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[摘 要]本文对当前舰载直升机的机载任务系统发展现状进行了阐述，并分析了舰载直升机机载任务系统的发展趋势。
[关键词]舰载直升机；机载任务系统
[Abstract]This paper made a brief review of airborne mission system for shipboard helicopters， and analyzed the development trend of airborne mission system for shipboard helicopters.
[Key words]shipboard helicopter； airborne mission system
中圖分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0262-02
1引言
舰载直升机能在海上担负反潜，反舰，空中预警，电子对抗，布雷与扫雷，运输补给，搜索和救援等多种任务，它的作用日益突出。机载任务系统是舰载直升机的重要组成部分之一，其性能和技术水平直接决定和影响舰载直升机的作战性能。
2舰载直升机机载任务系统发展现状
舰载直升机机载任务系统主要分为水中搜索任务设备和空中搜索任务设备。水中搜索任务设备主要用于反潜。最早的机载反潜设备建立在声音探测的基础上，利用声波在水中传播的特性，通过电声转换、信号处理和终端显示完成对水下目标的探测、定位。吊放声纳、声纳浮标和磁异探测器是三种传统的反潜探测设备，舰载反潜直升机一般采用吊放声纳、声纳浮标或磁异探测器的组合配置方式。
空中搜索任务设备可以执行潜艇搜索任务，也可以进行敌方舰艇搜索。目前，常用的空中搜索设备主要有雷达和红外设备。
2.1吊放声纳
吊放声纳是舰载直升机对水下目标进行搜索、定位、识别、跟踪的最重要手段。目前，舰载直升机仍以吊放声纳和声纳浮标作为最主要的搜潜设备。
泰利斯水下系统公司研制的FLASH（直升机可收放式轻型主动声纳）系统代表了当前直升机机载反潜探测设备的最高水平。FLASH系统由FLASH主动低频吊放声纳和TMS2000声纳浮标处理系统组成，声纳带有一个低频主动发射器，接收器阵列则分别安装在12个折叠支架上，标准频宽为3.5-5.5kHz。该系统重量轻、体积小，既可以由EH101这样的大型直升机携带，也可以装在NFH等中型直升机上。
目前，法国、挪威、瑞典等国的NFH（NH90北约护卫舰型）安装了FLASH系统，其中后两者选用的是针对波罗的海环境进行了专门改进的FLASH-S改型系统。美国海军也选择该系统作为MH-60R型多任务舰载直升机的标准装备，命名为AN/AQS-22。
AN/AQS-22吊放声纳
AN/AQS-22吊放声纳是由FLASH声纳与美国的UYS/2处理机共同构成的。装备这种新式声纳后，直升机对水下目标侦察、跟踪、定位、分类能力将得到提升，并可执行水下声学及环境数据的采集任务。FLASH不仅能应付北大西洋的深水反潜任务，最大工作深度为700米，还可胜任波罗的海、地中海等海域常见的浅水反潜任务，这是它的主要优点之一。此外FLASH吊放声纳的吊放工作周期时间与其他同类声纳相比都要更最短一些，这意味着FLASH声纳能在相同的工作时间里，完成对更大的目标区域的搜索。上世纪60年代，美海军主要装备的是AN/AQS-13A/B吊放声纳，装备对象为SH-3A/H直升机，到了八十年代，将其升级为AN/AQS-13F，主要采用了全数字自适应信息处理系统，其重量和尺寸大为减小，是一部探测距离远，搜索频率低，可主被动联合搜索的吊放声纳，主要装备SH-60F“海鹰”直升机。美国海军表示，FLASH系统和现役的AQS-13F吊放声纳相比，对相同大小海域的搜索速度提高了2到5倍，而且能够可靠的捕捉到浅水中的新型低噪音潜艇。
