明察秋毫“鷹獅”E/F戰斗機的火控系統

溫杰

2014年3月12日，薩伯公司在瑞典林雪平舉行了一場新聞發布會，對外介紹了“鷹獅”E原型機的生產和裝配進度，并首次透露了新型火控系統的一些細節。立足于瑞士、瑞典和巴西等國空軍的采購決定，薩伯公司正在加緊制造3架原型機，主要用于測試局部結構、火控系統和防御設備等方面的改進，力求在競爭激烈的國際戰斗機市場上繼續高歌猛進。

從當年的“超級鷹獅”方案到今天的“鷹獅”E戰斗機，薩伯公司在歷經十年的不懈努力后，終于將苦心描繪的“下一代鷹獅”藍圖變成了現實。按照瑞典空軍的編號序列，該機被命名為JAS-39E/F型，出口型稱為“鷹獅”E/F（以下簡稱JAS 39E戰斗機）。

作為“鷹獅”家族的最新成員，JA5-39E除了大幅提升氣動性能和任務載荷，最引人注目的是首次采用了有源相控陣（AESA）雷達、紅外搜索與跟蹤系統（IRST）和新型電子對抗設備，旨在將自身性能逐步接近到第五代戰斗機的水準。

國際合作一波三折

JAS-39E的問世很大程度上得益于薩伯公司穩步實施的“下一代鷹獅”計劃。該計劃的主要目標是精心打造出一個飛行試驗平臺，全面驗證一些先進系統和技術的可行性，為發展一種航程更大、攻擊威力更強的新“鷹獅”鋪平道路。

從2008年5月27目首次升空算起，“鷹獅”驗證機在近6年時間里一直在有條不紊地承擔著各項改進措施的飛行測試，同時為薩伯公司在有限的戰斗機市場中尋找新的發展空間。然而，薩伯公司在火控系統的選型過程中可謂一波三折，新一代“鷹獅”要想在21世紀具備更加強大的空對空和空對地優勢，盡快打造一雙“火眼金睛”已迫在眉睫，這是獲得用戶青睞的關鍵所在。

早在2006年5月，薩伯公司為了加強雷達和傳感器的研發能力，收購了愛立信微波系統公司，將其更名為薩伯微波系統公司，目的在于進一步推動NORA計劃向前發展。這項計劃是研制一種PS-05/A Mk5 NORA雷達，其中NO-RA的意思是“不僅只是雷達”，反映出該雷達還能執行其它任務。例如，對位于其工作頻率范圍（I～J頻段）內的敵方雷達進行無源電子偵察和有源電子干擾，以贏得空中優勢。同時，這種雷達還增強了對地功能，包括先進的SAR模式和對地面/海上目標的跟蹤。

2007年9月，薩伯微波系統公司臨時采用了雷錫恩公司生產的大約1000個T/R模塊，制造了一個AESA天線測試臺，安裝在一架C-130運輸機內，首次實施了NORAⅢ型雷達的飛行測試，證明了AESA雷達提供了比單脈沖系統更好的旁瓣抑制。然而，由于NORA計劃在T/R模塊技術上一直未能取得突破性進展，薩伯公司為了解決燃眉之急，只好尋求國際合作。

2007年9月，薩伯微波系統公司與法國的泰利斯公司達成合作協議，利用各自的技術優勢為“下一代鷹獅”計劃研制一種AESA雷達，預計在2009年裝機試飛。根據分工，前者負責改進PS-05/A多模式雷達的信號/數據處理器、升級發射機/接收機和雷達控制軟件，后者負責研制適合于“鷹獅”雷達罩內部空間的天線陣列，最后由薩伯航空系統公司完成載機綜合。

遺憾的是，日益激烈的戰斗機市場競爭導致這次合作不歡而散。作為泰利斯公司的大股東，達索飛機公司不愿看到性能提升的“鷹獅”成為“陣風”的強勁對手。在這種情況下，泰利斯公司只好承諾將繼續完成驗證合同，但不再為“下一代鷹獅”提供AESA雷達。萬般無奈之下，薩伯公司只好另辟蹊徑，先后評估了美國、歐洲和以色列等國的型號，最終決定與意大利塞萊克斯電子系統公司展開合作。

2009年3月25日，薩伯公司宣布，塞萊克斯公司將為新一代“鷹獅”戰斗機研制ES-05“渡鴉”（Raven）型雷達，作為競標巴西空軍F-X2計劃的一項重要舉措。塞萊克斯公司表示，ES-05雷達將基于“雌狐”（Vixen）系列雷達的關鍵技術，并提供“鷹獅”戰斗機目前配備的PS-05/A雷達的各種功能。同年10月27日，“鷹獅”驗證機首先換裝了“雌狐”1000E雷達，作為ES-05雷達的原型機，開始飛行測試，成功地探測到空中目標，獲得了高分辨率SAR圖像。新型雷達日益成熟

