夜空鹰眼-我国机载光电雷达成批装备部队

近日，俄罗斯媒体报道了乌拉尔光学仪器厂-UOMZ向我国出口机载前视红外搜索与跟踪系统-IRST的情况，根据UOMZ主页的介绍，该公司向我国出口的IRST有两种；用于苏-27SK的OEPS-27，用于苏-30MKK的OEPS-30I。

不过从这个介绍中并没有歼-10，而正在试飞的歼-10B已经配备了IRST，这表明我国自行研制的IRST已经进入装机试飞阶段，如果试验顺利的话，实现国产IRST替代进口已经指日可待。-而根据最新航空报报道613所车宏同志的先进事迹，里面提到由车俊同志研制的光电雷达已经成批装备部队，而在我国现役战斗机中只有歼-11配备有光电雷达，所以这么看来俄罗斯出口的光电雷达可能只装备在较早进口的苏-27SK/苏-30MKK上面

我们知道现代作战飞机的主要探测系统是机载火控雷达，现代机载火控雷达具备可以全天候工作、探测距离远、可以多目标跟踪与攻击等优点，但其缺点就是需要主动发射电波，在电子战日益激烈的现代空战中容易暴露自己，同时系统体积和重量都偏大，特别是隐身飞机的出现，也让雷达的实际探测效果大打折扣，因此作战飞机需要新的探测手段，以做为雷达的补充，所以IRST就出现了，从该系统的名称就可以看出其是采用红外探测原理，利用目标与背影的温差来探测目标，与机载雷达相比，机载IRST最大的优点就是不发射电波，隐蔽性强，抗电磁干扰能力好，特别是对抗隐身飞机时有巨大的优势，因为当隐身飞机飞行时其机身蒙皮会与空气磨擦生热，速成越快，温度越高，因此IRST的探测距离就越远，另外其工作波长短，系统功耗、体积和重量较小，可靠性较高，成本低，是各国重点发展的一项探测技术，机载红外探测系统除了IRST还有机载前视红外搜索系统（FLIR），两者的区别主要是IRST主要用于对空中目标的探测，其器件工作在中波，而FLIR主要用于对地面目标的探测，器件工作在长波，当然红外探测系统也不是完美无缺，其缺点就是探测距离较近，尤其是目标处于迎头探测时，目前性能较好的IRST的这个指标也不过在100公里左右，而普通机载雷达就超过了这个指标，另外就是其不能直接测量目标的距离，仍旧需要雷达或者激光测距仪来辅助，因此用于火控或者制导的时候仍旧会暴露平台的位置，另外就是受自然环境干扰较大，特别是太阳直视时、不良气候条件下的作用距离仍旧偏低。

可能是苏-27的关系，许多人以为前苏联在机载IRST系统应用方面优于美国，实际上在这方面美国比前苏联起步要早，而且水平也要好的多，世界第一个机载IRST系统是美国在上世纪50年代中期为F-104研制的单元IRST探测系统，由于该系统采用硫化铅器件，探测距离低，抗干扰能力差，所以很快被淘汰，60年代美国海军的F-4B型战斗机配备了改进后的AN/AAS-4系统，其采用了性能更好的锑化铟器件，尾追情况下对于目标的探测距离提高到30公里，由于受信号/数据处理系统的限制，该系统器件不具备独立的搜索与跟踪能力，因此其采用了两个器件，一个用于搜索，一个用于跟踪。随着中距空空导弹乃至远程空空导弹出现，要求IRST具备更远的探测距离以适应这些导弹的发射包线，增加其探测距离，特别是目标迎头探测距离成为关键，由于红外干扰多来源于自然干扰，包括太阳、大气辐射等，因此IRST只有采用增加通光孔径、尽可能多的汇聚目标信号的办法来提高系统的工作距离，由于技术上的限制，第二代IRST采用多元线列阵、斯特林循环制冷的办法来提高器件的灵敏度，提高了数据处理速度，可以通过利用机载计算机储存跟踪的目标位置，系统实现了多目标跟踪功能并可利用判断逻辑判断出被搜索空域中来袭目标的优先顺序。其代表就是F-14A配备的AN/AWG-9红外分系统，该系统采用8元线列锑化铟器件阵列，由于其目标主要是低空突防的前苏联轰炸机和反舰导弹，因此其呈圆筒状安装在机头下面，为了支持机载AIM-54不死鸟远程空空导弹的使用，AWG-9的设计指标较高，其对于高空迎头探测目标距离为190公里，尾追超过300公里，低空为25公里，搜索范围为；方位+/-65度，俯仰：-80-+59度，但是在实用中美国海军发现其并不能达到如此远的探测距离，同时由于需要光机扫描器，因此需要复杂的机电光学伺服机构，因而造成系统整体的体积和重量较大，可靠性较低.

