PAK-FA最重要的作戰(zhàn)用航電系統(tǒng)稱為MIRES（多用途整合式無線電系統(tǒng)），意即包括雷達、無線電預警、電子戰(zhàn)、通信、敵我識別等在內(nèi)的所有無線電系統(tǒng)在一開始就被視為單一的復雜系統(tǒng)而進行研發(fā)，而不是將獨立的系統(tǒng)加以整合，如此一來各無線電系統(tǒng)的兼容性更高，能夠更好地發(fā)揮使用效率。另一方面，各系統(tǒng)可使用通用技術，甚至能加以整合（例如同一天線兼具探測與識別功能等），從而降低重量與成本。

探測、火控與電子戰(zhàn)系統(tǒng)

MIRES的研發(fā)主導權于2004年被授予Tikhomirov-NIIP（提赫米洛夫儀器制造科學研究院），由其牽頭與其他著名的航電研制機構共同執(zhí)行研發(fā)計劃。2006年完成了MIRES計劃的答辯。MIRES的探測雷達部分包括前、后、側(cè)視相控陣雷達，在波段上包括X、L甚至毫米波段，而且為了滿足多用途的需求，將采用主動相控陣天線。按照Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊（Yu.Beli）早期的說法，側(cè)視相控陣天線將不會內(nèi)置于機身，而是配備于外掛吊艙內(nèi)，而豪米波段則是未來的擴展項目。

除了無線電系統(tǒng)外，PAK-FA還配有UOMZ（烏拉爾光學儀器廠）研制的101KS光電系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包含前視光電探測器、分布式光電傳感器、對地攻擊吊艙以及主動光電防御系統(tǒng)。這樣一來，PAK-FA不論是在探測、火控還是警戒方面都有多種頻譜可供使用。

按照MIRES計劃，在硬件方面需要研制各種波段與用途的主動相控陣天線。Tikhomirov-NIIP的副總經(jīng)理即X波段主動相控陣天線總設計師塞納尼（A.ISinani）指出AESA（主動相控陣）雷達是分三個層次來進行發(fā)展：

1）建立基本組件庫：開發(fā)通用的高頻電路組件（放大器、移相器、衰減器等）、控制組件（智能開關、內(nèi)存等）、供電組件等：

2）完成天線單元：不同天線系統(tǒng)的設計者從上述基本組件庫中取得所需組件，而后完成具有完整功能的天線單元：

3）總裝并完成整個雷達系統(tǒng)：總設計師認為這種多層次的通用設計方法具有很大彈性，可以輕易依據(jù)所需功能與波段而設計出所需的天線系統(tǒng)。他同時也指出，根據(jù)Tikhomirov-NIIP專家的分析，美制主動相控陣天線的“磚”或“瓦”構造對于設計多用途的智能化AESA來說太過僵化且昂貴，例如必須針對不同用途與波段的雷達開發(fā)專屬的發(fā)射接收單元等，因此他們并未跟進。

參與MIRES計劃的都是重量級的無線電、雷達研究單位。如Tikhomirov-NIIP自身就曾研制出世界上第一種戰(zhàn)斗機用相控陣雷達（米格-31的Zaslon“閃光舞”被動相控陣雷達）。Pharzotron-NIIR曾研制出米格-29改型使用的Zhuk（”祖克”，也譯為“甲蟲”）系列雷達，更于1993-1994年獨立開展了主動相控陣雷達的研發(fā)，其于2005公布的Zhuk-AE（“祖克-AE”）更是第一種完整的俄制主動相控陣雷達。圣彼得堡的Leninets公司曾研制出蘇-34的相控陣雷達，也有多年研究主動相控陣雷達的經(jīng)驗。除了以上3個擁有完整雷達系統(tǒng)研發(fā)經(jīng)驗的單位外，還加入了在主動相控陣天線的研究上有“特長”的單位，如NPP lstok（提供X波段GaAs天線單元）、NPP Pulisar（提供L波段天線單元）、由2000年諾貝爾物理獎得主阿爾費羅夫（Zh.Alferov，其獲獎原因正是在半導體、微芯片方面的成就）主持的loffe物理技術研究院等。而負責量產(chǎn)的GRPZ（國家梁贊儀器制造廠）也加入了研發(fā)計劃，從而使研發(fā)與生產(chǎn)之間不會出現(xiàn)斷層。在AFAR尚未公開時，GRPZ便早已做好了量產(chǎn)AESA雷達的準備。

第四代雷達系統(tǒng)型號為N-036。以下按各天線型號分別介紹：

AFAR-X主動相控陣雷達

技術諸元

暫稱為AFAR-X的主動相控陣雷達，約有1526個由NPP lstok研制的砷化鎵（GaAs）主動天線單元，每個單元峰值發(fā)射功率10～12瓦，能量效率超過30%，接收模式噪聲3dB，相位差控制的方均根誤差6度（注意這不是波束角度，而是相位差）。根據(jù)俄媒報導，其能追蹤60個目標并打擊其中16個。由天線功率估計，其總峰值功率約15～18.5千瓦，小于 lrbis-E的20千瓦。但考慮到PESA（被動相控陣）雷達有傳輸損耗而AESA（主動相控陣）雷達幾乎沒有，則lrbis-E真正發(fā)射出去的功率約16～18千瓦（假設傳輸損耗為10%～20%），即在處理能力相同的情況下探測距離相當。如果再考慮到T-50的計算機系統(tǒng)運算能力更強、以及主動相控陣天線能在相同時間內(nèi)變化出更多模式的波束來探測同一目標，則AFAR-X的探測距離理論上會更高。

天線隱身設計

AFAR-X的雷達基座采用了略為上翹的設計，而T-50一號機與二號機的雷達罩與前機身交會處也隱約可見此種設計，這樣能夠減少天線造成的正面RCS。Tikhomirov-NIIP的多位專家表示，AESA雷達因為較厚重的關系而不會采用像lrbis-E那樣的機械輔助掃描設計，而是以側(cè)視相控陣來增加視野。其中一位專家還表示，側(cè)視相控陣因為較小所以探測距離當然會比主雷達小，但可藉由延長觀測時間來補償探測距離。其實，PAK-FA的初始設定中就有側(cè)視雷達，甚至由于側(cè)視雷達構造較簡單，因此可能反而比主雷達更早完成開發(fā)。

