F-35光电瞄准系统技术介绍.docx

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1、F-35光电瞄准系统技术介绍目录1.序言1?洛马开发F35专用瞄准设备：可辨出80公里外小窗户6?AN/AAQ-40EOTS（光电瞄准系统）81.序百F-35传感器套件包括AN/APG-81AESA雷达、AN/ASQ-239EW/CM系统、AN/AAQ-40EOTSAN/AAQ-37EODAS和AN/ASQ-242CNI系统。这一系歹IJ先进的多光谱传感器为F-35提供了下一代观察战场空间的能力。光电瞄准系统（EOTS）的第一个生产配置最近交付用于集成到F-35A飞机o这些系统使用创新的刻面蓝宝石窗口嵌入到F35的机身中，可减少阻力并保持飞机的低可观测性（隐身）特性。该公司预计生产超过3,00

2、0台，产量将增加到每年200台。EOTS是第一个结合前视红外和红外搜索和跟踪功能的传感器。凭借这种能力，EOTS将在单个紧凑且完全被动的传感器中为1ightningn飞行员提供显着的空对空和空对地态势感知。F35EOTS采用最新一代红外传感器技术，以洛克希德马丁公司的狙击手高级瞄准吊舱的成功为基础，提供高分辨率图像，自动目标跟踪，红外搜索和跟踪，激光指定和测距，以及激光点跟踪所有这些都大大增加了对峙范围。模块化组件允许F-35EOTS在飞行线上进行维护，以实现真正的两级维护。洛克希德马丁公司今天表示，它已经开发TF-35闪电H中使用的光电瞄准系统（EOTS）的高级版本。高级EOTS提供更高的分

3、辨率和改进的多光谱传感。该开发项目由内部投资资助，并通过针对最苛刻的F-35任务的作战分析进行审查。高级EOTS包括更大的孔径，并为飞行员提供多光谱传感选项，例如高分辨率中波红外，短波红外和近红外。利用相同的体积和重量,AdvancedEoTS毫不费力地集成到具有“即插即用”功能的F-35闪电H中。图1基本EoTS和高级Ee）TS之间的比较表明新系统有了显着改进。照片：洛克希德马丁公司EOTS结合了前视红外和红外搜索和跟踪功能，可在白天和夜间条件下为飞行员提供空对空和空对地支持。EOTS允许机组人员识别感兴趣的区域，执行侦察并精确交付激光和GPS制导武器与通过替代采购实现现代化的360度分布式

4、孔径系统和新的大面积显示器（1AD）不同，洛克希德马丁公司将A-EOTS开发为公司资助的计划，作为未来现代化的选择，而不是在削减成本的计划中。该公司表示，如果客户需要升级作为F-35现代化的一部分，它将在F-35上集成先进的EOTS。据该公司称，与目前与F-35一起使用的EOTS相比，新系统以更低的运营成本提供更高的性能。随着可靠性的提高和每运行小时成本的降低，AdvancedEOTS预计将在系统的整个生命周期内为用户节省超过35亿美元。EOTS使用低阻力，低重量的包装集成到Fv1ightning的机身中，并带有耐用的蓝宝石窗口。该系统通过高速光纤接口连接到飞机的集成中央计算机。作为第一个结合

5、前视红外和红外搜索和跟踪功能的传感器，EOTS增强了F-35飞行员的态势感知能力，并允许机组人员识别感兴趣的区域，执行侦察并精确地交付激光和GPS制导武器。洛克希德马丁公司已经为所有交付给美国空军、海军和海军陆战队以及外国空军的F-500闪电飞机交付了35多个系统。先进的EOTS是一种进化的光电瞄准系统,可用于F-35的B1ock4开发。高级EOTS旨在取代EOTS,包含广泛的增强和升级，包括短波红外，高清电视，红外标记和改进的图像探测器分辨率。这些增强功能增加了F-35飞行员的识别和探测范围，从而实现了更高的整体瞄准性能。系统技术交流图2F-35探测到的导弹发射为弹道导弹拦截试验提供预警洛克

6、希德马丁臭鼬工厂、导弹防御局和美国空军在一项开创性的测试中成功连接了一架F-35、U2和一个地面站，展示了敏感信息在多个平台上的安全分发，促进了真正的多域操作。在名为ProjeCtRiOt的演示中，一架F35使用标准的机载传感器探测到远程导弹发射。然后，它通过U-2网关共享该信息，为地面防空中心提供预警，使指挥官能够迅速做出针对威胁的决定。这种级别的连接将数据到决策的时间从几分钟缩短到几秒钟，这是对抗近对等对手和高级威胁的必要先决条件。ProjectRiot建立在一系列开放系统架构演示的基础上，证明了如何快速实现能力的增量提升，以实现跨空中、地面、海上、太空和网络领域的互联网络。该项目与马萨诸

