紀永添專欄：美國售台的IRST莢艙可以剋死殲-20嗎？

美國日前宣布批准出售紅外線搜索追蹤（InfraRed Search and Track , IRST）莢艙給台灣，將掛載在最新採購的66架F-16V BLK70戰機上使用。雖然目前沒有透露出售的型號，但一般相信應該是近期才剛剛服役的軍團莢艙（Legion Pod），台灣獲得的可能是專為海外F-16所設計的外銷版。軍團莢艙採用洛克希德．馬丁公司所研發的IRST21技術，不只已開始配備於美國空軍的F-15與F-16上，美國海軍的F/A-18 E/F也選擇了IRST21，發展出自己的IRST Block II。而美軍會積極為現役戰機加裝IRST，一方面是新一代的IRST，已能有效協助機載雷達偵測匿蹤戰機，另一個原因是過去IRST被美軍棄如敝屣，多數的現役戰機，包括最為先進的F-22，都未配備這項裝備。那為什麼IRST能鹹魚翻身？為什麼能反制匿蹤戰機？這一切就得話說重頭了。

配備在F-15C/D戰機的「軍團莢艙」具備IRST能力，大幅提升其空優戰力。（取自DVIDS網站）

雷達與紅外線偵測的異同

在航空時代來臨後，如何偵測來襲的敵方飛行器，成為了最優先的任務，各種方法百花齊放，最後有兩種脫穎而出，一個是雷達，另一個是紅外線系統。這兩者的原理剛好相反，雷達是主動發射雷達波，再接收敵機反射回來的雷達波，藉以算出敵戰的方位與距離。紅外線系統則是被動接收敵機所發散出來的紅外線熱源訊號，再形成影像。這兩者各有優缺點，雷達能計算雷達波的反射時間，所以除了敵機的方位外，還能確定距離，紅外線系統因為能形成影像，理論上能識別敵方軍機。而這些特點剛好也是對手的最大缺點，雷達難以進行敵我識別，紅外線系統無法測距。更糟的是紅外線系統易受天候影響，早期以紅外線系統為尋標頭的短程空對空飛彈，有時會跑去追太陽，就是一個最好的例子。因此早期的紅外線系統並不可靠，常受人詬病。

IRST系統所呈現的影像，能清楚看到戰機輪廓，受過訓練的飛行員可識別戰機型號。

而雷達有一個很顯著的優勢，因為雷達是主動發射雷達波進行偵測，所以只要想辦法加大功率，探測距離就能越來越遠，至於難以進行識別的問題，則另外發展出敵我識別系統（IFF）來彌補。相反的，被動接收敵機熱源訊號的紅外線系統卻面臨新的挑戰，因為航空引擎技術的進步，排出的熱源訊號越來越小，變的更難以偵測。同時隨著紅外線追熱飛彈的大量服役，戰機在設計上也越來越強調如何隱藏自己的熱源訊號，以降低被鎖定的機率。雖然紅外線系統的偵測敏感度也有不少進步，然而在發展速度上已慢慢被雷達給拉開。以當時美國空軍的F-4戰機為例，早期型所安裝的AN/AAA-4，評價並不高，在進行攔截任務時，往往難以發揮功效，因此後期型就取消了IRST，只剩下機載雷達，而且這樣的趨勢到了下一代戰機，還變的更為明顯。

取代F-4的F-15，與用來替換F-5的F-16，甚至從一開始就沒有配備IRST，完全仰賴機載雷達。最後只剩美國海軍的艦載機F-14A仍配備IRST，不過效能依然不佳，特別是F-14A擁有AN/AWG-9，被譽為是當代最為優異的機載雷達，其探測距離超過200公里以上，能同時追蹤24個目標，並指揮6枚鳳凰長程空對空飛彈（AIM-54 Phoenix）接戰，讓機上IRST的搜索追蹤能力形同雞肋，僅剩目標識別功能，沒多久就被能畫質更好，還能放大影像的電視攝影機取代。不過即使如此，仍有許多人認為IRST有存在的必要，除了能輔助雷達偵測死角外，在攔截大型戰略轟炸機時，可以快速捕捉到這種目標的熱源訊號。這讓F-14D再次配備了大幅改良性能，並結合了電視攝影機的新型IRST，而這款AN/AAS-42也是今日IRST21技術的發展基礎。

