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以色列自主研发空战虚拟仿真训练系统
时间:2019-11-15    评论:0
    来源:空天防务观察
    作者:何晓骁

    以色列空军已经从美国采购了不少于50架F-35A战斗机,但并未安装美军和北约国家普遍使用的空战训练系统。F-35系列飞机的三种型号都是单座飞机,没有双座型供飞行员学习复杂的五代机空战战术,所以“真实-虚拟-构造”技术(Live-Virtual-Constructive,LVC)带来的安全、复杂、真实、经济的训练环境对于五代机的训练效果至关重要。除以色列外,所有装备了F-35的国家都将使用美国专门为隐身战斗机研发的采用LVC技术的嵌入式空战训练系统。

    该系统是F-35的一项标准配置,提供了大量飞行模拟器生成和数字生成的假想敌,缓解了大量真实飞行训练经费带来的压力,同时也提供了高保真对抗环境,使各国空军的训练方式发生了革命性的变化。以色列之所以不安装美国的空战训练系统,一方面可能是与北约国家开展联合军演的频率低,另一反面以色列凭借自身的丰富空战经验和科研技术实力已经开发出了符合其国情的空战训练系统。

以色列空军F-35A(美国洛马公司图片)

    一、以色列埃尔比特系统公司的主要训练系统和设施

    埃尔比特系统有限公司(Elbit Systems)是一家以色列的国际防务公司,在世界各地广泛的从事军工项目。ELBIT公司及其子公司,在航空航天、陆军和海军指挥控制系统、情报监视与侦察(C4ISR)、无人机系统(UAS)、先进的光电系统、电子战设备、信号处理、数据链路、软件无线电等领域开展多种业务。该公司还致力于升级现有装备,尤其在作战训练和模拟系统领域提供一系列支持服务。针对空中、地面和海军平台的全系列训练和仿真系统,采用先进的建模、可视化和网络化技术,实现了模拟复杂作战场景的范围从单兵到全面联合作战的LVC训练系统。

    1.EHUD系统(真机对抗)

    ELBIT公司的EHUD是一个自动化程度很高的空战机动仪表(AACMI)系统,其通用性很强,提供先进的空对空和空对地作战的训练模式,具有实时杀伤通告生成、数字武器弹道仿真、实时对抗评估能力。该系统通过ELBIT的专用数据链路进行组网,对实时参训飞机平台的数量无限制。EHUD在1994年就在真机飞行训练中开始发挥作用,并有分布在四大洲的其它17个国家也采购了该训练系统。该系统由采用标准武器接口机载吊舱、实时监控地面站、实时跟踪定位(RTTP)系统这三部分组成。到2016年为止,已经使用了超过100万飞行小时已记录,交付了超过500套机载吊舱和100多个地面实时监测站。

EHUD训练吊舱(以色列埃尔比特系统公司图片)

    主要特征:

    ——专利数据链允许飞机在无需地面规划的情况下入网或退网;

    ——吊舱可安装于美国、欧洲和俄罗斯的大部分飞机平台;

    ——可根据用户要求升级以获得额外的作战能力;

    ——支持与其他系统的互操作性和训练;

    ——无源干扰模拟功能;

    ——高精度GPS/INS导航:飞行中数字音频安全警告(空中碰撞、地面碰撞、边界、违反规则告警)-超过100条飞行和安全可编程语音信息;

    ——具有高更新率和加密的自适应数据链路网络;

    ——在地面可以预演训练内容;

    ——用于实时监控、导调数据上行链路的RTTP系统。

EHUD系统宣传图(以色列埃尔比特系统公司图片)

    2.LVC相关训练系统

    ELBIT拥有实时虚拟构造(LVC)训练的先进技术,已经在战斗机、教练机、直升机和其他战术平台上提供作战服务。产品包括嵌入式虚拟航空电子设备(Embedded Virtual Avionics, EVA?)和空中电子战模拟器(In-Flight Electronic Warfare Simulator, IFEWS?),以及世界上最先进的空战机动仪表系统(Air Combat Maneuvering Instrumentation, ACMI),这些系统都配备培训数据链接提高了培训效率和降低了训练成本。

    EVA可以安装在初级或中高级教练机上,将教练机转化为虚拟的先进战斗机。EVA降低了培训的小时成本,同时使学员能够操作战斗机上航电设备,如虚拟雷达、光电设备和电子战(EW)系统,以及发射虚拟空对空和空对地武器。

    战斗机安装EVA系统后,允许在训练中增加虚拟地面和空中威胁,同时操作虚拟武器、传感器进行对抗训练,能提供最真实的作战场景,同时实际节省了蓝军、靶场等的成本,提高了训练效果。使用Targo?头盔安装航空电子设备(Helmet Mounted Display System, HMD)和EVA可获得完整的嵌入式培训体验,提供更接近现实的培训体验,在HMD头盔的遮光板上可显示所有虚拟实体。

