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再见2017 机载光电/红外传感器市场未来10年展望

2008-09-23 16:44
科技潮人
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国产机载光电吊舱[资料图片]

国产机载光电吊舱[资料图片]

    2005年初,美国空军负责战略规划的副主管称,军方在C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察)方面的投资越来越大。60年代,在这方面的开支只占到总开支的33%,现在达到了45%,预计今后将进一步增长到50%。

 

    目前的机载ISR(情报、监视和侦察)市场主要分成两部分:光电/红外传感器和合成孔径雷达。本文将利用 Teal集团公司的详细数据对今后10年光电/红外传感器市场的发展情况进行预测。光电/红外传感器包含的对象从传统的侦察摄像机到应用越来越广的战斗机瞄准吊舱,从装在万向节上的球形前视红外(FLIR)(即转塔)到超广谱成像仪。

 

    根据历史数据以及对未来的投资分析,光电/红外传感器在过去5年稳步增长的势头将持续到2014财年,随后开始下降。市场总量将从2000财年的15亿美元增加到2013财年的50亿美元。如Sniper、ATFLIR、 Litening、"阿帕奇"和"眼睛蛇"直升机的瞄准/导航系统等瞄准光电/红外传感器将继续占据最大的市场份额。

 

    尽管无人机载光电/红外传感器的市场将逐渐增长,但是却不会有爆炸性的增长。最起码在今后10年,有人机载光电/红外传感器的市场份额仍然是最大的。瞄准光电/红外传感器市场将在2010财年后开始逐渐减少。现在已经开始的几个重大的采购计划将在2014财年结束,而随着F-35联合攻击战斗机传感器采购的开始将会有所起色。

 

     战斗机载光电瞄准吊舱

 

    第二代战斗机光电/红外瞄准吊舱已经开始生产,在今后10年,将不断引入新的技术,以满足未来的作战需要。今后将越来越强调这些吊舱的多用途,如目标定位、攻击后的炮弹毁伤评估(BDA),以及向地面和其他空中平台实时传送ISR数据的能力。随着生产量持续稳定增长,每年用于这类吊舱系统设计、采购和升级的资金需要几亿美元。

 

    目前,三种主要的瞄准吊舱分别是诺思罗普·格鲁曼公司的Litening吊舱、雷西昂公司的ATFLIR吊舱以及洛克西德·马丁公司的Sniper吊舱。由于ATFLIR和Sniper吊舱已投产,"9.11"后对 Litening吊舱的"紧急需求"的采购量会下降。但是,与另外两种吊舱相比,Litening吊舱性能相近,但价格却相对便宜,因此今后还将会有一些新的平台大量装备这种吊舱。目前选用这种吊舱的平台包括A-10、AV-8B("鹞")、B-52、F-15、F-16、F/A-18和B-1等飞机,而最初只计划装备在AV-8B和F-16飞机上。

 

    这三种吊舱的生产数量将大致相等。在今后一两年内,Litening吊舱的生产量最大,随后将落后于其他两种吊舱。但是,由于其价格比较便宜,因此在预测期内对Litening的采购金额将明显少于其他两种吊舱,即使将美国空军继续生产的A-10攻击机和美国海军的F/A-18C/D"大黄蜂"飞机的采购量考虑在内,大约也只占到吊舱市场的20%。如果海军的采购结束,且完全依赖对外军售,那么Litening吊舱的销售量将严重下滑,仅占这个市场的一小部分。只有到2010财年,在装备F/A-18E/F "超级大黄蜂"飞机的ATFLIR生产结束后,Litening吊舱才可能超过ATFLIR,上升到第二位。但是,在这么长的时间内什么都有可能发生。

 

    下一代战斗机系统也将占有这个市场的可观份额,如装备Block 60 F-16战斗机的诺思罗普·格鲁曼公司集成前视红外瞄准系统(IFTS)。2010年后,新一代系统份额将稳步增长,到2014财年将占据整个战斗机瞄准市场的54%。这个份额是对F/A-22"猛禽"战斗机光电系统的大胆预测得出的,届时F-35 联合攻击战斗机(JSF)光电系统的生产才刚刚起步。在2015~2024财年的10年,F-35综合光电系统将开始增长,在这个市场占据首位。美国对吊舱的采购量将从2014财年逐渐减少。

 

    洛克西德·马丁公司在瞄准光电/红外市场的主导地位将逐步加强。由于Sniper 吊舱开始稳定生产以及拥有最少一半的F-35 JSF开发份额,该公司已占有40%的战斗机市场。在今后2年,诺思罗普·格鲁曼公司也将占有约40%的份额,随后将被雷西昂公司的ATFLIR侵占。到 2010年,雷西昂公司在战斗机的市场份额将下降到10%,诺思罗普·格鲁曼公司所占份额反弹到30%,而洛克西德·马丁公司则持有60%的份额。如果再加上在直升机瞄准项目上的份额,那么洛克希德·马丁公司在瞄准市场上的优势更加明显。

