羅巧云

(中國西南電子技術(shù)研究所,成都 610036)

1 引 言

F-35“閃電Ⅱ”戰(zhàn)斗機(jī)是在吸取了美軍40多年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),并充分繼承了F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的三軍聯(lián)合通用全天時(shí)、全天候多功能戰(zhàn)斗機(jī),將在聯(lián)合和聯(lián)盟行動(dòng)中承擔(dān)關(guān)鍵作用。五角大樓計(jì)劃在2020年前用其取代美國空軍、海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的大多數(shù)現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)。其中,空軍的F-35A為常規(guī)起降型(CTOL),作為對(duì)地攻擊機(jī),將取代F-16和A-10,與F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)手,形成類似F-15與F-16的高低搭配;海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的F-35B為短距起飛/垂直著陸型(STOVL),將取代海軍陸戰(zhàn)隊(duì)現(xiàn)役的F/A-18 B/C和AV-8 B;英國皇家海軍和空軍的F-35B/STOVL與美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的F-35B/STOVL型非常相似,用來替代“海鷂”;海軍的F-35C為艦載型(CV),將替代美航母艦載機(jī) F/A-18 B/C和A-6,補(bǔ)充F/A-18E/F。

雖然F-35目前面臨眾多問題,如頭盔顯示系統(tǒng)、綜合動(dòng)力系統(tǒng)、軟件問題、經(jīng)費(fèi)超支、工程進(jìn)度拖延等,但它是美國當(dāng)今最先進(jìn)技術(shù)的集中體現(xiàn),其隱身性能、高度綜合的航空電子系統(tǒng)等關(guān)鍵特性是其作戰(zhàn)能力發(fā)揮的重要保證。本文將對(duì)其中一些重要特性進(jìn)行分析,以期對(duì)我們有所啟發(fā)和借鑒。

2 F-35“閃電II”戰(zhàn)斗機(jī)的關(guān)鍵特性

F-35“閃電 II”作為三軍聯(lián)合通用型戰(zhàn)斗機(jī),雖然分成3種型號(hào),但通用性達(dá)80%?；拘虵-35具備9大關(guān)鍵要素:新型座艙和頭盔顯示系統(tǒng),可以讓飛行員承擔(dān)戰(zhàn)術(shù)決策者的職能;先進(jìn)的融合機(jī)制,可以將F-35的核心作戰(zhàn)系統(tǒng)綜合在一起;該融合機(jī)制可實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)系統(tǒng)間的信息共享,即作戰(zhàn)時(shí),每架飛機(jī)都可進(jìn)行協(xié)同;F-35作為武器系統(tǒng),其芯片和軟件可升級(jí);軟件的構(gòu)建使飛行員的工作負(fù)荷可管理;隱身性能是核心賦能器;先進(jìn)的捷變性是作戰(zhàn)行動(dòng)的關(guān)鍵賦能器;動(dòng)力供應(yīng)可以實(shí)施融合機(jī)制的長期升級(jí)策略,具有巨大的升級(jí)潛力;可以搭載很多傳統(tǒng)武器,同時(shí)還為搭載下一代武器打下了基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)分析其中一些特性。

2.1 先進(jìn)的隱身性能和捷變性

隱身性能是判定F-35成為第五代戰(zhàn)斗機(jī)的決定性特性,主要體現(xiàn)在外形設(shè)計(jì)、吸波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和吸波材料的使用上。F-35的雷達(dá)截面積(RCS)相當(dāng)于一個(gè)高爾夫球大小,約為0.005 m2。實(shí)際上,正是因?yàn)殡[身,才能采用一種全新的方法實(shí)現(xiàn)傳感器協(xié)同綜合,飛行員才有充足的時(shí)間在敵人發(fā)現(xiàn)之前接近敵人,或者更容易地撤離,這正是美軍所具備的不對(duì)稱性能力之一?？傊?隱身不僅僅只是關(guān)鍵特性,而且還是其他能力的賦能器。

捷變性也是F-35戰(zhàn)斗機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵性能,可以保證無論是白天還是夜間,F-35能在各種作戰(zhàn)條件下行動(dòng)。最經(jīng)典的一個(gè)實(shí)例就是YF-23,雖然其隱身性能非常杰出,但捷變性較差,不能轉(zhuǎn)向,致使其在最終軍方的合同中慘遭淘汰[1]。