7、塞州汉斯科姆空军基地的空军生命周期管理中心和导弹防御局合作运行。利用通用的行业标准来降低成本并缩短计划，该团队在不到四个月的时间内实现了四个任务关键型数据点。“凭借其远程防区外传感器，机载处理以及在竞争环境中和周围运行的能力，U-2继续在展示今天的新功能方面发挥关键作用，同时改变明天战场的运营，”洛克希德马丁臭鼬工厂ISR和UAS副总裁JohnC1ark说。通过演示，该团队利用现代化的U-2的有效载荷能力，模块化设计和开放式架构，在F-35和多域地面站之间提供超视距通信。该链路建立了两条新的数据路径，以从隐形战斗机到地面作战人员的多安全级别安全地传输第五代传感器数据，从而实现传统和第五代系统的

8、多域网络。F-35的信息传播使用了空军的通用指挥和控制接口和开放任务系统(OMS)标准。图3EOTS(光电瞄准系统)安装在美国军方F-35战斗机的机头下如果发生灾难，自卫队会驾驶飞机从空中检查。每天24小时随时准备的战斗机是第一个起飞的，因此它们可以随时争先恐后地进行紧急发射，以应对侵犯领空的飞机。但是，由于是战斗机，飞行员必须目视检查地面，而在半夜，他只能判断是停电还是火灾。不过，如果你现在唯一能起飞的飞机是战斗机，你别无选择，只能赶紧检查一下。之后，配备红外夜视摄像机的直升机和巡逻机抵达现场，详细调查情况。但是，新型F35战斗机将改变这种情况。虽然F35是战斗机，但它标配了相当于侦察机的光

9、学相机，因此如果部署次数增加并从事争夺任务，它可以用作“在发生灾难时可以在紧急情况下发射的侦察机”。这和一架战斗机紧急启动，急于检查初始反应，然后让另一架飞机接管观察任务是一样的，但F-35战斗机标配高性能红外摄像机，即使在半夜也能详细检查情况，因此可以获得的信息量远远大于常规战斗机。RQ-4全球鹰大型无人机也计划作为专用侦察机推出,但侦察机不会被打一乱,也不会立即飞行。部署数量少，基地并不总是位于灾难现场附近，由于飞行速度慢，到达现场需要时间。如果是战斗机，它可以快速响应，因为它有大量部署和快速飞行速度和争先恐后待命。F35战斗机配备了具有两种红外夜视功能的光学传感器。EO-DAS（电光色散

10、孔径系统）连接安装在机头下方的EOTS（光电瞄准系统）和安装在机身每个部分六个位置的红外摄像机的图像。EO-DAS是一种划时代的设备，可以提醒飞机周围的整个球体，但扮演侦察机角色的相机是EOTS。它将用于检查EOTS的详细情况，同时掌握EO-DAS的整体情况。F-35将首次作为实用战斗机在世界上配备的光学传感器类型是AN/AAQ-37EODAS。一种非常创新的系统,称为电光分布式孔径系统（EODAS）,它允许将六个红外摄像机固定在机身上，并合成每个相机捕获的图像以消除接缝并将它们集成到单个图像中以获得球形视图。这意味着F-6战斗机没有光学盲点。图5AN/AAQ-37图像投射到HMD（头盔显示器

11、）的遮阳板上，使飞行员能够直接向下或直接在后面看到机身框架的非透明顶篷此外，它还具有自动警报和检测目标的功能，并且通过与武器链接，可以攻击盲点中的敌人。你甚至可以向前发射短程空对空导弹，180度旋转，直接攻击你身后的敌人。该传感器将从根本上改变我们在近战中的战斗方式。在战斗机的近战中，称为空战，优势不再仅由飞机的机动性决定。由于其先进的光学传感器，F35战斗机有能力在视觉战斗中超越传统战斗机。传感器还可以自动识别朋友或敌人，即使在彼此靠近的编队的混合战斗中也很有效。F-35是一种隐形战斗机，很难被雷达探测到，可以在使用雷达的视线外战斗中压倒常规战斗机。虽然人们普遍认为隐形战斗机如果进入视线战斗

