美國典型機載光電偵察設備研制及發(fā)展情況
作為空中偵察、測量及打擊的有效重要手段，機載光電偵察設備日益受到青睞，各國競相研制。一些發(fā)達國家如美國、以色列、加拿大、法國、英國、俄羅斯等國家都已研制并服役了多種型號機載光電偵察設備。目前，機載光電偵察設備已經(jīng)向吊艙式結構轉型，國外吊艙主要有LANTIRN瞄準吊艙(美國)，“狙擊手”(Sniper)先進瞄準吊艙(美國)，TIALD熱成像機載激光指示器吊艙(英國)和LITENING吊艙(以色列)等。下面我們來盤點一下幾款美國典型的機載光電偵察設備。
“狙擊手”(Sniper)先進瞄準吊艙(Advanced Targeting Pod，ATP)
Sniper ATP由洛克希德·馬丁公司設計、開發(fā)并制造。該設備具有信息傳輸能力，提供精確的目標瞄準能力，便于維護，使用了革命性的光學基儀設計，具有最優(yōu)化的間隔和診斷能力，從而允許進行真正的二級維護，避免昂貴的中間級支持。內置的自動測試功能可以使維護人員在20分鐘內完成獨立部件的替換工作。
該設備使用了先進的目標瞄準技術，其高分辨率的圖像處理能力使得機組人員在防區(qū)外對戰(zhàn)術級大小的目標進行識別，從而使敵方的防空系統(tǒng)失效，同時，還可以在噴氣式飛機噪音傳播的范圍之外對目標進行識別，執(zhí)行城市反游擊作戰(zhàn)。和LANTIRN系統(tǒng)相比，“狙擊手”ATM的探測范圍提高了3至5倍，同時還具有用于夜間作戰(zhàn)的低海拔導航能力和紅外瞄準能力。
采用了光學系統(tǒng)共孔徑設計方案，所有傳感器都共用一個孔徑，有效減小了體型;光學系統(tǒng)采用獨特的楔形設計，避免了球形頭部和空腔因氣流誘導而產(chǎn)生振動的可能(特別是在超聲速飛行狀態(tài)下)。集成了高分辨率中波第三代前視紅外、雙波段激光器、CCD電視攝像機、激光光斑跟蹤儀和激光指示器，極大地改進了目標探測/識別能力，其目標確認距離為第一代吊艙的4倍。激光光斑跟蹤儀還可以利用另一架飛機的激光器進行瞄準，并投放精確炸彈。美軍已經(jīng)向狙擊手吊艙加裝數(shù)據(jù)鏈，可以將圖像等信息通過數(shù)據(jù)鏈傳給地面部隊，為其提供戰(zhàn)場環(huán)境信息。
Sniper ATP Infographic – 1,000th Delivery
Sniper ATP已被集成到F-15“鷹”、F-16“戰(zhàn)隼”、A-10“雷電II”、F-18 、B-52、B-1戰(zhàn)機平臺上使用。截止2015年該系統(tǒng)已向美國空軍交付第1000套該設備，且據(jù)2017年5月15日媒體報道，洛克希德·馬丁公司收到美國空軍的一份交付命令，向科威特空軍提供Sniper ATP，用于其F / A -18C / D大黃蜂飛機。
集成FLIR + IRST 的F-35“光電瞄準系統(tǒng)”(Electro Optical Targeting System，EOTS)
F-35 EOTS是世界上第一款，也是首次將前視紅外和紅外搜索和跟蹤功能結合的傳感器，由洛馬公司導彈與火控部研制，為F-35飛行員提供精確的空對空和空對地瞄準能力。EOTS允許機組人員確定預偵察區(qū)域，執(zhí)行偵察并精確提供激光和GPS制導武器。
EOTS對于空對空和空對地跟蹤提供了一種價格較低、高性能、輕量化的多功能系統(tǒng)。EOTS由可見光攝像機、紅外成像、激光器測距機、點跟蹤器、激光指示器組成。
EOTS的剖面圖
EOTS于2005年首飛，2007年裝備在F-35上。EOTS位于F35機身前部下方，雷達和座艙艙壁之間。如圖所示。
EOTS采用了由7片藍寶石玻璃拼接而成的單口徑共光路形式，以散射雷達信號，減小對飛機RCS的影響。EOTS系統(tǒng)是F-35重要的被動式紅外探測手段，可以在雷達靜默下完成對目標甚至是隱身目標的搜索和探測，以便最大限度地隱蔽自己;與頭盔顯示器結合可以把探測信息投影在頭盔上。由于EOTS裝在機頭下方，其位置限制了對空探測能力，無法對前上方空域進行探測，因此具有有限的對空探測能力，可以提供遠距離、窄視場的探測能力，主要用于發(fā)現(xiàn)、跟蹤、指示地面目標。
ETOS玻璃機構
洛克希德·馬丁公司官網(wǎng)報道的關于ETOS的進展情況如下表。
注：表中時間為官網(wǎng)新聞報道時間
洛克希德馬丁公司正在著手開發(fā)新一代光電瞄準系統(tǒng)用于F-35 Block 4批次，新一代ETOS具有更為廣泛的探測能力，并且具有更高的精度，能讓飛行員更迅速的獲得目標的信息。
AN/AAQ-37光電分布式孔徑系統(tǒng)(EO DAS)