2.2 先進(jìn)的傳感器融合機(jī)制

融合機(jī)制是F-35的心臟,而且是核心賦能器,它不僅使飛行員具備優(yōu)良的態(tài)勢(shì)感知能力,而且還可使其工作負(fù)荷可管理。這種融合“機(jī)制”可將歷史上幾個(gè)“煙囪”式系統(tǒng)綜合在一起,完成3件事。首先,根據(jù)所有傳感器信息組合成一幅綜合圖像;第二,給傳感器分派任務(wù),使其可以填充遺漏的數(shù)據(jù);第三,與網(wǎng)絡(luò)上的其他成員共享該圖像。這是融合協(xié)同的真正實(shí)現(xiàn)——戰(zhàn)場(chǎng)空間中所有F-35飛行員看到的都是同一幅圖像。

第四代戰(zhàn)斗機(jī)上必須有雷達(dá)告警顯示器和雷達(dá)顯示器以及其他聯(lián)合式傳感器顯示器,而F-35只要1臺(tái)顯示器就可顯示整幅圖像。仔細(xì)研究F-35的傳感器系統(tǒng),就會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)傳感器都是相連的,并由先進(jìn)的融合軟件機(jī)制控制,得到的不僅只是各部分之和。F-35于2011年6月13日至24日第二次參加了“北方利刃”演習(xí),進(jìn)一步測(cè)試了其傳感器能力。諾斯羅譜·格魯曼公司的測(cè)試主管皮特·馬托斯稱,“F-35 JSF傳感器系統(tǒng)對(duì)空-地-海作戰(zhàn)具有深遠(yuǎn)的影響”。

(1)雷達(dá)

與所有雷達(dá)一樣,F-35的有源電掃描陣列(AESA)雷達(dá)(AN/APG-81)也發(fā)射和接收能量,但該雷達(dá)由多個(gè)發(fā)射和接收子模塊組成,可認(rèn)為這些模塊是單個(gè)小型雷達(dá),在計(jì)算機(jī)的控制下一起工作。有源電掃描陣列(AESA)雷達(dá)與第四代戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)不同,后者采用的是機(jī)械掃描天線,必須左、右、上、下移動(dòng),而有源電掃描陣列(AESA)采用電子掃描,克服了天線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性,可根據(jù)需要在空間構(gòu)建波束,從而在感興趣的視場(chǎng)內(nèi)控制這些波束完成各種雷達(dá)功能。

F-35的AESA雷達(dá)可以完成各種功能,如邊掃描邊跟蹤、單目標(biāo)跟蹤和空戰(zhàn)模式。這些模式并不是新的,但可以做得更好?？諔?zhàn)模式可以使飛行員沿頭盔顯示器的視線啟動(dòng)波束,當(dāng)飛行員沿頭盔視線使用雷達(dá)時(shí),可以立即鎖定目標(biāo),同時(shí)為導(dǎo)彈和航炮使用生成火控方案。該雷達(dá)也可以完成眾多空-地功能,如地面動(dòng)目標(biāo)指示和地面動(dòng)目標(biāo)跟蹤,還可以對(duì)地面進(jìn)行高分辨率成像。合成孔徑雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)是飛行員可以得到目標(biāo)瞄準(zhǔn)圖像,從而使他們能穿透云層和雨霧看清地面的情況。

在大多數(shù)時(shí)間內(nèi),融合指示雷達(dá)探測(cè)和跟蹤目標(biāo),飛行員不必過多參與。融合將雷達(dá)作為其輸入信息之一,并將結(jié)果顯示給飛行員,并與網(wǎng)絡(luò)中的其他F-35共享融合航跡。據(jù)稱,該雷達(dá)的作用距離達(dá)160 km。

(2)分布式孔徑系統(tǒng)

分布式孔徑系統(tǒng)(DAS)是一種新穎而獨(dú)特的傳感器,它由6個(gè)凝視焦平面點(diǎn)陣構(gòu)成,直接安裝在飛機(jī)表面,可以探測(cè)飛機(jī)周圍的整個(gè)球面環(huán)境。整個(gè)球面約41 000方角度,而雷達(dá)只能看到約10 000方角度。分布式孔徑系統(tǒng)與雷達(dá)有交叉,當(dāng)它們觀察同一空間角度時(shí),融合將把它們協(xié)同起來。一旦其中一個(gè)傳感器發(fā)現(xiàn)目標(biāo),融合機(jī)制就安排其他傳感器沿該視線觀察,嘗試發(fā)現(xiàn)有關(guān)該航跡的信息,而這一切都不需要飛行員參與。