2.2声纳浮标系统
声纳浮标一般会和磁异探测器，吊放声纳组合使用。声纳浮标投布在敌方潜艇可能出现的海域，机组人员在监听浮标信号的同时，可以将直升机机动到其他海域，利用磁异探测器或吊放声纳进行点水探测。当接收到浮标的异常信号时，再利用磁异探测器或吊放声纳进行识别。这样既扩大了探测范围，提高了探测的针对性和发现潜艇的概率，也减少了直升机的悬停时间，增加任务留空时间。
TMS2000声纳浮标处理系统是FLASH声纳系统的一部分。TMS2000是泰利斯水下系统公司在AQS901/902及903、SADANG系统等成熟产品上发展出来的新型声纳浮标作战系统。该统包括一个任务计划系统，可同时对付8个水下目标并管理4到64枚声纳浮标。
2.3磁异探测器
磁异探测器是另一种实施精确探测的机载反潜装置，目前世界各国使用的型号主要有AN/ASQ-208、AN/ASQ-81（V）、AN/ASA-64三种。
AN/ASQ-208是一种数字化系统，采用了微处理机技术以达到飞机补偿、多信道过滤显示和阈值处理，以光泵准稳定氦原子的原子性能为基础而工作，用于探测总磁场强度的变化。该系统的特点是有高灵敏度的氦传感器，提高了浅海探测能力，不需要专门的磁异探测（MAD）补偿飞行。
AN/ASQ-81（V）是为美海军反潜作战而研制的机载型磁异探测器。它是根据光泵亚稳态氦原子的特性来探测磁场总场强度变化的原理来工作的，其敏感元件的拉莫尔频率的变化被转换成一种模拟电压，经带通滤波器进行处理后再显示给操作员。
AN/ASA-64 MAD可以识别并标记由潜艇引起的地球磁场局部畸变。使用视频警报和声频警报警示操作人员，因此降低了系统操作所需的工作强度。当不需要该系统持续扫描时，操作人员可以在其他探测装置上花更多的时间。 2.4雷达
搜索雷达主要用于搜索与跟踪露出海面的潜艇潜望镜或通气管，以及在水面上航行的潜艇及其它舰艇，有些雷达还具备对反舰导弹进行制导的功能。
卡-27 直升机是俄罗斯目前唯一在役的海军型直升机。老的卡-27搜潜系统为360°搜索雷达。搜索雷达安装在机头下，该雷达能从2100米到2400米高度上探测180千米范围内的水面舰艇和30千米范围内露出水面的潜艇。为了提升卡-27老化的任务系统，在2000初，俄罗斯开始启动升级项目，计划装备全新的Phazotron-NIIR FH-A（Kopyo-A）X波搜索和跟踪雷达，FH-A雷达于2003年1月首次在卡-27上進行试验。其360度机械扫描天线安装在机头雷达罩下，能同时跟踪10个目标并高度精确地标定他们的位置。直升机在1600英尺高度飞行时，FH-A雷达能外探测到30千米范围内潜望镜大小的目标；能探测到130千米范围内的小船；能在9100英尺高度5级海情下探测到250千米范围内的大型海船。雷达也能发现和跟踪100千米范围内战斗机大小的空中目标。此外，FH-A雷达还能用于反舰导弹瞄准，支持Kh-35导弹开火。
俄罗斯Phazotron-NIIR公司还为卡-52攻击直升机的海军型研制了一种机载有源相控阵雷达。新型有源相控阵雷达将通过改变频率波段，保证在使用更小尺寸天线阵的同时，使搜索距离增加200千米左右。此外，该雷达的重量也将大幅减轻。以往的Zhuk-AE系列雷达重达275千克，但是通过改进雷达发射-接受模块的制造工艺，卡-52K的机载雷达重量不超过80千克，同时每个模块的宽度从170毫米减少至50毫米，整个雷达天线阵的尺寸将控制在600×400毫米。
阿古斯塔公司的“山猫”系列直升机是海军部队使用最多的直升机之一。英国皇家海军的“山猫”HMA8装备了机载系统Seaspray雷达。英国国防部将“山猫”的最新改型“超山猫”300改进型取名为“未来山猫”。“未来山猫”装有一部电子光学探测设备和电光扫描阵列雷达，可能采用Selex公司的S&AS Seaspray 7500E 有源电子扫描阵列监视雷达系统，美国海岸警卫队为其HC-130H 巡逻机选中了这种雷达。Seaspray 7500E雷达能提供一整套的监视和成像模式，该系统包括了大尺寸的人机界面，基于雷达敏捷的触摸显示器。
