美国空军投资机构提出F-22战斗机升级改造计划

近日，美国空军风险投资机构AFVentures在其小企业创新研究（SBIR）网页上发布公告，美国空军正在寻求一系列F-22战斗机的升级改造计划，并希望小企业提供潜在解决方案，但没有升级计划的时间表。

美国空军正在探索14种潜在的F-22升级计划，包括集成泰雷兹公司的“蝎子”头盔显示/武器提示系统、远程红外搜索与跟踪传感器、先进吊舱、有人-无人协同编队能力、自主式飞行员辅助系统、替代GPS的导航系统、模拟“红军”威胁、用于“优化拦截”的算法、网络入侵的检测与预防、预测性维护、合成数据生成、传感器融合、改进传感系统和实时汇报。

美国空军对“蝎子”头盔系统的评估已经持续了7年之久。F-22是唯一没有配备头盔显示与瞄准系统的美国空军前线战斗机，F-15和F-16都使用了联合头盔提示系统（JHMCS），而F-35拥有独特的头盔显示系统（HMDS）。

多年来，F-22的升级计划里一直不包含头盔系统，一方面是预算问题，另一方面是头盔的尺寸妨碍了飞行员在F-22座舱盖内的行动。AFVentures表示，美国空军愿意接受小企业的提案，处理飞机数据并为“蝎子”头盔系统提供接口，而不是提供头盔本身。所需功能包括显示威胁、战斗空间基线、飞机状态信息、武器信息和导航信息。总体目标是提高战斗空间态势感知能力，并适当考虑可用性和处理数据的强度。

美国空军的另一个长期目标是为F-22配备红外搜索与跟踪系统（IRST），但直接使用F-15和F-16的ISRT是不可能的，因为这种IRST难以与F-22的隐身外形结合起来。F-35则是在其机头下方使用了一个隐身的多面体，用于各种红外探测功能。AFVentures并没有给出具体的细节，而是说正在寻找能远距离探测的“新型硬件和软件解决方案”。

IRST被认为是一种关键的传感能力，原因是对手的空军正在使用隐身飞机，其雷达截面大大降低。IRST必须与F-22的其他传感器（主要是有源相控阵雷达）相融合，以提供战场空间的整体视图。AFVentures表示，感兴趣的方法包括雷达系统的机器学习技术、认知雷达算法、雷达波形现代化、稀疏阵列传感技术等。

2017年，时任洛马公司负责F-22项目的副总裁肯·莫森表示，F-22战斗机的内部没有足够的空间来容纳F-35那样的光电系统。但是，他建议将F-22的又厚又重的早期平板显示器更换成最新的轻薄型显示器，这样就能在驾驶舱内找到空间安装IRST。

F-22还不能使用洛马公司的“军团”吊舱。这种吊舱广泛用于F-15、F-16和各种无人机，但需要外部挂载，会破坏F-22的低可探测特征。如果F-22在其携带AIM-9X近程空空导弹的侧弹舱中布置IRST，仍然需要打开侧弹舱门，从而破坏隐身特性，并且会在长时间飞行时产生不对称阻力。

关于有人-无人协同编队，AFVentures正在寻找一种系统来帮助飞行员对无人僚机进行“监测和控制”。该系统要融合所有可用的信息，为飞行员提供“上帝视角的战斗空间”，能够利用某些数据链封装和发送指令，并采用触摸式用户界面。

同样的，自主式飞行员辅助系统将通过基于传感器输入的数据来提供建议，协助飞行员识别直接风险，推理意图，并提醒飞行员注意危险情况。

对于GPS的替代方案，AFVentures只表示希望在导航和定位方面有“更多层次的方法”，可以在不使用GPS的情况下提供“准确和实时”的位置，可能会使用极其敏感的纳米级惯性测量系统。

预测性维护系统听起来像F-35的自主式后勤信息系统/操作数据集成网络（ALIS/ODIN），可自动监测F-22机队的所有维护状况和飞机状况报告，同时提供预测性维护建议。

对于合成数据生成，美国空军希望对F-22的大量机密数据进行模拟，以便承包商能够在不接触机密数据的情况下为其开发软件。F-22系统项目办公室希望有一个合成数据生成平台，能够生成与原始机密数据具有相同统计意义的非机密数据，用于快速测试与开发。根据推测，这可能是通过开放式任务系统增加的软件和硬件。

对于优化拦截算法，美国空军希望有一个系统能够接收F-22飞行员可用的所有数据，并绘制出“拦截敌方飞机的优化路径”，大概是避开地面和空中的雷达和威胁。美国空军有一个系统可以让“一架蓝军战斗机对付许多红军战斗机”，并且有可能拓展到四架蓝军战斗机。飞行员将看到一个带有三维路线的显示屏，该显示屏会根据传感器的输入不断地更新。

“实时汇报”是让飞行员能够在基本战斗机机动训练中的表现提供即时反馈，而不必降落后再汇总。设想中的系统是把飞行员的行动与计算机计算出的最佳战术行动进行比较。

美国空军表示，由于反隐身系统的不断发展和F-22较小的机队规模，该军种不打算将F-22保留至2030年左右，但它仍将继续升级该战斗机，以保持与最严峻威胁的对峙能力，直到下一代空中优势系统投入使用。