當(dāng)融合意識(shí)到DAS的航跡與雷達(dá)在同一角度空間時(shí),就指示雷達(dá)沿這一視線觀察,得到DAS所發(fā)現(xiàn)航跡的距離?；蛘?如果雷達(dá)得到了航跡,但方向不確定,也就是說,該航跡超出了雷達(dá)的視場(chǎng),融合就告訴DAS保持更新,為飛行員鎖定該航跡,直到其再次回到雷達(dá)的視場(chǎng),或者回到飛機(jī)上其他傳感器的視場(chǎng)。

這正是機(jī)載傳感器的協(xié)同,而且融合機(jī)制為飛行員完成這些工作,從而減輕座艙人員的工作負(fù)擔(dān)。若讓飛行員人工完成這些工作非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而計(jì)算機(jī)用算法控制就容易多了,正因?yàn)榇?才決定了F-35飛行員回歸戰(zhàn)術(shù)決策人員的角色。

DAS可以完成3項(xiàng)基本功能。一是可以進(jìn)行近程態(tài)勢(shì)感知紅外搜索與跟蹤(IRST),晴天時(shí),它可根據(jù)其他飛機(jī)的熱信號(hào)特征來探測(cè)和跟蹤;二是可以探測(cè)導(dǎo)彈的發(fā)射,這是其主要功能之一;三是為頭盔顯示器提供圖像數(shù)據(jù),飛行員可以查看DAS相機(jī),即使在黑夜,飛行員可以直接通過飛機(jī)觀察,或者查看球面的任何地方。

(3)光電目標(biāo)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(EOTS)

在座艙顯示器中,將光電目標(biāo)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)稱為目標(biāo)瞄準(zhǔn)前視紅外(TFLIR),該術(shù)語與其他飛機(jī)上使用的類似。F-35的TFLIR與“狙擊手”(SNIPER)目標(biāo)瞄準(zhǔn)吊艙非常類似,可以完成“狙擊手”吊艙完成的大多數(shù)功能。TFLIR不僅可以探測(cè)空中目標(biāo),還可以探測(cè)地面目標(biāo)。在對(duì)地面目標(biāo)的前視紅外成像可將目標(biāo)放大4倍,得到分辨率較高的紅外圖像。另外,還具有激光定位和瞄準(zhǔn)功能,引導(dǎo)激光制導(dǎo)武器打擊地面目標(biāo)。

TFLIR吊艙最重要的特性是安裝在飛機(jī)內(nèi)部。不管是F-16、F-15,甚至是B-1都采用外掛,不僅導(dǎo)致雷達(dá)截面積增大,而且增大了空氣阻力。

(4)電子戰(zhàn)系統(tǒng)

F-35的電子戰(zhàn)系統(tǒng)具有多種功能,且通過融合以綜合化方式完成。其中一些功能包括雷達(dá)告警接收機(jī)(RWR)、電子支援措施(ESM)和電子對(duì)抗措施(ECM)。在第四代戰(zhàn)斗機(jī)上,這些功能是聯(lián)合式的,而F-35的電子戰(zhàn)系統(tǒng)具有所有這些功能,且能綜合利用機(jī)載天線,包括多功能陣列,而且所有這些都是在融合控制下完成的,飛行員幾乎不必參與。

當(dāng)飛機(jī)飛過戰(zhàn)場(chǎng)空間時(shí),融合給電子戰(zhàn)系統(tǒng)(EWS)分配的任務(wù)是構(gòu)建電子戰(zhàn)序列圖像,識(shí)別發(fā)射機(jī),確定其位置并進(jìn)行分類,然后向飛行員報(bào)告探測(cè)到的戰(zhàn)斗空間中的目標(biāo)。

(5)通信導(dǎo)航識(shí)別

通信、導(dǎo)航和識(shí)別(CNI)系統(tǒng)是軟件定義電臺(tái)。從傳統(tǒng)意義上講,F-35并沒有電臺(tái)。該飛機(jī)上只有一部真正的與電池相連的電臺(tái),緊急情況下才啟用,除此之外,其他都是軟件定義電臺(tái)。