在相同的處理技術下，AESA雷達的探測距離約與口徑成正比。因此若口徑900毫米的前視雷達對戰(zhàn)機與空空導彈的探測距離分別是400千米與90千米，則口徑450毫米與300毫米的側(cè)視雷達則分別是200145千米與133123千米。

仿生設計的雷達

Tikhomirov-NIIP的AESA雷達從設計出發(fā)點上就與西方劃清了界線：不同于西方式以“磚”或“瓦”的發(fā)射接收模塊為主像砌墻一樣建構出整個相控陣天線.Tikhomirov-NIIP采用了仿生設計。據(jù)報導.Tikhomirov-NIIP的專家在研究后認為，為了開發(fā)符合未來需求的智能型多用途天線，必須舍棄西方的“磚瓦架構”而采用新方法，而其找到的方法便是采用仿生化聚合物設計。在AFAR-X開始研發(fā)的幾年前，Tikhomirov-NIIP的天線設計部門便發(fā)現(xiàn)相控陣雷達的運作機制皆可在生物催化反應中找到模擬：

例如某些生化聚合物在催化反應中調(diào)整酵素的催化行為，可以模擬成相控陣雷達中天線之間要有精準的振幅與相位差等：而某些生化聚合物在生化反應中能平衡合成與分解機制，可以模擬成相控陣雷達中對操作溫度的管控：生化反應中的同化與新陳代謝過程則模擬于發(fā)射與接收：而核酸在生物反應中的控制作用，就相當于相控陣雷達中的控制系統(tǒng)。

據(jù)此，Tikhomirov-NIIP的工程師將相控陣雷達的幾個功能與生化反應進行模擬，而后從生化反應中取得靈感制造出了這種“仿生”雷達。據(jù)悉，生物體內(nèi)的化學反應對內(nèi)外影響的緩沖、自適應能力，正是一部未來雷達所需要的，而這種取自大自然智慧創(chuàng)造的雷達自然是有其優(yōu)勢的，因為眾所周知，生物的演進歷史是遠超過人類科技的。依據(jù)這樣的仿生概念，Tikhomirov-NIIP開發(fā)了一系列新技術，2005年公開的AFAR-68 （Epaulet-A）微型AESA雷達便是這種仿生雷達的技術原型，該雷達驗證了這種仿生雷達的設計概念與生存性。該雷達每個單元峰值功率6～8瓦，能量效率30%，接收端噪聲系數(shù)3dB。

據(jù)指出，Tikhomirov-NIIP的這種仿生天線設計在單位重量、耗電量、能量效率等方面與西方產(chǎn)品相當，而在雷達工作模式、信號處理（包括處理可以提升隱身性與抗干擾性的超短脈沖）等方面則擁有顯著優(yōu)勢。

制造過程中進行整體優(yōu)化

不論是AFAR-68還是后來公布的AFAR-X，從中可見Tikhomirov-NIIP的X波段主動相控陣天線是由許多內(nèi)含有大量通道（超過10個）的線形相控陣所構成?？傇O計師塞納尼指出，每一個線形相控陣內(nèi)的每一個信道在制造過程中都接受自動測量，相關參數(shù)會傳至統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。待整具天線組裝完成后，再進行振幅與相位分布測量，參數(shù)也送至上述數(shù)據(jù)庫中。之后，整具天線在設定有各種模式控制參數(shù)的計算機控制下進行多模式操作，以此搭配特殊的算法對天線進行校正（校正個別天線的控制值以使總結(jié)果與設計值相同）。整個過程需要數(shù)億次的測量。以上過程簡言之便是在整個天線完成組裝后再進行最優(yōu)化，如此將可消除制造過程中的各種誤差，因此有理由相信AFAR-X至少在波束控制的精度上會有相當出色的表現(xiàn)。

試驗進度

AFAR-X的收發(fā)模塊于2007年莫斯科航展上首度公開，并于MAKS 2009上公布了雷達實機，成為航展熱點。Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊表示，實驗型AFAR-X已于2008年11月完成初步實驗室試驗并開始進行復雜的地面試驗，其中也暴露出一些設計問題。在分析這些問題的同時也在進行第二部雷達的組裝，二號雷達已可視為原型雷達，于2009年底完成，將消除先前地面試驗中暴露的缺陷。據(jù)悉，天線本身會更早完成，因此先前暴露出問題的可能并非主動相控陣天線。根據(jù)試驗計劃，預計額外建造若干部雷達，包括用于飛行試驗的雷達。由于試飛基地稍早之前已經(jīng)完成Pharzotron-NIIR的Zhuk-AE主動相控陣雷達的飛行試驗，因此其經(jīng)驗可能也將有助于加快AFAR-X的飛行測試進度。根據(jù)2010年底對于Tikhomirov-NIIP總設計師的專訪，AFAR-X已準備進行飛行試驗，可見進度如同預期。

在2011年莫斯科航展前夕，貝萊表示，當時已有3部AFAR-X雷達，第一部于2009年展出，第二部在201 1年開始地面試驗，短期內(nèi)將交給蘇霍伊公司用于PAK-FA的地面試驗。第三部雷達已完成廠商試驗，隨后將交付蘇霍伊公司用于第三架飛行試驗機（T-50-3）。第四部雷達的組裝已經(jīng)開始并將制造第五部。

生產(chǎn)分工

AFAR-X基本上是全俄制的（無線電部件全俄制、控制芯片部分進口），但生產(chǎn)收發(fā)模塊的機具是由日本等國進口。目前已建立兩條生產(chǎn)線，一條生產(chǎn)芯片（建立在NPP lstok，用于生產(chǎn)X與K波段微波芯片，采用0 1微米制程，年產(chǎn)能100萬片），另一條將芯片裝入電路板，據(jù)稱生產(chǎn)線高度自動化，基本實現(xiàn)無人操作。生產(chǎn)文件已被轉(zhuǎn)移至GRPZ進行生產(chǎn)準備，預計每年可生產(chǎn)50部AFAR-X。俄羅斯兩大雷達廠商均透露出AESA雷達的量產(chǎn)能力，Pharzotron-NIIR總經(jīng)理在接受采訪時向筆者表示，其已改進生產(chǎn)程序，使Zhuk-AE的產(chǎn)能從過去的年產(chǎn)10部提升至50部。此外，AFAR-X也可用于改進型戰(zhàn)機。不過Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊也指出，目前的困境在于提供基本組件的NPO lstok產(chǎn)能與良品率不足。他表示，根據(jù)2007-2008年的國防預算計劃，應提供資金給NPO lstok進行生產(chǎn)設備的更新，但至今尚未落實，這導致其生產(chǎn)的組件可靠性與精確性不足。

