目前,F-35在中東戰(zhàn)場上已經(jīng)成為最重要戰(zhàn)備資源之一,一方面是以色列再次加大F-35的訂單,將前期的50架訂單擴(kuò)大至75架,以替代老舊機(jī)型及其過時(shí)的航空電子設(shè)備和機(jī)械掃描陣列雷達(dá)。另一方面是伊朗將F-35作為以色列高價(jià)值目標(biāo),對(duì)內(nèi)瓦蒂姆空軍基地發(fā)動(dòng)大規(guī)模導(dǎo)彈襲擊,摧毀了兩個(gè)中隊(duì)的F-35(伊朗方面消息)。
F-35 作為第五代戰(zhàn)機(jī),其核心設(shè)計(jì)理念之一是根據(jù)約翰·博伊德 (John Boyd)的觀察——定向——決定——行動(dòng) (OODA) 循環(huán)而來的。區(qū)別于前幾代戰(zhàn)機(jī),F(xiàn)-35最大的變化在于對(duì)各種作戰(zhàn)信息的利用從而帶來的殺傷力、生存能力和多功能性方面的綜合提升。其核心就是先進(jìn)的航空電子設(shè)備帶來的任務(wù)系統(tǒng)升級(jí),包括電子戰(zhàn)系統(tǒng)和其他防空抑制功能。
現(xiàn)代化計(jì)劃
F-35最新的任務(wù)系統(tǒng)升級(jí)源于美國空軍的現(xiàn)代化計(jì)劃(2020年,美國空軍提出一個(gè)新的戰(zhàn)斗機(jī)現(xiàn)代化計(jì)劃),在隨后2021年的F-35采購要求中提出最新的F-35必須具備Block-4能力,包括:新的傳感器套件、更遠(yuǎn)程的精確武器、改進(jìn)的電子戰(zhàn)功能、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合和增強(qiáng)的跨平臺(tái)互操作性。這些功能為美軍作戰(zhàn)人員提供了識(shí)別、跟蹤、交戰(zhàn)以及抵御高等級(jí)空中、地面和網(wǎng)絡(luò)威脅的戰(zhàn)斗優(yōu)勢。
值得注意的是,F(xiàn)-35 90%的航空電子設(shè)備需求依賴軟件,Block-4的升級(jí)也集中在新軟件上。相應(yīng)地,更強(qiáng)、更復(fù)雜的功能同樣需要更強(qiáng)的硬件作為基礎(chǔ),Technology Refresh-3(TR-3)就是現(xiàn)代化計(jì)劃的核心硬件部分,是整個(gè)Block-4升級(jí)的底層支撐。TR-3包括80多項(xiàng)改進(jìn),擁有比前代產(chǎn)品強(qiáng)大25倍全新的集成核心處理器,以及提升近20倍的系統(tǒng)內(nèi)存,并使用了開放式架構(gòu),這將使F-35具備良好的兼容性,能夠運(yùn)行具有最先進(jìn)作戰(zhàn)能力的高級(jí)軟件。
TR-3相較于TR-2的提升
雖然由于前期TR-3/Block4的穩(wěn)定性問題拖累了“新”F-35的研發(fā)進(jìn)度,但根據(jù)最新消息應(yīng)用TR-3/Block4的F-35已經(jīng)量產(chǎn)交付。
F-35任務(wù)系統(tǒng)重要組成
F-35的任務(wù)系統(tǒng)核心由雷達(dá)、電子戰(zhàn)套件、通信系統(tǒng)、電子瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、分布式孔徑系統(tǒng)套件組成,可為飛行員提供增強(qiáng)的態(tài)勢感知能力,并使飛機(jī)能夠在網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境中運(yùn)行。
F-35航電系統(tǒng)架構(gòu)圖
(1)AN/ASQ-239電子戰(zhàn)套件
AN/ASQ-239套件包含雷達(dá)警報(bào)接收器、識(shí)別/定位敵方發(fā)射器的電子探測器以及用于干擾的高增益電子對(duì)抗設(shè)備,目前主要覆蓋2、3、4頻段,可提供全面的雷達(dá)警告、目標(biāo)支持和自我保護(hù),以探測和擊敗地面和空中威脅,使飛行員可以選擇規(guī)避、交戰(zhàn)、反擊或干擾威脅的電子作戰(zhàn)能力。值得注意的是,AN/ASQ-239可以將輻射源的位置與F-35上AN/APG-81 X波段(8.5千兆赫/GHz至10.68GHz)火控雷達(dá)和AN/AAQ-37電子系統(tǒng)進(jìn)行同步,從而對(duì)輻射源發(fā)射器進(jìn)行正向識(shí)別。據(jù)悉,AN/ASQ-239可以探測到在2千兆赫至20千兆赫波帶傳輸?shù)臄撤嚼走_(dá)。
在AN/ASQ-239最新的Block-4升級(jí)中,開發(fā)人員增強(qiáng)了AN/ASQ-239對(duì)每個(gè)威脅脈沖的及時(shí)響應(yīng)能力和多個(gè)威脅同時(shí)發(fā)生的響應(yīng)能力,以增強(qiáng)F-35的整體態(tài)勢感水平。
