猛禽氧传感器 F22“猛禽”的外观设计 融合低可观测性 优秀机动性和先进传感器

F22“猛禽”的外观设计 融合低可观测性 优秀机动性和先进传感器

F22“猛禽”是美国空军最先进的第五代战斗机，它的外观设计具有多项特点。

“猛禽”采用了低可观测性设计，使它在雷达探测和红外侦察方面具有出色的隐身性能。

“猛禽”的外形采用了大量斜面和平滑曲线，减少了雷达信号的反射，并利用复合材料和涂层技术减少了红外信号的辐射，使它在敌方雷达和导弹锁定范围内更难被探测到。

“猛禽”具有优秀的机动性能，它的外形设计考虑了空气动力学和操纵性能的最佳化。机身采用了翼身一体设计，减少了空气阻力，提高了机动性和速度。

此外独特的推力矢量控制系统使得“猛禽”能够在垂直和水平方向上实现高度灵活的飞行动作，从而在空中对抗中具有明显的优势。

另外“猛禽”还采用了先进的传感器和通讯系统，外部设计考虑了这些系统的安装和保护。机身上布置了多个传感器和通讯天线，采用了流线型的设计，减少了对空气动力学性能的影响，并配有涂层保护这些设备免受外部环境的影响。

F22“猛禽”战斗机的外观设计融合了低可观测性、优秀的机动性能和先进的传感器系统，使它成为当今世界上最为先进和强大的战斗机。

从“超级猛禽”F22升级谈起

本文首发“温哥华的鱼”，作者授权推送

前两天一个网友提了一个关于F-22升级的问题，为了回答我找了一些资料，正好可以谈一谈这件事。

去年11月，美国媒体广泛报道洛马获得了一份价值108亿美元的ARES （先进猛禽增强与维持）合同，将现役的186架F-22A升级为“超级猛禽”。这份超级合同时间跨度长达10年，包含了性能升级和日常维护等一揽子项目。美国国防部规定的合同截止日期是2031年10月31日，届时F-22已经服役了26年。

F-22于1997年9月7日首飞，2005年12月15日入役，正步入生命周期的中段。最后一架F-22（第195架）是2012年5月交付美国空军的，而对F-22的升级早在服役前的2003年就开始了。

F-22采用软、硬件并行的升级计划，软件版本为Update+数字，硬件版本为增量+数字/字母。增量2 于2005年应用到Block 20及以后的批次上，通过配备JDAM制导炸弹具备了有限的对地攻击能力，2007年3月之后生产的新机换装了改进型AN/APG-77(v)1雷达，增加了对地攻击模式。

Block 30之后的批次实施了增量3.1 ，和Update 4/5 一起为F-22集成了合成孔径雷达测绘、无线电测向、电子攻击等功能，可以投掷SDB小直径炸弹，2011年开始交付。2012年还增加了ABOS自动备份氧气系统，以解决困扰多时的缺氧问题。这些软、硬件升级基本上属于打补丁性质的头疼医头、脚疼医脚。

> 2008年7月11日，爱德华兹空军基地第411飞行测试中队的一架F-22在超音速分离测试中首次成功投掷了一枚GBU-39小直径炸弹

增量3.2 是一个规模比较大的升级延寿计划，分为两个阶段。2013年部署的3.2A 侧重于升级电子战、通信和敌我识别设备。价值69亿美元的3.2B 与Update 6同时从2019年开始部署，今后两者将合并为单一的升级计划。Update 6安装了新型作战飞行软件，提高了加密安全性和航电稳定性。增量3.2B最大的改进是终于集成了AIM-9X和AIM-120D的完整作战能力。除此之外增量3.2中还包括GCAS自动地面防撞系统、数据链升级、OMS开放式任务系统处理器等单独的小项目。

> 2015年2月26日F-22首次试射AIM-9X

增量3.2之后，美国空军还陆续展开了REDI II （猛禽增强开发与集成II）- 软件升级、RAPID （猛禽灵活制造与互交开发）- 新的供应商可以更快捷地参与升级项目、FASTeR （猛禽合同后续灵活维持）- 改进后勤系统和维护体系等升级计划。

2022年开始将在F-22上为16号数据链安装MIDS-J联合多功能信息分发系统，并具备使用BACN战场空中通信节点进行双向通信的能力，但计划中的MADL多功能先进数据链因为开发拖延以及缺乏应用平台而被取消。