未來展望

目前，各國的AESA雷達的收發(fā)模塊多采用砷化鎵（GaAs）半導體組件，峰值多在15瓦以下，如美制APG-77每個單元的峰值也為10瓦左右，俄制Zhuk-AE則為5瓦。這除了考慮到飛機的供電能力外，其實主要是受制于冷卻條件。提高功率會產(chǎn)生更多熱量，從而降低性能甚至損壞組件，這不僅需要更高功率的冷卻系統(tǒng)，甚至連冷卻系統(tǒng)都不好設計（部分原因是半導體材料的導熱性不夠好）。解決這個瓶頸的方案之一是以氮化鎵（GaN）取代砷化鎵。為AFAR-L雷達研制收發(fā)模塊的NPP Pulisar便在開發(fā)一系列氮化鎵收發(fā)模塊，據(jù)稱其操作溫度范圍、極限溫度、飽和電流都比砷化鎵高出許多，因此發(fā)射功率可以比砷化鎵收發(fā)模塊高出一個量級。據(jù)介紹，氮化鎵組件可以在30～50伏、300攝氏度以下工作。NPP Pilisar研制完成的一種氮化鎵主動相控陣組件是將氮化鎵摻雜在藍寶石基板上制成。組件噪聲系數(shù)小于2.7分貝，放大系數(shù)大于10分貝（對lOGHZ的波，即X波段），功率30瓦，最重要的是其不需要冷卻系統(tǒng)與限流保護電路，因此重量與體積可以顯著降低。目前還在開發(fā)一種將氮化鎵摻雜在硅或碳化硅上的組件，這種基材的熱傳導性比藍寶石更好，允許更大的發(fā)射功率。屆時，在C波段的功率可達200瓦，在X波段則達80瓦。

雖然這些高功率氮化鎵組件構成的AESA雷達最大耗電量可能超過戰(zhàn)術戰(zhàn)機的供電能力，使得其似乎更適用于預警機、防空雷達等。但可以預料，在戰(zhàn)術戰(zhàn)機上其可以降低功率的方式完成火控雷達的任務并減輕重量（因為可以省略一些冷卻系統(tǒng)與保護裝置），而本身耐受高功率的特性則可用來防御未來的“無線電聚焦硬殺傷”技術（將AESA雷達的高功率聚焦在小面積上以燒毀敵方無線電天線線路）。

AFAR-L主動相控陣雷達

T-50主翼翼根各裝有一組AFAR-L（L波段）AESA雷達，另外從原型機照片觀察，T-50的進氣道可動前緣前端有著與主翼前緣襟翼的AFAR-L相當?shù)某叽缗c顏色，故可能也裝設有AFAR-L，換言之T-50上可能有高達4部AFAR-L雷達，這意味著相當于8或16部完全獨立的L波段無線電設備。

AFAR-L有12單元與16單元兩種版本，MAKS 2007與MAKS 2009上展出的是12單元版本。其每個收發(fā)單元內(nèi)建4個獨立發(fā)射信道與2個接收信道，操作頻率1～1.5GHz，峰值200瓦，能量效率40%～60%甚至達70%（視操作頻率而定），能在水平方向進行±60度的電子掃描。AFAR-L集敵我識別、空中管制、通信、火控、導彈主動預警等多重功能于一身，可能還有針對許多數(shù)據(jù)鏈通信與預警機雷達的被動偵測與干擾功能。兩套AFAR-L的總視野取決于主翼掠角，在蘇-35BM上總視野在±100度以上，在T-50上角度更大，可能在±110度左右。

AFAR-L最主要的特色是通過較大的總口徑而具備相當于米格-21所用的X波段雷達的方位精確度，使T-50可以進行遠程高精度敵我識別、保密通信以及以特殊方式裝訂火控數(shù)據(jù)。此外，L波段的繞射能力增強了其對隱身目標以及樹下目標的探測能力。12單元版本對RCS-1平方米目標的探測距離應在50千米以上。若采用16單元版本，則探測距離可增加15%左右。由于隱身戰(zhàn)機的邊緣難免存在繞射，使得RCS難免在1平方米上下，這時AFAR-L可能會具有很好的探測效果。除此之外，AFAR-L可能還可以用來對Link-16等寬帶通信信號與衛(wèi)星通信信號進行預警與主動干擾。

后視雷達、側(cè)視雷達與毫米波雷達

T-50原型機的減速傘設置方式、尾錐末端材料以及尾錐尺寸顯示其在設計上考慮了后視雷達。MAKS 2011上公開飛行的T-50-1原型機的機尾便裝有類似老蘇-35的尾錐，應是用于試驗某種已經(jīng)存在的后視雷達（先搭配以前已經(jīng)測試好的雷達罩，這樣能避免T-50全新的雷達罩外形所造成的影響）。目前，除了在lrbis-E雷達的介紹片中出現(xiàn)了與后視雷達共享的畫面外，并沒有透露出太多后視雷達的細節(jié)。一般認為，后視雷達可能交由Pharzotron-NIIR研發(fā)，盡管Tikhomirov-NIIP也有類似口徑的雷達。

Pharzotron-NIIR自老蘇-35以及MFI開始便提供后視雷達。20世紀90年代末期，其推出的Faraon（“法老”）PESA（被動相控陣）雷達便擁有±70度的電子掃描視野，以及對RCS-3平方米目標70千米的探測能力，更輕巧（45千克）但探測距離增至90千米的改型可能也已問世。

