，它使得戰鬥機上各種電子戰子設備可以聯合起來運作。F-35 上先進的光纖高速數據總線係統和共用綜合處理器（ICP）可以處理大量的信息，並將經過過濾的信息以最簡潔的方式顯示給飛行員，從而大幅度地減小了飛行員的工作量，使他們能夠將更多的精力集中於空戰中的戰略和戰術運用上，這就是 F-35 戰鬥機最大的優勢。”

F-35 的電子戰係統示意圖，F-35 的綜合電子戰係統可以為飛機提供全向、寬頻的保護。6 個低可視度電子戰天線被內嵌入飛機結構之中，它們分別被嵌入主翼的前、後緣和水平尾翼的後緣。一個天線能夠識別敵方雷達的工作模式，還有兩個天線則可以確定敵對雷達輻射電磁波的入射方向，而另外三個電子戰天線是為四通道寬頻電子戰接收機

當 F-35 的頭盔顯示器代替普通戰鬥機上的“平顯”功能時，其視場範圍是 40 度×30 度

高度綜合化的電子戰係統

　　F-35 的電子戰係統綜合了機載 AN/APG-81 有源電掃相控陣雷達（AESA），通信、導航、識別係統（CNI）和光電分布式孔徑係統（EODAS），F-35 的電子戰係統擁有大量專用天線，當然機載有源相控陣雷達的也可為電子戰係統服務，例如 AESA 可執行電子戰支援和信號收集、分析的任務。由於 AESA 能夠提供非常強的定向射頻（DRF）輸出能力，F-35 可利用其綜合電子戰係統中的雷達告警接收機（RWR）與 APG-81 相配合工作，雷達告警接收機能為 APG-81 雷達提供敵機精確的目標方位指示，在此指示下，APG-81 雷達可以不采用大空域掃描方式，而采用 2°×2°（方位×俯仰）的針狀窄波束對所指示的方向進行精確掃描，在減小被截獲概率的同時提高搜索效率。即 F-35 的電掃相控陣雷達完全在電子戰係統的控製之下對敵機進行定向掃描，從而大大提高了 F-35 的戰場生存能力。

　　和老舊的聯合式電子戰係統（FEWS）相比，綜合電子戰係統（IEWS）的體積更小，重量更輕，對電力係統的要求更低，並且成本低廉，IEWS 可大幅度增強現代戰鬥機的戰場生存能力。綜合電子戰係統通過和機載 AESA 雷達係統交聯，即提高了雷達的工作效能，又縮短了綜合電子戰係統的反應時間。艾利克.布朗楊說道：“F-35 的機載綜合電子戰係統和相控陣雷達係統的結合非常完美！”

　　F-35 的機載綜合電子戰係統的綜合化水平是世界上所有戰鬥機中最高的，通過 F-35 的綜合核心處理器（ICP），其綜合電子戰係統不僅和 APG-81 雷達相交聯，還和其它的機載任務傳感器相連通。當電子戰係統的綜合化程度達到了這個水平的時候，其機載光電分布式孔徑係統（EODAS）傳感器也可支持電子戰係統的對抗措施。雖然基於射頻（RF）信號的電子戰係統和基於紅外（IR）信號的分布式孔徑係統是在不同的電磁波頻率範圍內分開地運作的，但是，通過功能強大的機載綜合核心處理器，它們也可以交聯在一起進行工作。以前，在老舊的戰鬥機上，電子戰係統的傳感器和紅外光電偵測係統的傳感器是互相獨立工作的，飛行員要分別操作電子戰係統和光電偵測係統的傳感器來探測到的威脅目標，並在座艙內不同的顯示器上讀取不同傳感器的探測到的不同信息，其工作量過大。而 F-35 上的高度綜合化的電子戰係統可以將各種不同的傳感器交聯起來，並自動對比各種傳感器探測到的威脅目標，經過信息過濾後，自動將最佳結果顯示給飛行員，這極大的減輕了飛行員的工作負擔。如此高的自動化水平使飛行員更為高效地掌握戰場態勢，從而大大縮短了飛行員實施電子對抗措施的決策和反應時間。

AA-1 號 F-35 的座艙特寫，可見其人機界麵十分簡潔，以前戰鬥機座艙裏的儀表盤和各種儀表都完全消失了，取而代之的是一塊大型的彩色數字式觸摸式液晶顯示器，給人一種異常“簡約”的感覺

F-35 座艙內的觸摸式大型平板顯示器的 4 中顯示模式，可見其顯示窗口大小可以任意調解

於今年 3 月在 F-35 航電係統實驗室首次公開亮相的 F-35 的先進頭盔綜合顯示器（HMD）

　　F-35 上的綜合核心處理器能夠將各種傳感器通過光纖數據總線傳輸來的各種數據進行匯總、整理、選擇和過濾，並將處理器過濾後的最有效信息傳輸給飛行員。從而使得飛行員方便地掌握戰場態勢，飛行員可以根據綜合電子戰係統提供的信息選擇最合理的作戰方式，即選擇規避、接觸、對抗或者消滅敵方目標。