2.5前视红外装置
前视红外成像系统是利用飞机飞行时气动加热产生的红外辐射来探测目标的机载传感器。现代经典的前视红外系统包括无焦望远镜，扫描器，红外探测器，电子多路转换定时信号发生器，前置放大器，后置放大器，阴极射线显示器，冷却器等。
美国雷声公司生产的AN/AAQ-27A前视红外装置为第三代中波红外成像系统，装备在美国海军陆战队V-22“鱼鹰”上。它能让飞行员视距穿透黑暗，烟雾和恶劣天气。此系统包含最新的带480×640探测单元的中波红外铟-锑凝视型焦平面阵列。相比目前的长波红外系统，AN/AAQ-27A能提供更高品质的图像，视距范围更远。此外，凝视传感器去除了扫描红外传感器所需的移动部件，可靠性比前一代前视红外系统增加了50%。没有了扫描机械系统，通常为扫描镜和相关航电设备，凝视传感器体积更小，重量更轻。整个系统重量小于90磅，包括50磅的回转装置。澳大利亚皇家海军的Super Seasprite和“海鹰”直升机升级计划也将装备AN/AAQ-27A系统。
美国雷声公司生产的AN/AAS-29还用于升级美国海军陆战队CH-53E运输直升机以及新生产的CH-53K。AN/AAS-44（可包含一台人眼安全激光测距机，一台CCD电视摄像机，一台与夜视镜兼容的激光照明器，而且可选装一台观测仪），希腊海军S-70B-6直升机也装备了这一系统。GaliFLIR是英国-意大利公司SELEX伽利略生产的转塔安装式红外系统。GaliFLIR装备在意大利海军/海岸警卫队AB212/412，AW101及SH-3D直升机上。
3舰载直升机机载任务系统发展趋势
3.1 搜潜系统综合化
舰载直升机在搜潜设备方面普遍采用综合搜潜系统，同时配置吊放声纳，声纳浮标，搜索雷达和前视红外搜索系统，搜索设备齐全，按任务需求灵活使用，优势互补，能充分发挥各种设备的特点，搜索目标能力强，代表了舰载直升机反潜任务系统发展方向。
3.2雷达小型化
从上世纪60年代开始，历经40余年的努力，有源电子扫描阵（AESE），通常也称为有源相控阵技术终于在机载雷达上取得了成功。
有源相控阵雷达体积小，重量轻，功能多，机动性强，反应时间短，数据率高，抗干扰能力强，能同时对付多目标，具有机械扫描雷达不可比拟的优越性。有源相控阵雷达已开始装备舰载直升机，使舰载直升机任务系统能力大大提升。随着有源相控阵雷达技术的蓬勃发展，舰载直升机的雷达系统也将迎来新的发展。
3.3光电探测技术快速发展
雷达属于主动探测技术，在使用雷达的同时也会暴露自己，敌机的雷达告警系统收到雷达辐射信号后会立即告警。机载光电探测系统采用电视跟踪仪和红外跟踪仪对目标进行搜索，跟踪，都是通过被动地接收目标形状，亮度和热辐射等信息实现对目标的搜索跟踪，其工作原理属于被动工作方式，避免了雷达等主动方式下容易暴露自己的弊端。
直升机侦查设备一般都选用前视红外，电视摄像机和激光测距机等组成一个完善的侦查系统，可在多种气候和夜间条件下实施综合侦查。目前电视摄像机和激光测距机已较为成熟，各国将重点投向发展先进的前视红外装置，以增强全天候能力和扩大作用距离。今后的机载光电系统将朝着功能综合化，体积小，重量轻，小型化的方向发展。
参考文献
[1]倪先平.直升机手册[M].航空工业出版社，2003.
[2]王小谟，张光义.雷达与探测[M].北京：国防工业出版社，2000.
[3]张光义，赵玉洁.相控阵雷达技术[M].北京：电子工业出版社，2006.
[4]蓝伟华.未来机载火控系统研发中几项值得关注的技术[J].电光与控制，2010，17（8）：1-4.