 

    能够对洛克西德·马丁公司的优势构成威胁的只有F/A-22"猛禽"战斗机项目。预计该公司将是F/A-22红外搜索跟踪(IRST)和瞄准前视红外重大开发和生产项目的主承包商。但是,这个预测只是一种推测,如果F/A-22光电系统问世,那么情况将会有所不同。受F/A-22项目的拖累,诺思罗普·格鲁曼公司在2005~2014财年中期所占市场份额仍然不高,只有F-35生产的开始,其市场份额才能在2015年与洛克西德·马丁公司持平。尽管雷西昂公司还将继续为无人机、直升机和其他载人平台固定提供前视红外装置,但是除非其能够找到一个项目来对抗诺思罗普·格鲁曼公司/洛克西德·马丁公司在F-35项目上垄断地位,否则即使洛克西德·马丁公司没有获得F/A-22项目的资金,雷西昂公司最终也会被挤出瞄准市场。但是如果没有F/A-22光电系统项目,洛克西德·马丁公司所占的市场份额还将维持在40%。

 

    尽管F/A-22光电系统的资金数据巨大,并且洛克西德·马丁公司几乎肯定会获得其中的大部分,但说实话,如果有谁能够挤入这些项目则都将受益匪浅。在今后10年中,这不仅将对诺思罗普·格鲁曼公司有所帮助,雷西昂公司更能借此挽回市场份额不断下滑的颓势。如果F/A-22的资金没有被洛克西德·马丁公司全部独吞,那么10年后的瞄准市场将会更加健康,竞争也更加激烈。

 

  战斗机载战术侦察系统

 

    自冷战结束以来,美国有人机载战术侦察系统的市场逐渐衰退。美国基本上停止了先进战术机载侦察系统(ATARS)、战术空中侦察吊舱系统(TARPS)和战术空中侦察系统(TARS)的生产。尽管共用侦察吊舱(SHARP)的生产量比较大,但是却不会再有增长。只有F/A-22在侦察系统上的投资可以阻止这个市场萎缩。市场萎缩并不是因为需求减少,而是因为预算和飞机数量的削减,迫使现在的战斗机必须具备多用途性。这不仅是导致美国海军的飞机全部变成"大黄蜂"的原因,也是导致装备TARPS的F-14过早退役以及空军RF-4专用战术侦察机退役的原因。

 

    减少平台的多样性和提高瞄准FLIR的通用性,必然会有更多的将多任务FLIR用于ISR的开发项目。第一代FLIR不仅视场小,而且分辨率低。而焦平面阵列性能的提高以及更先进软件的应用则大大提高了第二代FLIR的性能。

 

    PhotoTelesis公司的AN/AVX-3 LANTIRN快速战术成像系统(FTI)可以将海军F-14 LANTIRN吊舱的导航和瞄准数据传输到其他飞机,或将侦察数据传送给地面站。2003年,在"伊拉克自由行动"中,海军在F/A-18F飞机上安装了 8套FTI-II增强型照相侦察情报攻击组件(PRISM),其中还可能使用了雷声公司的ATFLIR吊舱。FTI-II系统可以传送图像和文本信息,信息可以存储在闪存卡中。通过串行远程控制,FTI-II系统还可与"超级大黄蜂"磁带录像机连接,控制磁带录像机,从而武器系统操作人员可以记录、倒带、重放和捕获视频图像。

 

    其它的数据链路开发工作重点是传输战斗机的传感器获得的数字数据。改进型数据调制解调器(IDM)已成为美国和北约平台的战术数据链路。然而,IDM不能传送图像,因此Symetrics公司与PhotoTelesis公司合作开发了PRISM。PRISM是快速瞄准系统项目的延伸,其性能有了很大的提高。目前PRISM装备在美国空军的C-130飞机上,已经在美国的有人和无人平台上进行了评估,英国、土耳其和荷兰的空军也对其进行了评估。

 

    从伊拉克行动中可以看出,瞄准FLIR越来越多地用于ISR。美国海军陆战队用"鹞"和"超级大黄蜂"飞机搭载的Litening吊舱对战场实施实时监视,在吊舱中加装了一个嵌入式视频录像机和"先锋"无人机使用的数据链路。实时视频信息可以提供给地面前进空中控制员,特别是在城区行动中,可以帮助飞行员发现在空中难以发现的目标。

 

    目前三种新一代瞄准吊舱正在作为ISR系统上市。2005年中期,雷声公司表示,计划为ATFLIR吊舱增加Ku波段数据链路,从而使其成为美军C4ISR网络的一个关键节点。

 

