为什么说F-35的DAS只有个球用，只依靠它难以对抗PL-15

前几天在头条上闲逛，回复了一个内容：

作者在几个小时前回复W君一句话“你根本不了解DAS的能力”。那咱们就得掰头一下了。

当然了，W君就是一个学爆炸物的，俗称一“炸逼”，光学和电子技术这个部分并不是自己特别擅长的领域，但技术这个门槛只要你迈过去之后，大部分基本的道理都是相通的。

首先作为支撑观点的配图溯源：

说是天基红外系统卫星探测到的导弹发射。这个事情问题不大，毕竟在2008年美国空军报道SBIRS HEO-2的时候用的就是这张图片。

但是这真不是SBIRS的图片，基于美国空军的政策，SBIRS的属于高级的国家战略防御系统，因此这颗卫星的成像图片极少披露出来，原因是通过图片可能获取到这个系统未被发现的软肋从而对美国的国家安全造成不可预期的威胁。所以即便是美国空军自己发出来的图片本质上也是要存疑的。

事情倒不是这么绝对，还是有一些渠道能拿出来相对的高置信度的探测照片：

这是美国《航空周刊》拿到的照片，来源可以看下面他们的说明。至于《航空周刊》的背景信息，就说一句吧，当年在高保密状态下第一个披露B-2轰炸机存在的一本专业性刊物。

另一张照片也是同期披露的：

比起最前面的美国空军发布的模模糊糊照片来说，是不是这两张照片的置信度就更高了呢？

但现在的一个问题来了，为什么低置信度的照片会更加广泛流传？其主要的原因是相对真实的系统照片本身就没啥看点，例如SBIRS捕捉到火箭发动机在大气层中形成羽流的照片。

如果不特地的去用一个红色箭头来标记出来，这张图就是一张平平无奇的地图黑白照片。根本不会引起任何公众兴趣。同时它也比看着火箭冒出浓烟拉出轨迹的照片在视觉冲击度上差了很多，就更不容易进入到公众传播的领域中了。

大家想想是不是这个道理？

同时更加反直觉的是，SBIRS对地球更大范围的红外监控实际上是用的扫描型红外线传感器。什么概念？通常，卫星上所使用的扫描形的红外传感器中会有一个高速旋转的稜镜

在镜组高速旋转的时候就形成了一定宽度区域的扫描线，输入到传感器的时候传感器中就得到的是一个连续的脉冲信号。

反过来再利用旋转角度和时序就可以对齐“像素”形成图像。为什么这样做？这样结构是最简单的。理论上来说整套设备在一个时间点上仅仅为一个“像素”服务。相对于一套设备在一个时间点上获取整个图像的技术实现难度要低得多，卫星、导弹这些设备受限于自身的空间重量的限制也就用这种方式最为“划算”了。其实，线性编码旋转编码的应用在类似于毒刺导弹、响尾蛇导弹这样的红外制导导弹的导引头上也是这样用的。

所以在警戒扫描的时候更多的情况下都是处理上面这样的电信号，并不会形成图片图像的信息。只有在Scan Sensor（扫描传感器）传感器发现特定峰值后，才会用Stare Sensor（凝视传感器）的图像功能再去确认。

如果读到这里就基本能了解利用红外线进行导弹预警的基本原理。

那么具备了上面的知识铺垫，咱们就来说说F-35的DAS吧：

DAS 是F-35众多探测系统的一种，Distributed Aperture System中最让人疑惑的是Aperture（光圈、孔）。苹果公司当年出了一个很重要的照片处理软件就叫做“Aperture”

其实我们就可以把它指代为图像传感器的“孔”。Distributed分布式Aperture镜头孔System系统。这样看，DAS似乎就不高端了吧。

实际上DAS是由六个单独的红外成像部件为F-35战斗机呈现4π全视野红外成像的一套红外视觉装置。

这个模块的主体是这样的：

如果我们继续拆，会发现里面是一个LYNRED的传感器。

LYNRED是一家法国公司，主要就是生产制造各种红外成像传感器的。在军用产品线上，美国的诺斯罗普、雷神都是他家的客户。而DAS系统（AN/AAQ-37）的主要开发商诺斯罗普其实早在1990年代就和LYNRED有着深度的合作关系。

所以，很多人觉得很神秘的DAS的源头是哪里的就不言而喻了。

从设备的结构来说，你看像什么？其实……和卫星上的扫描传感器是不是一样的？他家还有非紧凑型的：

不过，这里得说一下，这个传感器有不同的封装方式但是会具有相似的外形。这主要是根据设备兼容性来设置的。单从外观不看内部结构的时候会有一些迷惑性。

其实LYNRED不仅仅服务于美国，还和咱们有一些合作，咱们目前有一些航空航天设备上也在使用他家的红外探测器，但主要是使用的“凝视”型号，这样的：

看起来是不是熟悉了？很类似于相机上的CCD芯片。

用的什么东西咱们了解了之后，就可以来聊聊DAS到底能不能探测到很远位置的导弹发射，以及F-35到底能不能单独依靠DAS来防御我们的PL-15了。

在2015年，诺斯罗普成功的交付了1000套DAS系统的时候，披露了F-35上的DAS可以探测到超过800英里（1300公里）距离上的火箭发射。

随后诺斯罗普在他们的新闻资源里面放出了一段视频：

这段视频就被很多人认为是探测1300公里之外的导弹发射了。其实并不是，这里就牵扯到一个怎么看军事视频的问题了，地面在移动证明是在一个飞行平台上，画面提示出了AAQ-37DAS系统和APG-81雷达，就证明我们可以按照F-35来做推算，在第21秒的时候这枚火箭被雷达捕获，如果你注意看就会发现这枚火箭刚刚离开地平线。这就意味着火箭所反射的雷达信号最大限度的去除了。因此这个问题就是一个几何问题了。

