美空军为最先进战斗机配备可编程系统增强战力

　　可编程系统将战机引入了新的高度

　　航空电子设备组件增强了隐形战机的保密通信能力和灵活性

　　F-35闪电II型联合攻击战斗机是美军最新式的战机，其设计目标是多功能的战斗平台，能为不同的组织和外国盟军执行一系列类型的任务。

它的大脑是一套先进的可编程航空电子设备软件，具备快速为新任务进行配置的功能。这个组件管理着战机的导航，通信，电子干扰，以及敌我鉴别的功能。虽然该组件是为战斗机开发的，但它也具备安装在很多空基和地基的武器平台上的能力。

　　科林.Phan是位于圣迭戈的诺斯普罗.格鲁门软件无线电产品部业务经理，据他所说，F-35的航空电子设备系统有着近20年的历史。F35联合攻击战斗机（JSF）上所用的航空电子设备以及通信设备的核心技术是20世纪80年代为F-22猛禽战机所设计的。诺斯普罗.格鲁门公司和美国空军实验室进行了合作，目的是开发一套集成的体系结构，提供通信，导航，鉴别以及电子干扰功能。

　　Phan解释说，这项研究背后的目的是将多个黑盒系统组合成一个单独的可编程软件单元，以实现一个能在不同场合实现不同功能的系统。例如，如果战机正在起飞或着陆，它的集成系统应该可以执行一些与正在战斗的情况下不同的操作。他说：“通过软件，可以在任何时候可以及时地改变其功能和任务状态。”

　　为了替代在美国以及海外服役的老式F-16和F-18系列战机，F-35具备了一些F-22所有的隐形能力。美国空军，海军以及陆军都有他们各自的F-35改进型。F-35的高级电子组件能与其它平台在网络中心战场进行互操作。

　　但是，建立一个具有多种集成功能的复杂航空电子系统有着许多困难。Phan认为电子设备所面临的真正的挑战是编写说明书。他说：“比如，当你在为一个收发模块写说明书时会发现这个模块有着30种不同的用途。通信系统和导航以及鉴别系统不同，但是射频（一种无线电频率）性能必须支持所有系统，因为它要在范围内适配这些系统”。

　　F-35的航空电子系统由一系列可编程软件通道组成。根据不同的任务需求，每个通道能够为特点任务进行编程。Phan指出，JSF具备30多种不同的系统功能。它的敌我鉴别（IFF）系统能在五种模式下对友方飞机进行分类和识别。通信系统功能有甚高频/超高频频段通信，单通道空地无线电系统（SINCGARS）以及扩频通信。F-35还支持一些通信和战场感知数据链，例如16号链以及一条用于战机间保密通信的多阵列数据链（MADL）。他还透露，按计划MADL将成为F-35和F-22间进行数据传输的标准。

　　MADL是为为保证JSF的隐形能力而特别设计的。它是一条K波段的窄带点对点数据链。Phan解释道，当战机间通过数据链共享数据时，它可能被敌方跟踪。MADL因为采用窄带进行通信因此具备了隐蔽性，通过它追踪F-35是非常困难的。

　　JSF的可编程通信系统软件是在联合战术无线电系统（JTRS）软件通用体系标准下开发的，Phan指出，因为是可以互操作的，JSF通信系统并不属于JTRS系统的一部分。F-35采用了JTRS库中的两种波形，16号数据链以及单通道空地无线电系统（SINCGARS）。F-35具备了可以和一系列平台下的JTRS无线电系统进行相互操作的能力。他补充说，与JTRS采用四到五种无线电波段不同，JSF因为还要考虑导航、鉴别和电子战必须使用更多的波段。

　　虽然JSF采用了JTRS的波段和软件，它还有一些扩展功能的软件，比如故障诊断、自愈、重新配置。Phan指出，系统在遇到硬件通道故障时会自动重新配置。F-35的通信系统区别于JTRS无线电系统的另一个功能是能合理安排收发信号的时机避免相互的信号干扰。Phan对此进行了解释：“因为是集成的系统，所以具备制定微妙级的功能时间表的功能从而可以避免相互干扰。”