一旦計(jì)算機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)行其程序,CNI系統(tǒng)才在軟件中實(shí)際構(gòu)建電臺(tái)。射頻(RF)波形,如16號(hào)數(shù)據(jù)鏈、多功能數(shù)據(jù)鏈、儀表著陸系統(tǒng)以及話音都由軟件定義,并以軟件構(gòu)建,而不是固定在硬件中。這種方案具有極大的增長潛力,且可以進(jìn)行更改。在軟件中創(chuàng)建新數(shù)據(jù)鏈和新波形,在很多情況下,意味著不必采購和安裝新硬件[2-8]。

先進(jìn)融合就是一個(gè)關(guān)鍵賦能器,是第五代戰(zhàn)斗機(jī)的核心,今后的發(fā)展將是選擇軟件定義飛機(jī)。雖然F-35還不完善,但它比任一其他飛機(jī)離實(shí)現(xiàn)這一愿景都更近。

2.3 新穎的座艙

F-35座艙的設(shè)計(jì)策略是“讓飛行員回歸戰(zhàn)術(shù)人員的角色”,這是由于雖然 F-16、F-15、“陣風(fēng)”及“臺(tái)風(fēng)”都是性能優(yōu)良的飛機(jī),但管理它們的傳感器超出了飛行員的工作負(fù)荷。

F-35座艙由幾個(gè)關(guān)鍵單元構(gòu)成。第一個(gè)就是50.8 cm×20.32 cm的大型全景座艙顯示器,可為飛行員提供戰(zhàn)斗空間的大視圖。雖然它還不如Microsoft Windows桌面那么靈活,但比較類似。飛行員可以改變窗口的大小、位置和內(nèi)容,通過觸摸屏、光標(biāo)鎖定或話音控制來操作該顯示器。

融合處理將機(jī)上傳感器的數(shù)據(jù)與機(jī)外數(shù)據(jù)鏈傳來的所有信息進(jìn)行相關(guān)和融合后,組合成非常易于理解的圖像,顯示在戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)顯示器(TSD)上,供飛行員查看。得到的圖像尺寸為25.4 cm×17.78 cm。飛行員可以有多達(dá)3臺(tái)不同的戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)顯示器,2臺(tái)同時(shí)顯示。F-35飛行員將在顯示器上看到同一幅融合圖像。當(dāng)某架飛機(jī)構(gòu)建了該圖像,即可通過寬帶數(shù)據(jù)鏈(多功能先進(jìn)數(shù)據(jù)鏈,即MADL數(shù)據(jù)鏈)傳給其他F-35。

頭盔則是全景座艙顯示器的延伸,飛行員還可以從分布式孔徑系統(tǒng)(DAS)中選擇圖像,也就是說,飛行員可以用頭盔透過飛機(jī)觀察戰(zhàn)場(chǎng)空間。

目前,頭盔的工作情況良好,但新技術(shù)研發(fā)面臨挑戰(zhàn)。研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制定了消除頭盔中所出現(xiàn)問題的方法且正在實(shí)施。事實(shí)上,頭盔已經(jīng)得到應(yīng)用,且飛行員持肯定的觀點(diǎn)。一名飛行員曾說,“可以用頭盔包完成整個(gè)任務(wù),只查看傳感器,就可以安全地駕駛飛機(jī)”。

不管F-35飛行員看哪個(gè)地方,頭盔都是平視顯示器(HUD)。飛行員可以察看上、下、左、右,甚至穿過飛機(jī)結(jié)構(gòu),并充分利用各HUD的好處,這是技術(shù)的重大發(fā)展,提供了非常重要的戰(zhàn)斗能力。僅這一能力將改變飛行員如何與地面聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)空中控制員實(shí)施近空支援的作戰(zhàn)方式。

