F-15C吊舱和PAD显示器

为了坚持服役到2040年，美国空军的F-15C已经前后接受过多次升级，先是装备了JHMCS头盔显示器和敏捷的AIM-9X“响尾蛇”大离轴角导弹，又升级了雷神AN/APG-63（V）3有源相控阵雷达以及最新的AIM-120D先进中程空空导弹，此外还有先进数字核心处理器-II（ADCP-II）任务计算机

原作者：李昭辉

为了坚持服役到2040年，美国空军的F-15C已经前后接受过多次升级，先是装备了JHMCS头盔显示器和敏捷的AIM-9X“响尾蛇”大离轴角导弹，又升级了雷神AN/APG-63（V）3有源相控阵雷达以及最新的AIM-120D先进中程空空导弹，此外还有先进数字核心处理器-II（ADCP-II）任务计算机。但即使经过了这样的升级，F-15C的能力仍不足以应付现代空战。
很大一部分原因在于F-15C过时的座舱。作为一种研制于上世纪70年代末的战斗机，F-15C的座舱中充斥着“蒸汽时代”的仪表，而且雷达显示器、雷达告警接收机显示器和彩色多功能显示器的尺寸也非常小，极大影响了该机的传感器扩展和飞行员的态势感知。美国空军也意识到了这个问题，开始为F-15C的座舱增加一台大尺寸多功能显示器。这台显示器名为被动攻击显示器（PAD），被安装在座舱仪表板右侧，取代了原先的发动机模拟仪表和雷达告警接收机显示器。

“被动攻击显示器”这个名称显得有些中二，得名于2015年F-15C升级AN/AAQ-33“狙击手”先进瞄准吊舱的被动攻击传感器系统（PASS）升级项目。洛克希德公司的“狙击手”吊舱主要被设计用来监视和瞄准地面目标，已经广泛装备F-16、A-10、B-1和B-52等“运泥巴”机型上。吊舱内置中波前视红外传感器、高清电视摄像机、激光光电跟踪器、激光指示器、视频数据链，具有很强的变焦能力和清晰度，可从远距离识别目标。

在F-15C上，“狙击手”吊舱被用于空空监视和识别，能解决该机没有装备红外搜索与跟踪系统的（IRST）的缺陷。F-15C的雷达虽然早就具备了非合作目标识别（NCTR）功能，利用飞机的雷达来识别和目标飞机，但这种方法并不是绝对可靠的。由于没有IRST，F-15C在现代战争中仍需要使用古老的目视识别手段来区分目标敌我。如在海湾战争中，F-15飞行员就在平显侧面绑了一个高倍瞄准镜，专用于远距离目视识别。

机腹挂载“狙击手”吊舱的F-15C

“狙击手”吊舱的出现不仅解决了F-15C远程目视识别目标的尴尬，还使该机具备了实施被动瞄准攻击的能力，在“狙击手”吊舱的指示下向目标发射红外制导空空导弹，全程不用开启开雷达。在PAD显示器出现前，F-15C的飞行员只能通过使用膝上平板电脑来显示吊舱图像，虽然可行，却十分麻烦。PAD显示器由Eagle Driver公司提供，是一个尺寸9X11英寸的夜视兼容彩色多功能显示器，分辨率1024X768。PAD可被划分成多个窗口同时显示来自不同传感器的视频，并能在视频上叠加仪表或战术数据，或作为一个完整屏幕来显示图像。PAD显示器甚至可以说是F-15C服役到2040年的一个关键设备，有助于发挥出该机各项传感器升级的真正性能，尤其是“狙击手”瞄准吊舱。