泰雷兹集团的“蝎子”头盔显示器早在2013年就成功通过F-22的集成测试，不过因为预算削减以及头部空间不足等原因而一直没有投入使用，令F-22成为美国现役一线战斗机中唯一没有配备头显的机型，从而无法发挥出AIM-9X的全部性能（F-15、F-16、F/A-18使用JHMCS，F-35使用HMDS）。

在以上作战能力升级计划之外还实施了耗资3.5亿美元的结构改造计划 ，以解决某些批次零件中钛合金热处理不当等5个主要的结构问题，2021年1月F-22全机队完成了结构维修，使用寿命增加了8000飞行小时。

另外一项从2005年-2020年展开的RAMMP （可靠性与可维护性成熟计划）采购了10824个升级套件，成本超过17亿美元，用于修补各种缺陷，从经常不亮的起落架灯到价值千万美元的驾驶舱多功能显示器。

2015年F-22的妥善率为62.8%，2020年下跌到51.98%，2021年继续走低只有50.81% ，也就意味着几乎一半的F-22无法用于作战或训练。从这些眼花缭乱的升级改装计划可以看到表面上风光无比的F-22妥妥的就是一只吞金巨兽，只要资金不到位它就能趴窝给你看。

最新ARES合同希望能将F-22的空中优势至少维持到2030年代早期，但实际上这份合同只是意向性的，空军的资金来源并不明确。空军寿命管理中心在2021财年只批准了20万美元的研究、开发、测试与评估费用，其余资金都因为保密原因没有公布。

108亿美元对财大气粗的美国国防部来说也是一笔大资金，2022财年国防预算中能否批准相关项目并不能保证，取决于国会和拜登政府的态度，真正的项目启动可能要到2023或2024年。如果实施只剩下7年时间，必须同时从现役机队中抽出4-8架飞机展开升级作业，耗时数月，这对战备会产生一定影响。

F-22的命运如今并不明朗，2017年空军高层曾向参议院军事委员会作证空军希望F-22一直服役到2060年代，而现任空军参谋长布朗上将去年3月份又表示F-22将从2030年开始退役。美国空军负责战略的副参谋长希诺特中将之后向媒体透露，在6代机大规模服役之前的2030年代美国空军仍然需要依仗F-22的空战能力，但是“目前的F-22机队面对中国不断增长的威胁无法完成保卫日本、菲律宾、台湾等盟友的任务”。

到底有多少架F-22将接受ARES升级也是个未知数，如果所有具备完整作战能力的Block 30/35/40全部接受升级，那将是110架左右，单机升级费用接近1亿美元，而目前新造的F-35A成本已经下降到7800万美元。有些消息来源称将有143架F-22（即包括部分Block 10/20训练机）进行ARES升级，单价7550万美元，和一架F-35A新机持平。并且一些F-35最新批次Block 4上运用的技术也会和ARES项目共享。希诺特中将最近表示未来生产的F-35和目前采购的批次将有很大的不同。

F-22的升级项目包括哪些内容？今年1月中，美国空军研究实验室的报告里显示了14个项目，并且不局限于洛马，而是鼓励中小型企业参与研发：

1、集成泰雷兹“蝎子”头盔显示器

2、远程红外搜索跟踪传感器 ，与有源电子相扫雷达集成提供整体战场态势图，对抗装备IRST的歼-20、苏-57等对手同代机型。F-22使用的肯定不是F-15和F-16最新配备的“军团”吊舱，那会破坏隐身外形，机体内部也没有空间安装F-35的EOTS系统，最可能的安装位置是将早期厚重的显示器换成最新的轻薄型号后在驾驶舱内增加的空间。

3、有人-无人机编队能力 ，让F-22飞行员通过触摸屏平板电脑监控无人僚机，后者获取的信息可以向飞行员提供战场空间的“上帝视角” ，也可以依靠特殊的数据链中继传输作战命令。

4、飞行员辅助自动化系统 ，综合各传感器搜集的信息向飞行员提供行动建议，识别直接威胁，分析对方意图，对危险态势提出报警，类似苏-57上的智能副驾驶系统。

5、替代GPS的导航系统 ，可以在不使用GPS的情况下实时获得精确的位置和导航信息，可能会采用纳米级的惯性导航系统。

6、模拟空战系统 ，显示红方（美国模拟对抗中红方为敌方）的空中威胁

7、优化截击算法 ，空军希望获得一个新的任务规划系统，利用传感器数据自动生成最优化的3D拦截航线并在显示器上实时更新，该航线将避开敌方的地面/空中雷达以及防空火力，具备以一对多的能力，并且最终能扩展到4机协同截击。

