为应对“高端威胁”，美军决定让“猛禽”重装IRST_风闻
钢铁沧澜-2022-05-09 11:32
作者：兰顺正
前段时间有报道称，美国空军启动了在F-22“猛禽”战斗机上集成红外搜索与跟踪系统（IRST）的计划。其实在美国空军最初的“先进战术战斗机”（ATF）计划下，F-22原本是装备有这一系统的，但由于成本控制需要这一系统终被取消。现在，随着美国国策回归“大国竞争”，美军将注意力转移到应对中俄“高端威胁”，因此美国空军也决定将该系统重新集成到F-22战斗机上。那么，红外搜索与跟踪系统（IRST）究竟是什么？又有哪些独到之处呢？
只看不说，专盯红外的IRST
众所周知，现代战机大都以机载火控雷达作为主要探测手段，但是作为一种主动发射电磁波的探测设备，机载雷达可谓是一把“双刃剑”，在感知敌方态势的同时，也容易暴露自己的行踪，让战机本身成为敌人的目标。而五代战机普遍以高隐身性作为标配之一，对于空战双方提出了更为苛刻的要求，既要看见对方，又不能被对方发现，因此就有必要在机载雷达之外为战机配备其他探测手段作为补充。
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，而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，相当于一个“大灯泡”。而红外搜索跟踪系统 ( infrared search and track system，IRST)是一种采用被动方式工作的像探测设备，专门通过目标的红外辐射来确定目标的方位，期间不发出任何信号。由于IRST “只看不说”，因此最大的特点是隐蔽性好，不受电磁干扰的影响，该系统的数据可以与雷达、激光测距仪的数据进行融合，以更为连续、准确的探测目标，为实施导弹攻击创造条件。另外IRST还具有：角分辨率比雷达高，体积、重量比雷达小；提供符合人类视觉习惯的目标及背景图像，可完成识别目标及选择攻击目标；可昼夜工作，提高了飞机夜战时对目标的探测能力；可在多视场角和各种背景条件下自动搜索跟踪多个目标等优点。
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。
从发展趋势来看，未来中波红外探测系统的作用将逐步降低。因为现在的先进战斗机除进行雷达隐身处理外，也都有一定红外隐身措施，而降低发动机的红外辐射更是重中之重。例如，美军F-35“闪电II”战斗机的F135发动机尾喷管由两层收敛-扩散鱼鳞片组成，末端都为锯齿外形，这个锯齿形尖端除了能将后方入射雷达波偏转向两侧非关键方向以降低RCS之外，还能产生涡流，加速灼热喷流与外界冷空气之间的掺混，降低排气温度。而俄罗斯苏-57战斗机也正在试飞“产品30”发动机，这种发动机除了在推力、可靠性、服役寿命等方面大幅增强外，尾喷管隐身性能也将大幅改观。据悉与F135的尾喷管一样，“产品30”尾喷管鱼鳞片采用锯齿设计，利于雷达和红外隐身，同时俄方在尾喷管根部开了一圈覆盖有细金属屏蔽网的引射进气口，直接通过引射作用将冷空气导入两层鱼鳞片之间来降低喷管温度。
与之相比，先进战机在进行超音速巡航的时候外表蒙皮温度较高，发动机尾流也很难隐藏，因此能够探测这类热信号的长波红外搜索跟踪系统必将更有用武之地。
大国常备，瞄准高端对手的IRST
世界上第一种安装现代化红外搜索与跟踪系统的战斗机一般公认是前苏联的米格-29，同时期的苏-27战斗机上也装备了的名为“光电指向站”（Optical Electronic Pointing Stations）的IRST系统，该系统采用了64元线列锑化铟器件，其对高空目标的迎头探测距离约为50千米，低空约为15千米，目标图像可以在座舱内的ILS－31平显或者SEI－31垂直情况显示器中显示;OEPS将红外方位仪、激光测距仪、头盔瞄准器综合在一起形成一个完成的系统，其中红外和激光共用一个光学通道，这样保证了激光测距仪可以精确的照射目标，同时又降低了系统的体积和重量。OEPS的扫描范围为:方位60°～－60°，高低60°～ －15°，跟踪速度为25°/S，系统质量为175千克。
在欧洲，由意大利赛莱克斯伽利略公司、法国泰雷兹公司（Selex Galileo）、西班牙技术组合公司联合研制的“海盗”IRST系统也于2007年开始装备“台风”（Typhoon）战机。
而美国在IRST的研发领域也毫不落后，其F-14D“雄猫”（Tomcat）装备的AN/AAS-42红外搜索与跟踪系统是早期典型的IRST系统，该系统工作在长波红外波段，晴朗时能在185千米距离上探测机身摩擦产生的红外信号；系统可以从各种方向探测目标，而不必处在能看到加力燃烧室尾烟的位置。
现在，美军“超级大黄蜂”(Super Hornet)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。
该系统重量不到90公斤，可进行主、被动式测距，还能提供对地攻击所需的极精确地理坐标，赋予F-35全天候敌方警示系统无法察觉的被动式探测能力。同时F-35还安装了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。
根据此次的报道，美国空军在“小型企业创新研发”项目下最新发布的一份文件中，提出了为F-22战斗机集成IRST系统以及其他新的升级事项的需求。该文件中写道：“F-22战斗机项目办公室正在为打造远程红外传感和目标探测能力寻求新的硬件和软件解决方案。”如果能够开发出符合要求的产品，美国空军将对其进行评估并整合到F-22战斗机上。报道指出，IRST系统可以让F-22战斗机在不开启机载雷达的情况下探测到交战目标，从而提供“另一种层级的保护”；还能够探测一些雷达无法探测的目标，如隐形战斗机、无人机、轰炸机甚至是巡航导弹，所有这些类型的威胁都可能在与中国或俄罗斯的对抗中遇到。
不过虽然IRST系统作用不小，但有分析认为将此类系统集成到现有的F-22战斗机上也并不容易，因为如果采用外部吊舱无疑会破坏F-22战斗机隐形性能；在战机内部安装传感器则可能需要进行大量的返工修改，还需要考虑之前为IRST系统预留的内部空间以及相关的冷却能力是否仍然够用；因此未来F-22要装备IRST依旧需要克服一定的挑战。