2012年6月初，塞萊克斯公司在瑞典馬勒姆（Malme）空軍基地召開的會議上，對外展示了JAS-39E/F戰斗機未來火控系統的全尺寸模型，證實了ES-05雷達的一些設計特點，并于6月12目向薩伯公司交付了首部預生產樣機，時隔4天后安裝在“鷹獅”驗證機上，著手地面集成測試。7月中旬，ES-05雷達隨同“鷹獅”驗證機在范堡羅航展上首次公開亮相。

目前，大多數AESA天線的T/R模塊都安裝在一個圓形平面結構上，直接固定在雷達罩內。這些模塊沒有機械運動，在探測和跟蹤目標時，將電子波束輻射到視場內的任何區域，但相對飛機和前方的縱向軸來說，雷達視場通常被限制在大約±60°范圍內。

為了彌補這一不足，塞萊克斯公司充分利用了研制“雌狐”雷達積累的經驗，在設計ES-05雷達時引入了“旋轉斜盤”（Swashplate）概念。顧名思義，旋轉斜盤是在一個采用機電驅動滾轉的環形結構上傾斜安裝一副AESA天線。這一設計的關鍵部件是旋轉接口，主要為設備艙內的接收機傳輸冷卻液、控制和電源信號、無線電射頻信號。從結構角度看，旋轉接口借鑒了石油工業廣泛應用的360°連接技術，設計成為鼓狀，在戰斗機上盡可能地占用最小空間，同時具有最輕的重量和更高的可靠性。

這種傾斜構型使得ES-05雷達的最大視場等于最大電子掃描角加上旋轉傾斜角，也就是說，以正前方為參照，雷達天線借助于45°傾斜角，可以實現105°的總掃描角，相當于飛行員可以觀察到肩膀側后方的一部分空域。這個技術創新大幅度提升了JAS-39E的空對空和空對地優勢。

在遠距空戰中，最大視場意味著JAS-39E在發射超視距導彈后，能以更大的離軸角采取機動規避，同時仍然可以向導彈發送更新數據。相比之下，潛在敵機在發射超視距導彈后，將被限制在60°視角內。因此，敵機將仍然迎著導彈的方向飛行，反之，JAS-39E可以垂直爬升甚至遠離敵方導彈。空戰模擬表明，這種能力不應該被低估，在超視距的交戰結果中，將會產生致命性影響。endprint

在近距格斗中，空對空視距內，采用旋轉斜盤的天線利用復位能力，將能夠探測到飛行員肩膀后面的目標，同時借助于頭盔瞄準具和新一代近距格斗導彈，將為JAS-39E提供更加明顯的戰術優勢。

旋轉斜盤技術的另～優勢在于識別任務方面，因為更大的視場使“渡鴉”雷達在合成孔徑模式下能夠產生的圖像更寬，提供了敏感區域的更大覆蓋范圍。

從技術發展來看，AESA雷達可以利用天線作為戰斗機之間的數字式信息交換的手段，即在同樣的通信協議下“交談”，ES-05雷達也不例外。因此，對于JAS-39E來說，它可以借助雷達探測目標，通過數字方式將信息傳輸給其它的“鷹獅”E戰斗機，使后者在無需開啟自身雷達的情況下掌握空中態勢，相應增加了自身的隱身效果，提高了其在作戰中取得成功的概率。因此，單獨一架JAS-39E可以充當一架“迷你AWACS”，將探測到的多個目標和獲得的SAR圖像傳送給其它戰斗機。

紅外探測首次應用

如果說AESA技術可以讓JAS-39E眼觀六路的話，采用全新的IRST傳感器將會令“下一代鷹獅”明察秋毫，為此，薩伯公司進行了長期不懈的努力。早在20世紀90年代中期，薩伯公司博福斯動力公司就著手設計和研制一種紅外光學跟蹤與識別系統（IR-OTIS），并在1998～1999年間安裝在一架JA-37戰斗機上實施了50多次飛行測試，達到了預期設計目標。

憑借這一驗證項目積累的經驗，薩伯公司在當初論證“超級鷹獅”概念時，就已經考慮為其加裝IRST系統，可以超視距探測和跟蹤隱身飛機，無論它們是否采用加力燃燒室。因此，與現役“鷹獅”相比，JAS-39E的一個明顯不同之處是在風擋前部安裝了一個IRST傳感器，這將是“鷹獅”系列戰斗機首次采用無源紅外探測系統。

據最新消息，3月31日，塞萊克斯公司研制的Skyward-C系統安裝到“鷹獅”驗證機上，成功地完成了第一次飛行測試。該系統由紅外探測傳感器和信息處理器組成，前者安裝在座艙風擋前部的整流罩內，后者安裝在前機身的電子設備艙內，整個系統的重量不超過40千克。薩伯公司試飛員漢斯·艾納特表示，首飛獲得了很好的結果，探測、跟蹤和識別了多個目標，該系統按照預期工作，十分完美。

借助于新型紅外傳感器，JAS-39E可以在作戰行動中保持隱身狀態，獲得戰術優勢，從而提高作戰飛機平臺的性能。Skyward-G系統在對空模式下，為JAS-39E提供一種遠距探測和跟蹤潛在空中目標的有效手段，使其無需率先啟動ES-05雷達。在對地模式下，可以執行多目標獲取和識別任務，同時還能在夜晚或不良氣象條件下作為一種輔助導航和著陸的設備。

