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[科普中国]-机载瞄准吊舱

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发展历程

经常观看西方战斗机特别是美军战机图片或视频的军迷朋友,能在F-15E或F-16的进气道下方,发现挂载有一到两个雪茄状的吊舱,这就是瞄准吊舱。这些吊舱通常包括一个安装在万向支架上的昼夜前视红外探头和一个激光指示器。前者可为战机座舱的显示器提供目标区的热成像图像,后者可用于对目标进行激光照射,确保激光制导炸弹能命中目标。挂载了这种吊舱的战机,即使在上千米高空也可以对地面进行精确轰炸,还可以在恶劣天候下使用。

目前,空军装备的瞄准吊舱总体可分为二三代,第一代于20世纪80年代末投入使用。例如美军的“蓝丁”(也有译为“蓝盾”)和“夜鹰”吊舱。第二代吊舱于20世纪90年代中期问世,例如在1996至1997年间,美国海军为F-14战斗机购买的改进型“蓝丁”瞄准系统(LTS)。采用了新型40K高能激光指示器,使瞄准高度从原先的0.76千米提升至12千米,弹药投放距离也从23.4千米扩展至64.8千米.第三代瞄准吊舱于21世纪初问世,代表型号有美国的“狙击手”XR、“先进瞄准前视红外系统”(简称ATFLIR)。以色列的“利特宁”和法国的“达摩克利斯”等。其中,ATFLIR采用了第三代前视红外传感器,用于其配备了凝视中波红外焦平面阵列。飞行员发现和分辨目标的距离和高度,相当于过去“蓝丁”的2倍、“夜鹰”的4倍。其还采用新型高能激光指示器,使战机能从1.5万米高空照射目标。

瞄准吊舱历经了自海湾战争以来的多场局部战争考验,在实战中既证实了其先进性能,也暴露出一些不足之处。2001年,美国国防科学委员会曾指出,鉴于美军在‘沙漠风暴’行动、波黑维和行动以及‘联盟力量’行动(1999年科索沃战争)中进行战术空袭的经验,美军战术空中力量不得不在距离地面目标2至4倍的距离和高度上作战。以躲避敌军机动防空导弹系统的威胁。现役瞄准吊舱的红外图像分辨率、灵敏度,以及激光指示器的功率难以发挥作用导致空袭精度大大降低,内此之后,美军开始大力推进“先进瞄准吊舱”的研发和部署。

在阿富汗战争和伊拉克战争中,美军瞄准吊舱充分发挥了其网络中心战能力和非传统情报、监视和侦察能力。在对地打击中。装备了瞄准吊舱的美军战斗机不仅能自主探测、瞄准、打击目标。还能将日标信息通过数据链传递给友机。或经过预警机传输给B-1B或B-52战略轰炸机进行协同打击。此外,利用瞄准吊舱中的激光点跟踪系统,美军战机还能借助地断度军部队进行目标照射后实施空地协同打击。

根据各旧瞄准吊舱20多年来的发展历程,大致可以推断其未来的发展趋势:一是不断提升昼,夜前视红外传感器、电视摄像机的分辨率和在各种恶劣天候下的有效探测距离;二是增大激光指示器的最大作用距离,使飞机能从高空或敌方防区外发动攻击;三是为吊舱配备更先进的目标识别系统和数据链,强化其协同作战能力,提高作战反应速度。按军事专家的说法,瞄准吊舱将在未来的空中战争中发挥更大的作用。2

型号举例AAQ-13瞄准吊舱

AAQ-13瞄准吊舱是夜间红外低空导航和瞄准系统(LANTIRN)的三个组成部分之一。系统的其他两部分是AN/AAQ-14导航吊舱和飞机座舱中的衍射平视显示器。瞄准吊舱中的前视红外装置由休斯飞机公司提供,激光装置由国际激光系统公司负责研制。瞄准吊舱于1983年进行首次试飞,预计1986年投产。

LANTIRN系统的研制发展情况可参阅AN/AAQ-14导航吊舱的有关部分。3

“狙击手”瞄准吊舱

美国空军F-15E换装新型瞄准吊舱据美国《空军杂志》2005年第3期报道,2005年1月7日,部署在英国拉肯希斯空军基地的美国空军第48作战大队的F-15E战斗机加装“狙击手”先进瞄准吊舱,并成功地进行了首次227公斤级联合直接攻击炸弹的投射试验。“狙击手”先进瞄准吊舱可以快速接收卫星系统提供的目标坐标信息,并直接传递给联合直接攻击炸弹。因此,使用“狙击手”瞄准吊舱后,F-15E战斗机后座的武器系统军官可以自主地投射全球定位系统制导炸弹,而不需要像以往那样需要与地面终端控制员配合才能遂行突击任务。同时,还可以明显缩短F-15E战斗机识别目标到投射机载武器的时间,提高攻击飞机的生存能力。4

AAS-38A

AAS-38A前视红外系统是一个吊舱装置,它装在F/A-18发动机短舱空气口上的“麻雀”导弹位置上。标准的AAS-38A/B,由12个单独的武器可更换部件(WRA)组成,它广泛使用了数字技术,用于光学系统控制、目标自动跟踪、飞机航空电子设备通信(通过一条MIL-STD-1553多路传输总线)和机内检测。

本吊舱分成两个主要区域,即吊舱前部和后部分。吊舱前部分包括三个部件:一个光学系统稳定瞄准器、一个前部分及一个激光发射/接收机。

光学系统稳定瞄准器是一个机电回转传动,数字伺服控制跟踪的光学系统部件。它通过一个硫化锌反射镜接收目标的红外辐射能量,人们发现它的光学传输比常规接收机的锗窗要好。该光学系统部件装在吊舱的前端,并提供+30°-150°之间的俯仰视界角和±540°的横滚自由度。每秒750的跟踪速度使其能跟踪低空和高速目标。而光学系统头部的串联式(inline)设计,可避免直接向后观察,它提供一个小的吊舱正面面积、故具有低气动阻力的优点。

前部分包括一个光学瞄准系统,它在红外接收机上调节和聚焦光学信号。光学系统稳定瞄准器和前部一起组成了头部部件。

在吊舱后装有有温度限制的红外接收机,它接收红外能量,并将其转换为一个875行CRT显示器上使驾驶员能观察的可见格式。另外,该接收机的成像防转特点,控制了座舱显示的热成像的真正方向性。

吊舱后部分包括下列附加的武器可更换部件(WRA):横滚驱动电机,它转动用于瞄准线跟踪的头部部件;温度控制部件;控制器处理机;横滚驱动电源放大器;用于控制光学系统稳定瞄准器的高速数字伺服控制器;激光电源和吊舱电源。

控制器一处理机部件,使用“对比跟踪”技术,实施目标自动跟踪功能。当目标高度变化又要执行目标捕捉的跟踪功能而进行搜索时,使用这种算法,该部件能实现数字化、处理并适时修正图象。前视红外系统自动地校正任何FLIR瞄准线的指向(瞄准)和FLIR对激光瞄准线的误差。

由得克萨斯仪器公司生产的红外成像子系统,由红外接收机、控制器处理机和电源组成。遵照国防部建议的通用组件,装配的该红外接收机类似于得克萨斯仪器公司的AAQ-9红外探测装置。

“夜鹰”系统采用了模块设计,在该吊舱中其有12个外场可更换部件,它们容易拆卸,无需校准、调整、专用工具或装运设备就进行迅速更换。在航空母舰上或机场保养工作地区(机场中的机库),仅需12分钟就能完成拆卸和更换。5