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紅外線搜尋追蹤系統

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蘇霍伊 Su-35上的 IRST 傳感器。

紅外搜索和跟蹤（Infrared search and track，簡稱IRST ）系統，又稱紅外瞄準和跟蹤，是一種檢測和跟蹤發出紅外輻射的物體的方法，例如噴氣式飛機和直升機的紅外特徵。 [1]

IRST即從前視到全方位態勢感知。此類系統是無源的（熱成像相機），這意味着它們與雷達不同，它們本身不會發出任何輻射，因此難以被發現。

然而，由於在大氣層中會在一定程度上衰減紅外線（儘管不如可見光那麼多），而且惡劣天氣也會衰減紅外線（同樣，不像可見光系統那麼嚴重），因此它們的有效距離比雷達短。在一定範圍內，由於波長較短，IRST的角分辨率優於雷達。

歷史

早期的IRST

1966 年 4 月，一架VMF(AW)-235的 F-8E 在峴港，在座艙蓋前展示了 IRST。

首次使用 IRST 系統的似乎是F-101 、 F-102三角劍戰鬥機和F-106三角標槍攔截機。 F-106 的早期 IRST 支架於 1963 年更換為生產的可伸縮支架。 [2] IRST 還被納入沃特F-8戰鬥機（F-8E 變體）中，它允許被動跟蹤熱排放，類似於後來安裝在早期F-4 幽靈II上的德州儀器AAA-4。 [3]

F-4 幽靈II 機頭下的 AN/AAA-4 IRST

F-4 幽靈II 在早期生產飛機 F-4B 和 F-4C 的機頭下方配備了德州儀器 AAA-4 紅外導引頭[4] ，但由於功能有限，沒有安裝在後來的F-4D天光上， [5]但保留了凸起部分，實際上一些F-4D天光 還對 IRST 接收器進行了改裝。 [3]

F-4E 消除了 AAA-4 IRST 凸起，並安裝了一個內部機槍支架，占據了機頭下方的區域。 [6]配備脈衝多普勒雷達的 F-4J 還取消了 AAA-4 IRST 接收器和機頭下方的凸起。 [7]

東歐國家首次使用 IRST 是俄羅斯米格航空器集團米格-23戰鬥機 [8] [9] MiG-23 使用 (TP-23ML) IRST，後續版本使用 (26SH1) IRST。 [10]俄羅斯米格航空器集團米格-25 PD 還在機頭下方配備了小型 IRST。 [11]

瑞典J-35F2 龍（J 35戰鬥機）(1965) 也使用了 IRST，休斯飛機公司的N71。

後期的IRST

從 20 世紀 80 年代開始，隨着二維傳感器的引入，IRST 系統重新出現在更現代的設計中，這暗示了[需要解釋]水平和垂直角度。靈敏度也大大提高，從而獲得更好的分辨率和範圍。近年來，新系統已進入市場。 2015 年，諾斯羅普·格魯曼公司推出了 OpenPod(TM) IRST 吊艙， [12]它使用了李奧納多公司)的傳感器。 [13]

達索陣風戰鬥機的Optronique secteur frontal (IRST)，位於駕駛艙下方和加油杆側面。左側是主紅外傳感器（100 公里範圍），右側是帶激光測距儀的電視/紅外識別傳感器（40 公里範圍）
歐洲颱風戰鬥機與 FLIR PIRATE IRST

雖然 IRST 系統在飛機中最常見，但陸基、船舶和潛艇系統也可用。 [14] [15] [16]

分布式孔徑系統

F-35配備的紅外搜索和跟蹤系統AN/AAQ-37分布式孔徑系統 (DAS)，由飛機周圍的 6 個紅外傳感器組成，可實現全球形覆蓋，提供日/夜成像並充當 IRST 和導彈接近警告系統。 [17]

成都飛機工業集團的殲-20和瀋陽飛機工業集團FC-31與EORD-31系統具有相似的設計理念，可提供360度IRST覆蓋。 [18] IRST 系統還可用於探測隱形飛機，在某些情況下，其性能優於傳統雷達。 [19]