为此美国发展了第三代IRST，也就是F-14D配备的AN/AAS-42，该系统采用128*128双波段锑化铟器件阵列，采用凝视探测方式，即把红外器件和电荷耦合器件等信号处理电路集成在同个芯片上，一次完成成像探测、积分、滤波和多路转换等功能，由于取消了机械扫描，因而系统的体积和重量都得到大幅度降低，光学孔径和信号处理能力的增加提高了系统的探测距离，减少了反应时间，AAS-42对于高空迎头目标的探测距离达到了180公里，可以在较为严重的背景干扰或者对方投放干扰下仍旧能较为稳定的探测和跟踪目标，由于性能的提高，扩展了IRST的用途范围，比如用于探测战术弹道导弹的发展，从而为战区导弹防御系统提供一种新的探测系统，另外与有源相控阵-AESA结合形成所谓静默攻击的能力，即先用IRST探测、跟踪目标，然后再利用AESA的猝发模式获得目标的距离，从而为导弹提供精确的火控解算，由于AESA的猝发模式工作时间短，不容易被对方探测，因而可以较了避开对方的探测，由于技术的发展，红外器件成本的降低，所以进入新世纪，第三代IRST开始进入普及运用阶段，具备包括；由欧洲红外探测集团研制的PIRATE系统，其对于迎头探测距离达到80公里左右，可以同时在跟踪12个目标，并且具备空空/空地两种功能，在对地模式时可以提供战机导航及地形回避功能。此外还有法国的OFS，该系统采用双波段红外器件，在6000米高度，对于目标的迎头探测距离为130公里，该系统还结合了激光测距仪和CCD摄像机，两者的工作距离分别在30和50公里左右，另外瑞典也为其JAS-39战斗机研制了IR-OTIS系统。目前最先进的IRST莫过于F-35使用的分布式红外传感器-DAS，该系统分为两个部分；用于完成成导航、告警、搜索与跟踪以及态势感知的光电系统和对地瞄准用的前视红外探测系统，系统采用6个凝视型大面积红外焦平面阵列来提高飞行员以全方位的战场态势感知，特别是执行夜晚及不良气候条件下的作战任务时，F-35最大的特点莫过于采用了所谓的缝合技术，即利用软件来调整各传感器的测量的视差，辅以头盔瞄准具的自动跟踪系统，飞行员可以任何一个方向得到良好的战场图像，就好象从一个传感器获得一样，甚至当飞行员向下俯视的时候，他仍旧能够“穿透”地板，看到战机下面的图像，从而大大提高飞行员近距战场态势的掌握能力。