由此可見，現(xiàn)有的后視PESA雷達探測距離大約在70～90千米，就警戒用途論這已足夠：能在傳統(tǒng)戰(zhàn)機射程之外便發(fā)現(xiàn)之（現(xiàn)有AIM-120、R-77等級導彈的追擊射程約20千米）、在15～20千米發(fā)現(xiàn)后方來襲導彈或引導導彈打擊位于后半球的敵機（若導彈性能許可）等。PAK-FA所用的短程導彈應是具有掉頭攻擊能力的R-73M2（“產(chǎn)品760”），未來還有具有反導能力的K-MD（“產(chǎn)品300”），從而使敵機從后方偷襲PAK-FA難上加難。

但PAK-FA的后視雷達也可能是主動式的，可能提供后視雷達的Pharzotron-NIIR也有AESA雷達。Pharzotron-NIIR的AESA雷達研制始于1994年，并于2005年推出了俄羅斯第一款真正的AESA雷達實機Zhuk-AE。從2008年起該雷達開始進行飛行試驗，在MAKS 2009之前Zhuk-AE已完成飛行試驗。其研制過程大量參考西方AESA雷達的設計，甚至控制芯片也由西方進口，但收發(fā)模塊由俄羅斯研制。Zhuk-AE擁有680個峰值5瓦的天線，對戰(zhàn)機探測距離150千米，采用類似技術打造的約400毫米口徑的后視雷達預計將有超過100千米的探測距離（對于RCS-3平方米的目標）。

MIRES系統(tǒng)包含了側(cè)視雷達，不過按總設計師在計劃初期的說法，側(cè)視雷達將外掛于吊艙內(nèi)。MIRES系統(tǒng)最終還可能裝備毫米波雷達，不過其并非MIRES系統(tǒng)的當務之急，應屬未來的擴展項目。俄羅斯一些研制主動相控陣天線的公司已擁有毫米波段的主動相控陣天線技術；

預警與自衛(wèi)系統(tǒng)

多層警戒網(wǎng)

雷達預警接收器可以說是現(xiàn)代戰(zhàn)機最重要的偵察系統(tǒng)（甚至比AESA雷達更重要）。據(jù)Tikhomirov-NIIP總經(jīng)理貝萊的說法.MIRES系統(tǒng)將包含電子偵察與電子戰(zhàn)功能，且這些功能是建立在主動相控陣天線的基礎上的。不過，要以一種天線同時滿足多種任務目前仍存在困難（例如操作頻率不夠廣，此問題對西方國家亦然），因此這可視為MIRES的最終研發(fā)目標，或是具有額外的專用于電子戰(zhàn)的主動相控陣天線，詳情仍待查證。不過，AFAR-L便可能具備預警能力：相比AFAR-X僅能接收與主頻誤差30%以內(nèi)的信號，AFAR-L可接收與主頻誤差超過30%的信號，且其還能夠兼容北約規(guī)格的空中管制系統(tǒng)，可見其操作頻寬相當大，可能足以承擔L波段電子預警甚至主動干擾的任務（目前Link-16等寬帶數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星導航信號等皆在L波段）。估計T-50將至少擁有蘇-35BM的1.2～40GHz范圍的電子偵察能力，并借助AFAR-L可具備對低至1GHz信號的X波段的預警能力。

目前已知T-50將擁有大量的預警天線。蘇-35BM的信息來自多達1 50個天線傳感器，這些傳感器并非全部凸出于機身，有的采用隱藏式，因此彷佛蒙皮本身就具有感測能力一般，因此有人稱其為“智能蒙皮”。這150個信息來源中，扣除探測系統(tǒng)與大氣傳感器可能就是電子戰(zhàn)系統(tǒng)。據(jù)稱T-50的信息來源是“150個”的數(shù)倍，照片顯示T-50除了幾個已知的無線電設備天線罩外，機身各處仍有多個大小不一的疑似天線罩部分，如在風擋前方有3個白色疑似天線罩，這些可能都是被整合進蒙皮的傳感器。

除此之外，PAK-FA還將配備101KS-U分布式光電系統(tǒng)以及101KS-O光電防御系統(tǒng)。前者能對球狀周圍成像，用于導彈預警與近戰(zhàn)，后者應是用來反制光電制導武器。至此.PAK-FA的預警系統(tǒng)便包括被動無線電接收器（含雷達預警接收器、數(shù)據(jù)鏈信息等）、X波段雷達、L波段雷達、全周界光電傳感器。在不考慮電磁靜默的情況下，T-50可以X波段側(cè)視雷達與AFAR-L進行主動預警，其中X波段雷達的預警距離至少在20千米，甚至可能達45千米以上（視相控陣天線大小而定），AFAR-L則估計可對±110度范圍內(nèi)、16千米左右的導彈作出預警。分布式光電系統(tǒng)的預警距離應該在50千米以上。

PAK-FA擁有多個預警頻道，其中又包括全自主的主動雷達探測與光電探測，因此將很難有漏網(wǎng)之魚，而不同系統(tǒng)間的合作甚至可以進一步增加預警的可靠性，例如分布式光電系統(tǒng)的探測距離超過側(cè)視雷達，但資料未必齊全，若在其發(fā)現(xiàn)目標后引導雷達進行探測，便能在很遠的距離得到完整的目標飛行參數(shù)，這將有助于選擇正確的反制措施。

更積極的威脅反制

在威脅反制方面，除了傳統(tǒng)的誘餌與主動電磁干擾外，根據(jù)已公開的資料我們已可窺見PAK-FA將采用更為積極的反制措施。例如101KS-U分布式光電傳感器能對近距來襲導彈進行精確定位，因此擁有引導導彈對來襲導彈進行“硬殺傷”的能力。專門為第四代戰(zhàn)機研發(fā)的K-MD（“產(chǎn)品300”）短程空空導彈便具備反導能力，過渡階段所用的R-73M2（“產(chǎn)品760”）也可能具有此能力。此外，101KS-O主動光電防御系統(tǒng)可能具有對光電制導導彈進行干擾的能力。