F-14D艦載機在機首下方安裝的AN/AAS-42，可以見到有兩個鏡頭，一個是IRST，另一個是電視攝影機（TCS）。（圖片摘自網路）

俄系戰機堅持使用IRST

雖然當時美軍決定不在戰機上安裝IRST，並不代表全面放棄紅外線系統，反而全力發展另一種前視紅外線系統（Forward Looking InfraRed , FLIR）。FLIR主要用於搜索地面目標，可用於標定目標與導航。美軍沒有放棄FLIR的原因，在於使用雷達來搜索地面目標的技術在那時仍不成熟，而且空對地攻擊的作戰距離通常都不大，過去紅外線系統偵測距離較短的問題，並不算太大的缺點。同時，紅外線系統還擁有識別目標與全天候使用的優勢，再加上雷射測距儀的技術也已經逐漸成熟，讓FLIR成為了對地攻擊不可或缺的重要輔助系統。以美國空軍發展出來的藍盾系統（LANTIRN）為例，包含AN/AAQ-13導航莢艙與AN/AAQ-14標定莢艙，讓美軍戰機擁有夜間超低空飛行與對地精確攻擊的能力。台灣也採購了外銷版，供F-16A/B Block 20使用。

俄羅斯的發展則與美國截然不同，一直認為IRST是重要的輔助搜索系統，在美國空軍的F-15與F-16都未安裝IRST時，蘇聯時代研發的Su-27與MiG-29卻都配備了IRST。俄系戰機堅持使用IRST的原因，可能包括蘇聯時代的雷達技術較美國落伍一些，IRST能協助監控更多死角。此外俄羅斯的國土位置偏北，氣候較為寒冷，是非常適合IRST使用的環境。最後一個關鍵原因，在於俄羅斯的國土廣大，執行攔截任務是俄系戰機很重要的工作，需要良好的敵我識別能力，而在這一方面IRST特別有用。以Su-27為例，IRST的型號為OLS-27，安裝在座艙罩的前方，呈半圓型的凸起，擁有良好視野，是重要的輔助系統。而從Su-27發展出來的戰鬥轟炸機Su-30，型號為OLS-30，還整合了FLIR，讓Su-30能快速切換到不同模式，攻擊的效率更高。

Su-27戰機座艙罩前方所安裝的OLS-27。（圖片摘自網路）

匿蹤技術出現，雷達地位受到挑戰

不過Su-30使用的OLS-30，與Su-35的OLS-35，只包含部份FLIR的功能，真正整合ISRT與FLIR的，當屬美國的F-35匿蹤戰機。F-35機上所配備的光電標定系統（Electro-Optical Target System , EOTS），型號為AN/AAQ-40，半埋於機首下方的菱形凸起玻璃窗內，具備完整的IRST與FLIR功能。此外，F-35還擁有另一套也算是IRST的分散式孔徑系統（Distributed Aperture System , DAS），提供了飛行員360度的視野。這套型號為AN/AAQ-37的系統，在機身四周安裝了6具光電感測器，並連結到頭盔顯示器（HMDS）上，讓飛行員能快速掌握來自各個方向的威脅，還可主動指揮機載電子掃描雷達，追蹤可疑目標。而美軍之所以會在過去放棄IRST，卻為F-35上安裝如此先進的系統，關鍵的原因在於匿蹤技術出現後，雷達的地位已受到挑戰。