Skvward-G系統是一種雙波段系統，目前采用長波焦平面陣列傳感器，今后可以增加中波能力，具有三種視場模式。在遠程搜索模式下，該系統是一種具有快速移動掃描鏡像的紅外望遠鏡，并可以在它的搜索扇形區內實現步進掃描。此外，它還有一種單目標跟蹤模式和寬視野模式，后者在平視顯示器上提供夜視圖像。

該系統能探測到超視距導彈發射等多種遠距離低RCS目標。通常情況下，飛行器蒙皮在555～740千米/小時速度下產生的熱量是顯而易見的，因此Sky-ward-G系統不依賴于目標是否處于超音速狀態就可以探測到飛機蒙皮摩擦、后機身和燃氣尾流所產生的熱輻射。塞萊克斯公司先進傳感器分部表示，目前地面試驗已經跟蹤到低可探測性目標，正在進一步發展目標與地面之間存在更小溫差時的識別能力。與常規表面相比，有些紅外線吸收涂層會產生更多的摩擦，導致氣動加熱，IRST傳感器將會分辨出這些信號特征。

從機載傳感器融合來看，Sky-ward-G系統可以為ES-05雷達提供十分精確的目標方位角和俯仰角，后者利用瞬間控制波束的能力，將輻射功率集中于某一空域，增加探測和跟蹤低可探測性目標的概率。

作為一種無源傳感器，該系統在探測目標時無法給出確切的距離數據，但可以實現“動態測距”，即JAS-39E執行一個迂回機動，通過改變相對于目標的方位角，計算出距離，或者兩架JAS-39E通過雷達的發射機輔助裝置（TAU）數據鏈，利用IRST對目標作三角測量。

電子對抗與眾不同

嚴格來說，JAS-39E不是一種隱身戰斗機，但是研制合同明確規定了它的RCS必須顯著低于現役的JAS-39C戰斗機。針對這一戰術要求，薩伯公司并未在“鷹獅”的外部構型方面浪費時間，而是潛心設計了不同用途的傳感器和功能強大的電子戰系統，特別是性能優異的敵我識別（IFF）系統，這在民用、友方、中立、可疑和敵對等各種目標都共處同一空域的情況下更顯得至關重要。

前面提到，ES-05雷達為了擴大視場，采用了可以轉動的天線，然而卻無法同時作為IFF天線，因為后者可能隨著前者旋轉而改變極性。為了克服這個問題，塞萊克斯公司已經為其設計出SIT426有源電子掃描模式5/S的系統，號稱世界上性能最先進的IFF系統。

這是第一種采用保形電子掃描陣列的IFF系統，3個陣列天線分別安裝在旋轉天線后面固定位置的左側、上面和右側。該系統的最大優點是它的視場，比較容易實現與雷達的匹配。側向陣列允許JAS-39E接收到來自平行跟蹤的詢問，特別有助于面對國境線另一側的防空系統，這是傳統的IFF系統無能為力的。

更值得關注的是，薩伯公司為了進一步增強JAS-39E的自我防御能力，除了研制新型導彈逼近告警系統（MAWS）和加裝埃爾比特公司的無源機載告警系統（PAWS-2），還將首次引入塞萊克斯公司最新研制的BriteCloud一次性誘餌，可以根據戰術需要誘騙雷達制導導彈和火控雷達偏離戰斗機。

每個一次性誘餌都裝滿大功率電池，可以快速地對各種威脅作出反應，在彈射出戰斗機后提供至少10秒的工作時間。它們的外形尺寸使其能夠安裝在標準的55毫米曳光彈布撒器內，減少了飛行員訓練要求，確保一線地勤人員可以較為容易地安裝和維護。

為了替代拖曳式誘餌或依靠機載轉發器，預編程的BriteCloud將采用內置式計算機產生一個假目標，來干擾地面雷達和來襲導彈。作為一種脫機干擾設備，BriteCloud在發射后，可以在自身和戰斗機之間保持足夠遠的距離，最大程度地降低了來襲導彈在接近平臺時引爆時的危險。

目前，塞萊克斯公司已經驗證了這種技術，聲稱其將導致更大的脫靶距離，包括在用于對付移動式面對空導彈的威脅時。今年下半年，塞萊克斯公司將在“鷹獅”驗證機上測試BriteCloud誘餌。

2014年，對于JSA-39E說可謂至關重要的一年。5月18日，瑞士將舉行全民公投，決定是否采購22架JAS-39E。同時，薩伯公司正在與巴西國防部展開談判，將在年底前敲定采購36架JAS-39E/F的合同細節。目前，“下一代鷹獅”計劃已步入工程發展的快車道，如果一切順利的話，第一架原型機（39-8號）將在2015年實現首飛，續寫“鷹獅”家族的傳奇。 [編輯/秦蓁]endprint