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在军事航空领域，红外信号的存在以及如何准确地测量它们对于攻防双方都是极其重要的，尤其是在为导弹和其他红外传感器开发新的红外导引头以及应对这些威胁的反制措施方面。虽然可以利用地面特征测量系统和开发装置（其中一些系统和装置极为复杂）进行一定程度的测试来支持此类军事行动，但更多时候还是需要在空中进行这类工作。
为此，美国军方各部门采用了各种外观非常不寻常、复杂、高度专业化的吊舱，这些吊舱携带有红外探测器、照相机和其他传感器的混合物。这些系统看起来就像机械化的昆虫复眼一样，是极为高端的测试设备。
就美军军事航空吊舱而言，其海军航空系统司令部(NAVAIR)目前维护着两个吊舱系统，即“机载转塔红外测量系统III”(ATIMS III)和“威胁红外通用仿真辐射计”(TIGER)。美国空军第96试验联队至少还有4个支持空中红外测试的吊舱式系统，分别是“光束进近导引头评估系统”(BASES)、“校准红外/可见光/紫外地空辐射测量光谱仪”(CIGARS)、“超音速机载三万向结红外系统”(SATIRS)和“光谱/卫星机载辐射红外系统”(SARIS)。这几种系统主要用于高性能战术飞机，如海军F/A-18“大黄蜂”和空军F-15“鹰”战机等。美国陆军还采用了设计安装在直升机上的其他系统，用于这种空中红外特征测量工作。“机载转塔红外测量系统III”(ATIMS III)ATMIS III是最新一代的红外信号测量系统，其历史至少可以追溯到20世纪70年代。当时，配置搭载它的主要平台是道格拉斯A-3 “空中勇士”，该机最初设计于20世纪40年代末和50年代初，是一种能够携带核武器的航母舰载轰炸机。后来的该型机经过改装又充当了加油机和情报、监视、侦察平台，以及各种测试和评估的角色。
1982年，一架NRA-3B“空中勇士”，这是经过大量改装的RA-3B侦察变型机，在美国加利福尼亚的穆古角海军航空站重新配置，以支持测试和评估活动关于最早的ATIMS系统的权威介绍，当属美国海军太平洋导弹试验中心（PMTC）的雇员迈克尔·爱德华·劳伯（Michael Edward Laub）在加州州立大学北岭分校1975年的一篇硕士论文。该论文解释了涉及装备ATIMS的A-3战机典型出动程序。迈克尔·爱德华·劳伯参与的试验涉及一架装有“对抗措施机载红外III”（CAIR III）红外干扰器的F-4“幽灵”战机。
ATIMS测试中进行的飞行机动
该篇论文指出，ATIMS系统需要两名操作人员（见以下注释图5）。起初，采集操作员对目标进行定位。在论文提出的案例中，其目标是CAIR III配置的飞机。采集操作员跟踪目标，直到跟踪操作员接手。跟踪操作员比采集操作员更精确地跟踪目标。为了进行红外测量，需要这种精度。采集操作员和跟踪操作员都从自己的视频显示器上查看红外目标。当跟踪镜对准正确时，目标的图像被反射到分光镜上。可见光信号被引导到一个电视摄像机上，该摄像机的输出为采集和跟踪操作员提供所需的视频。可见光信息也被引导到胶片相机的镜头上。红外线信号则被引向辐射计光谱仪。为了收集数据，红外目标由两个操作者采集和跟踪。当需要进行红外记录时，胶片相机和14轨记录仪同时启动。时序信息被送入胶片相机和14轨记录仪并由其记录。这样，在数据还原过程中就可以将可见的红外记录进行关联。
这张图显示ATIMS系统需要两名操作人员
早期的ATIMS系统是一个相对庞大和繁琐的安排，需要两个单独的操作人员就证明了这一点。负责分析它所收集到的信息的人还必须将红外数据与湿式胶片相机的处理后的图像进行人工匹配。此外，迈克尔·爱德华·劳伯的论文指出，另一架飞机必须携带一个装有更多摄像机和记录设备的特别仪器舱(SIP)，以及一个红外探测仪，以收集关于CAIR III干扰器的输出可能如何直接影响热寻的导弹的制导系统的额外数据。
另一架飞机必须携带一个装有更多摄像机和记录设备的特别仪器舱(SIP)
经过升级改进后，美国海军随后获得了一种吊舱式系统，即ATIMS II，F-4“幽灵”等战术喷气式飞机可以携带。ATIMS II吊舱有一个铰接式转塔，安装了各种摄像机和传感器，一个操作人员就可以指向所需目标。此外，该系统还提供了更大的灵活性，因为它比A-3飞机上原有的ATIMS设备更容易安装和拆卸。