F-35上AN/ASQ-239電子戰(zhàn)套件組成分布
(2)AN/AAQ-37 分布式孔徑系統(tǒng)(DAS)
AN/AAQ-37 由安裝在 F-35 機(jī)身周圍的六個(gè)高分辨率紅外傳感器組成,其工作方式是在飛機(jī)周圍提供無障礙的球形(4π球面度)覆蓋,DAS可以在同一時(shí)間在各個(gè)方向上提供三種基本功能類別:
? 導(dǎo)彈探測和跟蹤(包括發(fā)射點(diǎn)探測和對(duì)策提示)
? 飛機(jī)探測和跟蹤(態(tài)勢感知、紅外搜索和跟蹤(IRST)以及空對(duì)空導(dǎo)彈提示)
? 駕駛艙顯示器和飛行員夜視儀的圖像(顯示在頭盔安裝顯示器上的圖像)
2010年,AN/AAQ-37光電分布式孔徑系統(tǒng) (DAS)在供應(yīng)商的 BAC 1-11 試驗(yàn)機(jī)型上進(jìn)行的例行測試中,實(shí)現(xiàn)在800 英里的范圍內(nèi)通過多個(gè)傳感器探測并持續(xù)追蹤了兩級(jí)火箭從發(fā)射到燃盡的全過程。另外,AN/AAQ-37與其他傳感器不同,完全由系統(tǒng)自動(dòng)捕捉目標(biāo),無需駕駛員手動(dòng)調(diào)整傳感器方向,實(shí)現(xiàn)常態(tài)化感知。
(3)EOTS光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)
F-35的EOTS是將前視紅外(FLIR)和紅外搜索和跟蹤(IRST)功能結(jié)合在一起的傳感器,通過高速光纖接口與F-35的集成核心處理器相連。通過EOTS,駕駛員可以獲得高分辨率圖像、自動(dòng)跟蹤、IRST、激光瞄準(zhǔn)和測距以及激光追蹤等功能,從而完成精確的空對(duì)空和空對(duì)地瞄準(zhǔn)。
基于Block-4需求開發(fā)的升級(jí)版EOTS增強(qiáng)了短波紅外、高清顯示、紅外標(biāo)記和圖像檢測器分辨率,提升了F-35的目標(biāo)識(shí)別能力、擴(kuò)大檢測范圍。
EOTS結(jié)構(gòu)
(4)AN/APG-81有源電子掃描陣列
AN/APG-81是諾斯羅普·格魯曼電子系統(tǒng)公司(Northrop Grumman)為F-35閃電II設(shè)計(jì)的有源電子掃描陣列(AESA)火控雷達(dá)系統(tǒng),天線由1676個(gè)發(fā)射/接收模塊組成。AN/APG-81的功能包括的空對(duì)空模式、先進(jìn)的空對(duì)地模式,包括高分辨率測繪、多地面移動(dòng)目標(biāo)指示和跟蹤、戰(zhàn)斗識(shí)別、電子戰(zhàn)和超高帶寬通信。
AN/APG-81可探測150km范圍內(nèi)的目標(biāo),根據(jù)AN/APG-81開發(fā)商諾斯羅普·格魯曼發(fā)布的測試視頻,AN/APG-81可以在100公里范圍內(nèi),3秒探測并追蹤到23個(gè)測試目標(biāo)中的9個(gè),9秒鐘探測并追蹤到了全部23個(gè)測試目標(biāo)。
AN/APG-81自動(dòng)排隊(duì)目標(biāo)快速定位目標(biāo),并且能對(duì)SDR形成的高分辨率圖像進(jìn)行放大,幫助飛行員準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)訊息。
Northrop Grumman,AN/APG-81測試
另外,AN/APG-81可以將探測到的目標(biāo)信息傳送至地面導(dǎo)彈系統(tǒng),幫助地面在安全距離完成打擊任務(wù)。
據(jù)相關(guān)消息報(bào)道,AN/APG-81的Block-4升級(jí)版本AN/APG-85已在 2022 年 12 月的美國國防部預(yù)算文件中被提及。AN/APG-85的能力比AN/APG-81 提高了一倍,而且可以更好地與整個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)無縫集成,并為飛行員提供高水平的態(tài)勢感知。
(5)AN/ASQ-242 CNI 套件
F-35的CNI套件基于切片、模塊化架構(gòu)開發(fā),由定制軟件驅(qū)動(dòng),便于后期進(jìn)行升級(jí)迭代,并且支持最新的先進(jìn)互操作性功能。其組成部分包括超高頻(UHF)/甚高頻(VHF)收發(fā)機(jī)、敵我識(shí)別(IFF)轉(zhuǎn)發(fā)器、Link16部件、聯(lián)合精密進(jìn)場著陸系統(tǒng)(JPALS)、無線通信以及多功能高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路(MADL)。當(dāng)前F-35的CNI由10個(gè)通道、40多種波形和30個(gè)共形天線組成,支持多級(jí)安全,并且與JTRS兼容。