我国空军苏-27SK装备的OEPS-27系统从技术上来讲相当于西方第二代IRST系统，其采用了36SH红外方位仪，采用了64元线列锑化铟器件，一般资料认为其对于高空目标的迎头探测距离为50公里左右，低空大约为15公里，目标图像可以在座舱内的ILS-31平显或者SEI-31垂直情况显示器中显示，与西方IRST不同的是，OEPS-27将红外方位仪、激光测距仪、头盔瞄准器综合在一起形成一个完成的系统，其中红外和激光共用一个光学通道，这样保证了激光测距仪可以精确的照射目标，同时又降低了系统的体积和重量，通过结合雷达、IRST这些不同的传感器提供苏-27不同的作战模式；雷达和 I R S T同时搜索目标；通过I R S T/激光器通道实现静默目标指示和交战；机动作战中扩展搜索、跟踪和目标指示，包括指示A A M导弹对付选中的目标。OEPS-27的扫描范围为；方位+/-60度，高低+60/-15度，具备三种搜索模式：60*10；20*5；3*3度，跟踪速度为25度/秒，系统重量为175公斤。而用于苏-30MKK的OEPS-30I型属于OEPS-27的改进型，其最大的变化在于用灵敏度更高的52SH器件替代了原来的36SH器件，并且采用了新的算法和软件来提高系统的探测距离，OEPS-30I对于战斗机的尾追探测距离提高到100公里，在搜索模式中为了提高载机的近距格斗能力，增加了一个3*75度的垂直搜索模式，OEPS-30I的重量增加到200公斤，进入新世纪俄罗斯为了苏-27改进型及第五代战斗机的需要，UOMZ发展了OLS-35型IRST系统，该系统相当于美国的AN/AAS-42系统，共采用了大面积的红外焦平面阵列技术，对于目标的探测距离得到有力的提高，有资料指其对战斗机迎头探测距离达到了90公里，其测范围为方位+/-90度，高低60/-15度，重量大约为80公斤左右，在2008年珠海航展上，UOMZ把OLS-35系统对我国进行了展示，并表示已经向我国空军提出建议，将现有的OEPS-27/-30I系统升级到OLS-35系统中去，并且已经改进了大约80架飞机，这似乎表明我国空军主要用于引进OLS-35用于改进现有作战飞机，而不是装备新的飞机。新型作战飞机可能配备的是国产光电雷达。

我国研制IRST时间应该很早，早在60年代为了打击夜间谍低空入侵飞机，我国航空工业开始研制为歼-6甲型夜航歼击机配套的航2甲型IRST（我国称之为光电雷达），并且在70年代定型，该系统属于第一代IRST，采用单无硫化铅器件，属于光点式探测系统，探测距离、可靠性均较低，因此并没有得到实用，进入80年代随着我国电子、光学器件领域的进步，特别是突破了锑化铟器件、信号处理技术等难关了，我国开始研制第二代IRST，并且在1998年珠海航展上首次展出，根据介绍该系统采用了多元线列阵，可以在夜晚和不良气候条件下提供较好的目标和背影对比度、探测和跟踪目标，并且可以提供目标的角位置和距离，目标图像可以显示在平显或者座舱显示器上面，系统采用半埋或者外挂，探测距离为战斗机大小的目标尾追35公里，追头大约15公里，搜索范围+/-30度，重量只有30公斤，从性能来看其不但比AWG-9有较在的差距，也比不上OEPS-27系列，特别是可能还没有做到象后者那样能够整合雷达、激光测距仪、头盔瞄准具成为综合的近距空战系统，所以该系统只用做技术储备，也没有装备部队，进入新世纪，随着我国在大面积红外焦平面阵列器件、高速信号处理芯片等领域的突破，我国研制了第三代IRST系统，并且在珠海航展进行了展出，根据航展的资料；该系统整合了红外、激光测距等系统，并可以头盔瞄准具相交联，该系统具备远距目标探测与跟踪能力，可以同时跟踪多个空中目标， 并且提供导弹逼近告警能力和为激光制导武器提供制导的能力，此外还具备一定的对地探测能力，可以提供辅助的前视红外导航，该系统的试飞由我国英雄试飞员李中华同志完成，已经配备在歼-10B的进行航电、武器系统的兼容性试飞，也就是说我国新型作战飞机采用了国产IRST，而考虑到部队现有的后勤保障及训练操纵体系，现役作战飞机仍将采用俄罗斯的IRST进行升级。


最让人本猪感兴趣的是车宏同志为首进行了机载综合光电系统的研制，那么从文章中描述来看似乎是相当于F-35的DAS系统，这表明我国新一代战斗机的光电系统极有可能采用类似于DAS的分布式光学孔径技术来保持飞机的隐身性能，相比之下俄罗斯的T-50还在使用机头安装的转塔系统，这相当影响其隐身性能。这也表明我国第四代战斗机可能将隐身能力放在一个比较重要的位置上来考虑。

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本猪小博
http://13856477078.blog.163.com/