8、威胁识别

9、网络入侵检测和预防

10、预测性维护 ，类似F-35的ALIS/ODIN自主后勤信息系统和操作数据集成网络，自动监控飞机维护警告和飞机状态，提供预测性维护建议。

> 2020年10月，内利斯基地的一架F-22因为一系列维持操作失误令飞机过热导致A级事故，造成270万美元的损失

11、合成数据生成 ，为了方便承包商开发新软件，空军希望获得一个合成数据生成平台，可以自动生成与原始机密数据具有相同统计意义的非机密数据，用于软件的快速开发和测试，并通过开放式任务系统向系统增添软硬件。

12、传感器融合

13、改进探测系统

14、实时汇报系统 ，在进行基础机动飞行训练时将飞行员的实际操作和计算机计算出的最佳战术进行对比，在空中向飞行员提供实时表现反馈，而不必等到落地下载数据后才得出评估结果。

这一串清单中并没有包括美国军事媒体预测的新型隐身涂料和数据链升级，不过这两个项目具有很高的优先级。美国空军一直希望在F-22上应用F-35的隐身涂料技术，以降低维护工时和成本；和其它作战平台进行双向数据交换也是空军联合全域作战战略的基本要求。

2021年11月19日，美国航空摄影师在内利斯基地拍到采用银色反光新涂装的F-22进行训练，在此之前Scaled Comosites公司的“战神之子”验证机在中国湖海军航空武器中心也进行了类似的测试，为期一年半。今年初媒体又拍到F-117和海军VX-9测试评估中队的F-35C分别采用银色涂装进行试飞。

> “战神之子”验证机

> 银色F-117

> 机身和机翼涂为银色的F-35C

据认为这种附加在正常涂装外的贴片式金属反光蒙皮主要用于降低隐形战斗机的红外特征，同时至少维持同样的雷达吸波效率，对今后可能的激光等定向能武器也会有一定防护作用。

但目前F-22采用这一涂装很可能只是在协助测试各类机载/舰载/地面红外探测系统，因为F-22的飞行高度达到2万米，在这个高度空气稀薄寒冷，背景黑暗无光，也符合目标探测视角，是红外系统绝佳的测试环境。

> 2.5万米高空的SR-71座舱视角

从F-22的这一系列升级可以看出美国空军对它的弱点还是非常了解的，为了维持空中优势可谓不惜血本，升级项目也非常有针对性：增加红外探测能力、提高可维护性、优化飞行训练系统和模拟对抗系统、增强空战截击能力，可以想象它一门心思针对的假想敌是谁。

美国海军其实也有类似的升级计划，虽然低调到大部分人都没注意，但也是有的放矢，目标明确。从2019年左右开始，美国太平洋舰队前沿部署的三艘航母“卡尔·文森”号、“林肯”号和“里根”号在甲板左右舷舯部和舰艉发动机试车台右边分别安装了三部型号不明的探测装置。

这是一个半球形的天线罩，安装在一个能转动约90度的基座上，天线阵面朝上倾斜约45度，3部装置构成360度环视。大西洋舰队的航母在去年年底的照片上还没看到这一系统。西方军事观察家也不清楚这到底是什么设备，推测为具备有源相控阵天线的电子对抗系统，用于干扰来袭导弹的雷达导引头。

‍‍如果是‍针对掠海飞‍行的反舰导弹，这个天线的视界范围和安装高度都不理想，我认为是针对从天顶发起攻击的反舰‍弹道导弹，这也是为什么只有太平洋舰队前沿部署的航母才安装的原因，大西洋舰队目前还没这样的威胁。硬杀伤对抗暂时办不到先用软杀伤扛一扛，这样的改装还是相当及时和务实的。

鹰：我们要坚定立足现有装备谋打赢的信心

鸡：大哥说的是，我也要升级F-15JSI

牛：我就不跟了，连不该退的都退光了

熊：说得在理，兜里没米

象：谁有功夫改进现有装备，我只买贵的不买对的

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