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红外搜索跟踪能“脱掉”战机隐身衣吗?

导读: 红外搜索跟踪系统是一种被动探测装置,不发出任何信号,不受电磁干扰的影响,而是通过目标的红外辐射来确定目标的方位。红外传感器不能确定目标的距离和速度,但可以通过综合到一起的激光测距仪来测量。

红外搜索跟踪能“脱掉”战机隐身衣吗?

F-35的红外搜索跟踪系统

红外搜索跟踪能“脱掉”战机隐身衣吗?

图中上半部分为:主/被动探测与数据链工作模式。蓝线代表雷达主动扫描;黄线代表数据链路;橙线代表红外搜索跟踪系统被动扫描。

下半部分为:米格-35上的红外搜索跟踪系统。

近日,美媒报道称,俄中正在研制能够击落美国五代机F-35和F-22隐身战机的技术。这种技术就是系统(IRST)。

那么实际情况到底如何?红外搜索跟踪系统真的可以破解五代机隐身能力使其走下神坛吗?

无需担心无线电频率反制

现代战机的主要探测系统是机载火控雷达,这是一种主动探测设备,但其主动发射的电磁波,则会暴露自己的行踪,甚至因此成为敌人的目标,危及战机本身。特别是随着具备高雷达隐身性的五代机的出现,机载火控雷达的探测效果大打折扣。

那么,有没有什么办法可以改变这一现状呢?人们想到了早已存在的红外搜索跟踪系统。军事科普作家张亦驰告诉科技日报记者:“红外搜索跟踪系统是一种被动探测装置,不发出任何信号,不受电磁干扰的影响,而是通过目标的红外辐射来确定目标的方位。红外传感器不能确定目标的距离和速度,但可以通过综合到一起的激光测距仪来测量。”

全球第一种安装现代化红外搜索跟踪系统的战斗机一般公认是苏联的米格-29战机。现在,美国在这方面的技术水平已经超越了俄罗斯。美军“超级大黄蜂”战机安装的红外搜索跟踪系统,可以在各飞行阶段以被动方式探测多种目标,无需担心电子探测及无线电频率的反制。

而在F-35隐身战机上,也安装了被称为光电指示系统(EOTS)的红外搜索跟踪系统,同时还安装了开创性的被动式探测系统——机载光电分布式孔径系统(EODAS),在机身6处不同的位置上各安置一个红外传感器,可对全机360度范围内来袭的导弹或逼近的飞机进行红外探测及跟踪,并与雷达、电子战设备、数据链传来的信息融合,整体输出在飞行员的头盔显示器上,使得飞行员能具备全空域态势感知能力,从而最快最好地做出判断和决定。

通过红外辐射探测隐身战机

近年军演中,五代机依靠出色的隐身能力,一直让四代机无法有效发现和锁定自己,并牢牢占据上风。单从国外报道来看,五代机均以大比分击败了四代机。那么,红外搜索跟踪系统能否有效扭转这一状况呢?

自然界中一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。战机在高速飞行时与空气摩擦以及其尾喷口处更会发出强烈的红外辐射,这使得其红外特征更加明显。因此,从原理上说这并没有问题。

“目前红外搜索跟踪系统主要工作在两个波段,分别是3—5微米的中波红外和8—14微米的长波红外。中波红外探测系统主要针对的是温度较高的目标,例如发动机尾喷口等,而长波红外探测可以探测到飞机外挂物、机体、蒙皮以及尾流的热量。”张亦驰指出,俄罗斯四代机,例如米格-29、苏-27,使用的红外搜索跟踪系统,主要工作在中波红外,用于探测飞机发动机尾喷管。而美国的“超级大黄蜂”战机的红外搜索跟踪系统则工作在长波波段或者中波、长波双波段,具有更高的灵敏度、分辨率。

张亦驰还指出,五代机的一个重要特征是隐身性能。隐身战斗机主要进行了雷达隐身处理,同时也有一定红外隐身措施,但主要还是致力于降低发动机的红外辐射。例如,F-22采用二元尾喷管,喷管使用冷却隔热技术降低外露部分温度,如喷管的气膜冷却和隔热技术就大大降低了喷管的温度和排气温度,S型进气道也对发动机的热部件有遮蔽效果。

“但是总体来说,F-22的红外隐身能力稍微逊色。”张亦驰说,“特别是新一代的长波红外搜索跟踪系统,能够探测飞机蒙皮与空气摩擦的热量和发动机尾流。像F-22这类五代机,进行超音速巡航的时候蒙皮温度也较高,其发动机排气系统虽然进行了降温处理,但是气柱反而会更大,更容易被长波红外系统在较远距离探测到。重要的是,红外搜索跟踪系统的数据可以与雷达的数据进行数据融合,以更为连续、准确的探测目标,为实施导弹攻击创造条件。”

实际应用还需多系统联合

外媒指出,只要俄中能用高速数据传输频道联系两架或多架装备了长波红外搜索跟踪系统的战机,他们就会用以建造对付隐身技术的系统。既然红外搜索跟踪系统可以发现隐身战机,为什么还需要两架或多架装备红外搜索跟踪系统的战机联网工作?

张亦驰指出,“比起火控雷达,红外搜索跟踪系统有着突出的优点,但是对目标实施导弹攻击和计算射击参数则需要连续的测速、测距。激光测距仪当然能够进行测距,但是激光在大气中衰减很厉害,其工作距离往往小于红外跟踪系统,有时候就很难实现远距离测距。例如,‘阵风’战斗机的红外搜索跟踪系统,其红外探测能力达到130公里,但是激光测距仪大概只有30—40公里的探测距离”。

“这样,如果目标位于激光测距仪工作范围外,就必须通过多架战斗机的红外搜索跟踪系统对目标进行测角,然后再通过数据链系统共享数据,根据战斗机之间的位置和速度关系,计算出目标的距离和速度,这样才可以为导弹攻击提供充足、精确的数据。”张亦驰说。

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