2009年莫斯科航展上展出了大量的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，甚至多個電子戰(zhàn)廠家共同以“電子戰(zhàn)公司”的名義參展。參展的主動干擾設備（含白俄羅斯產(chǎn)品）的最大特色是都使用了數(shù)字射頻內(nèi)存（DRFM），該內(nèi)存能在接收信號后分析其性質(zhì)（頻率、脈沖重復頻率等）并在10～100納秒內(nèi)即刻復制出相同的信號以干擾輻射源。一臺干擾機便具備噪聲、假距離、假速度、假方位、假目標（被鎖定后誘騙敵方使之追蹤穩(wěn)定的假目標）、閃爍目標等多種干擾模式，白俄羅斯的類似產(chǎn)品Sate-Ilit-M據(jù)稱具有90%的干擾成功率。此外，這些主動干擾機大多使用了AESA天線。T-50由于采用隱身設計，使得主動干擾所需的功率較低，故不需要像蘇-35BM那樣外掛明顯的電子戰(zhàn)吊艙，而內(nèi)置于機身即可。

T-50能夠發(fā)射箔條誘餌與光電誘餌，這兩者可用后視雷達進行照射以產(chǎn)生欺敵效果。除干擾誘餌外，MAKS 2009上還展出了與干擾誘餌同尺寸的主動誘餌，后者能夠主動發(fā)射電磁波長達6秒，并有干擾天線在前與在后兩種版本，使用時飛機可依據(jù)威脅方向而選擇主動誘餌的種類。

101KS復合式光電系統(tǒng)

PAK-FA的光電系統(tǒng)是由UOMZ（烏拉爾光學儀器制造廠）研發(fā)的“產(chǎn)品101KS”，其包含101KS-V前視光電探測器、101KS-N對地攻擊吊艙、101KS-U分布式光電傳感器以及101KS-O光電防御系統(tǒng)。上述系統(tǒng)從一開始就被視為一個統(tǒng)一系統(tǒng)而進行設計，并由一個處理系統(tǒng)整合處理。

其中，101KS-V前視光電探測器與101KS-N對地攻擊吊艙都是比較常見的光電系統(tǒng)類型。101KS-U則相當于美制F-35上的DAS（分布孔徑系統(tǒng)），其能對周圍進行熱成像，用于導彈預警、近距導航與空戰(zhàn)。

最獨特的當屬101KS-O主動光電防御系統(tǒng)。在飛機上至少安裝了2組該系統(tǒng)，各負責半個球面。該系統(tǒng)的尺寸與前視光電探測器類似，差別僅在于其具有360度的操作范圍。筆者推測它可能是藉由發(fā)射激光來摧毀來襲光電制導武器的導引頭，也可能其本身就是一種精確的光電探測器，能在分布式傳感器概略發(fā)現(xiàn)目標方位后，對目標做更精確的方位測定與激光測距，以便引導導彈攻擊之。

在T-50-3的機鼻下方、鼻輪前方可見到不明光學窗口，還不確定是已展出的101KS的組成部分還是不知名的光電系統(tǒng)。通信系統(tǒng)

PAK-FA的通信系統(tǒng)是由NPP Polet研發(fā)的S-lll-N。根據(jù)產(chǎn)品介紹，S-lll-N與機上的AIST-50天線饋電系統(tǒng)相連，采用可編程無線電設計，具有系統(tǒng)架構的軟硬件重組彈性，能自行進行功能調(diào)整并同時在不同系統(tǒng)與通信網(wǎng)路中工作。據(jù)廠商介紹，S-lll-N比蘇-35BM使用的S-108緊湊得多。

在數(shù)據(jù)鏈傳輸能力上，T-50將至少擁有Link-16級數(shù)據(jù)鏈能力。除此之外，有幾個可能特點或未來發(fā)展?jié)摿Γ?/p>

1）引導僚機導彈的功能：現(xiàn)代戰(zhàn)機以數(shù)據(jù)鏈為僚機指示目標參數(shù)，讓僚機以其掛載的導彈進行作戰(zhàn)并不稀奇，但完全接管僚機的導彈為己用便十分不尋常。米格-31就已經(jīng)具有接管僚機的R-33導彈的功能，此功能將增大作戰(zhàn)彈性。AFAR-X雷達能同時攻擊的目標數(shù)量可能高達16個，已達到或超過T-50內(nèi)掛導彈數(shù)量的極限，再加上它將配備R-33的后續(xù)改進型“產(chǎn)品810”，因此不無可能考慮了接管僚機導彈的功能：

2）通過AFAR-L進行L波段寬帶通信。AFAR-L的操作波段正好與Link-16相當，并且具有通信功能，只要有軟件支持應可達到Link-16的約2Mb/s的速度。此外，由于AFAR-L能調(diào)制出窄波束并只對特定方向發(fā)送，因此在保密通信與抗干擾能力方面非常出色：

3）考慮到與蘇-35BM甚至其他蘇-27家族的兼容性以及400MHz以下無線電波段幾乎不會被偵測與干擾，筆者認為T-50不會以L波段作為唯一的數(shù)據(jù)鏈通信波段，而可能保留了蘇-35BM的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，作為最保險的語音、數(shù)據(jù)、圖片傳輸手段：

4）目前，美軍正在進行X波段AESA雷達通信能力的開發(fā)，X波段的波長更短因此可輕易提升傳輸速度，預計將可達lGb/s級。PAK-FA的計算機系統(tǒng)擁有相當高的運算速度并以許多l(xiāng)Gb/s級或lGbaud級的傳輸接口為骨干，若搭配主動相控陣天線的高反應速度與高頻寬，則PAK-FA也將具有歐美發(fā)展中的數(shù)百Mb/s甚至lGb/s傳輸速度的潛力。與印度合作的FGFA計劃中，便以達到或超越F-35的信息化、網(wǎng)絡化能力為目標。

中央信息系統(tǒng)

計算機系統(tǒng)

PAK-FA將應用共點式信息整合概念，由一套中央計算機統(tǒng)一處理全機信息，如此一來中央計算機硬件便可標準化、各種航電功能也可以共享許多運算邏輯，因而能節(jié)省成本并擁有更好的升級空間。

PAK-FA的計算機系統(tǒng)稱為Solo-21，目前缺乏正式數(shù)據(jù)，不過在歷屆莫斯科航展上已相繼出現(xiàn)性能超越蘇-35BM的Solo-35系列計算機的中央計算機：RPKB（羅曼斯科耶儀器設計局）的BVS-1與GRPZ（國家梁贊儀器制造廠）的N-036EVS。由于T-50的雷達系統(tǒng)就叫做N-036，因此N-036EVS應該就是T-50的中央計算機。