俄羅斯Su-35戰機座艙罩前方的OLS-35，已整合了FLIR的功能。（圖片摘自網路）

雖然美國的雷達偵搜技術依然領先全球，但各國所自行研發的匿蹤戰機，如俄羅斯的Su-57與中國的殲-20，還是很大的威脅。而隨著材料科學與高速運算晶片的進步，近年來紅外線偵測技術有很大的進展，讓美國決心重拾IRST來彌補雷達系統的不足。當然，今日的匿蹤戰機，不只有反制雷達的手段，也會利用特殊設計的引擎噴口與機身塗層，來儘量減少機身散發的熱源訊號，但在偵測引擎熱源訊號的領域，美國仍有不少優勢。整合電子掃描雷達與新型的IRST，能擷取兩種系統之所長，盡可能降低戰機的偵測死角，早一步發現敵機的蹤影。只是美軍現在的問題，在於現役的第四代戰機都沒有IRST，甚至較早服役的F-22，也因設計與經費等問題，最後放棄安裝IRST。而軍團莢艙就是目前這種窘境的解方，讓舊型戰機能對抗匿蹤戰機的威脅。

F-35的EOTS，型號為AN/AAQ-40，半埋於機首下方的菱形凸起玻璃窗內。（圖片摘自網路）

以美軍的F-15與F-16為例，在換裝了電子掃描雷達後，再搭配軍團莢艙，能讓偵搜能力大幅躍進，雖然與F-35相比仍有一段距離，但已有初步能力，反制匿蹤戰機。特別是軍團莢艙這種IRST的特性，是被動偵測熱源訊號，本身不會發射電磁波，可以維持自身的隱蔽性，也不易受到多數電戰系統的干擾壓制，能在複雜的電磁環境中維持作戰能力。雖然採用外掛莢艙的方式會增加阻力，也會破壞匿蹤外形，不過F-15與F-16本身就不是匿蹤戰機，影響並不算太大。而外掛莢艙的最大優點，是能不斷替換升級。如F/A-18 E/F的IRST Block II，就是升級後的新系統，特別值的一提的是IRST Block II是安裝在機腹中線副油箱上，分出副油箱的前方三分之一空間，來安裝IRST的電子裝備。F/A-18 E/F只需進行軟體升級，就能使用這款新系統。

F/A-18 E/F機腹中線的IRST Block II ，三分之一處有條白線，前方是IRST，後方是副油箱。（圖片摘自網路）

軍團莢艙能建構共同作戰圖像

台灣所採購的66架F-16V BLK70，都配備了新型的電子掃描雷達，在掛載軍團莢艙後，將是對付中國殲-20戰機的利器。不過由舊有F-16A/B Block 20構改升級而來的F-16V BLK20，恐怕無法使用軍團莢艙，這是美中不足的一點，未來是否有機會克服技術上的問題，值得空軍評估爭取。特別是外銷型的軍團莢艙，是否會保留戰術標定網路技術（Tactical Targeting Network Technology , TTNT），更是重要的關鍵。這種新型的戰術資料鏈，能將軍團莢艙獲得的資料，自動分享給附近的友軍單位與指揮管制中心，組成一個龐大的監視追蹤網絡，除了讓匿蹤戰機更難以躲藏外，還能建構共同作戰圖像（Common Operational Picture , COP），而這也是台灣目前最為缺乏的關鍵能力。國軍過去雖然已取得Link-16資料鏈，並不斷投資博勝案，卻仍遠遠不足。

回顧近年來美國協助台灣取得的武器系統，包括出售4架MQ-9B無人機，援助另外4架MQ-9A，幫忙升級原有的Link-16至北約規格的Link-22資料鏈，都是在建構共同作戰圖像。售台的軍團莢艙若擁有TTNT資料鏈，在戰時能開通，不只可讓盟邦取得台海空域的即時戰況，有助於盟邦提供協助，台灣同樣也能從盟邦獲得更多的作戰資訊，達成聯合作戰的目標，這才是台灣採購軍團莢艙的最重要價值。除此之外，台灣正在全力發展無人機，除了大型的騰雲二型無人機已接近服役外，陸軍聯兵營所使用的偵搜型旋翼無人機也剛撥交部隊，還要採購大批商規軍用的中小型無人機供基層單位使用。這些大大小小的無人機，都有各自的光電偵搜系統或攝影機，要如何整合這些資訊，形成共同作戰圖像，從下到上互相配合，是國軍應該思考的新方向。

※作者為軍事研究者