用白話理解IRST──紅外線偵蒐係統

最近中國對台軍演，國防部公佈了一堆狙擊手莢艙所拍的紅外線照片，也就是所謂的夜視照片，結果引起台灣跟中國軍事迷的大論戰，一個說自己雷達強，一個說自己的標定多遠。

事實上，兩個都對，只是用的時機不對？

先認清一個事實：

1.每台戰機都會反射雷達波訊號，只有大小差別，隱形戰機只是反射訊號小而已 ，不是完全隱形。

2.每台戰機都會產生熱訊號，所以偵蒐戰機的手段就有另一個是熱訊號（紅外線）。戰機飛行時，雷達訊號跟熱訊號同時存在，只要減少被發現的機率，就比較佔優勢，這是合理的。

紅外搜索和跟蹤（Infrared search and track，簡稱IRST ）系統，又稱紅外瞄準和跟蹤，是一種檢測和跟蹤發出紅外輻射的物體的方法，在紅外線照相技術還沒成熟之前，人們先發明高倍率相機（高倍變焦相機）是指擁有極高光學變焦能力，能將遠方主體拉近拍攝的相機，常被稱為「類單眼」，主要優點是輕巧便攜（比單眼相機+大砲鏡頭）且變焦倍率極大（如30x、50x 甚至80x），適合旅遊捕捉遠景。

之後才有人因為想拍特殊照片，或者用特定光波拍出來的照片，才演進出各種不同光學照相技術，例如噴氣式飛機和直升機的紅外特徵。

更隨著軍事需求，紅外線攝影機或所謂的夜視裝備，因軍事需求而火熱起來，於是美軍研發出MS-110 屬於「多譜段遠距偵照莢艙」，是為了看清楚敵軍基地、港口或船艦動向的「戰略之眼」，其產出的高解析度圖像主要供戰略單位進行情報判讀。

另一個發展方向，就是IRST紅外線偵蒐係統，比如蘇霍伊 Su-35上的 IRST 傳感器。也就是你看到戰機座艙前的小圓球，它原本是設計來輔助雷達搜尋高熱目標（比如戰機），這樣設計是方便，簡單，但機身尺吋跟空間限制了它的功能與功率還有散熱，內建式系統受限於機鼻空間，散熱與升級空間較受限；而且IRST易受天氣，雨，霧，的影響，導致偵測能力的衰退，所以等於看天氣吃飯，天氣好就看遠一點，天氣不好，就只能靠雷達，甚至法國發生過更誇張的事，飛行的戰機IRST小圓球好死不死撞上了一隻鳥，幸好戰機是沒事，只是送修。

美軍則考量戰術變化需求，從原本的跟蘇式戰機一樣內建，比如F14機首下方有一顆圓球，那顆是比較早期的IRST，而後面因為各種不同戰術需求，美軍的IRST走向，以外掛莢艙式設計，好處是散熱好，加上模組化設計，要升級直接換模組即可，比如現在F16上的莢艙掛點，不但不影響功能，也不佔掛彈的位置，也讓現在的「軍團莢艙」擁有獨立且強效的冷卻系統，能確保感測器維持極低溫運作，提升熱感應靈敏度。

於是IRST即從前視（內建設計）到全方位（莢艙設計／這也是這次國防部公佈的照片，各種角度都有的關係），態勢感知走向兩條不同的路。此類系統是無源的（熱成像相機），這意味著它們與雷達不同，它們本身不會發出任何輻射，因此難以被發現。

為何難以發現，這只是光學，當你被拍到，你根本感覺不到不是嗎？有玩過高倍數單眼數位相機的人都知道，當我把鏡頭拉到很遠的一個物體，不但可以拍的很遠，還可把物體放大，加上數位自動修正色差，還有補償畫素，可以補足放大失焦的問題，所以拍遠或超級遠就變成了軍用的特殊偵照功能使用，而民用的相機用不到那麽高的倍數，所以一般民眾接觸不到，廠商也不會出，當然價錢也是不同。

這僅僅是相機的演進，也是光學鏡頭的運用，所以簡單理解，IRST就是感測紅外線的攝影機或相機，所以這相機是被動偵測熱訊號，再傳給感光元件，傳送出影像，也就沒有發出訊號曝露位置的問題。

這些是相當簡單的系統，由紅外傳感器和前面的水平旋轉快門組成。快門受駕駛艙主攔截雷達顯示器下方顯示器的控制。任何落在傳感器上的紅外光都會在顯示屏上產生一個「點」，其方式類似於早期雷達上使用的B 型示波器。