作者简介
袁华平 ，出生年月：1985年4月，性别：女，民族：汉，籍贯（精确到市）：湖北省荆门市，当前职务：设计员，当前职称：工程师，学历：硕士研究生，研究方向：情报翻译。
[关键词]舰载直升机；机载任务系统
[Abstract]This paper made a brief review of airborne mission system for shipboard helicopters， and analyzed the development trend of airborne mission system for shipboard helicopters.
[Key words]shipboard helicopter； airborne mission system
中圖分类号：F230-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0262-02
1引言
舰载直升机能在海上担负反潜，反舰，空中预警，电子对抗，布雷与扫雷，运输补给，搜索和救援等多种任务，它的作用日益突出。机载任务系统是舰载直升机的重要组成部分之一，其性能和技术水平直接决定和影响舰载直升机的作战性能。
2舰载直升机机载任务系统发展现状
舰载直升机机载任务系统主要分为水中搜索任务设备和空中搜索任务设备。水中搜索任务设备主要用于反潜。最早的机载反潜设备建立在声音探测的基础上，利用声波在水中传播的特性，通过电声转换、信号处理和终端显示完成对水下目标的探测、定位。吊放声纳、声纳浮标和磁异探测器是三种传统的反潜探测设备，舰载反潜直升机一般采用吊放声纳、声纳浮标或磁异探测器的组合配置方式。
空中搜索任务设备可以执行潜艇搜索任务，也可以进行敌方舰艇搜索。目前，常用的空中搜索设备主要有雷达和红外设备。
2.1吊放声纳
吊放声纳是舰载直升机对水下目标进行搜索、定位、识别、跟踪的最重要手段。目前，舰载直升机仍以吊放声纳和声纳浮标作为最主要的搜潜设备。
泰利斯水下系统公司研制的FLASH（直升机可收放式轻型主动声纳）系统代表了当前直升机机载反潜探测设备的最高水平。FLASH系统由FLASH主动低频吊放声纳和TMS2000声纳浮标处理系统组成，声纳带有一个低频主动发射器，接收器阵列则分别安装在12个折叠支架上，标准频宽为3.5-5.5kHz。该系统重量轻、体积小，既可以由EH101这样的大型直升机携带，也可以装在NFH等中型直升机上。
目前，法国、挪威、瑞典等国的NFH（NH90北约护卫舰型）安装了FLASH系统，其中后两者选用的是针对波罗的海环境进行了专门改进的FLASH-S改型系统。美国海军也选择该系统作为MH-60R型多任务舰载直升机的标准装备，命名为AN/AQS-22。
AN/AQS-22吊放声纳
AN/AQS-22吊放声纳是由FLASH声纳与美国的UYS/2处理机共同构成的。装备这种新式声纳后，直升机对水下目标侦察、跟踪、定位、分类能力将得到提升，并可执行水下声学及环境数据的采集任务。FLASH不仅能应付北大西洋的深水反潜任务，最大工作深度为700米，还可胜任波罗的海、地中海等海域常见的浅水反潜任务，这是它的主要优点之一。此外FLASH吊放声纳的吊放工作周期时间与其他同类声纳相比都要更最短一些，这意味着FLASH声纳能在相同的工作时间里，完成对更大的目标区域的搜索。上世纪60年代，美海军主要装备的是AN/AQS-13A/B吊放声纳，装备对象为SH-3A/H直升机，到了八十年代，将其升级为AN/AQS-13F，主要采用了全数字自适应信息处理系统，其重量和尺寸大为减小，是一部探测距离远，搜索频率低，可主被动联合搜索的吊放声纳，主要装备SH-60F“海鹰”直升机。美国海军表示，FLASH系统和现役的AQS-13F吊放声纳相比，对相同大小海域的搜索速度提高了2到5倍，而且能够可靠的捕捉到浅水中的新型低噪音潜艇。