技術

這些是相當簡單的系統，由紅外傳感器和前面的水平旋轉快門組成。快門受駕駛艙主攔截雷達顯示器下方顯示器的控制。任何落在傳感器上的紅外光都會在顯示屏上產生一個「點」，其方式類似於早期雷達上使用的B 型示波器。

該顯示器的主要目的是讓雷達操作員能夠手動將雷達轉向目標的大致角度，在雷達系統必須手動「鎖定」的時代。該系統被認為用途有限，並且隨着更多自動化雷達的引入，它們從戰鬥機設計中消失了一段時間。

使用環境

檢測範圍隨外部因素變化，例如

  • 雲
  • 高度
  • 溫度
  • 目標姿態
  • 目標速度

海拔越高，大氣密度越小，吸收的紅外輻射就越少——尤其是波長較長的情況。空氣與飛機之間摩擦力減少的效果並不能補償紅外輻射更好的傳輸。因此，在高海拔地區紅外探測距離更長。

在高海拔地區，溫度範圍為 -30 至 -50 °C - 提供飛機溫度和背景溫度之間更好的對比度。

歐洲颱風戰鬥機的FLIR PIRATE IRST 的搜索範圍在 50 至 80 公里之間，但最遠可達150 公里。目標識別距離可超過 40 公里。然而，天氣條件會影響基於紅外線的目標搜尋和目目標距離的表現 [20]。 如果目標使用後燃器，則可能會在更遠90公里或以上的距離發現目標。

可以充分自信地識別目標以決定武器發射的範圍明顯低於探測範圍 - 製造商聲稱它約為探測範圍的 65%。

使用方式和策略

MiG-29 雷達天線罩和 雷達天線罩左上方的S-31E2 KOLS IRST

藉助紅外線導引或射後不理導彈，戰鬥機可以在根本不需要打開雷達裝置的情況下向目標開火。否則，如果需要的話，戰鬥機可以在開火前立即打開雷達並實現鎖定。戰鬥機也可以接近機炮射程內並以這種方式交戰。

無論他們是否使用雷達，IRST系統仍然可以讓他們發動偷襲。

IRST 系統還可能有一個附屬的常規放大光學瞄準器，以幫助配備 IRST 的飛機識別遠距離目標。與普通的前視紅外系統相反，IRST 系統實際上會掃描飛機周圍的空間，類似於機械（甚至電子）引導雷達的工作方式。掃描技術的例外是F-35的DAS，它同時盯着各個方向，自動檢測和報告各個方向的飛機和導彈，同時跟蹤的目標數量沒有限制。

當他們發現一個或多個潛在目標時，他們會向飛行員發出警報，並在屏幕上顯示每個目標相對於飛機的位置，就像雷達一樣。再次與雷達的工作方式類似，操作員可以告訴 IRST 在識別出感興趣的特定目標後對其進行跟蹤，或者如果認為目標存在（例如，由於來自預警機或其他飛機的建議）。

IRST系統可以結合激光測距儀，以便為火炮射擊或發射導彈（ Optronique secteur frontal ）提供完整的火控解決方案。大氣傳播模型、目標視表面和目標運動分析 (TMA) IRST 的結合可以計算距離。

美國空軍目前正在為其 F-15 飛機尋求 IRST 系統。 [21]

現代 IRST 系統列表

現代著名的 IRST 系統（請注意這裡的分類是國家的IRST系統分類，不是武器分類）：

戰鬥機攜帶 IRST 系統，以便在情況需要時代替雷達使用，例如在機載預警和控制(AWACS) 飛機的控制下跟蹤其他飛機時，或執行地面控制攔截(GCI) 時，其中外部雷達用於幫助戰鬥機引導至目標，一旦戰鬥機進入射程，IRST 用於拾取並跟蹤目標。