GRPZ的N-036EVS機載計算機

GRPZ在莫斯科航展上展出了據(jù)稱是供下一代戰(zhàn)機使用的N-036EVS計算機。由于T-50的雷達系統(tǒng)就是N-036，因此N-036EVS很可能就是T-50真正裝備的中央計算機系統(tǒng)。

相比Solo系列計算機與BVS-1那樣連處理器速度、內(nèi)存容量都大方公開，N-036EVS則保守許多。N-036EVS由2臺完全相同的高速計算機與1臺轉(zhuǎn)換器構成，2臺計算機本身就是統(tǒng)一處理全機信號與數(shù)據(jù)的中央計算機，彼此之間可直接交換數(shù)據(jù)，或通過轉(zhuǎn)換器交換數(shù)據(jù)而整合成為全機的運算核心。轉(zhuǎn)換器同時也擔負對外界“數(shù)字一模擬”數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換的責任。當其中一部計算機出現(xiàn)故障時，另一部計算機可接手其部分任務而不致系統(tǒng)完全癱瘓。計算機本身的尺寸為370毫米×250毫米×200毫米，交換器尺寸為370毫米×125毫米×250毫米，兩者都采用密閉容器設計從而具備抗機械負荷與耐潮濕能力。整個系統(tǒng)采用高壓氣冷方式進行制冷。

計算機系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換接口為8條lGbaud光纖。對外交換接口則包括6條lGbaud光纖、2條備份用于圖像輸出的lGbaud光纖、ARINC-429單向傳輸接口（16發(fā)/32收）、8條備份用GOSTR52070-2003雙向交換接口、24個模擬信道以及16個串行代碼交換信道（RS-232C接口）。由此可知，N-036EVS的數(shù)據(jù)傳輸量相當龐大。至于實際傳輸速度，由于標示的lGbaud是指每秒有1G（10億次）的信號變化次數(shù)，而實際上可用編碼技術可以讓1個信號周期內(nèi)攜帶好幾個位（bit）的信息，因此lGbaud實際上相當于好幾個Gb/s。

廠商技術人員表示，N-036EVS從2009年起便開始研發(fā)，目前展出的已是準備投產(chǎn)的成品。N-036EVS性能強大，目前其大量資源都還沒有被利用。

雖然廠商沒有公布處理速度，但從其數(shù)據(jù)傳輸量可以看出其具有相當強大的運算能力。Solo-35計算機由300MHz與500MHz處理器以及128MB和512MB內(nèi)存組成，總運算量超過25億次數(shù)據(jù)處理與1680億次浮點運算。內(nèi)存共有數(shù)個GB，lGbaud光纖通信僅局部采用，剩下的非光纖通信接口也多為lGbls級的頻寬。更新型的BVS-1計算機重15千克，由1.5GHz芯片組成，有數(shù)個GB內(nèi)存，僅通用處理能力（不算信號處理能力）就達每秒120億次，并且已采用光纖當作數(shù)據(jù)交換骨干。從這些參考數(shù)據(jù)不難推測出N-036EVS的速度等級。事實上，就算是Solo-35的處理能力就已超出2005年時論證的第四代戰(zhàn)機的基本需求。

“電子飛行員”

T-50的許多操作過程都實現(xiàn)了自動化，另外還配有被喻為“幾乎擁有人類智能的電子飛行員”的專家系統(tǒng)以協(xié)助飛行員。所謂的“專家系統(tǒng)”其實是一套復雜的程序，能隨時分析各種數(shù)據(jù)并“審時度勢”地給予飛行員建議。與“自動化”通常是指自動處理不需動腦的操作程序（如飛行時油門控制等）不同，“專家系統(tǒng)”特別適用于無法以計算機求解而需要人為“做決定”的場合（如遭遇導彈攻擊時該如何進行反制），在極短的時間內(nèi)分析各種解決方案的可行性，并以建議方式告知飛行員。而在飛行員選定方案后，飛機便自動執(zhí)行。有了這樣的系統(tǒng)，飛行員可將絕大部分精力用于執(zhí)行任務而不是操縱飛機與分析戰(zhàn)況，各種人為錯誤的可能性被降到最低。

俄羅斯在“專家系統(tǒng)”的研制上頗有經(jīng)驗，許多科研單位都研制過針對不同場合的“專家系統(tǒng)”，如“導航”、“團隊接戰(zhàn)”、以及“1對1遠程作戰(zhàn)”等，部分“專家系統(tǒng)”甚至已用于改進型戰(zhàn)機。由NIIAS（航空系統(tǒng)研究院）等單位研制的“決斗”（1對1遠程作戰(zhàn)“專家系統(tǒng)”）便是以敵我導彈的生能參數(shù)（制導方式、射程等）與敵我戰(zhàn)機飛行狀態(tài)（速度、高度等）為依據(jù)，分析出雙方的攻守能力，進而提出作戰(zhàn)建議，這之中還包括了主被動干擾系統(tǒng)的使用。俄羅斯文獻指出，與“決斗”類似的歐美開發(fā)的遠程空戰(zhàn)“專家系統(tǒng)”有美國與以色列合作的PADS（飛行員咨詢系統(tǒng)）、英國通用電氣等公司合作的MMA（任務管理助手）等。與西方同類系統(tǒng)相比，“決斗”的功能更為復雜。例如，PADS設置的是沒有干擾情況下的1對1空戰(zhàn)，MMA則為包含機動反制的1對1空戰(zhàn)?！皼Q斗”則同時考慮了干擾措施與機動反制的情況。而當PADS完成交戰(zhàn)雙方在相同高度各發(fā)射1枚以下導彈的計算機仿真試驗時，“決斗”系統(tǒng)已完成交戰(zhàn)雙方在三維空間內(nèi)各發(fā)射多枚導彈且進行干擾的戰(zhàn)況下的計算機仿真，可見俄羅斯在“專家系統(tǒng)”研究方面具有很強實力。