2.2声纳浮标系统
声纳浮标一般会和磁异探测器，吊放声纳组合使用。声纳浮标投布在敌方潜艇可能出现的海域，机组人员在监听浮标信号的同时，可以将直升机机动到其他海域，利用磁异探测器或吊放声纳进行点水探测。当接收到浮标的异常信号时，再利用磁异探测器或吊放声纳进行识别。这样既扩大了探测范围，提高了探测的针对性和发现潜艇的概率，也减少了直升机的悬停时间，增加任务留空时间。
TMS2000声纳浮标处理系统是FLASH声纳系统的一部分。TMS2000是泰利斯水下系统公司在AQS901/902及903、SADANG系统等成熟产品上发展出来的新型声纳浮标作战系统。该统包括一个任务计划系统，可同时对付8个水下目标并管理4到64枚声纳浮标。
2.3磁异探测器
磁异探测器是另一种实施精确探测的机载反潜装置，目前世界各国使用的型号主要有AN/ASQ-208、AN/ASQ-81（V）、AN/ASA-64三种。
AN/ASQ-208是一种数字化系统，采用了微处理机技术以达到飞机补偿、多信道过滤显示和阈值处理，以光泵准稳定氦原子的原子性能为基础而工作，用于探测总磁场强度的变化。该系统的特点是有高灵敏度的氦传感器，提高了浅海探测能力，不需要专门的磁异探测（MAD）补偿飞行。
AN/ASQ-81（V）是为美海军反潜作战而研制的机载型磁异探测器。它是根据光泵亚稳态氦原子的特性来探测磁场总场强度变化的原理来工作的，其敏感元件的拉莫尔频率的变化被转换成一种模拟电压，经带通滤波器进行处理后再显示给操作员。
AN/ASA-64 MAD可以识别并标记由潜艇引起的地球磁场局部畸变。使用视频警报和声频警报警示操作人员，因此降低了系统操作所需的工作强度。当不需要该系统持续扫描时，操作人员可以在其他探测装置上花更多的时间。 2.4雷达
搜索雷达主要用于搜索与跟踪露出海面的潜艇潜望镜或通气管，以及在水面上航行的潜艇及其它舰艇，有些雷达还具备对反舰导弹进行制导的功能。
卡-27 直升机是俄罗斯目前唯一在役的海军型直升机。老的卡-27搜潜系统为360°搜索雷达。搜索雷达安装在机头下，该雷达能从2100米到2400米高度上探测180千米范围内的水面舰艇和30千米范围内露出水面的潜艇。为了提升卡-27老化的任务系统，在2000初，俄罗斯开始启动升级项目，计划装备全新的Phazotron-NIIR FH-A（Kopyo-A）X波搜索和跟踪雷达，FH-A雷达于2003年1月首次在卡-27上進行试验。其360度机械扫描天线安装在机头雷达罩下，能同时跟踪10个目标并高度精确地标定他们的位置。直升机在1600英尺高度飞行时，FH-A雷达能外探测到30千米范围内潜望镜大小的目标；能探测到130千米范围内的小船；能在9100英尺高度5级海情下探测到250千米范围内的大型海船。雷达也能发现和跟踪100千米范围内战斗机大小的空中目标。此外，FH-A雷达还能用于反舰导弹瞄准，支持Kh-35导弹开火。
俄罗斯Phazotron-NIIR公司还为卡-52攻击直升机的海军型研制了一种机载有源相控阵雷达。新型有源相控阵雷达将通过改变频率波段，保证在使用更小尺寸天线阵的同时，使搜索距离增加200千米左右。此外，该雷达的重量也将大幅减轻。以往的Zhuk-AE系列雷达重达275千克，但是通过改进雷达发射-接受模块的制造工艺，卡-52K的机载雷达重量不超过80千克，同时每个模块的宽度从170毫米减少至50毫米，整个雷达天线阵的尺寸将控制在600×400毫米。
阿古斯塔公司的“山猫”系列直升机是海军部队使用最多的直升机之一。英国皇家海军的“山猫”HMA8装备了机载系统Seaspray雷达。英国国防部将“山猫”的最新改型“超山猫”300改进型取名为“未来山猫”。“未来山猫”装有一部电子光学探测设备和电光扫描阵列雷达，可能采用Selex公司的S&AS Seaspray 7500E 有源电子扫描阵列监视雷达系统，美国海岸警卫队为其HC-130H 巡逻机选中了这种雷达。Seaspray 7500E雷达能提供一整套的监视和成像模式，该系统包括了大尺寸的人机界面，基于雷达敏捷的触摸显示器。