通過AN/ASQ-242通信、導(dǎo)航和識(shí)別系統(tǒng),F(xiàn)-35和支持戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈路(TDL)協(xié)議的其他飛機(jī)之間共享威脅情報(bào),其中北約的Link-16(960兆赫至1.215GHz)TDL協(xié)議就是AN/ASQ-242的最主要兼容對(duì)象。在執(zhí)行聯(lián)合作戰(zhàn)時(shí),由機(jī)載綜合處理器將傳感器獲取的對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝,經(jīng)過軟件計(jì)算生成波形,再由CNI通過Link 16或內(nèi)部數(shù)據(jù)鏈路傳送到地面基地或其他飛機(jī),實(shí)現(xiàn)地空或與其他平臺(tái)的信息傳輸。
目前,CNI系統(tǒng)為F-35駕駛員提供了超過27種完全集成的操作功能,包括敵我識(shí)別(IFF)、自動(dòng)獲取飛行點(diǎn)以及各種語音和數(shù)據(jù)通信等,并允許多個(gè)關(guān)鍵功能并行運(yùn)作。而且F-35的CNI在設(shè)計(jì)上根據(jù)F-35的特點(diǎn)降低了尺寸、重量和功率要求,節(jié)約F-35的設(shè)計(jì)余量。
實(shí)戰(zhàn)中F-35最核心的聯(lián)合作戰(zhàn)能力并未體現(xiàn)
F-35脫胎于美國聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)(JSF)計(jì)劃,從設(shè)計(jì)之初就將多平臺(tái)協(xié)作功能作為其作戰(zhàn)能力的重要組成部分。目前,F(xiàn)-35已在以美國為首的北約勢力中進(jìn)行過多次聯(lián)合作戰(zhàn)演習(xí),包括B2、衛(wèi)星、X-58無人機(jī)等多種平臺(tái)。在演習(xí)中,F(xiàn)-35會(huì)將偵察到的信息上傳至其他戰(zhàn)術(shù)平臺(tái),生成火控?cái)?shù)據(jù),并通過其他武器平臺(tái)完成戰(zhàn)術(shù)壓制,或由無人機(jī)偵查獲取信息,協(xié)同至F-35進(jìn)行防空壓制,進(jìn)而完成縱深打擊任務(wù)。
而根據(jù)目前的已知公開消息,在中東戰(zhàn)場上F-35只發(fā)揮出了其優(yōu)秀的隱身特性,并未展示出其核心的聯(lián)合作戰(zhàn)能力,再考慮到其多次由于穩(wěn)定性問題推遲Block-4機(jī)型的測試以及傳出的F-35在干擾下瞄準(zhǔn)系統(tǒng)出現(xiàn)明顯失準(zhǔn)的問題,F(xiàn)-35的任務(wù)系統(tǒng)是否由美軍宣傳的那樣領(lǐng)先還有待實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。(來源:北京藍(lán)德信息科技有限公司)
參考文獻(xiàn)資料:
1 https://www.armadainternational.com/2019/10/lightning-reflexes/
2 F-35 Fighter - Lockheed Martins F-35 Lightening Stealth Fighter (worlddefencenews.com)
3 https://en.wikipedia.org/wiki/AN/AAQ-37_Distributed_Aperture_System
4 https://img.bemil.chosun.com/nbrd/data/10046/upfile/200909/20090920152723.pdf
5 https://www.youtube.com/watch?v=wIwAOupjMeM
6 Accelerating 5th Generation Airpower Bringing Capability and Capacity to the Merge(MITCHELL INSTITUTE for Aerospace Studies)
7 https://www.yumpu.com/en/document/read/35774380/an-asq-242-communications-navigation-and-identification-cni
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9 https://www.globalsmt.net/world-news/northrop-grumman-awards-contracts-to-kitron/
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