注：

参考资料：  

1、机载前视红外搜索与跟踪系统综述 申洋 唐明文

2、机载火控系统中的红外搜索装备    翟文军

3、珠海航展的的电子设备

4、先进航空电子综合技术

5、UOMZ联合体官方主页

6、先进航空电子综合技术

7、本文配图来源于网上，权利归原作者所有近日，俄罗斯媒体报道了乌拉尔光学仪器厂-UOMZ向我国出口机载前视红外搜索与跟踪系统-IRST的情况，根据UOMZ主页的介绍，该公司向我国出口的IRST有两种；用于苏-27SK的OEPS-27，用于苏-30MKK的OEPS-30I。

不过从这个介绍中并没有歼-10，而正在试飞的歼-10B已经配备了IRST，这表明我国自行研制的IRST已经进入装机试飞阶段，如果试验顺利的话，实现国产IRST替代进口已经指日可待。-而根据最新航空报报道613所车宏同志的先进事迹，里面提到由车俊同志研制的光电雷达已经成批装备部队，而在我国现役战斗机中只有歼-11配备有光电雷达，所以这么看来俄罗斯出口的光电雷达可能只装备在较早进口的苏-27SK/苏-30MKK上面

我们知道现代作战飞机的主要探测系统是机载火控雷达，现代机载火控雷达具备可以全天候工作、探测距离远、可以多目标跟踪与攻击等优点，但其缺点就是需要主动发射电波，在电子战日益激烈的现代空战中容易暴露自己，同时系统体积和重量都偏大，特别是隐身飞机的出现，也让雷达的实际探测效果大打折扣，因此作战飞机需要新的探测手段，以做为雷达的补充，所以IRST就出现了，从该系统的名称就可以看出其是采用红外探测原理，利用目标与背影的温差来探测目标，与机载雷达相比，机载IRST最大的优点就是不发射电波，隐蔽性强，抗电磁干扰能力好，特别是对抗隐身飞机时有巨大的优势，因为当隐身飞机飞行时其机身蒙皮会与空气磨擦生热，速成越快，温度越高，因此IRST的探测距离就越远，另外其工作波长短，系统功耗、体积和重量较小，可靠性较高，成本低，是各国重点发展的一项探测技术，机载红外探测系统除了IRST还有机载前视红外搜索系统（FLIR），两者的区别主要是IRST主要用于对空中目标的探测，其器件工作在中波，而FLIR主要用于对地面目标的探测，器件工作在长波，当然红外探测系统也不是完美无缺，其缺点就是探测距离较近，尤其是目标处于迎头探测时，目前性能较好的IRST的这个指标也不过在100公里左右，而普通机载雷达就超过了这个指标，另外就是其不能直接测量目标的距离，仍旧需要雷达或者激光测距仪来辅助，因此用于火控或者制导的时候仍旧会暴露平台的位置，另外就是受自然环境干扰较大，特别是太阳直视时、不良气候条件下的作用距离仍旧偏低。

可能是苏-27的关系，许多人以为前苏联在机载IRST系统应用方面优于美国，实际上在这方面美国比前苏联起步要早，而且水平也要好的多，世界第一个机载IRST系统是美国在上世纪50年代中期为F-104研制的单元IRST探测系统，由于该系统采用硫化铅器件，探测距离低，抗干扰能力差，所以很快被淘汰，60年代美国海军的F-4B型战斗机配备了改进后的AN/AAS-4系统，其采用了性能更好的锑化铟器件，尾追情况下对于目标的探测距离提高到30公里，由于受信号/数据处理系统的限制，该系统器件不具备独立的搜索与跟踪能力，因此其采用了两个器件，一个用于搜索，一个用于跟踪。随着中距空空导弹乃至远程空空导弹出现，要求IRST具备更远的探测距离以适应这些导弹的发射包线，增加其探测距离，特别是目标迎头探测距离成为关键，由于红外干扰多来源于自然干扰，包括太阳、大气辐射等，因此IRST只有采用增加通光孔径、尽可能多的汇聚目标信号的办法来提高系统的工作距离，由于技术上的限制，第二代IRST采用多元线列阵、斯特林循环制冷的办法来提高器件的灵敏度，提高了数据处理速度，可以通过利用机载计算机储存跟踪的目标位置，系统实现了多目标跟踪功能并可利用判断逻辑判断出被搜索空域中来袭目标的优先顺序。其代表就是F-14A配备的AN/AWG-9红外分系统，该系统采用8元线列锑化铟器件阵列，由于其目标主要是低空突防的前苏联轰炸机和反舰导弹，因此其呈圆筒状安装在机头下面，为了支持机载AIM-54不死鸟远程空空导弹的使用，AWG-9的设计指标较高，其对于高空迎头探测目标距离为190公里，尾追超过300公里，低空为25公里，搜索范围为；方位+/-65度，俯仰：-80-+59度，但是在实用中美国海军发现其并不能达到如此远的探测距离，同时由于需要光机扫描器，因此需要复杂的机电光学伺服机构，因而造成系统整体的体积和重量较大，可靠性较低.

