近一段時間,網絡上出現了大量空軍飛行彩排的和照片,全新的殲-20A隱身戰斗機也大大方方地亮相了。新殲-20A戰機的涂裝更具特色,主要由黑色和銀灰兩色構成,就像是一個威武霸氣的黑武士。
殲-20A采用了全新的光電瞄準系統(EOTS),具備全空域掃描能力,標志著中國已經在機載光電系統發展上完成了逆襲。
出于隱身考慮,殲-20在研制之初就摒棄了四代機廣泛采用的球形光電搜索跟蹤窗口,轉而配備一款光電瞄準系統(EOTS)。使用平板拼接異形的光學窗口,通過共形設計與飛機機體集成在一起,將系統大部分結構內埋在機體內部,僅留掃描光學部件在外部,然后由光學窗口提供保護。如此一來既能滿足隱身需求,還會極大地提升光電瞄準系統的性能指標。
不過問題在于,殲-20的光電瞄準系統僅設有5片(嚴格意義上講不足5片)窗口,后部是不透明的,造成光學部件在進行掃描作業時始終存在著角度死區,這會影響該機對目標的搜索、探測、發展及識別。因此殲-20早期型的EOTS與F-35裝備的EOTS相比還有不小差距。這與國內十幾年前工藝(光學制造、機電一體化制造)與測試條件的限制、復雜光電系統的集成能力(輕量化設計與共形設計)等有關。但我們在很短時間內趕上并超越了美國EOTS的水平。
F-35戰機所運用的EOTS,集成了前視紅外(FLIR)、紅外搜索跟蹤(IRST)和激光指示瞄準(LTD)等功能,相當于將傳統的光電雷達、前視紅外吊艙和瞄準吊艙的功能融合于一體。位于F-35機頭下方,采用多面藍寶石光學窗口,以降低對飛機RCS的影響,能夠提供高分辨率成像、自動紅外搜索跟蹤、激光測距指示和激光點跟蹤功能。具有高空遠程目標搜索探測、識別跟蹤、威脅告警、定位瞄準、引導制導武器精確打擊等能力。
另外,F-35的EOTS還具有以下技術特征:一是采用緊湊型單孔光學設計;二是采用第三代中波焦平面紅外傳感器組件;三是具有對地面目標紅外跟蹤能力;四是具有對空目標紅外搜索跟蹤能力;五是具有自動校靶和校軸功能;六是采用戰術和人眼安全的高可靠性激光測距/照射器;七是具有激光光斑跟蹤能力;八是具有主、被動測距和高精度地理坐標測量能力。
仔細觀察可以發現,全新殲-20A的EOTS采用了8面平板拼接型窗口,相比F-35還多出1面。這種設計不僅有利于改善飛機整體的氣動性能,又符合隱身飛機對表面的處理要求;同樣也不影響光學系統參數,有利于系統整體設計,不會因為外界氣動壓力形變導致光學系統參數的變化,以影響成像質量。
EOTS窗口選用何種材料極為關鍵,原因在于不但要滿足系統內不同光學波段的高透過率性,還要保證有高強度要求。鑒于其在白天透著藍光,可見窗口材料應為與F-35同款的藍寶石。透過藍寶石的成功運用,表明我國已經掌握了高級光學玻璃的相關制備工藝,材料和加工精度符合各方要求。
另外還有一點不容忽視,那便是8面窗口的出現,意味著殲-20A的EOTS掃描結構已經發生了質的變化。為了實現系統俯仰方向作用距離不受角度影響,擴大俯仰搜索范圍,所以得重新考慮新的搜索方式,且新的搜索方式不能犧牲其他方面的性能和要求。
因此可以肯定的是,我國科研人員應該在參考F-35 EOTS掃描結構基礎上,同時又進行了創新,讓殲-20A的EOTS得到大幅度升級。這種8片菱形結構體保證了EOTS系統在掃描過程中,光學效率不會發生變化;同時旋轉掃描過程中沒有角度死區,從而可以實現全空域掃描作業。
在機載光電載荷方面,殲-20A的進步是全面的,除了EOTS系統,還采用了分布式孔徑光電傳感器系統(EODAS)。該系統依靠傳感器分布設計和數據融合等技術,綜合紅外搜索跟蹤系統、導彈逼近告警系統(MPWS)、紅外成像跟蹤系統(IRITS)、前視紅外夜間導航系統(NavFLIR)等。
可實現全方位遠程空中目標搜索跟蹤、態勢感知、威脅告警、地面/海面目標探測、輔導導航等功能。并借助后臺數據的融合,能為飛行員提供一個球形視野,具有全景態勢感知和目標搜索跟蹤能力。
中國代表著全球第五代隱身戰斗機技術應用與戰術思想的最前沿,是目前全世界同時發展第五代隱身戰斗機型號最多的國家,包括殲-20A,殲-20S,殲-35和殲-35A陸續亮相,不僅標志著中國空軍裝備體系的跨越式發展,更清晰地勾勒出未來智能化、網絡化、分布式空戰的輪廓。
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