中國城市經(jīng)濟(jì)文化研究會(huì) 周 軍

現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的主要探測系統(tǒng)是機(jī)載火控雷達(dá)，這是一種主動(dòng)探測設(shè)備，但其主動(dòng)發(fā)射的電磁波，則會(huì)暴露自己的行蹤。特別是隨著具備高雷達(dá)隱身性的五代機(jī)的出現(xiàn)，機(jī)載火控雷達(dá)的探測效果大打折扣。

那么，有沒有什么辦法可以改變這一現(xiàn)狀呢？

人們想到了早已存在的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)。紅外搜索跟蹤系統(tǒng)是一種被動(dòng)探測裝置，不發(fā)出任何信號，不受電磁干擾的影響，而是通過目標(biāo)的紅外輻射來確定目標(biāo)的方位。紅外傳感器不能確定目標(biāo)的距離和速度，但可以通過綜合到一起的激光測距儀來測量。

自然界中一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。戰(zhàn)機(jī)在高速飛行時(shí)與空氣摩擦以及發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管口更會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的紅外輻射，這使得其紅外特征更加明顯。因此，從原理上說這并沒有問題。

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)公認(rèn)的突出優(yōu)點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn)：

第一，提高導(dǎo)彈的命中概率和戰(zhàn)斗機(jī)的隱蔽性。紅外搜索跟蹤系統(tǒng)探測距離遠(yuǎn)不及機(jī)載雷達(dá)，也無法替代機(jī)載雷達(dá)。因?yàn)樗旧碇粚τ屑t外特征的目標(biāo)起作用，同時(shí)它不會(huì)像雷達(dá)一樣發(fā)出電磁波探測目標(biāo)，它幾乎不會(huì)產(chǎn)生任何電磁波。這使得用它探測紅外特征的目標(biāo)或者鎖定目標(biāo)時(shí)，他國的機(jī)載預(yù)警裝置無法察覺得到，極大地提高了戰(zhàn)斗機(jī)的隱蔽性。在同戰(zhàn)斗機(jī)空中對抗時(shí)，如果有條件使用紅外搜索跟蹤系統(tǒng)配合導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)，敵方戰(zhàn)斗機(jī)就無法使用預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警，也難以進(jìn)行規(guī)避，這樣就能有效提高導(dǎo)彈的命中率。

與此同時(shí)，戰(zhàn)斗機(jī)在執(zhí)行突襲任務(wù)時(shí)，為了提高任務(wù)的成功率，在飛往敵方的目標(biāo)過程中都會(huì)保持無線電靜默狀態(tài)，機(jī)載雷達(dá)也會(huì)關(guān)閉。目的在于減少電磁波的產(chǎn)生，使得他國的電磁波探測設(shè)備無法捕捉到戰(zhàn)斗機(jī)產(chǎn)生的電磁波。特別是機(jī)載雷達(dá)，能夠產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的電磁波。執(zhí)行偷襲任務(wù)時(shí)，在飛到目標(biāo)附近前，就要關(guān)閉雷達(dá)和通訊設(shè)備。在沒有雷達(dá)又要兼顧搜索目標(biāo)及避免敵方知悉我機(jī)動(dòng)向的情況下，不會(huì)向外發(fā)射電磁波的被動(dòng)式紅外搜索跟蹤系統(tǒng)就成了戰(zhàn)斗機(jī)所必需的裝備，這樣可以極大提高戰(zhàn)斗機(jī)的隱蔽性。

第二，在一定距離上，可以有效探測到隱身戰(zhàn)機(jī)。2018 年9 月，敘利亞上空的一架美軍的F-22“猛禽”隱身戰(zhàn)機(jī)悄悄地被另一架戰(zhàn)斗機(jī)鎖定。在當(dāng)時(shí)這引起了人們的熱議。因?yàn)镕-22 在“異國他鄉(xiāng)”被鎖定，這還是第一次。更不可思議的是，鎖定F-22 的不是隱身戰(zhàn)機(jī)，也不是地面雷達(dá)，而是一款不具備隱身能力的蘇-35戰(zhàn)斗機(jī)。因?yàn)椴还苁鞘裁磻?zhàn)斗機(jī)，在飛行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)必須產(chǎn)生巨大的熱量，機(jī)體和空氣摩擦也會(huì)產(chǎn)生熱量，即使是具備隱身能力的F-22 也無法避免。這就使得F-22雖然對雷達(dá)隱身，卻無法對紅外探測系統(tǒng)隱身。不過紅外搜索跟蹤系統(tǒng)無法替代機(jī)載雷達(dá)，因?yàn)樗奶綔y距離有限，大概只有50 千米～70 千米。這樣的距離只能夠引導(dǎo)近中程空空導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)，遠(yuǎn)了就得靠機(jī)載雷達(dá)，而且對沒有紅外特征的目標(biāo)不起作用。