2.5前视红外装置
前视红外成像系统是利用飞机飞行时气动加热产生的红外辐射来探测目标的机载传感器。现代经典的前视红外系统包括无焦望远镜，扫描器，红外探测器，电子多路转换定时信号发生器，前置放大器，后置放大器，阴极射线显示器，冷却器等。
美国雷声公司生产的AN/AAQ-27A前视红外装置为第三代中波红外成像系统，装备在美国海军陆战队V-22“鱼鹰”上。它能让飞行员视距穿透黑暗，烟雾和恶劣天气。此系统包含最新的带480×640探测单元的中波红外铟-锑凝视型焦平面阵列。相比目前的长波红外系统，AN/AAQ-27A能提供更高品质的图像，视距范围更远。此外，凝视传感器去除了扫描红外传感器所需的移动部件，可靠性比前一代前视红外系统增加了50%。没有了扫描机械系统，通常为扫描镜和相关航电设备，凝视传感器体积更小，重量更轻。整个系统重量小于90磅，包括50磅的回转装置。澳大利亚皇家海军的Super Seasprite和“海鹰”直升机升级计划也将装备AN/AAQ-27A系统。
美国雷声公司生产的AN/AAS-29还用于升级美国海军陆战队CH-53E运输直升机以及新生产的CH-53K。AN/AAS-44（可包含一台人眼安全激光测距机，一台CCD电视摄像机，一台与夜视镜兼容的激光照明器，而且可选装一台观测仪），希腊海军S-70B-6直升机也装备了这一系统。GaliFLIR是英国-意大利公司SELEX伽利略生产的转塔安装式红外系统。GaliFLIR装备在意大利海军/海岸警卫队AB212/412，AW101及SH-3D直升机上。
3舰载直升机机载任务系统发展趋势
3.1 搜潜系统综合化
舰载直升机在搜潜设备方面普遍采用综合搜潜系统，同时配置吊放声纳，声纳浮标，搜索雷达和前视红外搜索系统，搜索设备齐全，按任务需求灵活使用，优势互补，能充分发挥各种设备的特点，搜索目标能力强，代表了舰载直升机反潜任务系统发展方向。
3.2雷达小型化
从上世纪60年代开始，历经40余年的努力，有源电子扫描阵（AESE），通常也称为有源相控阵技术终于在机载雷达上取得了成功。
有源相控阵雷达体积小，重量轻，功能多，机动性强，反应时间短，数据率高，抗干扰能力强，能同时对付多目标，具有机械扫描雷达不可比拟的优越性。有源相控阵雷达已开始装备舰载直升机，使舰载直升机任务系统能力大大提升。随着有源相控阵雷达技术的蓬勃发展，舰载直升机的雷达系统也将迎来新的发展。
3.3光电探测技术快速发展
雷达属于主动探测技术，在使用雷达的同时也会暴露自己，敌机的雷达告警系统收到雷达辐射信号后会立即告警。机载光电探测系统采用电视跟踪仪和红外跟踪仪对目标进行搜索，跟踪，都是通过被动地接收目标形状，亮度和热辐射等信息实现对目标的搜索跟踪，其工作原理属于被动工作方式，避免了雷达等主动方式下容易暴露自己的弊端。
直升机侦查设备一般都选用前视红外，电视摄像机和激光测距机等组成一个完善的侦查系统，可在多种气候和夜间条件下实施综合侦查。目前电视摄像机和激光测距机已较为成熟，各国将重点投向发展先进的前视红外装置，以增强全天候能力和扩大作用距离。今后的机载光电系统将朝着功能综合化，体积小，重量轻，小型化的方向发展。
参考文献
[1]倪先平.直升机手册[M].航空工业出版社，2003.
[2]王小谟，张光义.雷达与探测[M].北京：国防工业出版社，2000.
[3]张光义，赵玉洁.相控阵雷达技术[M].北京：电子工业出版社，2006.
[4]蓝伟华.未来机载火控系统研发中几项值得关注的技术[J].电光与控制，2010，17（8）：1-4.
作者简介
袁华平 ，出生年月：1985年4月，性别：女，民族：汉，籍贯（精确到市）：湖北省荆门市，当前职务：设计员，当前职称：工程师，学历：硕士研究生，研究方向：情报翻译。