2009年2月28日星期六

真实环境下的“虚拟”空战 — 空战模拟系统

http://bbs.top81.cn/viewthread.php?tid=92126&extra=page%3D1

真人空战模拟对抗无非有2种形式,1种就是用N台模拟器进行联机对抗,这是100%的“准虚拟”,一切都在电脑上完成;另1

种自然就是开真家伙对抗了。但实机对抗又不可能打实弹,这就必须找到1个解决“如何发射武器”和“如何判断是否命中目标”

的方法,于是实机对抗里就出现了“半虚拟”。

    所谓“半虚拟”,指一切尽量按真实情况来,开真机挂实弹(但不能打),该机动就机动,雷达该怎么用就怎么用,但只有

导弹攻击这1块是没有实际发生过的,开始攻击 和 目标指引 由机组完成,导弹中途飞行轨迹直到导弹命中或者错过/丢失目标则由

模拟系统代替计算,这样就在实感环境下保证了对抗的安全。

    模拟系统是实机模拟对抗里的重要工具,它直接影响到最后如何判断攻击是否成功,能最大限度地提高数据上的准确性。



Part 1

空战模拟系统主要设备构成:


1、TACTS(Tactical Aircrew Combat Training System,飞行员战术空战训练系统)





    TACTS ,也就是常说的ACMI(Air Combat Maneuvering Instrumentation),它实际上只是1个数据搜集/发送吊舱,能记录

飞行全过程中的主要飞行参数、武器使用情况,然后在结合接收到的GPS数据,通过Datalink(数据链)发送到ICADS(作战显示

系统),由ICADS实时计算导弹发射后的 运动轨迹 以及 判定最后是否命中目标。


    CUBIC公司长期为US军队提供各种作战训练系统,USAF自然也在其中。目前USAF基本上都是采用CUBIC的P4系列(USAF称其为

AN/APX-95,其在USNF的型号名称没有查到,可能叫 AN/ASQ-T17 )TACTS。其长短粗细和9X相近,能挂AIM-9的滑轨式挂架都能挂

它。





64th AGRS 的16C在右翼尖挂了1枚P4






2、ICADS (Individual Combat Aircrew Display System,作战显示系统)


    ICADS 是地面控制中心,它将对所有参演飞机所挂的由 ACMI/TACTS 实时发送回来的各项信息都进行集中处理/计算/发送/显

示。

“处理”:ICADS会将所有TACTS发回来的数据进行整合、汇总,“把它们融进同1个战场环境里”

“计算”:ICADS实时计算空投武器的 运动轨迹 以及 判定最后是否命中目标。

“发送”:ICADS会将相关计算结果实时发送。当然,这些信息都是假定该机在实战状态才会有的信息,比如:蓝方朝AGRS(假想

敌中队)射出了中距弹,那么蓝方JJ的RWR迟早会叫个不停,特别是像AA-12这样的主动弹。

“显示”:在对抗结束后,地面指挥中心会回放ICADS处理完的整个对抗全过程以供讨论,找出问题,以便解决问题。由于ICADS

记录了所有 TACTS 发回来的全部信息,因此在回放过程中可以指定观看某架飞机的全部作战过程,其相关的各项飞行数据、武器

使用、航电雷达操纵等情况都能完整再现,这和有些战斗机模拟游戏的回放功能是一样的。ICADS能提供2D、3D的机外显示,也能

提供舱内视角、武器投放视角显示,当然,画面就不要奢求了,毕竟ICADS不是游戏的开发要求。


    同时,ICADS也是地面控制中心,因为所有参演单位(主要指空中单位,也包括少量的地面武装单位)都会向ICADS实时发送

信息,所以ICADS 是对整个对抗情况了解得最详细最全面的单位,这极大地方便了演习期间对几乎所有参演单位的调度。


    CUBIC 公司对ICADS的PDF介绍

http://www.cubic.com/cda1/pdf/ICADS%20.pdf

Part 2

空战模拟系统运作流程:

(注:由于TACTS、ICADS的详细运作流程在网上基本上不可能搜得到,所以下面这些内容实际上是我根据自己对航电的了解进行

的“合理猜想”,仅供娱乐,仅供娱乐)

    由于模拟设备只是“半虚拟”功能,所以很多地方还需要各种真家伙进行技术支持,这也就是它比纯粹的“准虚拟”要复杂

得多的最大原因,因为它是“虚实结合”的方式。

    当1架挂着TACTS的飞机在发动机启动后,飞机这时候就已经有了电源,也开始给TACTS供电。
    战斗机升空后,TACTS会以实时向ICADS发送、接收数据的方式进行工作:实时搜集此刻飞机的各种参数和GPS数据,然后实时

传送给ICADS进行综合、处理、计算,并实时接收ICADS发送来的反映在航电系统上数据,以提供只有实战状态下才可能出现的某

些数据,比如主动空空导弹导引头开机锁定告警。



超视距攻击状态:

    当A用机载雷达搜锁到B并锁定B进行攻击后,ICADS通过TACTS收到了攻击信号,然后结合A、B两者TACTS提供的数据,开始计

算“正常情况下的”导弹飞行轨迹。
   
    导弹飞行过程中,如果机载雷达因B的机动脱锁甚至丢失目标,那么ICADS也会根据弹种的不同进行不同的模拟。如果是半主

动,雷达脱锁后则导弹打空;如果是主动弹,则进入导弹的主动模式,模拟导弹用自己的导引头锁定攻击下的飞行状态。如果A是

直接MADDOG(“疯狗”,既主动弹不锁定目标直接盲射的模式),那么也是直接模拟导弹进入主动模式的攻击状态。

    对于B而言,虽然A进行攻击,但由于并没有发生“真实的”导弹,所以,如果没有TACTS、ICADS支持的话,B的告警系统将不

会有任何反应。由于TACTS和ICADS之间是双向传送、接收信息的关系,那么ICADS则可以通过汇总的信息,计算被B在当前情况下

能接收到的某些告警信息,然后在合理的时间发送B的TACTS,再由TACTS传输到B的航电系统上,这些就能在没有实际上没有发射

实弹的环境里发出告警了。



视距内攻击状态:

    当A准备对B用格斗弹攻击时,前期锁定模式的模拟也必须到位。

    由于TACTS没有红外导引头,所以如果飞行员选择没有雷达参与的锁定模式的话,将无法模拟。这也解释了为什么总能见到这

样的情况:1架战斗机挂着响尾蛇(非训练弹)和TACTS,却并没挂 AIM-120 或 AIM-7 。

    很简单,如果采用的由格斗弹自己的导引头锁定目标的攻击模式,那么就必须要挂格斗弹,由格斗弹导引头提供锁定信息,

然后经TACTS发送IDACS计算,完成攻击。如果采用的机载雷达雷锁定发射格斗弹,ICADS的模拟方式和中距弹在机载雷达指引下的

攻击是一样的原理。

    只有这样做才能正确模拟AIM-9的解禁模式,既常说的 Scan 模式,不然的话,就只能给TACTS装上热导头了。




A-10 上1目了然的P4和AIM-9M的混挂状态






65th AGRS F-15D 的P4和9X的混挂状态







    不过,当然也存在中距弹和TACTS混挂的情况,理论上来讲这样挂没必要,毕竟多挂实弹的话,会产生额外的重量,这个对战

斗机的机动多少是有影响的,但问题在于这个影响是实战下肯定同样会有的,所以这样挂的目的,多半是近1步提高训练的真实度

所采取的方法。







机炮空战攻击状态:

    对于直射型武器,其模拟相比导弹就简单很多了,模拟方法也肯定很多,只需要考虑几种物理量值就行,很可能都不需要

TACTS、ICADS的介入就能模拟,当然,它们的介入将能大大提高模拟的准确度,毕竟有了大量实时的实测数据进行计算做保证。

Part 3



几个具体型号的TACTS



    “半虚拟”空战模拟系统不是作为高端训练设备而研发的。正如CUBIC公司网站上的那句话“Train Anywhere, Anytime You

Can Fly”,“半虚拟”模拟系统目前已广泛装备了US的各类战斗机、攻击机,已经做到了真正的在任何地方/任何时间都能训练

的口号。

    极为奇怪的是,TACTS的图在网上基本上搜不到(不信你可以试试去搜下AN/ASQ-T17、AN/ASQ-T25),所以我没法了解更多的

具体型号,也正是这个原因极大地拖延了此文章出来的时间。目前我只清楚地知道3种型号的TACTS。




P4 系列吊舱

   想必这个外型的TACTS也是大家所最常见的了。P4 是CUBIC 公司给的型号,在USN该吊舱可能被称为 AN/ASQ-T17,但相对应的在

USAF的型号叫什么我没查到,原因在上1段说了。比较好玩的是,我在Google搜图时,发现该吊舱还叫AN/APX-95,不知道又是那

个单位的型号名称。P4 是目前装备数量最大TACTS,非常地成功。



地勤正在为15E安装P4




P4 系列里有种橘色涂装的,具体是什么型号不清楚,题图的那架65th AGRS中队长座架挂的P4就是这种

下面这架VFC-13 中队的F-5E也是此款P4






NACTS

    “红旗-内利斯”作为世界上规模最大、模拟度最高、参演飞机/国家/人员最多的空军演习,自然需要1套自己的模拟设备来

支持各种实机空战对抗任务。

    CUBIC于1999年为内利斯空军基地开发了 NACTS“内利斯空战训练系统”(Nellis Air combat Training System)。NACTS可

同时跟踪的飞机数量从36架增加到100架,地空导弹威胁从30个增加到75个,能同时进行的武器投射模拟从50枚增加到100枚 。该

系统还具有回放功能,支持GPS,提高逼真度和扩大范围。

    NATCS 配备专用的 AN/ASQ-T35A 吊舱,但外形上和P4系列吊舱看不出任何区别来,我估计内部设备的变化也不大,主要是

ICADS 的综合性能更强了(应该是这样吧。。。),毕竟从上1段话看来,主要是ICADS的职能提高了。








P5 吊舱

    CUBIC公司为美军研制的下1代TACTS,已开始了少量的装备和出口。
    吊舱头部侧面那3个伸出的“触脚”是它最明显的识别标志。











Part 4



1、挂P4的USA JJ











USMC 的 AV-8B+






2、挂载P5的USA JJ







给16的翼尖挂架安装P5






进行飞行前最后的数据装载工作







3、挂载P4、P5的非USA JJ








与64th AGRS 伙飞的MiG-29G 挂的P4





参加内利斯—红旗的沙特F-15S挂载P4(1760 x 1066)





在08年的内利斯—红旗中,SU-30MKI 挂P4、P5的情况都有





澳大利亚虫子进行JDAM投放测试时挂的P5,这个颜色的P5我还是第1次见到







4、未知型号的TACST


基于用TACTS具体型号作关键字基本上搜不到图的原故,下面这中带矩型天线的TACTS就不知道是什么了
   
不过到是也算比较长见的1种




   




下面第1图是第57联队还在用15A时挂的TACTS,看起来有点像P4

第2图是AGRS 还在用F-5E的时候,看起来更像P4






14投放TALD的测试,但明显不是挂的P5



全部超大图的原图打包下载,PW为我的ID名,注意区分大小写

http://www.rayfile.com/files/70f ... -8e30-0019d11a795f/


http://www.designation-systems.net/usmilav/jetds/an-asq.html

AN/ASQ-Txx (xx表示具体数字)列表,型号非常多,只可惜无图



没有评论:

发表评论