全球第一種安裝現(xiàn)代化紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)一般公認(rèn)是蘇聯(lián)的米格-29 戰(zhàn)機(jī)。現(xiàn)在，美國在這方面的技術(shù)水平已經(jīng)超越了俄羅斯。美軍“超級大黃蜂”戰(zhàn)機(jī)安裝的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)，可以在各飛行階段以被動(dòng)方式探測多種目標(biāo)，無需擔(dān)心電子探測及無線電頻率的反制。

在F-35隱身戰(zhàn)機(jī)上，安裝了被稱為光電指示系統(tǒng)的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)，還安裝了開創(chuàng)性的被動(dòng)式探測系統(tǒng)——機(jī)載光電分布式孔徑系統(tǒng)，在機(jī)身6 處不同的位置各安置一個(gè)紅外傳感器，可對全機(jī)360度范圍內(nèi)來襲的導(dǎo)彈或逼近的飛機(jī)進(jìn)行紅外探測及跟蹤，并與雷達(dá)、電子戰(zhàn)設(shè)備、數(shù)據(jù)鏈傳來的信息融合，整體輸出在飛行員的頭盔顯示器上，使得飛行員能具備全空域態(tài)勢感知能力，從而最快最好地作出判斷和決定。

目前紅外搜索跟蹤系統(tǒng)主要工作在兩個(gè)波段，分別是3微米～5微米的中波紅外和8微米～14微米的長波紅外。中波紅外探測系統(tǒng)主要針對的是溫度較高的目標(biāo)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管等；而長波紅外探測可以探測到飛機(jī)外掛物、機(jī)體、蒙皮以及尾流的熱量。俄羅斯四代機(jī)，例如米格-29、蘇-27，使用的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)主要在中波紅外工作，用于探測飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管。而美國的“超級大黃蜂”戰(zhàn)機(jī)的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)則在長波波段或者中波、長波雙波段工作，具有更高的靈敏度、分辨率。

五代機(jī)的一個(gè)重要特征是隱身性能。隱身戰(zhàn)斗機(jī)主要進(jìn)行了雷達(dá)隱身處理，同時(shí)有一定紅外隱身措施，但主要還是致力于降低發(fā)動(dòng)機(jī)的紅外輻射。例如，F(xiàn)-22采用二元尾噴管，噴管使用冷卻隔熱技術(shù)降低外露部分溫度，如噴管的氣膜冷卻和隔熱技術(shù)就大大降低了噴管的溫度和排氣溫度，S 型進(jìn)氣道也對發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部件有遮蔽效果。

新一代的長波紅外搜索跟蹤系統(tǒng)，能夠探測飛機(jī)蒙皮與空氣摩擦的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)尾流。像F-22這類五代機(jī)，進(jìn)行超音速巡航的時(shí)候蒙皮溫度也較高，其發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)雖然進(jìn)行了降溫處理，但是氣柱反而會(huì)更大，更容易被長波紅外系統(tǒng)在較遠(yuǎn)距離探測到。重要的是，紅外搜索跟蹤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以與雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，以便更為連續(xù)、準(zhǔn)確地探測目標(biāo)，為實(shí)施導(dǎo)彈攻擊創(chuàng)造條件。

紅外搜索跟蹤系統(tǒng)對目標(biāo)實(shí)施導(dǎo)彈攻擊和計(jì)算射擊參數(shù)則需要連續(xù)的測速、測距。激光測距儀當(dāng)然能夠進(jìn)行測距，但是激光在大氣中衰減很厲害，其工作距離往往小于紅外跟蹤系統(tǒng)，有時(shí)候就很難實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測距。

這樣，如果目標(biāo)位于激光測距儀工作范圍外，就必須通過多架戰(zhàn)斗機(jī)的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)對目標(biāo)進(jìn)行測距，然后再通過數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，根據(jù)戰(zhàn)斗機(jī)之間的位置和速度關(guān)系，計(jì)算出目標(biāo)的距離和速度，這樣才可以為導(dǎo)彈攻擊提供充足、精確的數(shù)據(jù)。