也可以看看

參考

引文

  1. ^ Mahulikar, S.P., Sonawane, H.R., & Rao, G.A.: (2007) "Infrared signature studies of aerospace vehicles", Progress in Aerospace Sciences, v. 43(7-8), pp. 218-245.
  2. ^ Kinzey 1983, p. 12.
  3. ^ 3.0 3.1 Sweetman 1987, p. 552.
  4. ^ Sweetman 1987, p. 526.
  5. ^ Sweetman 1987, p. 532.
  6. ^ Sweetman 1987, p. 537.
  7. ^ Eden 2004, p. 279.
  8. ^ MiG-23 Flogger. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2009-06-10）. 
  9. ^ MiG-23 FLOGGER. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2021-09-03）. 
  10. ^ MiG-23 FLOGGER (MIKOYAN-GUREVICH) - Russia / Soviet Nuclear Forces. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2021-03-30）. 
  11. ^ Peter G. Dancey(2015)Soviet Aircraft Industry,Fonthill Media
  12. ^ OpenPod™ IRST and OpenPod™ Targeting. Northrop Grumman. [2016-11-03]. （原始內容存檔於2015-09-04） （美國英語）. 
  13. ^ Drew, Carey. 'Northrop unveils OpenPod as USAF seeks F-15 IRST. Flight Global. [5 June 2015]. （原始內容存檔於2015-06-07）. 
  14. ^ Rheinmetall Defence - Drone Defence Toolbox. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2023-03-11）. 
  15. ^ ARTEMIS IRST - 360° Naval InfraRed Search and Track system. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2021-12-01）. 
  16. ^ StackPath. 30 December 2010 [2023-11-25]. （原始內容存檔於2023-05-30）. 
  17. ^ Infrared Search And Track Systems And The Future Of The US Fighter Force. jalopnik. 26 March 2015 [2023-11-25]. （原始內容存檔於2015-03-28）. 
  18. ^ Stealthy Chengdu J-20 Fighters Reveal Groundbreaking New Capabilities; Distributed Aperture System and Universal Water Activated Release System Integrated Onto Elite Chinese Jets. militarywatchmagazine. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2019-10-13）. 
  19. ^ Infrared Search And Track Systems And The Future Of The US Fighter Force. Jalopnik. 26 March 2015 [2023-11-25]. （原始內容存檔於2023-12-25）. 
  20. ^ Der Eurofighter "Typhoon" (VII) - Radar und Selbstschutz. Österreicher Bundesheer. June 2008 [2014-02-05]. （原始內容存檔於2015-07-10）. 
  21. ^ USAF taps Boeing to select new F-15 sensor supplier. Flightglobal.com. 2016-10-10 [2016-11-03]. （原始內容存檔於2016-11-04）. 
  22. ^ 22.0 22.1 22.2 Defense & Security Intelligence & Analysis: IHS Jane's | IHS. articles.janes.com. [2019-01-05]. （原始內容存檔於2013-03-18）. 
  23. ^ Saab selects SELEX Galileo IRST for Gripen NG. February 22, 2010 [2023-11-25]. （原始內容存檔於2015-04-03）. 
  24. ^ Home. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2021-03-07）. 
  25. ^ Eurofighter Technology and Performance : Sensors. typhoon.starstreak.net. （原始內容存檔於2015-09-12）. 
  26. ^ 26.0 26.1 26.2 Internal Server Error. Janes.com. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2012-09-12）. 
  27. ^ MiG-31 dále rozvíjen - MagnetPress. www.vydavatelstvo-mps.sk. 10 May 2018 [2023-11-25]. （原始內容存檔於2018-05-20）. 
  28. ^ USAF Conducts First Ever Missile Firing from F-15C Using IRST System, Eliminating RADAR Tracking. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2021-08-11）. 
  29. ^ F-22 Raptor Being Readied For AIM-260 Missile By ‘Green Bats’ Testers. [2023-11-25]. （原始內容存檔於2022-08-15）. 

參考書目

  • 伊甸園，保羅編輯。現代軍用飛機百科全書。倫敦：琥珀圖書有限公司，2004 年。ISBN 1-904687-84-9國際標準書號 1-904687-84-9
  • 金澤、伯特. F-106 Delta Dart，細節和比例。加利福尼亞州福爾布魯克：Aero 出版社，1983 年。ISBN 0-8168-5027-5國際標準書號 0-8168-5027-5 。
  • 斯威特曼、比爾和邦茲、雷。現代戰機偉大著作。紐約，紐約：皇冠出版社，1987 年。ISBN 0-517-63367-1國際標準書號 0-517-63367-1

外部連結

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