　　诺斯普罗.格鲁门公司已经向JSF项目的主承包商洛克希德马丁公司提交了JSF的航空电子组件。Phan解释说，公司将在第一批产品中提供硬件，在第二批中再提供软件。提交的首批产品包括硬件和一些操作系统软件，在第二批中将提供全部软件。

　　JSF硬件已经安装在了测试机床上，并在飞行测试中获得了成功。目前正在将硬件系统集成到飞机平台中。诺斯普罗.格鲁门公司计划于2009至2010年提供最终的软件和硬件产品。

　　Phan补充说，诺斯普罗.格鲁门公司JSF项目的通信，导航以及鉴别组件的价值大约是10亿美元。他估计这是目前正在进行中最大的与JTRS相关的指挥，控制，通信和计算机情报项目。Phan认为F-35的无线电系统也许是世界上同类中最先进的系统。他说：“与F-22相比，F-35有了革命性的进步。”

　　JSF的通信系统借鉴了F-22项目的成功经验。Phan解释说，F-22的无线电系统代码十分庞大。在早期的猛禽计划中，无线电系统遇到了了“稳定性问题”——与软件有关的系统崩溃。随着F-22项目的进展，软件的健壮性才不断提高。F-35的通信系统研发吸取了这方面的教训。Phan说“在F-35战机中，我们很快发现如果飞行员失去了了雷达，电子干扰（EW）或其他除飞行控制外的功能，他们能够对这些功能进行重新设定。当他们失去了通信能力他们立即会束手无策。”

　　从F-22计划中，诺斯普罗.格鲁门公司的工程师在系统集成以及不同功能间的兼容性处理问题方面积累了很多经验。JSF的航空电子设备的设计和开发从这些经验中受益匪浅。Phan说：“当在F-22项目中添加一项功能时，必须要进行一系列冗余的测试以判断新组件是否会对系统有影响。与此不同的是，JSF安全体系支持内核分离使得应用程序相互脱离。这种特性同样允许新的波段加入系统中而不会影响整个系统。而在F-22中，每次添加一个新的波段，都会对原有的波段产生影响”。

　　与其他平台间进行高带宽的通信是对网络支持下的军事行动十分重要。当开发人员意识到飞机的数据链系统无法与其它类型的飞机进行通信时，F-22项目遇到了困难。为解决这个问题，需要开发一种空中战场通信节点（BACN），建立连接不同数据链的网关。BACN并不需要不断的传输数据并占有带宽，它会将信息存储起来，只在用户有请求时传输给用户。这个系统参加了2007年的联合演习。它将被装备在测试机上参加即将开始的2008联合演习，帮助F-22与其他类型的战机如F-35进行通信。F-35采用了F-22的相控阵雷达，并且也使用相控阵天线进行战机间点对点的通信。

　　天线也会带来额外的问题。为保障F-35的雷达躲避轮廓，天线必须要与飞机的外形相适应。但是在飞机的表面架设这些系统会产生类似自干扰的问题。Phan解释说，减少飞机上的天线数量是JSF项目的目标之一。他补充说，地面的战车可以装备一系列的天线，在同一频段上用来进行通信，电子干扰。JSF并没有装备多种天线，它的天线能在不同频段工作并实现不能的功能。

　　诺斯普罗.格鲁门公司的航空电子设备团队正在其它项目中使用F-35的电子设备和软件平台，但是Phan承认这些做法还不够成熟。然而，他补充说，公司正在为系统开拓应用市场。通过25年的计划生产，F-35的商业计划将收回在新技术、新波段中的投资。他说：“如果综合考虑产品、维护和技术，将F-35的航空电子设备组件装备到其它平台上是一个很好的选择，这样做并没有很大的难度”。

　　作者：亨利•S•肯扬

　　编译：知远/朝阳门