    2003年4月,诺斯罗普·格鲁曼公司称,该公司的Litenning吊舱不再是瞄准吊舱,而是瞄准/ISR吊舱。2005年7月,装有无线电设备的Litenning ISR系统开始装备美国空军的B-52H轰炸机,可通过遥控视频增强型接收机向地面部队传送实时的视频图像。

 

    2004年中期,洛克希德·马丁公司宣称,该公司已经为荷兰皇家空军提供了 Pantera(Pantera是Sniper吊舱的对外销售名称,今后将逐步停止使用)吊舱,用来取代专用战术侦察吊舱。挪威皇家空军也在为其采购的 Pantera吊舱开发一种实时图像传输系统。有关Pantera系统的细节不详,但与拉斐尔/蔡斯合作开发的RecceLite吊舱相比要稍显逊色。

 

    RecceLite吊舱是Litening吊舱的改型,是一种基于瞄准FLIR 开发的专用战术侦察吊舱。该吊舱的75%与拉斐尔公司的Litening吊舱(在美国则由诺斯罗普·格鲁曼公司生产)相同,但Litening吊舱中的激光指示器被去掉了,从而FLIR的视场可以达到0.7°。Litening吊舱的FLIR子单元被图像处理单元取代,并加装基于固体快速存储器的数字飞行记录仪,还可以增加实时数据链路。通过这些改进实现了对Litening吊舱的升级。吊舱的工作模式包括航迹下方或侧方广域搜索、航迹侧向扫描以及定点采集。

 

    2001年,西班牙成为RecceLite系统的第一个国际用户,为其EF- 18飞机装备4个吊舱和一个地面站,价格约为1500万美元,EF-18飞机将取代RF-4飞机。2004年8月,荷兰皇家空军决定为其F-16战斗机购买6套RecceLite系统,总金额为4370万美元。但是,无论将来RecceLite系统是否能够成为主流,但利用FLIR数据进行ISR是必要的。

 

直升机载ISR系统

 

    由于有人战斗机载战术侦察项目减少,装备在直升机和P-3"猎户座"飞机等其它飞机上的传感器在ISR领域占有很大一部分。多功能ISR/BDA(战场毁伤评估)/瞄准FLIR已成为大部分飞机(执行单一用途或运输任务的飞机除外)上最常见的装备。无人机领域的专用术语"持续监视"也适用于许多有人操纵和战略级ISR平台,这些平台另外还具有即时平台上处理能力,不需要卫星或其它数据链路。

 

    攻击直升机用的瞄准和视觉增强系统正在发展成为第二代,洛克希德·马丁公司开始生产用于"阿帕奇"直升机的"箭头"(现代化目标捕获指示瞄准具/驾驶员夜视传感器,M-TADS/PNVS)系统,而该公司用于AH-1Z"超级眼睛蛇"直升机的AN/AAQ-30"鹰眼"目标瞄准系统(TSS)也即将投产。有了上述两个项目,洛克希德·马丁公司不论在美国还是在全世界的攻击直升机前视红外市场都将占据主导地位。然而,其绝对销售额只有ATFLIR或Sniper/PANTERA的一半。

 

    在20世纪90年代末,雷声公司收购了休斯公司和德州仪器公司,因此获得了低空固定翼飞机和直升机的主要FLIR转塔的业务。雷声公司不需要放弃任何机载FLIR项目,只需要剥离一些地面产品业务。尽管还存在着其他一些供应商,但是,由于这些供应商通常只在国际市场、民用项目以及美国军方小型项目上有很强的实力,因此,雷声公司还将在未来美国主要的采购项目上占据主导地位。北美地区其他两个主要供应商是美国的FLIR系统公司和加拿大的L-3 Wescam公司。这两家公司将继续销售它们的系统,销售额的大部分将来自国际市场。只有FLIR系统公司挤进了美国军方的一些主要项目,但大部分还掌握在雷声公司手中。L-3 Wescam公司必须依赖其现在的母公司--L-3通信公司--的发展。

 

    后几年,将有几次大的竞争。其中之一就是为美国海军237架MH- 60S"海鹰"直升机提供新传感器。正在制造的MH-60S直升机根据规定装备雷声公司的AN/AAS-44转塔,但是,还没有签订FLIR合同。计划中的武装型MH-60S将在2006年的Block 3A中引入FLIR。Block 3A将在新的FLIR上展开充分公开的竞争。尽管雷声公司在竞争中占据优势,但是Block 3A不会局限于AAS-44(采购即将结束)。Block 3C将使用改进型FLIR和其它部件,签订合同的时间将不会早于2013财年。土耳其也在计划大量采购"海鹰"直升机,但是它们可能采用本国生产的 FLIR。该国的飞艇传感器公司已经赢得了相当多的新的ISR传感器订单,并且这种局面还将继续下去。

 