2.4 可管理的飛行員工作負(fù)荷

雖然F-16、F-15、“陣風(fēng)”和“臺(tái)風(fēng)”都是性能優(yōu)良的飛機(jī),但管理傳感器超出了飛行員的工作負(fù)荷,飛行員將很多時(shí)間花在控制和調(diào)整雷達(dá)上,不能完成戰(zhàn)術(shù)事項(xiàng)。因此,必須改變這一狀況,讓飛行員回到戰(zhàn)術(shù)決策人員的角色,而讓先進(jìn)的處理器和融合做這些事情,況且F-35確實(shí)做得很好。發(fā)揮了計(jì)算機(jī)和飛行員各自的專長,計(jì)算機(jī)可以快速準(zhǔn)確地完成計(jì)算功能,而飛行員可以很好地進(jìn)行啟發(fā)性“思考”,所以必須把時(shí)間還給飛行員。有了這一思路,希望F-35可為飛行員提供態(tài)勢(shì)感知和可管理的工作負(fù)荷。在設(shè)計(jì)時(shí)牢記工作負(fù)荷可管理,因此,座艙、頭盔、融合機(jī)制采用了協(xié)同設(shè)計(jì)。

在15年前開始F-35項(xiàng)目時(shí),確定的設(shè)計(jì)目標(biāo)是“低工作負(fù)荷”。但不可能在所有任務(wù)階段都實(shí)現(xiàn)低工作負(fù)荷,且在充滿現(xiàn)代空中和地面威脅的密集目標(biāo)區(qū)域中,實(shí)現(xiàn)低工作負(fù)荷也是不現(xiàn)實(shí)的。因此,在后來的設(shè)計(jì)中改成“可管理的”工作負(fù)荷,這是可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。設(shè)計(jì)時(shí)圍繞增強(qiáng)飛行員的作戰(zhàn)效能,克服了第四代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)現(xiàn)的很多問題,如只依靠簡單地加裝新傳感器和顯示器,新硬件和更佳能力固然非常好,但若增大了工作負(fù)荷且造成信息過載,最終將得不償失。例如數(shù)據(jù)鏈,雖然它是一種非常重要的工具,大家都想用,但如果沒有完全與先進(jìn)的融合體系結(jié)構(gòu)綜合在一起,就可能造成信息過載,會(huì)使飛行員的任務(wù)處于飽和狀態(tài),影響其生存性。

第五代戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)了硬件和軟件的綜合,其核心目的是讓飛行員成為更好的戰(zhàn)術(shù)操作員,并重新確定飛機(jī)在聯(lián)合或聯(lián)盟編隊(duì)中如何以新方式為空、地和海作戰(zhàn)發(fā)揮作用,這關(guān)系到將來實(shí)現(xiàn)一種不同的作戰(zhàn)概念。

F-35通過融合機(jī)制利用協(xié)同實(shí)現(xiàn)能力的倍增,不會(huì)產(chǎn)生信息過載,實(shí)現(xiàn)了信息優(yōu)勢(shì),為整個(gè)編隊(duì)提供交互能力,從而進(jìn)一步增強(qiáng)飛機(jī)的作戰(zhàn)能力和生存性。

2.5 共享的信息

先進(jìn)的融合機(jī)制使作戰(zhàn)空間中相聯(lián)的F-35通過通用作戰(zhàn)圖像(COP)實(shí)現(xiàn)信息共享,亦即每架飛機(jī)都能實(shí)現(xiàn)協(xié)同。雖然20年前就通過電臺(tái)實(shí)現(xiàn)了作戰(zhàn)飛機(jī)間的協(xié)同,但非常少,如第四代戰(zhàn)斗機(jī)F-15和F-16,飛行員可通過電臺(tái)交談。因此,從電臺(tái)轉(zhuǎn)向查看通用作戰(zhàn)圖像是從傳統(tǒng)飛機(jī)轉(zhuǎn)向第五代戰(zhàn)斗機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵因素。

現(xiàn)在,通過網(wǎng)絡(luò)共享通用作戰(zhàn)圖像,并給一些傳感器分配任務(wù),這就意味著與過去相比,共享信息極大地提升了作戰(zhàn)價(jià)值。現(xiàn)在的協(xié)同并不依賴飛行員將多個(gè)傳感器信息進(jìn)行融合并相關(guān)成一幅圖像,再通過口頭溝通,而是由計(jì)算機(jī)構(gòu)建,飛行員可自動(dòng)共享圖像,也就是說,所有飛行員看到的是同一幅圖像,可以根據(jù)都能看到和共享的通用作戰(zhàn)圖像進(jìn)行討論?，F(xiàn)在的核心觀點(diǎn)是,通過管理工作負(fù)荷并提供態(tài)勢(shì)感知信息獲取信息優(yōu)勢(shì),讓飛行員回到戰(zhàn)術(shù)決策人員的角色。完成此項(xiàng)工作的一個(gè)重要方面是把時(shí)間還給飛行員,這正是對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空間進(jìn)行評(píng)估并成為戰(zhàn)術(shù)家所需要的。

