[科普中国]-前视红外吊舱

原理

机载红外系统作为气象设备，主要用于风切变探测、告警系统，云和大地探测，飞机结冰探测等。

微下击暴流产生时会伴随地面上不同高度存在温度梯度，机载红外系统风切变探测告警系统可通过测量温度梯度来探测微下击暴流。

机载红外系统通常由红外光学系统、探测器、电子学系统、显示系统和吊舱组成。

红外系统的核心是红外探测器。红外探测器是对红外光灵敏的器件，它能将红外辐射转换成电信号(或其他形式)。这种器件由红外灵敏元件、窗口、限制光栏、制冷部件和封装结构等组成，还可包括前置放大器或阻抗变换器。红外探测器通常分为热探测器和光子探测器两大类：

(1)热探测器吸收红外辐射引起温度变化时，其电阻值将发生变化。用于气象探测的机载红外系统使用的热探测器以氧化钒和非晶硅薄膜最为成熟。

(2)光子探测器又分为光电导(光导)探测器和光生伏特(光伏)探测器。当半导体材料吸收入射光子后，产生光生载流子，使材料的电导率发生变化，这种现象称为光电导效应，利用这种效应制成的红外探测器称为光电导(PC)探测器。当具有空间电荷层的半导体材料吸收具有一定能量的入射光子之后，产生光生载流子，由于载流子的扩散和P—n结(空间电荷层)电场的作用，在P—n结区产生一个光生电动势，这种现象称为光生伏特效应，用此效应制成的探测器称为光生伏特型探测器。

热探测器和光子探测器可做成单元和阵列形式。两类探测器各有优、缺点，热探测器无须像光子探测器那样制冷到77K才能工作，但其响应速度和最小可分辨温度不如光子探测器。2

型号举例AAR-50AAR-50导航前视红外吊舱(NAVFLIR)由休斯公刮开发，与低空飞行的战机搭配使用，可为其提供夜间或恶劣天气条件下飞行时的导航服务。美国海军的F/A-18“大黄蜂”系列战斗机配备有该吊舱，用于为飞行员提供夜间的高品质地形导航图像。3

翼端发射导轨通常用来携带一枚AIM-9M“响尾蛇”热寻的空对空导弹。同AlM-7“麻雀”导弹一样，AIM-9于20世纪50年代初研制，起初是为美国海军研制的。AIM-9是世界上使用最广泛、最成功的空对空导弹，该型导弹如今仍在生产中。装备在F/A-18C/D和F/A-18E/F上的AIM-9最终将被AIM-9X取代，F/A-18的翼端发射导轨也许将用来携带AIM-120“阿姆拉姆”导弹(尽管AIM-120通常装备在翼下或者机身侧翼支点上)。虽然“阿姆拉姆”导弹是“大黄蜂”常规武备的一部分，但早先的AIM-7M型导弹仍在部队服役。另一个典型翼端装载是一个“空中作战机动仪表设备”吊舱。由于飞机配备了AN/AAS-38 NITE“鹰”前视红外吊舱、AAS-38A“夜鹰”前视红外一激光目标指示器/测距仪(增加了激光测距能力)或者AAS-38B(备有激光定位跟踪装置)，因此飞机具备了先进的夜间，全天候作战能力。当飞机携带这些设备中的一种时，设备将占据左翼上的“麻雀”/“阿姆拉姆”导弹的位置。“前视红外”目标只是器能够在电视型显示器(在驾驶员座舱里)上提供实时热图像，用来发现和跟踪目标。它与飞机上的电脑相连，能够提供精确的瞄准线角位和角位变化速率。美国海军陆战队全天候攻击部队所装备的双座F/A-18D“大黄蜂”战斗机也能够配备AN/AAR-50导航，前视红外吊舱，用于夜间低空飞行。4

F/A- 18“先进瞄准前视红外系统”吊舱美国海军的“先进瞄准前视红外系统”是第三代光电瞄准吊舱，性能有了极大提高，能探测、识别和跟踪空对空导弹与空对地导弹，自动投放现有激光制导武器与防区外武器．军用编号为AN/Aso- 228。该吊舱将被用来取代F/A -18战斗机原装备的3种吊舱（战术前视红外吊舱、导航前视红外吊舱、激光显示器）。它将集F/A - 18C/D，F/A - 18E/F战机上的AN/AAS-38，AN/ASS- 46战术瞄准吊舱、AN/ARR- 55导航前视红外吊舱的功能于一身，使得该机在恶劣气象和电磁干扰条件下的探测和攻击能力有较大提高，并使战斗机的机翼下可以多挂一件武器。F/A -18E将是第一种采用该吊舱的作战飞机。

“先进瞄准前视红外系统”把瞄准和导航前视红外、光电传感器、激光测距器和目标照射器以及激光光斑跟踪器组合进一个装置中。吊舱长1..83 m，半径为0.31 m。这种红外传感器采用凝视中波红外焦平面阵列，与目前海军和海军陆战队使用的蓝盾和AAS- 38夜鹰日标指示吊舱相比，性能有极大提高。机组人员发现和分辨目标的距离和高度是蓝盾的2倍，是夜鹰系统的4倍。吊舱采用了新型高能量激光显示器，目标确认高度达15 200 m。

“先进瞄准前视红外系统”吊舱于2001年5月进入小批量生产阶段。第一批生产型吊舱于2003年春天交付给“尼米兹”号航母，安装在航母舰载机联队的新型单座F/A - 18E、双座F/A-18F超级大黄蜂战斗机上。5