美军在五代机测试真实-虚拟-构造空战训练技术
二、F-35机载嵌入式SLATE系统
1. 简介
F-35在之前的训练任务中,只能使用一种低真实性且未加密的敌我识别系统来发挥训练系统的作用。虽然目前的第四代飞机带有一个外部吊舱,但F-35的机载子系统是内置的,并与飞机集成在一起,以保持平台的隐身特性。为五代机开发的嵌入式P5系统与之前四代机使用的外挂吊舱的配置基本一样,嵌入式P5系统提供实时数据采集、处理、收发,记录任务数据,并提供训练后任务分析功能。嵌入式P5系统投入使用后将比现有的敌我识别系统的数据更新率更高,能够提供更精确的事实位置和飞行姿态跟踪,并将时空信息和杀伤通告等数据进行加密处理。
图4 SLATE训练吊舱内部图(美国“立方体”公司图片)
根据之前曝光的SLATE训练吊舱的图片判断,该系统的大小与AIM-9“响尾蛇”空空弹体积相当。以AIM-9M为参考,该弹长2.94米,弹径0.156米。从立方体公司展示了一些将被封装到吊舱中的设备图可见,美军对机载设备的小型化要求非常严格,尤其是在设备的宽度和高度方面。对于如F-35和F-22这类五代机,将需要在设备小型化方面开展更多工作,使其方便在机体内部安装以保持飞机的雷达隐身特性。有了之前SLATE训练吊舱的研究基础,许多硬件的设计考虑了后续的复用要求,大部分的硬件可以直接移植到F-35上,给加改装工作带来了极大便利。此外,也用SLATE的一些技术可以取代F-35上旧的处理器或其他尺寸较大的子系统。
图5 SLATE训练吊舱外部图(美空军图片)
2. 在五代机加入后可能会升级波形
美空军实验室也在积极监督通信链路的三项关键技术的发展:一是能够联通并管理所有LVC数据的高带宽无线波形;二是能够防止敏感信息(如雷达信号)扩散的高级数据加密技术;三是允许传输不同密级数据的多级安全系统,根据数据密级的分类,将其传递给美军或海外。
图6 F-35训练系统关系图(美空军研究实验室图片)
这种被称为第五代先进训练波形(5G-ATW)已经被麻省理工学院林肯实验室完全开发出来,并在2018年9月份进行了飞行测试。在测试过程中,林肯实验室通过在地面站和实验室拥有的L-29和达索猎鹰20飞机,开展了数据传输测试。
立方体公司负责对数据进行通信体系架构设计,使其具备安全加密功能,采用与手机大小类似的软件无线电设备管理和处理5G-ATW,该公司也参与了地面支持系统的研发。加密部分已经在国家安全局(NSA)的认证过程中。该系统还包括天线(为了隐身效果可能用类似蒙皮状的天线)、功率放大器和处理器等设备。
3. 未来采购
吊舱构型的SLATE系统已经与于2018年完成了在F-15E和海军F/A-18上的演示,取得了令人满意的效果。但F-35和其他第五代飞机要完全依托该技术开展训练可能要到20世纪20年代中期。
采购政策尚未最终确定,但F-35作为一种出口前景良好的飞机,嵌入式SLATE训练系统会作为标准配置出厂(除以色列外,所有的F-35客户都将使用该系统),所以该系统的订货数量会持续增加。嵌入式P5系统将可能已经于2018年的随着F-35的 Block 3F状态(完全作战能力)批量交付了。立方体公司获得了500套机载设备的低速率交付合同,并在2016年已经交付了不少于150套设备,合同中还包括向地面子系统提供F-35对应的加密处理设备,以及增加用于F-35的评估功能。尽管洛克希德公司在2017年底前还没推出Block 3F批次软件版本的最终状态,但立方体公司已经在2018年前开始向F-35交付嵌入式P5系统。
立方体公司后续计划在F-35的 Block 3F版本之后,会将P5系统将进一步升级。最初,美军只将它用作“实时监控”来实时评估训练过程。未来,它将与其他“真实-模拟-构造”(LVC)的节点加密通信,开放数据链路,五代机、四代机之间来回共享数据和信息。
三、总结
由于仅靠实战化训练无法给F-35和其他第五代飞机提供的复杂对抗场景,且由此带来的成本过高,促使美国空军依靠一套尖端训练技术,将虚拟和数字构造的要素融入实战演习,准确描述现代战斗过程所需的密度或逼真度。使飞行员尽可能接近实际作战的环境。四代机和五代机之间在隐形飞机的作战方式、传感器融合的方式、巡航速度、避免近距格斗、链路管理、如何与四代机协同等方面的差异,都加速了美军将LVC技术在五代机上的推广应用进度。但F-35要依托SLATE训练系统开展训练可能需要等到2020年之后。
五代机采用嵌入式训练系统与此前四代机外挂的训练吊舱相比各有优缺点。五代机采用嵌入式训练系统保持了五代机很关心的隐形特性要求,增加了训练的真实性;避免地面准备时挂装吊舱的维护保障要求。但是与可拆卸的训练吊舱相比,也无形中增加了日常飞行中和战时状态下飞机的重量,同时也要在飞机上安装训练链的蒙皮天线。
(中国航空工业发展研究中心 何晓骁)
本篇供稿:系统工程研究所
运 营:李沅栩
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