12、，可以比常规战斗机战斗更多，但F35具有创新的光电色散开放系统，使其可以从视线战斗中没有盲点的任何地方进行攻击，使其能够继续主动对抗常规战斗机。F-35能够在视线和视线范围内压倒常规战斗机，是一架全新维度的战斗机。洛马开发F35专用瞄准设备：可辨出80公里外小窗户F-35“闪电II”战斗机的所有三种型号都配备了相同的光电系统套件，通过应用尖端技术,这些系统能为F-35飞行员提供前所未有过的态势感知能力。F-35飞行员可以通过全景座舱显示器和所佩戴的头盔显示器上获取其AAQ-40光电瞄准系统的高分辨率图像。F-35的制造商洛克希德马丁公司在光电瞄准吊舱的研制上拥有丰富经验,其AAQ33“狙击手”

13、瞄准吊舱是较先进的现役吊舱。F35的AN/AAQ-40光电瞄准系统（EOTS）在研制中充分利用了1ANTIRN瞄准吊舱、AN/AAQ-33“狙击手”、F-14D“超级雄猫”上AN/AAS-42红外搜索和跟踪（IRST）系统的技术，是第一种把前视红外瞄准系统和红外搜索和跟踪系统结合在一起的传感器。虽然被视为一种内置式瞄准吊舱，但EoTS能为F-35提供激光瞄准、激光光斑跟踪、空空和空地前视红外监视、数字变焦、广视角红外搜索和跟踪和为投掷GPS制导弹药生成地理坐标。EOTS系统的尺寸大约为493X698X815毫米,能被置于一个容量不到11.3升的盒子中，系统重量91千克。EOTS安装在F-35雷

14、达罩之后、前起落架之前的机鼻下方，其左右侧是分布式孔径系统（DAS）传感器，上方是雷达设备，留给该设备的空间常紧凑。相比之下“狙击手”吊舱重约200千克，长达2.3米。“狙击手”吊舱和EOTS之间在体积和尺寸上出现巨大差异的一个原因是两者使用了不同的冷却方式，包括“狙击手”在内的多数瞄准吊舱都是空冷的，需要在吊舱尾部安装散热系统，而EoTS是液冷的，通过F35包覆聚烯燃的冷却液管道制冷。由于空间限制，EOTS无法使用直线光路的透镜系统，只能通过一系列反射镜和棱镜把管线引导至焦平面阵列或其他传感器。从视窗进入后，光线至少要折射四次才能最终抵达最终传感器。虽然F-35的APG-81雷达对空中目标的

15、距离测量精度上高于EOTS,但EOTS对目标方位角的测量更精确，哪怕目标大小只有一个像素。两者结合后能提高F-35对更小的目标的探测精度。EOTS的视窗由七块蓝宝石面板玻璃组成，这些玻璃被装入框架构成一个多面体隐身外形。洛马在AAQ-33“狙击手”吊舱首次使用类似设计，吊舱头部采用了独特的楔形设计，避免了球型头部和空腔有可能因气流而产生的振动，特别是在超音速飞行状态下。楔形视窗由4块蓝宝石玻璃组成，平板玻璃也有助于保持传感器所需的光学性能。在视窗内部，EoTS具有一个独特设计的安装在万向节上的主入射透镜，被称为A-foca1或方位角组件，可提供从地平线到地平线的视野。镜头与视窗玻璃间大约有6毫

16、米的摆动空间。这么复杂的设计是为了满足对数字化变焦的多视野要求。第二个透镜被称为升降组件，是一个设计新颖的反射镜，与主透镜呈45夹角，可旋转提供垂直覆盖。在万向节组件的顶部是一个激光器，来自“狙击手”ATP吊舱，但具有不同的输出路径。激光器正下方是两个电子控制组件，一个提供动力伺服控制，另一个提供图像处理。整个EoTS组件被罩在一个复合材料罩内，以防止异物掉入光学组件内，并作为加强结构帮助稳定内部组件。EOTS必须非常稳定，才能对地面目标实施地理坐标测量，用于引导GPS制导弹药。EoTS每次启动时，自动视轴校准功能都会把激光和前视红外对齐。校准模块安装在万向节背面，模块加电时会把激光器和前视红外块传感器对齐，指向相同的点，两者使用相同光路。对与F35这样的隐身战斗机来说，必须必须小心管理飞机的辐射。使用EoTS时，除非使用激光器否则不会产生辐射。当APG81雷