除了實(shí)時(shí)應(yīng)用外,通用作戰(zhàn)圖像還有其他好處。通常情況下,飛行員在進(jìn)入作戰(zhàn)空間之前,喜歡聽取剛剛?cè)ミ^那里的人員獲取的信息。過去,主要通過口述獲取信息。對(duì)于F-35來說,剛完成任務(wù)返回的F-35飛行員有戰(zhàn)斗空間的最新景象,雖然下一批F-35飛行員樂意與他們談?wù)撈渌龅降那闆r,但更喜歡查看來自目標(biāo)區(qū)的通用作戰(zhàn)圖像。在起飛前,就可將這些信息下載到飛機(jī)中,這就是說,在進(jìn)行任務(wù)計(jì)劃時(shí),不必從零行為記錄開始,而是從前一批飛行員的記錄開始。

第四代戰(zhàn)斗機(jī)上采用了數(shù)據(jù)鏈,如16號(hào)數(shù)據(jù)鏈和其他數(shù)據(jù)鏈,從某種程度上講,機(jī)載預(yù)警和控制系統(tǒng)(AWACS)可以為F-16提供圖像,但是,由于數(shù)據(jù)鏈波形是可觀測(cè)的,而且沒有很好地綜合到傳感器系統(tǒng)中,因而這種方法存在兩方面的問題:一方面敵人有可能檢測(cè)到該數(shù)據(jù)鏈并跟蹤,最后實(shí)施打擊;另一方面雖然對(duì)態(tài)勢(shì)感知有貢獻(xiàn),但會(huì)極大地增大飛行員的工作負(fù)擔(dān)。因此,第四代戰(zhàn)斗機(jī)采用的數(shù)據(jù)鏈并沒讓其獲得信息優(yōu)勢(shì)。這就需要保密數(shù)據(jù)鏈,且完全與先進(jìn)的融合體系結(jié)構(gòu)綜合在一起。F-35的多功能先進(jìn)數(shù)據(jù)鏈(MADL)是先進(jìn)的融合且保密數(shù)據(jù)鏈,是關(guān)鍵賦能器。

2.6 可升級(jí)的軟件

F-35項(xiàng)目開始時(shí),考慮到技術(shù)將不斷地發(fā)展變化,因此針對(duì)新技術(shù)應(yīng)用對(duì)飛機(jī)實(shí)行升級(jí)進(jìn)行了規(guī)劃。在以前的飛機(jī)設(shè)計(jì)中,有時(shí)沒有為此進(jìn)行規(guī)劃,在既成事實(shí)后才決定需要升級(jí)新硬件和軟件。由于沒有針對(duì)可升級(jí)性進(jìn)行規(guī)劃,不僅費(fèi)用高,而且時(shí)間長。

另一方面,F-35的所有型號(hào)(即美國三軍和全球F-35伙伴)的芯片和軟件體系結(jié)構(gòu)都是通用的,軟件、傳感器和人機(jī)界面都相同。因此,不僅可以收獲通用性的效益,還實(shí)現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì),而且美國三軍和伙伴可同時(shí)升級(jí),共享效益。

實(shí)際上,F-35的軟件升級(jí)永無止境。隨著新代碼的編寫和技術(shù)更新的進(jìn)行,軟件將不斷演變,因此,一直在按批次不斷升級(jí),每一批次都以前一批次為基礎(chǔ),向前兼容,而每一個(gè)批次則代表著該批次發(fā)布之時(shí)飛機(jī)最成熟的能力。

從第2批次以來,F-35就具備全功能了,引入了所有數(shù)據(jù)鏈,包括16號(hào)數(shù)據(jù)鏈、多功能先進(jìn)數(shù)據(jù)鏈、可變消息格式等,還包括準(zhǔn)備使用的一些核心武器,這表示該批次飛機(jī)首次為參戰(zhàn)做好了準(zhǔn)備。在系統(tǒng)研制和演示驗(yàn)證(SDD)結(jié)束后,第3批次將包括綜合在飛機(jī)中的所有附加武器,飛機(jī)具備了合同規(guī)定的所有功能,該階段之后,緊接的將是第4批次。