基于几何关系，我们利用F-35飞行高度、火箭离地高度和地平线交汇点来计算其与发射点的距离。F-35飞行高度设为10-15 km，当火箭在第21秒刚离地平线被APG-81雷达捕获，其高度约为3241-6482m之间（推力不同的计算范围），仰角约5°-7.7°。根据三角函数，我们就可以得出F-35距离火箭发射点约大约是12-17公里之间，其实远远没有达到1300公里的距离。

至于为什么诺斯罗普会说DAS探测火箭飞行的距离可以达到1300公里呢？这件事和淘宝上卖天文望远镜的概念是一样的。

看第一个图，上面写着可望384000千米，大家就觉得老牛呢，其实翻译过来就是这个望远镜可以看月亮。当淘宝店家觉得这件事不能唬人的时候就喊出可望100万公里……、最后看倒数第二个产品就已经变成了可望1000万光年了……如果这都行，要什么哈勃、韦伯望远镜呢？直接淘宝上买一个99包邮的望远镜看2000万光年之外不香吗？

但淘宝卖家也没说错，看2000万光年得看是多大玩意了，2光年距离上的月亮大小的天体是看不到的，但是类似于NGC 5128（半人马座A）这样的星系距离地球1400万光年，在望远镜上可以看到一个小亮点。四舍五入也算是可以看2000万光年了。其实你在晴朗的夜空中，不用天文望远镜单凭肉眼在合适条件下也可以看到NGC 5128的。

这玩意有多大？天文学估算了一下是1.5～2个银河系大小。我们肉眼的探测能力达到1500万光年年呢！诺斯罗普敢说DAS的探测距离是1300公里算个啥？

其实，目标指向到DAS1300公里的距离上是识别的什么火箭发射？实际上是探测到了德尔塔火箭的发射。

和看人马座A的道理是一样的，只要目标足够大，即便是在极远的距离上也可以探测到。所以诺斯罗普说探测到了1300公里之外的火箭发射这话是“一点毛都没有病”。

那么现在的问题来了，最小的距离-物体大小的探测极限在哪里？依据又是什么？

任何光学系统，都会涉及到一个词汇叫做“衍射极限”。在光学领域，由于衍射物理原理，其分辨率都受到主要限制。如果光学仪器达到了分辨率性能的极限，则称其为衍射极限。相对于衍射极限而言，其他光学制品的各种精度因素可能会影响光学系统的性能，例如透镜缺陷或像差，但这些因素是由透镜制造或计算中的错误引起的，而衍射极限是理论上完美或理想的光学系统可能的最大分辨率。

分辨率——我们能看到最小细节的衡量单位。这也就解释了，为什么我们站在地面上可以看到人马座A，而很难看清5公里以外的一张人脸。

也能解释在五公里的距离上你可能能看到一个人，但看不清他衣服上有没有扣子。

其实这里有公式的：就是1.22* 光波波长/孔径大小。然后就可以得出这台系统最优化到极限的弧分辨率。在视场中小于这个弧度的物体是根本看不到的。

我们假设DAS有完全的优化，任何其他环节都不会对DAS的红外传感器造成影响。那么它的衍射极限在哪里呢？

开个100MM的孔（Aperture）？中红外波的波长咱们就计算为4微米，最终我们可以得出的一个结果是分辨率为0.002796˚。所以这里就又是三角函数的关系了，省略计算直接给大家结果。这个系统在10公里的距离上分辨率是0.49米。在100公里的距离上分辨率为4.9米，在诺斯罗普声称的1300公里距离上，要至少是63.4米的庞然大物才可以被看得到。

对于一枚大型运载火箭来说，它的尾焰长度达到60多米可以说是一点问题也没有，所以诺斯罗普诚实得很。而这大约就是形成一个像素点的大小。

但是对于一枚空对空导弹来说……咱们的PL-15长度才多长？才四米不到，咱们还是得给DAS一些宽余量，导弹燃气咱们给加到15米？即便是这样，一架F-35用DAS探测导弹可以在307公里的距离上发现一枚横着飞过的PL-15，在12.3 km的距离上探测到一枚直接射向自己的PL-15.其实这就是弹长和弹径的关系而已。

但是，这还前面第一张图片中理想条件的话的识别状态。如果看诺斯罗普发的测试来看，DAS系统还需要好好打磨。毕竟如果你仔细看测试的视频你会发现在地面发射后3.16秒后系统开始注意到了这枚火箭的尾焰，而到了18秒的时候，DAS丢失了信号无法继续跟踪到了20秒13这个时间点上由雷达系统发现了这枚火箭的信号，到了20秒15DAS才重新捕捉到了火箭。