    美国陆军的武装侦察直升机(ARH)是一个新出现的项目。陆军计划购买368 架ARH,以取代OH-58D"基奥瓦勇士"侦察直升机。预计首批ARH在2008财年装备部队。这些直升机将肯定会安装瞄准/ISR光电/红外系统,并且可能是相对复杂而昂贵的系统。对于直升机来说,这将是一个比较大的项目,但是,与M-TADS/PNVS相比,则稍显逊色。2005年8月,贝尔公司的 407型直升机赢得了ARH平台合同,而这将给前视红外系统公司的Brite star II FLIR转塔提供了一个极好的机会。

 

    一种新的ISR技术--超光谱成像--的开发已经进行了很多年。该技术利用 100多个不同频段的数据对生化战剂或传统坦克和舰艇进行探测。然而,这种技术在军事上的应用还不成熟,目前还没有达到批量生产的水平,甚至还没有任何公司有生产的计划。尽管机会很多,但是起码在今后的几年中,在研究、开发、测试和评估上的投资将大大超过采购金额,近10年生产量将非常小,产品主要是定制系统。除了美国空军"全球鹰"和U-2飞机的SPIRITT项目外,BAE系统公司近期通过收购STI工业公司介入沿海机载传感器/超光谱项目的开发。该公司希望能够获得尽可能多的市场份额,未来市场的空间依然非常大。

 

  无人机载光电传感器

 

    无人机是航空航天工业中增长最为迅速的领域。Teal集团预测,在今后10年这个市场规模将达到目前的2倍以上,美国在光电传感器领域的全球投资额将从每年的3亿增加到约6.5亿美元。

 

    目前,"全球鹰"是唯一全球性的无人机项目。"全球鹰"无人机大量采用了与有人平台相同的ISR传感器。最起码在今后几年,对"全球鹰"无人机传感器的投资将差不多占到整个无人机传感器投资的一半,并且全球总投资的一半会落入美国制造商的囊中。"捕食者"无人机的采购数量尽管非常大,但是从资金来看也只是一个中等项目,并且还包括了"捕食者"、"捕食者"B型和陆军增程多用途(ER/MP)长航时无人机多种型号。2005年8月,通用原子能公司航空系统部门的"勇士"无人机被选作ER/MP无人机。战术无人机将继续采用便宜的传感器,并且采购的数量比较小,只有几百套。

 

    在今后10年,如果联合无人作战空中系统(J-UCAS)获得美国国防部的投资,那么它将是唯一一个接近"全球鹰"无人机的项目。但是,J-UCAS项目推迟,而"全球鹰"的生产量更有可能按计划大幅增加。到2014年后,如果陆军的未来战斗系统取得成功,微型无人机技术成熟,那么好几万个小型/微型无人机传感器将占据一个很大的市场份额。

 

    从2015财年开始,"全球鹰"依然将占据市场的主导地位。届时,尽管美国空军最多订购56架无人机(根据对"全球鹰"光电传感器的投资预测,从2013财年开始,每年减少7200万美元),但是海岸警卫队的"深水"项目或对外销售将使"全球鹰"在无人机光电市场的份额接近40%。实际上,预计海军的广域海上监视项目的采购金额将开始攀升。

 

    在国际上,各种战术无人机项目在传感器上的投资总额非常小,美国可能不会在无人战斗机(UCAV)上进行投资,只有欧洲购买新的长航时无人机时,在传感器上的投入才会增加。

 

    无人机光电传感器市场与战斗机瞄准光电/红外市场完全相反:雷声将占尽优势,而洛克希德·马丁公司则名落孙山。但是,无人机传感器在整个市场所占份额非常之小。作为新一个新的ISR瞄准FLIR市场,无人机光电/红外ISR市场依然是开放的。由于大部分近期采购合同尚末签订,因此雷声公司的优势会稍微受到削弱。

 

    结论

 

    对于整个机载光电传感器市场来说,洛克希德·马丁公司在今后10年将控制着光电 ISR/瞄准市场。这是因为该公司在战斗机和直升机瞄准系统(Sniper吊舱和"箭头"M-TADS/PNVS)方面占据优势,其市场份额将保持相当于诺斯罗普·格鲁曼和雷声公司的总和。

 

    雷声公司位居第二。该公司主要为有人机和无人机平台提供FLIR转塔,并且为"全球鹰"提供复杂的ISR传感器套件。FLIR系统公司(位居第四)和L-3 Wescam公司(位居第六)在同样的市场则处于次要地位。

 

    位居第三的是诺斯罗普·格鲁曼公司。该公司主要有Litening瞄准吊舱,10年后将为F-35联合战斗机提供光电传感器。诺斯罗普·格鲁曼公司希望借助"夜间猎手"和"乌鸦眼"FLIR转塔进军其它市场,但是目前还处于起步阶段。

 

    BAE系统公司(位居第五)则在小型超光谱传感器技术方面领先。

 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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