现代战斗机的红外搜索与跟踪系统

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欧洲
海盗系统
　　欧洲战斗机“台风”（Typhoon）于20世纪90年代开始进行红外搜索与跟踪/前视红外双工作模式的被动式红外机载跟踪装备（Passive Infrared Airborne Tracking Equipment，PIRATE，以下简称为海盗系统）研制，由意大利斯勒伽利略公司（Selex Galileo）领军的欧洲第一集团（Euro First Consortium）负责，团队成员包括法国泰雷斯公司（Thales）以及西班牙的技术组合公司（Grupo Technobit）。
　　海盗系统号称是西方国家有史以来最精良的系统，具备下述的功能︰
　　-在自然景物背景下分析任何角度、亮度的目标红外信号
　　-指示及跟踪此目标
　　-搜索空中目标及跟踪红外制导空空导弹
　　 -夜间恶劣天气下在头盔显示器上显示跑道画面以协助飞行员降落
　　-在恶劣天气下执行空面作战模式时，提供导航及地貌跟踪画面
　　-在空面操作模式时，探测及跟踪所有发出红外线的物体
　　-提供平显及多功能显示器所需的画面影像
　　海盗系统于1992年开始研制，1999年开始原型硬件试飞，2000年到2001年间进行全系统测试，2003年12月签订生产合同，2007年8月第一套海盗系统正式安装在意大利的“台风”战斗机上，西班牙及英国的“台风”战斗机随后也跟进。

欧洲战斗机“台风”安装于机鼻左侧的“海盗”系统

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　　海盗系统兼具红外搜索与跟踪及前视红外功能，原本是要设计成两个航电模块，后来为了机上安装方便合并成一体。海盗系统的探测头安装于机鼻上方，这是红外搜索与跟踪系统执行空空任务的最佳位置，并稍微偏左以获得有限的对地扫描视角，也因此对地功能稍逊一筹。为了让在前视红外工作时，机鼻吸收或反射红外所造成的干扰降到最低，欧洲第一集团也做了许多努力。
　　海盗系统的红外探测头、扫描仪和稳定装置放在机鼻偏左隆起的半球形体内，称为传感器前端。传感器有两组工作频段︰7.5到10微米在空面模式对迎面目标有最佳的性能表现；3到5微米用在加强型搜索、识别、跟踪模式上。目前官方对系统的最远探测距离未提出任何数据，有人猜测远达150公里，较合理的数字应该是70到90公里。
　　海盗系统使用中、长波红外，可探测全视野内50公里外的飞机红外信号。在红外搜索与跟踪工作模式时会自动进行探测及跟踪和扫描；在前视红外工作模式时则提供红外影像给座舱内的多功能显示器和飞行员的头盔显示器。

欧洲战斗机“台风”的“海盗”系统

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　　海盗系统可同时跟踪最多200个空中目标，工作模式有︰多目标跟踪、单一目标跟踪、单一目标跟踪识别、区域搜索及受控搜索。在多目标跟踪模式下，系统会搜索特定的空域，寻找可能潜藏的目标；在单一目标跟踪模式下，系统会对特定目标进行精确跟踪，让飞行员以肉眼识别目标；区域搜索及受控搜索则是传感器融合下的工作模式，前者由机上的CAPTOR雷达指挥系统扫描某个空域，后者则是由其它飞机（如︰空中预警机）来指挥扫描。
　　在有限的空地模式时，海盗系统可以实现以下功能，导航︰在平显上呈现前视红外影像，与飞行员的对外视线相重迭；热提示（Thermal Cueing）︰对应飞行路径或头盔显示器的视线，标示出发热物体位置及地面目标的热对比；头盔操纵（Helmet Steering）红外影像︰目标的红外影像呈现于头盔显示器上，探测器的探测角度由跟踪飞行员头部运动的跟踪器控制；识别︰在单一目标跟踪模式下，座舱内低头显示器会呈现冻结的目标红外影像，让飞行员肉眼识别。

“台风”战斗机的头盔显示器

　　海盗系统的信号处理技术来自经实战验证的泰雷斯空防警告装备（Air Defense Alerting Device），能排除绝大部分的错误警告。由于采全被动式探测，因此载机能在敌方电子反制系统毫无所觉的情况下搜集信息，然后转移到有利战术位置遂行空空或空地任务，不论是在隐藏自身信号进行拦截，或是强化飞行员的态势感知上，都有很大帮助。
　　系统的数据处理单元将处理后的数据直接传送给机上的信息系统，进而在相关显示器及平显上产生影像画面。处理单元会排除错误或假信号，估计出目标的远近，并根据目标的红外信号大小或是雷达数据定出优先级。另外在单一目标跟踪或辨认工作模式时，系统能以类似导弹逼近警告器（Missile Approach Warning）的模式工作，警告载机红外导弹来袭的威胁。

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前扇区光电
　　在 “台风”战斗机的海盗系统问世时，法国空军的“阵风”F2战斗机已在2007年5月前往阿富汗战场执行国际安全协助部队（International Security Assistance Force）任务。在2006年中期开始服役的“阵风”战斗机，其最大特征就是航电系统中的前扇区光电（Optronique Secteur Frontal，OSF）红外搜索与跟踪系统。