AN/AAQ-37 EO DAS光電分布式孔徑系統(tǒng)是諾格公司根據(jù)美軍要求為F-35 研制的一種高分辨率360°紅外機載光電傳感器，可提供先進的全方位態(tài)勢感知能力，提高其生存能力和作戰(zhàn)效能。通過符合F-35集成系統(tǒng)架構要求的高速光纖接口連接到F-35主機。EO DAS主要功能如下圖：
諾格公司除了開發(fā)EO DAS外，還向F-35提供AN/APG-81有源相控陣(AESA)火控雷達。 AESA雷達旨在使飛行員能夠長距離有效地接觸空中和地面目標，同時提供出色的態(tài)勢感知能力。F-35 DAS和APG-81雷達具有探測，追蹤，瞄準彈道導彈的能力，可自主探測、跟蹤和瞄準多枚同時發(fā)射的彈道導彈。
AN/APG-81 AESA
AN/AAQ-37 EO DAS是基于成熟的狙擊手XR技術開發(fā)的，由安裝在機身周圍6個特定部位的紅外傳感器組成的;通過后續(xù)信息融合，將全向圖像信息提供給飛行員頭盔顯示系統(tǒng)或全景多功能顯示器，從而為飛行員提供一個360°的全向球形視野圖像信息;主要用于探測空中目標，能自動對周圍全向目標探測并持續(xù)跟蹤，空戰(zhàn)格斗中飛行員不必擔心丟失目標，但無法完全探測、跟蹤地面目標，只能有限探測、跟蹤地面發(fā)射的導彈等高溫目標。
機載EO DAS系統(tǒng)安裝位置示意圖
EO DAS已經(jīng)被應用集成到F-35A Lightning II、F-35B Lightning II、F-35C Lightning II、F-35I Adir戰(zhàn)機上，其具體進展情況如下表。
捕食者無人機多頻譜瞄準系統(tǒng)(MTS)
MTS系統(tǒng)是雷神公司為捕食者無人機系列研制的光電瞄準設備。它由轉臺單元(內部安裝了慣性測量單元(IMU)和電子處理單元組成。轉臺單元內部裝有紅外/可見光電視、激光測距機、激光指示器和激光照射器，其內部還可提供多波長傳感器，近紅外和彩色可見光攝像機、照射器、人眼安全激光測距機、光斑跟蹤器等一系列安裝選項。
MTS吊艙系統(tǒng)采用雷神研制的局域圖像處理技術(自動的圖像優(yōu)化技術)，融合輸出的圖像信息量明顯優(yōu)于單一波段的圖像，另外，它可以最大限度地顯示圖像信息，提高態(tài)勢感知和遠距離監(jiān)視能力。吊艙內部的圖像跟蹤器具有重心、區(qū)域和特征跟蹤模式。
MTS吊艙參數(shù)
MTS吊艙系統(tǒng)采用了先進的數(shù)字架構，提供了遠距離監(jiān)視、目標獲取、跟蹤、測距和激光指示功能，可用于AGM-114地獄火導彈、北約激光制導武器的制導。
其中，MTS-B是公司研制的一種多用戶、數(shù)字式、光電/紅外傳感探測、跟蹤設備，具備了紅外、光電、激光指示等能力，可以實現(xiàn)遠程空中監(jiān)視、高空目標截獲、跟蹤、測距，主要用于偵察和瞄準。
目前主要裝備美國空軍的“捕食者”B(Predator B)無人機和其它多種飛機，它具備遠程監(jiān)視、目標捕獲、跟蹤和為“海爾法”空地導彈提供激光指示等多種功能。
MTS-B具有同時跟蹤多個彈道導彈目標的能力，且MTS-B中不同傳感器圖像可融合產(chǎn)生組合圖像，還具有無需人工圖像優(yōu)化的技術。MTS-B重104Kg，具備方位360°全視角能力，俯仰角度搜索范圍為+135°～-40?°，且內部具備制冷功能，視軸穩(wěn)定精度優(yōu)于10μRad。
雷神公司為“捕食者”和“收割者”無人機提供了一系列多光譜傳感器。最新的是下一代雷神多光譜瞄準系統(tǒng)(MTS)AN / DAS-4。與其前身的多光譜瞄準系統(tǒng)AN / AAS-52，AAS-53，ASQ-228，DAS-1和DAS-2相比，DAS-4為精確坐標提供了更大的火控和目標定位精度技術，雷聲公司在2016年4月贏得了AN / DAS-4的9000萬美元的第一批生產(chǎn)合同。
迄今為止，公司已經(jīng)向美國和國際武裝部隊交付了3000多枚MTS傳感器，并成功地將該系統(tǒng)的44個變種集成到20多個旋翼，無人機系統(tǒng)和固定翼平臺上，其中包括MH-60黑鷹，C-130大力士，MQ-9C收割機，MQ-1捕食者和MQ-1C灰鷹。
目前，雷神公司正在開發(fā)一種小型、輕型多頻譜瞄準系統(tǒng)(MTS)。該MTS是一個直徑12英寸(30.48厘米)、重量不足60磅(27.2千克)的轉塔，為出口型設計，將提供先進的光電和紅外敏感性能。該MTS傳感器利用目視和紅外光譜探測器，可提供高清晰度的全視頻數(shù)據(jù);這種瞄準系統(tǒng)擁有與已生產(chǎn)的MTS系列產(chǎn)品相同的成像和瞄準能力，該MTS產(chǎn)品系列(包括MTS-A、MTS-B、MTS-C和MTS-D)，將成為美國軍用成像和瞄準系統(tǒng)的首選傳感器。該系統(tǒng)計劃于2019年11月1日前完成。MTS的一些動態(tài)進展情況如下表。
