從F-35C看四代戰(zhàn)斗機航空電子信息系統主要能力及發(fā)展趨勢

美國海軍28日宣布，六架F-35C艦載機已開始在美國海軍「林肯號」航空母艦上進行新一輪驗證，這是F-35C首次與一艘航空母艦艦載機聯隊相結合，與其他海軍現役戰(zhàn)機共同執(zhí)行任務，作為其首階段運作測試的一部分，以爭取在2019年2月達初始作戰(zhàn)能力（IOC）。這標志著自2017年12月林肯號航母（CVN 72）成功完成9名飛行員駕駛的F-35C“航母認證”后，F35戰(zhàn)機正式成為合格的艦載機并形成真正的艦載作戰(zhàn)能力又近了一步。

作為第四代戰(zhàn)斗機的典型代表，F-35集眾多先進技術和系統與一身，具有第四代戰(zhàn)機的典型特征，是美國空海軍掌握下一代空中作戰(zhàn)優(yōu)勢，實現先敵發(fā)現、先敵發(fā)射和先敵摧毀的重要主戰(zhàn)航空武器裝備。作為第四代戰(zhàn)機的經典，F-35的航空電子信息系統是四代機航電系統的典型代表。

主戰(zhàn)飛機航空電子系統概述

隨著近年來技術的不斷發(fā)展，航空電子系統的性能日趨完善，已成為現代軍用飛機提高作戰(zhàn)效能的重要手段。近些年的幾場高技術條件下的局部戰(zhàn)爭表明，航空電子系統在保障主戰(zhàn)飛機遂行戰(zhàn)役戰(zhàn)術任務，發(fā)揮飛機的綜合作戰(zhàn)效能中起著決定性、關鍵性的作用。可以說，沒有先進的航空電子系統，就沒有先進的作戰(zhàn)飛機。

現代先進航空電子系統一個集傳感器、顯示、控制、任務處理、通信網絡技術于一身的高度綜合化的電子信息系統。其功能已不僅僅局限于簡單的飛行儀表顯示和飛行輔助，而是通過將飛機上多種傳感器和電子設備高效、可靠和安全的綜合在一起，實現資源共享、信息融合及協同管理，從而為主戰(zhàn)飛機提供足夠的戰(zhàn)場態(tài)勢感知、武器管理發(fā)射、任務決策支持等能力，從而保障主戰(zhàn)飛機完成復雜電磁條件下的作戰(zhàn)任務。

一般的，不同類型的主戰(zhàn)飛機根據其作戰(zhàn)任務、對象和環(huán)境的不同，具有不同的航電系統配置和架構。但總體來看，現代先進戰(zhàn)機的航電系統一般都具有自主導航、對空/面目標攻擊引導、目標搜索與識別、通信與數據鏈、外掛物管理、任務規(guī)劃與參數記錄、綜合電子對抗、綜合顯示與控制、數據傳 輸等多種功能，能夠幫助飛行員 順利執(zhí)行各種戰(zhàn)術操作，為飛機提供良好的使用性能和方便，掛載并應用多種精確制導武器，實現超視距攻擊。

F-35主要作戰(zhàn)任務示意

F-35的航空電子信息系統

F-35 聯合攻擊戰(zhàn)斗機（JSF）是一種多用途、并能服務于空軍、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊的多兵種作戰(zhàn)飛機，作為美軍下一代空中優(yōu)勢力量的重要組成部分，F-35將承擔空中巡邏、護航、對地對海攻擊、近距空中支援、戰(zhàn)場遮斷等多種類型的作戰(zhàn)任務。全新的作戰(zhàn)模式和作戰(zhàn)任務復雜性對F-35的航電系統提出了多功能、高性能和綜合化的全新要求。因此，相比于美軍其它主戰(zhàn)飛機，F-35航電系統的主要特點包括：