2017年9月19日，洛克希德·马丁公司宣布赢得美国空军F-15C机队红外搜索与跟踪系统（IRST）合同，将生产超过130套“军团吊舱”，并负责与飞机的集成工作。在这次招标中，“军团吊舱”击败了诺斯罗普·格鲁曼的“开放吊舱”。“军团吊舱”是一种即插即用系统，能快速适应不同的飞机，非常适用于装备美国空军的老旧F-15C战斗机，使该机能在越来越不确定的未来空战中具有至关重要的被动探测能力。从基本原理来说，红外搜索和跟踪系统是一种红外能量探测装置，通常安装在战斗机机鼻的球形玻璃外壳中。该系统扫描飞机前方的空域，发现敌机尾喷管热信号和气动摩擦产生的蒙皮发热。一旦系统发现目标，就能进行独立锁定或指挥战斗机雷达对目标进行锁定。现代化IRST的探测距离已经达到中距范围，并可同时跟踪多个目标，甚至能把目标数据通过数据链传输给编队中的其他飞机。实属非隐身战斗机在复杂电磁环境下作战和对抗隐身战斗机的利器。

IRST在20世纪6、70年代的美国战斗机上非常普遍，如F-4“鬼怪”战斗机和F-106截击机。但随着多普勒雷达技术的发展，在20世纪70年代后期诞生的美制战斗机（除F-14“雄猫”外）都取消了光电被动探测手段。因为美军觉得自己战斗机的雷达性能远超苏联，被动传感器已经成为累赘。在铁幕的另一边，由于电子设备技不如人，苏联的米格-29“支点”和苏-27“侧卫”战斗机都把IRST作为战斗机火控系统极其重要的一部分，这个传统一直延续到了苏-35和苏-57上。

在过去20年中，随着红外成像技术和计算机技术的发展，IRST在性能上也有了长足进步，于是再次引起了西方战斗机制造商的兴趣。欧洲的三种鸭式战斗机已经全部装备了IRST，其中萨博“鹰狮”的是Skyward-G IRST，欧洲“台风”战斗机的是“海盗”IRST，法国“阵风”的是双孔径前扇区光电系统。这些现代化IRST还集成了激光测距和自动目标锁定功能，可实现空空导弹的静默发射。

值得一提的是，“军团吊舱”使用的红外传感器IRST21实际上是F-14D“雄猫”战斗机AN/AAS-42的高度改进型。在“雄猫”上，AN/AAS-42 IRST就安装在机鼻下方电视摄像机系统（TCS）旁边，形成了有趣的双吊舱。AN/AAS-42可在极远距离外对发热目标进行多重扫描，弥补传统战术雷达提供的信息。它使用一系列复杂的滤波技术及软件运算，筛选出待探测目标，排除背景噪声，让飞行员在屏幕上看到确切的目标。首先装备IRST21传感器的是新加坡的F-15SG和韩国的F-15K，在机腹“狙击手”吊舱挂架上集成了AN/AAS-42“虎眼”IRST传感器。

“军团”的红外传感器IRST21实际上来自F-14D

“超级大黄蜂”的副油箱IRST

除美国空军外，美国海军也在研究为F/A-18E/F“大黄蜂”集成IRST21传感器，美国海军型号是AN/ASG-34。该传感器就安装在FPU-13标准副油箱头部，挂载于中线挂架。

由于中国的歼-20和俄罗斯苏-57隐身战斗机将相继服役，美国F-22“猛禽”战斗机统治天空的局面将一去不返。由于猛禽数量稀少，只能作为“银弹”部队部署在主要方面，F-15C“鹰”式战斗机也要担负起部分争夺空优的任务。通过装备“军团吊舱”，F-15C能在不发出任何电磁辐射的情况下发现中等距离上的空中目标，并实施攻击。IRST21传感器属于长波红外传感器（LWIR，8-14微米），探测距离比美国-29和苏-27的中波传感器（MWIR）更远，虽然长波红外传感器存在易受地面红外杂讯干扰的缺点，但随着计算机技术了发展，已经可以通过先进算法来消除杂讯。根据洛马公司提供的数据，“军团吊舱”的最大对空探测距离甚至超过了F-16的APG-68雷达，扫描范围更是远远超出。

“雄猫”的AN/AAS-42“猫眼”居然在其一生的敌人——F-15C上复活，这件事本身就有些讽刺意味，但也同时证明了F-14D在光电系统设计上的先进性。