第一套光电指示系统于2009年7月30日出厂,洛马并展开低速率初期生产(Low-Rate Initial Production),预定年产200套,总生产量会超过3,000套,不论是美国自用或是外销的F-35都会安装此系统。

  光电指示系统衍生自洛马的增程型“狙击手”(Sniper XR)红外指示吊舱,使用最新的传感器技术,搭配具备聚焦平面阵列的第三代锑化铟(Insb)红外传感器、目标识别激光、以及日间电视摄影机,全容纳于一多面体人工蓝宝石玻璃罩内。系统还与机上的综合式中央计算机以高速光纤相连接,具备自动校靶及飞机对正的功能,担负空空红外搜索与跟踪及空面前视红外的双重任务。

  此系统在空面时使用前视红外模式,空空则使用红外搜索与跟踪模式,并提供信号处理软件强化过的高分辨率红外图像,具备多方面的功能︰导弹逼近警告、反制、被动式侦察、离轴空空红外制导导弹指示、以及日间和黑夜的宽视野画面。

F-35主要任务为对地攻击,故光电指示系统安装于机头下方

F-35红外搜索与跟踪系统摄得的画面非常清晰

  F-35的主要任务是对地攻击机,因此光电指示系统的位置安排于机头下方而不是机鼻上,主要功能是让飞行员清楚观察雷达发现的地面目标。在这个工作模式下,雷达先对地面目标做远距离确认,再将目标坐标传给光电指示系统做更进一步的远距离识别、探测、及精确指示。

  F-35机上还有一个开创性的被动式探测系统︰AN/AAQ-37分布孔径系统(Distributed Aperture System),在机身6处不同的位置上各安置一红外传感器,分别负责飞机的左侧、右侧、机背前方、机背后方、机腹前方、机腹后方的视野,使用先进的信号处理运算法,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,并将探测画面显示于飞行员的头盔显示器上,让飞行员能够看见飞机周围的空域情况,因此除了让飞行员具备全空域态势感知外,也能提供导航、导弹警告、以及红外搜索与跟踪的功能。

F-35的AN/AAQ-37分布孔径系统,可同时执行多种被动式侦察

AN/AAQ-37的摄像机组件

AN/AAQ-37的高清红外影像

  F-35各传感器传送的数据以及友机由高速数据链中继而来的信息,都由机上的先进综合式核心处理器(Integrated Core Processor)进行传感器融合。综合式核心处理器是F-35的大脑,负责综合所有的航电系统,协调呈现给飞行员的画面。

F-22的对策

  F-22没有红外搜索与跟踪系统,但洛马宣称机上的AN/ALR-94综合式电子支持措施是有史以来战斗机上效能最好的被动式传感器系统,也是机上技术最复杂的装备。

  AN/ALR-94是由桑德斯(Sanders)及通用电气公司(GE)共同研制,通过机身及机翼内嵌的30余个先进天线提供360度的全波段警示。敌机以雷达搜索F-22时,雷达尚未发现F-22,AN/ALR-94在450公里外就能探测、识别、跟踪发射雷达波的敌机。AN/APG-77雷达上的先进数字处理器把雷达、AN/ALR-94、以及由数据链中继而来的目标方位信息综合成单一跟踪档案,并以最准确的传感器读值做为目标的最终数据,例如AN/ALR-94提供的水平方位最精确,而雷达提供的距离数据最精确。F-22也因此具备提示跟踪(cued tracking)的功能,凭借单一被动式传感器(如AN/ALR-94或数据链)的数据,指挥雷达以极窄的波束(水平及垂直方向各不超过2度)探测及跟踪,更进一步强化雷达低拦截率的性能。

ALR-94的传感器阵列

  传感器融合与电磁波发射管制息息相关,若能通过AN/ALR-94及数据链来建构及更新态势感知就无需动用雷达。F-22的飞行中数据链让战斗机在雷达静默的情况下接收来自其它F-22的雷达画面,更进一步降低泄露行踪的顾虑。

他国情况

  英国在20世纪90年代初期开始发展红外搜索与跟踪系统,该国的马可尼航电公司(Marconi Avionics)在1995年3月为英国国防部研制出一套红外搜索与跟踪技术展示系统,包括指向/稳定器、新型高性能望远镜、红外搜索与跟踪演算组、目标探测及跟踪演算软件、以及高性能热成像仪。

  当时此系统安装在了一架“狂风”战斗机(Tornado)上展示了三种主要操作模式,自动搜索模式︰在宽阔的视野内指示及跟踪多种目标;驱使获得模式︰飞行员的全功能操纵杆、头盔瞄准系统、或是其它的传感器(如雷达)透过机上任务计算机要求目标方位时,搜索、跟踪所发现的目标;单目标跟踪模式︰跟踪视野内的单一特定目标。

  瑞典的萨博公司(Saab Dynamics)在20世纪90年代晚期设计研制一种多功能红外搜索与跟踪原型系统,称为光学跟踪识别系统(Optical Tracking and Identification System,IR-OTIS),以使JAS-39“鹰狮”(Gripen)战斗机不分昼夜、不论对空中或地面目标,都能具备远距离的被动式态势感知。系统的长波红外探测器可工作于红外搜索与跟踪及前视红外模式,具备宽阔的视野,不过此研制项目在2000年代初期遭搁置。

瑞典JAS-39战斗机的IR-OTIS,安装位置稍微偏左,以允许有限的对地下视

  萨博在2008年推出改进型新一代“鹰狮”(Gripen NG)时,改用意大利斯勒伽利略公司研制的红外搜索与跟踪系统,该公司根据欧洲战斗机海盗系统的研制经验,为新一代“鹰狮”研制“天空G”型(Skyward G)系统。

  以色列的国防工业举世闻名,在红外搜索与跟踪系统的研制上当然也不例外,只是迄今还未推出任何相关产品。据说以色列的埃尔比特光电系统公司(Elbit System Electro-Optic)目前正以该公司自有的热显像、激光、信号处理…等技术为基础,研制一型适用于多型飞机的红外搜索与跟踪系统。

  以色列另一家在红外搜索与跟踪领域相当活跃的拉斐尔先进防卫系统公司(Rafael Advanced Defense System),已经推出使用凝视聚焦平面阵列的海军型红外搜索与跟踪器,称为海上探照灯(Sea Spotter),该公司正以此型为蓝本,研制机载型红外搜索与跟踪。

  目前全世界许多国家相继投入红外搜索与跟踪系统的研制与制造,此系统原本只是想让战斗机拥有被动式探测目标的能力,但在作战应用的需求下,原属次要的空对地功能将会成为未来发展的优先目标。