更加強大的預警探測能力

F-35采用了包括有源相控陣雷達和分布式孔徑系統等在內的多種先進預警探測傳感器，從而有效的整合了多種不同類型的探測手段，極大的提升了飛機的目標探測和識別能力，為形成強大的態(tài)勢感知能力奠定了基礎。F-35采用多功能綜合射頻系統（MIRFS），以最新型的APG-81有源相控陣雷達為統一射頻孔徑，同時能夠以各種不同的脈沖波形工作，保證了雷達信號的低截獲概率（LPI）。該雷達具有空對地、SAR/ISAR等多種工作模式，能夠支持海上目標識別分類，可以實現對指定空域的提示搜索、無源搜索和超視距、多目標的搜索和跟蹤，具備極強的多目標、抗干擾能力。該雷達的成本和重量都只有F-22配備的APG-77雷達的二分之一，預期壽命達8000飛行小時。

F-35采用的分布式孔徑系統（DAS）采用6個凝視焦平面陣列傳感器組成，可以實現飛機周邊360度完整覆蓋，完成中近距離的紅外搜索跟蹤，導彈逼近告警（MAW）和為飛行員頭盔提供光學態(tài)勢數據等功能，是全新的紅外/光電探測技術。與DAS并行采用的是光電瞄準系統（EOTS），該系統采用完全內裝的形式，具備空對空、空對地等任務條件下的光電掃描、跟蹤和瞄準能力。該系統集成了前視紅外成像（FLIR）、紅外搜索和跟蹤（IRST）和激光指示瞄準（LTD）等功能，相當于將傳統的光電雷達、前視紅外成像吊艙和目標指示瞄準吊艙的功能融合為一體，可讓飛行員準確的了解戰(zhàn)機狀況與空氣數據，有利于機組成員完成偵察及制導攻擊任務。

AN/APG-81雷達和綜合光電瞄準（EOTS）系統

更加綜合化的通信、導航與識別能力

F-35采用射頻綜合技術改變了原有戰(zhàn)機通信、導航和識別系統分離的狀態(tài)而采用了綜合化的通信導航識別架構（ICNI）。諾斯羅普·格魯門公司為F-35研制的CNI系統是一套軟件定義無線電臺(SDR)，用來提供諸如超視距敵我識別、保密話音通信、座艙告警、機內通信和多架飛機間的高速寬帶數據鏈等功能，由于采用了綜合化技術，使得該型飛機改變了原來電臺眾多，天線林立的狀況，使得其具有較輕的重量和較低的功耗，極大的降低了系統維護與后勤保障的成本。

功能強大的綜合核心處理機

為了提高系統的綜合化程度，更好的完成作戰(zhàn)任務規(guī)劃管理，進一步減輕飛行員工作負擔，F-35采用了專用的核心處理機（ICP）來實現系統任務管理和規(guī)劃。ICP承載整個飛機任務系統軟件，它包括兩個機架，把以前的任務計算機、武器管理計算機以及信號處理機的功能集于一身。ICP采用商用貨架產品（COTS），系統基于采用Motorola G4 PowerPC 微處理器構建。圖像處理器采用商用可編程門陣列電路（FPGA）實現。ICP可實現更加復雜的傳感器數據融合能力，從而提供更加準確的態(tài)勢和瞄準信息。并將相關信息疊加在飛行員頭盔上。

更加全面的態(tài)勢感知能力

F-35在傳統的飛行儀表系統的基礎上，采用了更加先進的顯示控制技術，從而全面的提升了飛行員的作戰(zhàn)控制效率，改善了飛行員的態(tài)勢感知能力。F-35座艙改變了傳統戰(zhàn)斗機一平三下的顯示布局，采用了大屏幕綜合顯示器，從而能夠全景顯示更加全面的戰(zhàn)場態(tài)勢信息、敵方動向信息、武器準備信息和飛行狀態(tài)信息，支持觸摸屏操作，從而極大地減輕了飛行員的工作負擔。

座艙綜合大屏幕顯示

此外，F-35取消了之前各型戰(zhàn)斗機普遍采用的平視顯示器（HUD），而是采用了最新的頭盔顯示系統（HMDS），這一系統使飛行員可以在利用頭盔獲得大量信息的同時仍然保持觀察一體式顯示器，HMDS也讓F35戰(zhàn)斗機具備了唯一的270度大角度格斗能力。也就是說，面對F35戰(zhàn)斗機，任何攻擊位置都不是有利站位，因為無論敵人在哪里出現，HMDS和配裝的AIM-9X導彈都能進行緊密配合，保證F35再不調整飛行姿態(tài)和影像的情況下完成反擊。

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