　　洛.馬公司國際項目經理喬.沃德諾普（Jon Waldrop）說道：“通過和戰場指揮和控製節點（例如預警機）相交聯，F-35 的電子戰係統將確保不遺漏戰場上的任何敵方目標，從而使孤立在飛機座艙中的飛行員對戰場態勢擁有最全麵的了解。” 艾利克.布朗楊預言道：“F-35 的高度綜合化電子戰係統的性能將不亞於 F-22A，但是由於 F-35 的電子戰係統更多的采用了民用超現成技術，所以其可靠性超過 F-22A 上 IEWS 一倍以上，而其成本隻有 F-22 上 IEWS 的一半。”

　　F-35 的綜合電子戰係統是全數字式的，因此其設備尺寸、重量和耗電量都比 F-22 上的同等設備要減小很多，同時其綜合核心處理器（ICP）的運算速度和準確性也比 F-22A 上的 CIP 更高。F-35 上的綜合核心處理器的運算速度高達 1 兆次/秒（F-22A 上的共用綜合處理器的運算速度為 105 億次/秒，也就是說 F-35 戰鬥機上核心處理器的運算速度是 F-22A 上處理器運算速度的十倍——譯者注），並且在 F-35 形成戰鬥力時，其 ICP 內存保留有容量擴大一倍的能力。喬.沃德諾普說道：“洛.馬公司在 F-35 上選擇了基於民用技術的綜合核心處理器，這樣和 F-22A 上的 ICP 相比，其成本大為降低，而性能大為提升。”

　　德雷克說道：“F-35 的綜合電子戰係統可以為飛機提供全向、寬頻的保護。如果你繞著 F-35 飛機走一圈的話，你不會發現任何外凸的電子戰天線，因為我們將 6 個低可視度電子戰天線內嵌入飛機結構之中，它們分別被嵌入主翼的前、後緣和水平尾翼的後緣。這 6 個電子戰係統天線對於 F-35 戰鬥機的雷達隱身特性非常重要，其中一個天線能夠識別敵方雷達的工作模式，還有兩個天線則可以確定敵對雷達輻射電磁波的入射方向，而另外三個電子戰天線是為四通道寬頻電子戰接收機（four-channel wideband EW receiver）工作的。”

　　由 APG-81 有源相控陣雷達支持的各種任務傳感器和電子戰係統將首先探測到敵方目標，隨後 F-35 上的光電跟蹤係統（EOTS）內的激光測距儀將對目標進行探測。F-35 的機載相控陣雷達和電子戰係統將在射頻領域緊密合作：在綜合電子戰係統被動偵測係統（例如雷達告警器）的指示下，F-35 的機載相控陣雷達將對遠距離目標進行快速而精確的定向掃描（針狀窄波束精確掃描）。

　　F-35 的機載雷達告警器能夠分析、鑒別和跟蹤敵方雷達信號，區分敵方雷達的工作模式，並能夠對敵方雷達進行精確的定位。通過識別敵方雷達在信號特征（例如不同的頻率、脈衝寬度和脈衝重複頻率等）上的差異，F-35 的綜合電子戰係統可以區分敵方不同的雷達型號；而區分敵方雷達的工作模式相對比較困難，這要根據美軍已經掌握的敵方各種雷達的不同工作模式下的信號特征來鑒別，這就需要強大的數據庫係統的支持。

　　F-35 戰鬥機的自我保護係統包括分管射頻（RF）、紅外（IR）對抗措施的兩部任務管理器，而在 F-35 的後機身裝有紅外幹擾彈發生器和雷達幹擾箔條散布器，F-35 上先進的紅外幹擾彈散布器在體積上比它的前輩們要小得多，但是它卻可以攜帶更多的紅外幹擾彈，以滿足未來戰場上高強度紅外對抗的要求。F-35 的電子戰係統在可靠性和可維護性上比它的前輩有了大幅度的提高，洛.馬公司宣稱其平均故障時間間隔高達 440 小時，而 F-35 的機載自我診斷和故障隔離係統可以自動地為地勤保障人員提供故障信息和數據，由於 F-35 的電子戰係統采用了模塊化設計思想，所以地勤人員可以通過更換外場可更換模塊（LRU）的方法，迅速地排除 F-35 戰鬥機電子戰係統的故障。這樣極大的簡化了 F-35 戰鬥機的後勤保障難度，並大幅提高了戰鬥機的出勤率和完好率，成倍地增加了 F-35 戰鬥機的作戰效能。