根據(jù)俄羅斯文獻，第四代戰(zhàn)機的“專家系統(tǒng)”約需每秒15億次的數(shù)據(jù)處理運算量，蘇-35BM的中央計算機已足以支持該需求，而四代戰(zhàn)機的數(shù)據(jù)處理能力高達每秒1 20億次以上，這為實現(xiàn)更進一步的人工智能奠定了硬件基礎。

其他設備

座艙

T-50模擬座艙的顯示器布局與蘇-35BM幾乎相同，可能使用的是相同的顯示器，蘇-35BM所用的MFI-35多功能液晶顯示器與MFPI-35控制面板都有l(wèi)Gbls頻寬的光纖信道，應足以滿足四代戰(zhàn)機的需要。但T-50的抬頭顯示器改為類似西方戰(zhàn)機的大尺寸衍射式抬頭顯示器。

T-50的操縱桿采用“非接觸式”設計，以觸動按鈕時按鈕與駕駛桿的相對差動造成的電磁感應來傳遞操縱信號（而不是像電視遙控器或鍵盤那樣要接觸按鈕下的電路板）【注5】，這使操縱鈕的分布可以更加靈活也可以在操縱桿上整合更多操縱鈕，從而進一步落實“手不離桿”概念，同時其體積也更小，使用起來更舒適。此操縱桿已研制多年，2007年莫斯科航展上展出的移自測試平臺的實體樣品，從外觀來看似歷經(jīng)滄桑，可見當時該操縱桿就已測試了一段時日。到2009年莫斯科航展時，供俄軍蘇-35S使用的版本已經(jīng)推出。

【注5】：每一個操縱鈕含有一組線圈與非磁性金屬?？刂葡到y(tǒng)為線圈通電而建立磁場，而非磁性金屬本身就是控制鈕，因此在飛行員進行控制時會相對于線圈磁場運動，這時非磁性金屬本身會感應產(chǎn)生反向磁場，進而改變線圈內(nèi)的電流?？刂葡到y(tǒng)便借助感測這種改變的電流而反推操縱指令。

新一代彈射座椅、生命維持設備

從彈射座椅到防護設備都是由專門負責人機工程與飛行員防護的NPP Zvezda（星辰設計局）研制。該企業(yè)研制的K-36D系列彈射座椅是目前性能最好的彈射座椅，救生范圍比西方彈射座椅更大，且確實能發(fā)揮效用，幾乎能用于各種可能的飛行條件（海平面O～1400千米/時，高空達馬赫數(shù)3的情況下都可以安全彈射。相比之下，歐美彈射座椅的安全彈射速度只有1000千米/時以下），拯救飛行員并允許其返回飛行行列。目前蘇-30MK系列、蘇-35BM上的K-36D-3.5E便是美國考慮到自身彈射座椅不足以滿足F-22超聲速巡航時的彈射需要，而在20世紀90年代初期出資與俄羅斯合作開發(fā)的，其性能完全能夠滿足F-22的操作需要與美軍規(guī)格。原計劃讓俄羅斯開發(fā)完成后轉(zhuǎn)移技術到美國，用于F-22，但俄羅斯政府基于國家安全的考慮審核了5年才批準，等不及的美國則轉(zhuǎn)而采用英國馬丁·貝克的改進型彈射座椅。這段“與猛禽失之交臂”的歷史插曲雖然有點遺憾，但卻反應出K-36系列彈射座椅的優(yōu)越性。

K-36D-5彈射座椅

第四代彈射座椅稱為K-36D-5，除了擁有更強的救生能力外，還配有按摩與電熱等相當人性化的功能。K-36D-5彈射座椅能確保體重55～125千克的飛行員在高度O～20千米，速度O～1300千米/時范圍內(nèi)（包括O高度O速度）安全彈射。與3+和3++代戰(zhàn)機所用的K-36D-3.5相比，飛行員允許的體重范圍更廣，低空彈射性能更好，操作更簡單。NPP Zvezda首席副總設計師拉芬科夫（Rafeenkov）還強調(diào)了K-36D-5的椅背設計，他表示現(xiàn)有座椅的頭靠與椅背設計是確保頭與背部幾乎在共平面以保證彈射時的安全，但這使得飛行員在空戰(zhàn)中不方便向后看。K-36D-5的椅背可以視飛行員喜好向前調(diào)整，這樣在飛行員背部與頭靠之間便多出空間從而方便飛行員頭部的活動。而在彈射時，椅背會自動后縮，避免飛行員頭部因高速氣流的吹拂而撞上頭靠。

有資料指出，新一代彈射座椅采用了可調(diào)傾斜角設計，筆者向上述副總設計師求證時，他表示蘇聯(lián)時代的確有這項研究，后來蘇聯(lián)解體后缺少經(jīng)費，于是該研究便沒有再繼續(xù)下去，因此K-36D-5上是沒有這種設計的。該彈射座椅是與T-50平行研制的，目前已安裝于T-50的原型機進行試飛，并于2010年底完成試驗。

ZSh-10防護頭盔

防護頭盔稱做ZSh-10，其技術需求是比現(xiàn)有的ZSh-7更便宜、更輕且固定性更好，因為新一代頭盔瞄準具要求頭盔必須能與飛行員頭部牢牢固定。此外，頭盔的使用壽命必須延長至15年。ZSh-10的總設計師表示，研制ZSh-10頭盔時參考了法國與以色列的頭盔，不過不可能完全照抄，因為這些外國頭盔“看似塑料玩具，大概只能用個兩三年。而更重要的是，這些西方頭盔未必能在俄制彈射座椅的彈射速度下有效保護飛行員（西方彈射座椅的操作條件沒有俄制彈射座椅廣）”。ZSh-10于2010年底完成設計，在T-50的首架飛行試驗機上所使用的仍是舊款的ZSh-7頭盔。根據(jù)MAKS 2011的數(shù)據(jù).ZSh-10頭盔減重至1.35千克，比上一代的ZSh-7APN輕了350克，預計201 2年投產(chǎn)。ZSh-10內(nèi)設有電子系統(tǒng)，作用是在彈射時萬一飛行員忘了蓋下眼罩，眼罩能夠自動蓋下以避免高速氣流的傷害。此外，ZSh-10頭盔、K-36D-5的頭靠以及KM-36M氧氣面罩都有防爆設計，避免在發(fā)生碰撞事故時座艙破片傷及飛行員頭部。