为此美国发展了第三代IRST，也就是F-14D配备的AN/AAS-42，该系统采用128*128双波段锑化铟器件阵列，采用凝视探测方式，即把红外器件和电荷耦合器件等信号处理电路集成在同个芯片上，一次完成成像探测、积分、滤波和多路转换等功能，由于取消了机械扫描，因而系统的体积和重量都得到大幅度降低，光学孔径和信号处理能力的增加提高了系统的探测距离，减少了反应时间，AAS-42对于高空迎头目标的探测距离达到了180公里，可以在较为严重的背景干扰或者对方投放干扰下仍旧能较为稳定的探测和跟踪目标，由于性能的提高，扩展了IRST的用途范围，比如用于探测战术弹道导弹的发展，从而为战区导弹防御系统提供一种新的探测系统，另外与有源相控阵-AESA结合形成所谓静默攻击的能力，即先用IRST探测、跟踪目标，然后再利用AESA的猝发模式获得目标的距离，从而为导弹提供精确的火控解算，由于AESA的猝发模式工作时间短，不容易被对方探测，因而可以较了避开对方的探测，由于技术的发展，红外器件成本的降低，所以进入新世纪，第三代IRST开始进入普及运用阶段，具备包括；由欧洲红外探测集团研制的PIRATE系统，其对于迎头探测距离达到80公里左右，可以同时在跟踪12个目标，并且具备空空/空地两种功能，在对地模式时可以提供战机导航及地形回避功能。此外还有法国的OFS，该系统采用双波段红外器件，在6000米高度，对于目标的迎头探测距离为130公里，该系统还结合了激光测距仪和CCD摄像机，两者的工作距离分别在30和50公里左右，另外瑞典也为其JAS-39战斗机研制了IR-OTIS系统。目前最先进的IRST莫过于F-35使用的分布式红外传感器-DAS，该系统分为两个部分；用于完成成导航、告警、搜索与跟踪以及态势感知的光电系统和对地瞄准用的前视红外探测系统，系统采用6个凝视型大面积红外焦平面阵列来提高飞行员以全方位的战场态势感知，特别是执行夜晚及不良气候条件下的作战任务时，F-35最大的特点莫过于采用了所谓的缝合技术，即利用软件来调整各传感器的测量的视差，辅以头盔瞄准具的自动跟踪系统，飞行员可以任何一个方向得到良好的战场图像，就好象从一个传感器获得一样，甚至当飞行员向下俯视的时候，他仍旧能够“穿透”地板，看到战机下面的图像，从而大大提高飞行员近距战场态势的掌握能力。