而國防部秀出來的標定照片，簡單講，就是你被這超級紅外相機拍到了，所以當然是真的。

當俄式戰機（IRST）發現一個或多個潛在目標時，它們會向飛行員發出警報，並在屏幕上顯示每個目標相對於飛機的位置，就像雷達一樣。再次與雷達的工作方式類似，操作員可以告訴 IRST 在識別出感興趣的特定目標後，對其進行跟蹤，或者已經認定目標存在（例如，由於來自預警機或其它飛機的座標資訊）。但偵測出來的只有方向，沒有距離。因為俄式IRST沒有加測距功能，也就沒有座標資訊。

所以過去觀念認為 IRST 只能偵測無法導引，是因為它只是輔助飛行員在空中找可疑目標，只能尋找特定方向，飛行員再前進該方向，因為沒有座標資料，只能用雷達補捉目標，到這段就是內建的蘇式戰機（IRST）的運作原理。

美軍的IRST走向為外掛莢艙式設計，好處是散熱好，加上模組化，要升級直接換模組即可。

但這裡有個弱點，比如雷達偵蒐距離是200公里，但這種內建的IRST偵測距離只有70公里左右，（這公開資料都有）所以它真的只是輔助雷達偵蒐可疑目標而已，小粉紅說的雷達鎖定是對的，但你用雷達鎖人家，人家戰機的警報馬上就響了，也等於多了幾秒鍾可以提早準備，這才是事實。

後面美國的IRST系統一直發展進步，再結合雷射測距儀，以便為火炮射擊或發射導彈（ Optronique secteur frontal ）提供完整的火控解決方案。提供大氣傳播模型、目標視表面和目標運動分析（TMA）IRST 的結合可以計算距離，也把這技術運用在戰機上，變成我們現在的「軍團莢艙」，或各種衍生的莢艙運用。

這次我們空軍幫新購F-16（Block70）戰機，專門採購了55套「紅外線搜索追蹤系統」（IRST-21，軍團莢艙），「軍團莢艙」是專為空中對戰設計的「作戰感測器」，而且能即時處理紅外線訊號，將其轉化為追蹤數據，（上面所提的蘇式IRST只能提供可疑方向參考）， 用來精確定位敵方戰機，「即時追蹤以利後續接戰」。這樣一比你就知道兩者功能上差很多。這滿足台灣空軍急迫的作戰能力需求，被視為搜捕匿蹤戰機「神器」。

除狙擊手莢艙及IRST外，台灣也對美採購被稱為「千里眼」的遠程傾斜拍攝式MS-110偵照莢艙。

你也可以理解成把IRST係統接到一台超快速電腦，幫你分析，運算，重點是跟雷達結合，讓戰機飛行員更好利用，那麼，這跟俄式IRST有何不同？

美式戰機比如雷達偵蒐一樣200公里好了，一樣會發出雷達波，敵人的戰機就會偵測到你的位置，但有用軍團莢艙就可以直接不開雷達，直接用IRST莢艙偵蒐到你的位置，直接標定，由於莢艙跟雷達連線只在飛行員的一個按扭的類似操做，等於要鎖定可以馬上就鎖定，也就是標定即鎖定，只是這次軍演台灣空軍忍住了，不輕易開火，不代表怕你解放軍空軍。

這就是前面所提的，一個說雷達強也對，一個說標定強也對，但一個開雷達容易被發現位置，一個只要雷達還沒有搜尋到它，它就還沒有曝光，後者可以直接一發命中，前者也可以，但理論上你要先抓到它。

實際推演一下，現在戰機都可以靠預警機知道敵機動向，但它傳送的資料只有目標資料：敵我目標的識別、位置、移動路徑、速度、類型（例如飛機、船艦、潛艇、導彈），鎖定還是要戰機或飛彈去鎖定，預警機只負責丟訊號給戰機，戰機沒開自己的雷達偵測到目標前，彼此並不知道彼此的正確位置。

所以俄式戰機只有開雷達偵蒐，才能知道敵機位置，因為它IRST的偵測距離不夠遠，由雷達補強。

而美式戰機則可以不開雷達，改用IRST莢艙係統，因為偵測距離夠遠，公開資料空對空就有187公里，能偵測敵機的熱訊號，得知敵機座標，照像標定，確認目標後，這時馬上開雷達，輸入資料給飛彈，直接發射，命中目標，而這時敵機還來不及反應，就直接被擊落。

結論：同樣距離下，你雷達偵蒐距離遠不代表會馬上偵蒐敵人，因為戰機雷達基本上是以前方扇型區域做掃描，抓到才鎖定，所以發出雷達波的會先被發現。而美軍IRST則用物體紅外線熱源，被動收集熱訊號，集中、放大，標定加鎖定，這過程並沒有發出雷達波，只是光學感應，雖然戰機不發射雷達波，不代表完全無法被偵測，但它會降低被傳統雷達發現的機率。

這樣推下來，大家覺得哪個會贏？

※作者為業餘作家，軍事研究者。