F-35闪电II----一场空中战斗的革命

F-35 Lightning II An Air Warfare Revolution

复杂的分布式孔径系统

F-35最复杂的系统之一是AAQ-37分布式孔径系统。奥赫曼说:“分布式孔径系统需要大量的处理能力,将飞机周围的六个摄像头(实际上是红外传感器)捕捉到的图像交错起来,然后将其呈现给飞行员。最初的困难是确保系统稳定。当我们刚开始使用分布式孔径系统操作时,它的稳定性仅足以在不发生意外崩溃的情况下正常工作。图像的清晰度以及如何将其呈现给飞行员是造成这个问题的原因。我们已经测试了系统的功能,并设法将导致与真实世界不一致的图像延迟降到最低。

“许多早期的分布式孔径系统测试本质上都是开发性的:我们遇到了问题,并编写了缺陷报告,这些报告被反馈给诺斯罗普.格鲁曼公司,并在新的软件版本中发布了修复程序。作为一个系统,分布式孔径系统现在已经成熟,在战术上是有用的,但还不足以用于作战。我们继续对它进行测试,现在正在进行更具战术代表性的测试活动,以确保它对飞行员有用。”负责大部分分布式孔径系统测试的莱因哈特中校补充道:“任何需要将图像处理成能够以可用形式发送到显示器上的系统,在镜头捕捉到的与我看到的过程之间会有很小的延迟。我们说的是毫秒,如果呈现的内容和我们作为飞行员的反应存在滞后性,那么当使用分布式孔径系统作为消除冲突的唯一参考,或针对地面上的另一架飞机时,可能会产生问题。”

2013年11月13日,F-35A AF-06 07-0744/ED在加州爱德华兹基地准备进行AIM-120导弹的测试。

一次昼间测试任务里,莱因哈特中校正在另一架飞机后面几百英尺的地方飞行,他把分布式孔径系统作为唯一能看到F-35的方法。“我用分布式孔径系统的镜头完成了跟踪测试,并将瞄准标志保持在另一架飞机的顶部。飞行员在我面前拉开了(距离),并做出更大的坡度转弯,但我用分布式孔径系统成功地跟踪到了他。这有助于确定时间延迟是否真的会影响我使用系统的能力,还是会给飞行员带来一些以前从未见过的负面影响,因为这些都是新功能。我们确定该系统没有问题。” 461FLTS中队的试飞员也在夜间空中加油期间以及不同的战术场景中使用分布式孔径系统,如战术机动、空对空交战和低空导航,确定是否有助于提高飞行员在降落时、在飞行线上时对周围环境的认识,以及是否能使飞行员获得更多的态势感知(SA)。

莱因哈特中校毫无疑问,该系统增强了飞行员的态势感知能力。“当飞行员坐在地面上时,他看不见机翼下面是什么,也看不到轮挡是否到位;打开分布式孔径系统,他们就能看到两个。这是一个非常简洁的系统,可以让你在任何你想看的地方,无论白天还是晚上都能获得态势感知。”根据奥赫曼中校的说法,分布式孔径系统的保真度与目前市场上的军用夜视设备相当。和传统战斗机使用的大多数夜视设备不同,这种设备可以放大探测到的任何环境光线,分布式孔径系统还能够检测到红外能量,并将其投射到头盔显示器的遮光板上,而不会损失任何外围视觉。“正因为如此,我拥有比传统夜视仪更大的视野。它所看到的将被处理成可见的形式并显示在遮光板上。”

虽然它的名字是如此,但分布式孔径系统不仅用于检测威胁,还用于其他用途,如维持编队。 “我可以打开分布式孔径系统,在不需要夜视仪的情况下俯视我的僚机。”莱因哈特说:“你不用找你的僚机就可以保持编队。你只要有张照片就知道他离你多远。你飞的是所谓的传感器编队,这种编队通常比目视编队相距更远,但你也可以使用分布式孔径系统进行目视编队飞行。”他把这种体验比作一架传统战斗机:“没有数据链,只有夜视设备,目视编队需要飞行员花费大量的注意力,不断交叉检查长机的位置,而不是专注于保持飞机的进攻或防御能力。”

分布式孔径系统是否给了他一个优势,提供了他身后的空域态势?莱因哈特中校指出,我的问题是针对一个作战场景的:“我们正在进行开发测试,我们还没有对整个能力进行测试的完整场景进行采样。” 奥赫曼中校也回答了我的问题,给出了一个实际的场景:“当你接近一个传统类型的目标时,它会被遮住在鼻子下面,所以我可以改变我的飞行路径或者扬起翅膀,让我继续看到目标;但这样做,我就有可能屏蔽其他传感器。在F-35上,我可以通过分布式孔径系统俯视飞机下方的目标。能够看到传统飞机上通常看不见的东西,这使得F-35飞行员的态势感知能力大大提高。”

2014年2月7日,F-35B BF-18 168314从加州爱德华兹基地起飞,进行武器投放精度测试。

头盔显示系统

我们的讨论转移到头盔安装显示系统,奥赫曼中校形容它是革命性的,并指出它可以超越任何其它头瞄。“将分布式孔径系统和夜视图像投射到遮光板上,并将其用作飞行员唯一抬头显示器是头盔显示器的设计要求,”他补充说,“由于飞行员头部在不断运抵,能够将图像对准头盔是一个技术挑战,在固定的抬头显示器上更容易实现的过程。头盔所面临的挑战是它能精确地瞄准我观察和盯到的目标位置,以及准确显示目标实际位置的能力。”

但是,这个系统是否已经改进到可以认为已经摆脱困境的地步了?“是的,我们已经看到了系统的显著改进,并很乐意将其作为一个灵活的参考。”他回答说:“但仍然存在挑战,我们正在继续改进,以充分发挥其战术能力,其中很大一部分取决于我们是否有能力验证我们是否能够用头盔呈现准确的目标。它非常善于提示一个目标,我可以使用光电瞄准系统上的名称来修饰它,并生成武器质量坐标来进行投弹。不过,通常情况下,我们并不打算把头盔作为一个独立的系统来瞄准。但我们要显示出准星牢牢地套住了目标,这样我们就可以用头盔扫射了。理想情况下,您希望能够使用抬头显示器作为扫射的独立视觉参考,这是确保我们获得精确瞄准的主要动力。”

头盔还可以作为一种独立的夜视功能使用,不需要护目镜,只是使用内置的夜视摄像头或分布式孔径系统。两种系统都会收集图像并将其投射到头盔遮光板上,但这只是一个视觉系统,而不是目标瞄准系统。潜伏期和潜在的图像视差是驱动测试所面临的主要问题,这样才能证明头盔是准确的,能够提供所需的夜视能力。

2013年6月26日,461FLTS中队的F-35A AF-02准备进行超音速挂载测试。