我国空军苏-27SK装备的OEPS-27系统从技术上来讲相当于西方第二代IRST系统，其采用了36SH红外方位仪，采用了64元线列锑化铟器件，一般资料认为其对于高空目标的迎头探测距离为50公里左右，低空大约为15公里，目标图像可以在座舱内的ILS-31平显或者SEI-31垂直情况显示器中显示，与西方IRST不同的是，OEPS-27将红外方位仪、激光测距仪、头盔瞄准器综合在一起形成一个完成的系统，其中红外和激光共用一个光学通道，这样保证了激光测距仪可以精确的照射目标，同时又降低了系统的体积和重量，通过结合雷达、IRST这些不同的传感器提供苏-27不同的作战模式；雷达和 I R S T同时搜索目标；通过I R S T/激光器通道实现静默目标指示和交战；机动作战中扩展搜索、跟踪和目标指示，包括指示A A M导弹对付选中的目标。OEPS-27的扫描范围为；方位+/-60度，高低+60/-15度，具备三种搜索模式：60*10；20*5；3*3度，跟踪速度为25度/秒，系统重量为175公斤。而用于苏-30MKK的OEPS-30I型属于OEPS-27的改进型，其最大的变化在于用灵敏度更高的52SH器件替代了原来的36SH器件，并且采用了新的算法和软件来提高系统的探测距离，OEPS-30I对于战斗机的尾追探测距离提高到100公里，在搜索模式中为了提高载机的近距格斗能力，增加了一个3*75度的垂直搜索模式，OEPS-30I的重量增加到200公斤，进入新世纪俄罗斯为了苏-27改进型及第五代战斗机的需要，UOMZ发展了OLS-35型IRST系统，该系统相当于美国的AN/AAS-42系统，共采用了大面积的红外焦平面阵列技术，对于目标的探测距离得到有力的提高，有资料指其对战斗机迎头探测距离达到了90公里，其测范围为方位+/-90度，高低60/-15度，重量大约为80公斤左右，在2008年珠海航展上，UOMZ把OLS-35系统对我国进行了展示，并表示已经向我国空军提出建议，将现有的OEPS-27/-30I系统升级到OLS-35系统中去，并且已经改进了大约80架飞机，这似乎表明我国空军主要用于引进OLS-35用于改进现有作战飞机，而不是装备新的飞机。新型作战飞机可能配备的是国产光电雷达。

我国研制IRST时间应该很早，早在60年代为了打击夜间谍低空入侵飞机，我国航空工业开始研制为歼-6甲型夜航歼击机配套的航2甲型IRST（我国称之为光电雷达），并且在70年代定型，该系统属于第一代IRST，采用单无硫化铅器件，属于光点式探测系统，探测距离、可靠性均较低，因此并没有得到实用，进入80年代随着我国电子、光学器件领域的进步，特别是突破了锑化铟器件、信号处理技术等难关了，我国开始研制第二代IRST，并且在1998年珠海航展上首次展出，根据介绍该系统采用了多元线列阵，可以在夜晚和不良气候条件下提供较好的目标和背影对比度、探测和跟踪目标，并且可以提供目标的角位置和距离，目标图像可以显示在平显或者座舱显示器上面，系统采用半埋或者外挂，探测距离为战斗机大小的目标尾追35公里，追头大约15公里，搜索范围+/-30度，重量只有30公斤，从性能来看其不但比AWG-9有较在的差距，也比不上OEPS-27系列，特别是可能还没有做到象后者那样能够整合雷达、激光测距仪、头盔瞄准具成为综合的近距空战系统，所以该系统只用做技术储备，也没有装备部队，进入新世纪，随着我国在大面积红外焦平面阵列器件、高速信号处理芯片等领域的突破，我国研制了第三代IRST系统，并且在珠海航展进行了展出，根据航展的资料；该系统整合了红外、激光测距等系统，并可以头盔瞄准具相交联，该系统具备远距目标探测与跟踪能力，可以同时跟踪多个空中目标， 并且提供导弹逼近告警能力和为激光制导武器提供制导的能力，此外还具备一定的对地探测能力，可以提供辅助的前视红外导航，该系统的试飞由我国英雄试飞员李中华同志完成，已经配备在歼-10B的进行航电、武器系统的兼容性试飞，也就是说我国新型作战飞机采用了国产IRST，而考虑到部队现有的后勤保障及训练操纵体系，现役作战飞机仍将采用俄罗斯的IRST进行升级。


最让人本猪感兴趣的是车宏同志为首进行了机载综合光电系统的研制，那么从文章中描述来看似乎是相当于F-35的DAS系统，这表明我国新一代战斗机的光电系统极有可能采用类似于DAS的分布式光学孔径技术来保持飞机的隐身性能，相比之下俄罗斯的T-50还在使用机头安装的转塔系统，这相当影响其隐身性能。这也表明我国第四代战斗机可能将隐身能力放在一个比较重要的位置上来考虑。

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参考资料：  

1、机载前视红外搜索与跟踪系统综述 申洋 唐明文

2、机载火控系统中的红外搜索装备    翟文军

3、珠海航展的的电子设备

4、先进航空电子综合技术

5、UOMZ联合体官方主页

6、先进航空电子综合技术

7、本文配图来源于网上，权利归原作者所有