当然,谈到共光路,自然少不了这种技术最著名的实例:美军固定翼飞机F-15/F-16/F/A-18上的“狙击手”(Sniper)吊舱。

图10:狙击手吊舱
狙击手吊舱集成了中波红外传感器、双波段激光测距指示器和光斑跟踪仪、CCD可见光摄像机和数据链,是目前共光路光电设备的典型代表。注意上图中的楔形光窗面,避免了转塔的球形头部和空腔因气流诱导而产生振动的可能,这对于载机超音速飞行的气动优化非常有利。
国内的类似产品也出来了,2015年7月19日首届“军民融合”北京科技展上,江苏中陆航星航空工业公司(A-Star)展出了一款AUEODS光电设备。

图11:AUEODS光电外挂吊舱
从展板说明上看,其2号舱段是一个对空长波IRST,而1号舱段是一个对地中波多光路FLIR(这是兵器迷第一次看到中国将IRST和FLIR集成在一个设备上)。提供±60°前视搜索能力,空中探测距离200公里。注意上图中的楔形窗口,是不是神似美军的狙击手?
有朋友说了,有个楔形窗口就是狙击手啦,又是山寨的不成?
还真不是兵器迷东拉西扯,一厢情愿。您看AUEDOS展板的这张配图,明明是中陆航星的产品特点及功能描述,却偏偏配了一个美帝的图,还写着:“美国狙击手吊舱的楔形头部”,一副爱咋咋地的样子。
也不知美国人看了什么赶脚,呵呵。
需要指出,一方面,共光路是目前光电设备发展的一个重要趋势;另一方面,目前共光路设计仍然有技术上的困难,主要是:
1 共光路膜系设计:保证所需多波长的增透减反,和其他无关光路的减透。
2 宽光谱镜片材料:保证所需多波长的高透射率。
3 光轴稳定问题:各种探测装置的光学系统对光轴的稳定性要求不一,需要解决光轴稳定的实时性优化问题。
4 高精度分光路光学设计:将所需各波长,分别导入不同的传感器。
5 共口径成像技术:运用高光谱技术和数据融合系统,通过分析、处理所获得高光谱数据,参照地物波谱数据库,就能够识别出目标的表面物。
共光路设备确实比多光路有很大进步,但仍然面临着一个问题。
就是机载方式依然是外挂。对于四代机,这会破坏隐身性能。而将多光路光电设备进行隐身处理的过程中,终于诞生了内埋布局的光电系统设备——就是我们第一篇开头提到的EOTS和EODAS系统。
已经有朋友不耐烦了,婆婆妈妈都唠了十个问题,咋还不到EOTS/EODAS呢?
别急,您要的菜——来了。
问题十一、什么是EODAS?
问题10谈到的“光轴合一”共光路光电设备,比问题8的分立式的FLIR/IRST有了很大进步,但隐身性依然欠佳,随着四代机的兴起,光电设备的隐身布局,终于催生了我们文章开头提到的分布式孔径探测技术。
EODAS(electro-optical distributed aperture system),光电分布式孔径系统,就是美国诺格公司为四代机设计的内置综合光电设备。曾经一度希望能用在F-22上,但因为技术成熟度不足,未能实现F-22的早期批次实装,却终于用在了F-35上。
EODAS在F-35上的正式设备型号是:AN/AAQ-37。其核心器件是先进1024X1024百万像素级二维大面阵锑化铟红外焦平面阵列,可提供90°X 90°视场。F-35用了这样6个相同的传感器,采用分布式孔径技术,分别布置于机身的上前方(机头)、左方(机头下腮)、右方(机头下腮)、下前方、上后方、下后方。这6个传感器,取消了前辈们用于支撑、转向和稳定的万向支架,以机身为平台,即直接固定在飞机结构上。
这里打个岔:有些文章上说,理论上需要4个就可以实现全部覆盖。兵器迷对此有异议:因为按照立体几何的球形空间计算,90°X 90°相当于(π/2)X(π/2)的八分之一球体。如果要完全覆盖整个球体,理论上需要8个传感器。还要上机身克服机头、垂尾等气动外形的遮挡,严格来说是不完全覆盖的。这一点,非常欢迎大家的补充和评判。
EODAS的主要优势在于:
1、 提高隐身性:采用分布式孔径系统的内埋方式,基本没有突出物,表面相对光顺。因此有利于载机的RCS的降低和气动性能,特别是超机动和超音速巡航时的气动改善。
2、 降低体积重量。取消了支撑、转向结构,因此重量、体积都比传统的分立式甚至多光路光电设备大幅度降低,大约只有后者传感器的5%。(原文如此,兵器迷表示怀疑)。
3、 降低成本:运行功耗降低,而且装备价格只有50万美元左右,大约只有传统光电设备的10%(原文如此,兵器迷表示怀疑)。
4、 全方位态势感知:这一组6个传感器的准球形覆盖,实现了四代机的全方位态势感知和全空间敏感。EODAS可以同时输出多个波段的高帧频图像,并通过后续图像和数据融合,将全向信息提供给头盔显示器HMD、HUD或全景多功能显示器,呈现在飞行员面前,建立了“透明座舱”。比如,在飞行员垂直起降时,传感器图像将前后左右和下方的情况直接展示在眼前,成为一种名副其实的电子“后视镜”和“下视镜”,从而提供了“甲板穿透”功能。
5、 替代效应:EODAS可以提供对空和对地目标搜索、目标指示与导弹告警、杀伤效果评估、辅助昼夜导航和起飞着陆防撞等多种功能。在很大程度上,代替了传统对地FLIR的成像跟踪和对空IRST的点源跟踪功能。(注意:有网友说EODAS只能对空不能对地,略有偏颇。结合上述第4和第5点,EODAS是可以提供有限的对地探测的。)
媒体报道:2010年的测试中,F-35上的EODAS系统成功地探测到了1300km以外发射的一枚二级火箭,并随后对其进行了长达9分钟的跟踪,直至火箭发动机熄灭。在2011年的测试中,EODAS系统再次成功探测并跟踪了一架90公里以外迎头接近的F-16战斗机。EODAS可将目标方位数据上传至中央计算器,引导APG-81雷达对目标进行视场2*2度的窄视场精确照射,然后发射中距空空弹进行攻击。这种攻击方式,APG-81不需要大范围搜索,从而降低了被敌方防空雷达捕获的可能性,实现了F-35在攻击过程中的低可探侧性。