前扇区光电模块

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　　前扇区光电系统由泰雷斯公司（负责电视摄影、全系统综合）和萨基姆防卫公司（Sagem Defense Security，负责红外摄影、中央处理单元）合作研制。前扇区光电与大多数的红外搜索与跟踪有些不同，它有两个传感器︰
　　机鼻右侧半球形体内的远距红外被动探测/高分辨率电耦合装置（Charge-Coupled Device）电视传感器工作于3~5及8~12微米两个波段，负责远距离目标探测（非官方数据为约100公里）、跟踪（红外搜索与跟踪功能）、影像显示（前视红外功能）；机鼻左侧整流罩内的电视/红外传感器，可对最远40公里的目标进行辨认及激光测距。前扇区光电还可以辅以“阵风”战斗机翼尖米卡（MICA）导弹引导头的图像，强化目标探测能力。两者共同合作下，可对多个目标同时进行搜索、识别、遥测，最大探测距离据说可达150公里。

法国“阵风”战斗机的前扇区光电传感器（右）及电视/红外传感器（左）

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　　前扇区光电提供对空中及地面、海面目标的搜索、搜索、辨认、以及自动跟踪的功能，不论是空空、空地、空海，都有好几种可由飞行员手动选择的工作模式，也可由任务计算机依据任务性质自动选择。系统还另外提供导航（前视红外功能）模式，并与“阵风”战斗机的导航/攻击系统完全综合。
　　前扇区光电、频谱（SPECTRA）电子战系统、RBE2雷达是“阵风”战斗机导航攻击系统的三大支柱。“阵风”战斗机武器系统通过这些传感器完成空空及空地测距、跟踪、指示、红外/电视/激光测距。前扇区光电使用多种波段，所以述某些功能可以同时执行，不过就如其名称所暗示的，前扇区光电只能搜索有限的前方空域。

“阵风”在模拟空战中咬住F-22的OSF红外截图

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美国发展
AN/AAS-42
　　20世纪90年代中期，美国海军的F-14D“雄猫”（Tomcat）战斗机安装了AN/AAS-42红外搜索与跟踪系统，是当时美军唯一装有此种系统的战斗机，系统的作战需求是针对俄罗斯图-22M“逆火式”远程轰炸机上强大的电子战装备，当战斗机的雷达被图-22M干扰失效时，仍可利用红外搜索与跟踪系统引导AIM-54“不死鸟”导弹（Phoenix）拦截，因此对图-22M的探测距离必须超过“不死鸟”导弹的150公里射程。

F-14D“雄猫”战斗机的AN/AAS-42红外搜索与跟踪系统，右边是探测头，左边是光学放大识别传感器

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　　 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。
　　F-14D战斗机的AN/AAS-42安装在机鼻下方，内有光学组件及长波扫描线性阵列构成的红外探测组合件，以三轴式惯性稳定环架支撑，系统可自动或由飞行员手控进行精确的区域扫描，不论是水平、垂直扫描视角，或是扫描范围，都可由飞行员单独设定并独立操控。
　　随着F-14战斗机于2006年9月退役，也一并带走了美军战斗机的红外探测跟踪能力。不过AN/AAS-42被波音公司机载激光（Airborne Laser）项目的YAL-1A载台选中，做为早期导弹发射/跟踪探测器。韩国在2002年4月向波音采购F-15K“鹰”（Eagle）战斗机时，AN/AAS-42也被列入战斗机的光电传感器项目内；而2006年4月新加坡向波音采购的F-15SG也确定安装AN/AAS-42。F-15K和F-15SG的AN/AAS-42安装于左侧进气道下方的挂架前端。

AN/AAS-42安装在YAL-1A机头最下方

F-15K的AN/AAS-42被整合进“狙击手”吊舱的挂架前端

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　　 F-16系列战斗机中，外销阿联酋（United Arab Emirates，UAE）的F-16E/F战斗力最强，独具的综合式前视红外指示系统（Integrated FLIR Targeting System），包括座舱盖前方机鼻处的一个球型前视红外探测器和进气道下方外挂的指示吊舱，让F-16E/F的飞行员不需戴上夜视镜就具备夜间目视攻击能力；指示吊舱还内含激光指示器，可引导本机和其它战斗机投掷的激光制导炸弹。洛马在2008年2月新加坡航展上展出吊舱式AN/AAS-42，可供全球的F-16战斗机选用。

F-16E/F上的被动式传感器︰机鼻上方时导航前视红外；进气口侧面是前视红外指示吊舱

吊舱式AN/AAS-42

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“超级大黄蜂”
　　美国海军于2006年春失去红外搜索与跟踪能力后开始寻求替代方案，2007年5月与波音讨论在F/A-18E/F““超级大黄蜂””（Super Hornet）战斗机上安装新一代红外搜索与跟踪系统，波音在2007年7月选定洛马为承包商，提供最多150套的红外搜索与跟踪系统给第二批次（BlockII）的F/A-18E/F。
　　在美国海军尚未正式签定系统设计发展（System Designand Development）合同前，波音和洛马在2007年就开始进行降低风险验证，在一架美国海军的F/A-18F中线挂架副油箱前端安装一具测试型红外搜索与跟踪系统，执行6架次试飞以搜集数据。这种修改副油箱做为安装空间的方式成本效能甚佳，载机只需修改软件，结构及线路都不必更动，且很容易应用于现役或未来服役的F/A-18E/F战斗机上。

美国海军以F/A-18F测试安装于中线挂架副油箱前端的红外搜索与跟踪系统