F-22多功能传感器，提速博伊德OODA环

远望智库技术预警中心 乐天

据“勇士专家”网2月5日报道，美国空军正在大力开发新的航空电子设备、雷达、瞄准传感器、武器、玻璃驾驶舱显示器和人工智能，以求在俄罗斯和中国第五代隐形战斗机技术现代化进程中保持空中优势。

空军的目标是使F-22能够在更远的距离内识别目标，对传感器输入做出更有效的反应，保持空对空作战优势，并为飞机提供技术基础，以便飞机在出现时能够迅速采用新的武器、技术、传感器和软件，从而使F-22能够一直服役到2060年。

计算机自动化和人工智能的早期迭代有着内在的联系，因为它是一种整合F-22航空电子设备、传感器和任务系统的不同元素的机制。通用的ip协议标准，包括软件和硬件，都是为了提供技术骨干，使各种互联系统能够升级和集成--包括雷达警报接收器、相控阵雷达、链路16连接、新兴传感器、瞄准系统和新的应答器，以能够识别和分辨敌我。

空军女发言人艾米丽·格拉博夫斯基上尉说：“空军在F-22传感器升级方面取得了进展。空军不断寻找基于全球威胁的升级和增强能力的方法。”

在概念和应用上，人工智能可以减少硬件占用空间，越来越多地使用先进算法来执行，而不需要太多的人工干预。例如，更集成的计算机处理器可以在执行任务期间进行实时分析，以便根据作战环境的需要进行调整。更快的分析依靠较新的计算机自动化形式，可以更快地识别问题、识别威胁和简化各种驾驶舱功能。

这可能意味着多功能传感器的出现，其中单个系统可以同时执行不同的任务并组织接收数据。这种面向人工智能的技术可以在作战、威胁识别改进、远程敌人识别或武器应用方面具有优势。

洛克希德公司F-22项目副总裁肯·西德在一次采访中解释了这一点：“我们正在启动人工智能，其中包括我们所谓的企业维护组织。我们的驾驶舱仍然是一组六种显示器。我们应该在飞行员面前用玻璃合成新的传感器输入吗？我能把所有这些信息压缩到一个小显示器中，并维持20年吗？”

对F-22的人工智能研究与目前内置在F-35中的“传感器融合”技术保持一致；这包括组织和显示来自电光/目标系统(EOTS)、分布式孔径系统(DAS)和其他传感器的信息集成到一个屏幕上。依靠先进的算法，这个系统通常被称为人机接口，能够降低飞行员的“认知负担”，他们可以被“解放”出来，专注于其他优先事项和决策。

工程师已经在为F-22探索一种轻量级的类似DAS的传感器系统，能够在不损害隐身优势或机动性的情况下将先进技术应用到F-22上。

当然，启用计算机的AI可以大大加快博伊德OODA（观察-判断-决策-行动循环法）的完成，快速完成决策周期，比敌机更快。这一概念可以追溯到几十年前空军飞行员和理论家约翰·博伊德(John Boyd)，它长期以来一直是战斗机飞行员培训和作战准备的真知灼见。

如果飞行员在空战中比敌人更快完成OODA循环，被描述为“进入敌人的决策过程，“他们可以摧毁敌人而获胜。信息处理速度快，赋予更好的飞行员的决定，这当然是有原因的，会有很大的差别。

整个研发工作与当前的3.2b软件升级同步，它使用敏捷软件开发来升级F-22武器系统。

这一系列的F-22现代化升级功能，为更新上世纪80年代和90年代的计算机技术做出了相应的努力，在某些情况下借鉴了商业上可获得的技术创新，如“红帽”开源软件。升级将解决其中的大部分问题，以确保水泵、阀门和集成核心处理器的更新。

较新的F-22已经在获得先进的AESA雷达，与F-35上的雷达没有什么不同，它的设计是为了在软件出现时进行升级。这种架构使飞机雷达预警接收机能够扩展其威胁库，以识别新的敌人飞机。开发人员解释说，这些升级涉及安装新的应答器，以便更有效地快速识别“敌友”飞机。

肯·西德说：“你可以看到空对空目标朝你的方向飞来，地面目标会出现在屏幕上，上面有一个信息标签，根据信息告诉你它是什么。”

通过增加更多的链路16数据链技术，F-35和第四带战机的互操作性也将大大提高；F-22将能够向其他飞机无线传输目标、映射和其他传感器信息，而不需要依赖潜在的“黑客”语音传输。肯·西德解释说，洛克希德公司和空军计划在今年年底前对这一传输改进进行一些初步飞行测试。

洛克希德F-22项目经理约翰·塔姆称，被称为“战术任务”的硬件升级部分涉及专门的设计来保护F-22隐形配置的新天线。他说：“首先必须建造新的天线。它们将被改装到飞机上。由于隐形性的配置，天线安装起来很困难，而且耗时。”

美国空军已经在使用无线自动化技术，以便对F-16进行维修的实时分析。自动建立信任措施可以帮助飞机在执行任务时识别潜在的故障点，从而提高安全性和可靠性，同时降低成本和简化维护。AI是一种新兴的方法，它可以越来越多地实现。同时，AI对于快速瞄准、导航和其他飞机功能也是至关重要的——它使飞机能够跟上快速技术的变化，并增加新的技术。

提升计算机技术是空军正在整个机队追求的目标，认识到它对未来战斗的重要性；例如，这项服务正在不断进步，为F-15配备世界上速度最快的喷气式计算机处理器，称为先进显示核心处理器(ADCPII)。波音公司的工程师称，该系统具有每秒处理八百七十亿条指令的计算吞吐量。

F-22还将继续升级其避碰技术，这与F-16地面避碰系统略有不同，后者可以自动重新安排飞机的航向以碰撞。F-22系统只需在飞行员丧失能力时将飞机保持在一定高度以上。此外，自动导航软件还可用于帮助F-22机动，在空中交战中重新定位，或在遇到困难的情况下着陆。这种技术，称为德尔塔飞行路径，已经在F-35上运行；在可能需要的情况下，该软件可以帮助飞机独立导航。

自主飞行，或者说半自主飞行，是一种在美国军事部门迅速发展的技术，越来越多地将人工智能视为未来战争的关键浪潮；空军已经试验了无人驾驶的F-16，而且在这个领域还有很多工作要做。前海军部长雷马布斯曾经说过，该部队的F-35C可能是最后一次“载人”战斗。这个问题继续为一个正在进行中的战斗提供信息。军事科学家和工程师解释说，自主飞行虽然无疑带来了一些优势，但也有局限性。

科学家解释说，在许多情况下，人工智能计算机程序能够比人类更快地完成程序。与此同时，人类认知提供的解决问题和动态决策的能力还没有合适的替代者。因此，未来的探索更加重视机器学习和自主以及人机接口。

美国空军前首席科学家格雷戈里扎卡里斯博士在近年来几次访谈中经常谈到这些问题。作为一名自主性系统领域的专家，他谈到飞行员不久将能够从F-35或F-22的驾驶舱控制附近的无人僚机。这种技术自然可以使无人机执行侦察任务，测试敌人的防空能力，甚至发射武器，而飞行员则可以在更安全的对峙范围内进行指挥和控制。