PPK-7抗荷服與主動抗荷裝置

T-50的生命維持系統(tǒng)包括新一代的PPK-7抗荷服與飛行員意識監(jiān)測系統(tǒng)，能確保飛行員承受超機動下的三軸重力負荷、在飛行員喪失意識后挽救飛機、提供舒適的溫度與氧氣。

PPK-7抗荷服最大的特點是擁有“三軸抗荷能力”：除了傳統(tǒng)的前后、上下的過載外，也能防護現(xiàn)有系統(tǒng)無法防護的側(cè)向過載，而這是超機動飛行中很可能出現(xiàn)的負荷?？购煞?nèi)擁有更多小型充氣囊以增加充氣囊與飛行員身體的接觸面積，再加上手部的加壓處理，這些都進一步提升了飛行員的抗荷能力。與上一代的PPK-3R-120相比，飛行員的持續(xù)抗荷時間增至原來2倍。此外，與傳統(tǒng)抗荷服是在過載產(chǎn)生后才“被動”加壓不同，新型抗荷服藉由先進電子系統(tǒng)而能在重力負荷發(fā)生前1/10秒的時間內(nèi)提前加壓，這樣可以避免飛行員在高過載發(fā)生的瞬間因抗荷系統(tǒng)來不及反應而失去意識。與K-36D-5彈射座椅搭配，其抗荷能力為垂直方向過載值-4～+9，前后方向過載值±6，橫向過載值±4。PKK-7共有10種尺寸，其中最大一種重約2.8千克。

飛行員意識監(jiān)測系統(tǒng)

飛行員意識監(jiān)測系統(tǒng)能夠智能化地監(jiān)視飛行員的意識狀態(tài)，其詳情并未公開，但大致的運作機制是：一旦飛行員沒有系統(tǒng)等待的某些響應，便判定飛行員已失去意識，此時系統(tǒng)會強制取回操縱權，然后將飛機強制改為平飛，這種系統(tǒng)可以避免類似2009年3月F-22的飛行員因機動過程中喪失意識而造成的飛行安全事故。蘇-35BM上也有所謂的“飛行員狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)”，且根據(jù)早期媒體的報道顯示，其運作機制與前述T-50所使用者相同，因此俄羅斯對這類系統(tǒng)的發(fā)展已有相當時日。

筆者認為這套系統(tǒng)將可能是俄羅斯繼K-36系列彈射座椅后在航空救生技術方面的又一大突破。在不考慮飛行員意識的情況下，人們想到的安全措施就是自動防撞技術，這在現(xiàn)代低空攻擊機上已是一種很常用的技術。然而要讓自動防撞技術擴展至低空飛行以外的所有場合卻未必實際：絕對安全的防撞技術可能在很多時候反而會限制飛行員發(fā)揮飛機性能（例如如果嚴格限制飛機不能大角度俯沖，安全性會提升很多，但也意味著會限制很多戰(zhàn)術機動的使用），而允許飛行員自由發(fā)揮的系統(tǒng)在危急時可能來不及挽救飛機。因此，究竟什么時候該放手讓飛行員發(fā)揮性能、什么時候又該強制確保飛行安全？這并不是一件很容易的事情。這時，飛行員的意識狀況自然是一個相當值得參考的指標。換句話說，俄羅斯的這套飛行員狀況監(jiān)視系統(tǒng)除了有確保飛行安全的用途外，還可以允許最大程度地發(fā)揮飛行性能。這似乎正反映了已故的K-36系列彈射座椅總設計師塞維林（G.Severin）所闡述的設計哲學：“我們研發(fā)的不只是救生設備，而是讓飛行員在戰(zhàn)斗中獲勝的裝備。因為使用我們的裝備后，飛行員會感到舒適且有安全感，從而與飛機融為一體?！?/p>

飛行員意識監(jiān)測系統(tǒng)的總設計師指出，這種新型生命維持系統(tǒng)已裝載于T-50的首架飛行試驗機上進行測試，也已安裝于二號飛行試驗機。此系統(tǒng)將在T-50開始進行高機動試驗后方能驗證其效能并加以改進。

導航系統(tǒng)

MAKS 2011期間，Avionika公司曾展示了JNVS（整合式導航—計算系統(tǒng)），其由1部BTsVM-50多用途計算機（3.5千克）與1部BINS-05無機械慣性一衛(wèi)星導航系統(tǒng)（1.7千克）構成，作為全機導航與飛行系統(tǒng)的核心。該系統(tǒng)的對外數(shù)據(jù)交換接口有4條備份的MIL 15538.16條ARINC429輸入通道，8條ARINC429輸出通道以及1條250MHz光纖通道。該導航系統(tǒng)性能精良且在型錄上印有T-50，極可能是為T-50所研制。

BINS-05是一種軍民兩用非機械式慣性一衛(wèi)星導航系統(tǒng)，擁有極高精度。其姿態(tài)感測精度為滾轉(zhuǎn)與俯仰角0.05度，角速度（三軸）0.05度/秒，加速度（三軸）0.005g。該系統(tǒng)在慣性—衛(wèi)星復合導引時位置誤差小于5米，速度誤差5厘米/秒，航向誤差5角分，平均故障間隔10000小時，壽限15000小時。

這種導航精度相當驚人，在此之前，必須使用無線電相對定位技術（兩個載臺之間都有自己的定位系統(tǒng)，并且通過無線電通聯(lián)彼此校正）才能達到這種精度。例如，格洛莫夫試飛院于2000年開發(fā)的用于空中加油時精確定位的SRNK系統(tǒng)，相對位置誤差2米，速度誤差1厘米/秒。GRPZ推出過一種著陸系統(tǒng)，其機上次系統(tǒng)的自主定位位置誤差20米，速度誤差10厘米/秒，當機上次系統(tǒng)與機場次系統(tǒng)進行無線電通聯(lián)協(xié)同定位后，位置誤差降至0.5～0.7米，速度誤差降至5～7厘米/秒。由此可見，BINS-05的定位精度竟已與相對校正技術相當，令人驚嘆。