隨著技術(shù)的更新,第2批次和第3批次F-35與計(jì)算機(jī)相關(guān)的硬件和系統(tǒng)得到了更改,其代碼運(yùn)行得又快又好。在升級(jí)到第3批次時(shí),替換了板卡和芯片,但并沒有真正改動(dòng),因而不必購買新吊艙或新傳感器。

所有傳感器,包括雷達(dá)、光電目標(biāo)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、分布式孔徑系統(tǒng)、CNI等都在第1批次就已安裝,后續(xù)批次當(dāng)然已具備,只需放入一塊新的圖形卡、1個(gè)新中央處理器就可使硬件和傳感器都工作得更好。這就好像家用軟件,一旦發(fā)現(xiàn)該軟件受所需硬件限制運(yùn)行很慢,則可通過安裝新的芯片、主板、圖形卡提升軟件的運(yùn)行速度。

3 F-35項(xiàng)目給我們的啟示

聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)(JSF)項(xiàng)目堪稱美國國防部于20世紀(jì)90年代中期發(fā)起的最大項(xiàng)目計(jì)劃,不管是管理上還是技術(shù)上,都有重大突破。

3.1 綜合考慮隱身性能

隱身性能作為F-35的重要特性之一,為全面發(fā)揮其作戰(zhàn)能力起著舉足輕重的作用,因此,開始設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)實(shí)際面臨的威脅和經(jīng)費(fèi)條件進(jìn)行成本和性能的綜合優(yōu)化。F-35的基本構(gòu)型類似F/A-22,具有不等邊梯形主翼、水平尾翼以及外傾的雙垂直尾翼。水平尾翼超出機(jī)尾向后延伸以遮蔽噴嘴,可降低雷達(dá)目標(biāo)有效截面積,并采用先進(jìn)的制造技術(shù),保證隱身性能。

3.2 從一開始就為將來升級(jí)做好準(zhǔn)備

對(duì)F-35項(xiàng)目來說,不管是硬件還是軟件,開始研制時(shí)就從長遠(yuǎn)考慮,在研制過程中通過技術(shù)更新加入新的計(jì)算能力,而不是等到5年或10年以后再升級(jí);同時(shí),采用可升級(jí)的軟件系統(tǒng),通過新版本的發(fā)布體現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)當(dāng)時(shí)所具備的成熟功能,而且還可根據(jù)作戰(zhàn)使用不斷升級(jí)完善。

3.3 進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)據(jù)融合的重要性

雖然F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)采用了數(shù)據(jù)融合,但在F-35上得到了進(jìn)一步完善,成為不可或缺的重要特性之一,尤其是F-35的航空電子系統(tǒng)是有史以來最先進(jìn)的。數(shù)據(jù)融合將這些先進(jìn)機(jī)載傳感器收集的信息和通過數(shù)據(jù)鏈傳來的機(jī)外信息進(jìn)行融合,形成通用作戰(zhàn)圖像(COP),不僅可以減輕飛行員的工作負(fù)荷,而且編隊(duì)內(nèi)各成員通過COP共享信息,進(jìn)一步增強(qiáng)了戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)感知能力。

4 總 結(jié)

從開始只有英國參與發(fā)展到多個(gè)國家參與并采購的項(xiàng)目,F-35既表現(xiàn)出了一些全新的技戰(zhàn)性能特點(diǎn),又是國際合作模式的嘗試。

據(jù)洛克希德·馬丁公司官方宣布,已向英國交付了首架F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī),這是英國正式接收的短距起飛/垂直著陸型測(cè)試機(jī)(編號(hào)BK-1);日本防衛(wèi)省共計(jì)劃采購42架,且于2012年6月29日宣布,已和美國政府簽訂了2012年度的4架采購合同,計(jì)劃于2017年3月交付;挪威也于2012年6月15日宣布訂購了第一架F-35A“閃電Ⅱ”,這是挪威歷史上最大的公開采購項(xiàng)目[9]。

由此看來,F-35作為美國和北約的下一代主力戰(zhàn)斗機(jī),同時(shí)越來越多的國家有意采購,可以想見,在未來幾十年里,其蹤跡將遍布世界的大部分地區(qū),必將對(duì)我國的防空提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

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