EVA系统宣传图(以色列埃尔比特系统公司图片)

    主要特征:

    ——提供虚拟航空电子设备、武器、传感器和复杂且安全的环境;

    ——可与ELBIT的Targo?头盔式航空电子设备集成;

    ——记录训练数据,在飞行后提供飞行期间完整的复现;

    ——与其它全球武器平台共同训练;

    ——LRU级或嵌入式板卡配置;

    ——核心嵌入式仿真软件;

    ——与空战机动仪表(ACMI)兼容;

    ——数据链路支持多用户的分布式培训。

传感器模拟图(以色列埃尔比特系统公司图片)

    3.“天空破坏者”(Sky breaker)战斗机任务训练中心

    Sky breaker?任务训练中心(MTC)是一个网络化的多模拟器、多数字节点、面向任务的训练中心,基于Elbit系统的开放和模块化架构支持多种飞机类型的训练。MTC使用逼真的飞机系统和任务场景提供真实的模拟战场训练环境,以增强所有飞行员训练水平。

    “天空场景”(Skyscen)是一种先进的计算机生成部队(CGF)技术。可以在对抗环境中使用Skyscen加入数字兵力进行现代空战,通过与作战和其他训练系统的连接,它可以实现复杂的分布式任务训练需求。Skyscen是在具有丰富操作经验的飞行员的指导下开发的。它能够运行数千个实体,引入了最高级别的人工智能技术(AI)。

MTC系统宣传图(以色列埃尔比特系统公司图片)

    二、以色列空军为F-35配头盔训练系统

    F-35取消了平视显示器,其头盔显示器(Helmet Mounted Display,HMD)由以色列埃尔比特系统公司(Elbit Systems)和美国的罗克韦尔柯林斯公司(Rockwell Collins,由美国联合技术公司收购后,改组为柯林斯航空航天系统公司)的合资企业RCEVS公司研制,在整个任务期间为飞行员提供关键的飞行信息。F-35的HMD除了提供极端离轴瞄准和提示的能力外,该系统还充分利用了F-35先进的航空电子系统架构。F-35的HMD可以在白天或夜间提供视频图像和精确指引符号,为飞行员提供前所未有的态势感知和战术能力。F-35的HMD凭借其精确的头部跟踪能力和低延迟的图形处理,也为飞行员提供了一个虚拟的平显(HUD)。

F-35头盔显示器(外媒图片)

    在美国以外,埃尔比特系统公司(Elbit Systems)和以色列航空航天工业公司(IAI)共同为以色列提出的F-35培训的方法,飞行员利用头盔进行对抗训练。对于ELBIT来说,它的思想是将LVC训练与已经部署好的Targo头盔显示(HMD)系统相结合。Targo HMD于2009年首次在巴黎航展上展出,它使用了一个标准头盔,头盔上安装了一个软件模块。以色列在一架Piper Cherokee轻型飞机上演示了该系统如何用于训练编队飞行、空战、空对地攻击和反地对空导弹训练。以色列空军(IAF)已经在装备F-35A的训练系统之前,已经在M-346 Lavi高级教练机使用了TargoHMD,为将来推广到F-35A机队做好了准备。自2014年第一架M-346教练机交付以来,IAF对TargoHMD的反馈一直很高。在IAF中,配备Targo头盔已经是M-346教练机的强制性要求,而且在F-16中也推广了头盔飞行。因此,IAF未来将把Targo视为训练的标准装备。

以色列M-346“狮”教练机(以色列空军图片)

    三、结论

    以色列国土面积小,可利用的空域也小,也不利于开展实弹训练。以色列可能不需要美国那种复杂、全面综合、大规模的联合训练对抗环境,导致对训练系统需求与美军不同。以军的敌对国虽然多,但是相对实力较弱,大规模空战的可能性较低,所以导致以军开发的空战系统更侧重于小编队这种战术级的对抗训练。

    以色列空军官员认为,尽管LVC训练对飞行训练有帮助,但真实的飞行对于培养出战斗机飞行员最重要的。真实飞行带来的空间定向障碍、飞行员的压力和疲劳等是其它技术不能代替的,所以会控制训练规模,增加更多飞行时间。

    同样,以色列也存在模型置信度的问题。可能存在模拟出的武器或传感器与现实情况过于松散地耦合。当这种情况发生时,训练的真实有效性下降,可能导致负面影响。以色列采用Targo训练后,也像美军一样不支持视距内的目视交战,地面指挥员将控制那些虚拟敌人并管理他们的战术,确保虚拟对手不会进入可视范围。

    随着空战复杂性的不断增长,指挥员和未来的飞行员将依靠LVC训练进行最真实有效的空战训练。当然,一个关键的挑战是要确定适当的LVC混合参训比例,并以不牺牲训练真实度的情况下实现每飞行小时的成本最优。

标签:以色列空战军事
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