一架隶属于太平洋导弹试验中心的F-4J “幽灵”飞机携带ATIMS II吊舱在20世纪80年代，美国海军获得了ATIMS III。这一代吊舱系统实际也被称为“机载红外对抗评估系统”（AICES）。这套系统目前美国海军仍在使用，其性能比前几代系统要强得多。吊舱携带的传感器转塔最多可以同时容纳4个不同类型的红外探测仪。它还配备了一个中波红外（MWIR）成像仪和三个可视光谱摄像机，以及一个激光测距仪。
上图显示了ATIMS III吊舱中不同系统的细分。大图显示了美国空军的F-15D携带该吊舱，与海军的F/A-18“大黄蜂”一起发射诱饵信号弹ATIMS III可以携带在转塔上，转塔朝向前方或后方，使其在特定的测试中能够最好地覆盖目标飞机所需的纵深范围。它还是一种高度模块化和适应性强的设计，可以收集更广泛的关于目标红外信号的数据，以及诸如红外干扰器或诱饵照明弹等对抗措施如何影响不同类型的探测器。它可以用来测试新型红外探测器或传感器如何发现并跟踪潜在目标，以及它们如何受到不同大气条件的影响。目前还不清楚最初的ATIMS III设计上的具体数据记录系统是什么，但到现在为止，它完全是数字化的。2010年，Ampex数据系统公司宣布将“提供一套4个miniR 700固态记录仪系统，以捕获吊舱测量的全光谱红外数据”"，作为AICES升级计划的一部分。该公司当时的新闻稿还表示，ATIMS III至少可以将收集到的部分数据通过数据链路直接推送给地面上的单兵。虽然ATIMS III仍然是美国海军的项目，但其最常见的是安装在空军F-15D飞机上。虽然不能确定，但这很可能与吊舱的大小和重量有关。多年来，F-15“鹰”战机经常被用来携带超大型的有效载荷，无论是在作战还是支持各种测试。值得一提的是，NASA还保持着一支由F-15战机组成的小型机队，它们经常携带大型试验吊舱，包括本文篇中提到的一些吊舱，以及其他大型或形状异常的试验装置。说到ATIMS III，美国海军和空军也利用这个吊舱来支持美国的盟友，包括北约的成员，帮助他们进行有关红外对抗措施的测试和评估要求。美国海军维护的另一个用于空中红外测试目的的吊舱是TIGER。与ATIMS III不同的是，该系统设计用于对固定翼和旋转翼飞机以及诱饵照明弹进行更一般的空中红外特征测量。
上图提供了TIGER吊舱转塔内不同系统的分类。背景图显示它在美国海军F/A-18“大黄蜂”战斗机的机翼下ATIMS III只有一个中波红外（MWIR）成像器，而TIGER则携带了三个MWIR摄像机，以及一个长波红外（LWIR）摄像机。它还有一台单独的红外跟踪相机和一台中波红外光谱仪，以及三台可视光谱摄像机和一台激光测距仪。增加光谱仪意味着TIGER不仅可以收集到被记录的飞机或信号弹的红外信号数据，还可以收集到这些测试对象的红外辐射如何与周围环境相互作用的数据。这使得吊舱能够收集物体的温度数据，以及热量在物体上的分布情况，以及在不同的环境条件下和远距离下产生的红外信号如何波动的信息。TIGER最常见的是由美国海军F/A-18“大黄蜂”携带，但也有空军和NASA F-15D携带的照片。与ATIMS III一样，这种吊舱也可以在转塔端向前或向后的情况下携带，在试飞中提供最佳的覆盖范围。
隶属于第30航空测试与评估中队（VX-30）的一架F/A-18“大黄蜂”携带TIGER吊舱2003年，摄美国影师布莱恩·洛克特（Brian Lockett）运营着一个名为Goleta Air And Space Museum的网站，他拍摄到一架空军F-15D从加州爱德华兹空军基地飞出，同时携带TIGER和ATIMS III吊舱。一架飞机同时携带这两个吊舱，就能在一次飞行中收集到大量的红外数据。
这张照片显示F-15D右翼下携带TIGER，左翼下携带ATIMS III。另一个管状的测试吊舱很可能安装了一个红外探测仪，也可以看到它连接在固定ATIMS III吊舱的转塔侧面的一个导弹导轨上
“光束进近导引头评估系统”(BASES)、“校准红外/可见光/紫外地空辐射测量光谱仪”(CIGARS)、“超音速机载三万向结红外系统”(SATIRS)和“光谱/卫星机载辐射红外系统”(SARIS)在开源渠道上，关于美国空军的BASES、CIGARS和SATIRS的现成细节资料有限，但它们的总体能力听起来与ATIMS III和TIGER非常相似。一家名为南方研究（Southern Research，美国501非营利性研究组织）的公司同时开发了BASES和SATIRS，在其网站上有这样的介绍：“在机载吊舱的开发方面有着悠久的历史，它的历史始于1972年在埃格林空军基地为美国空军开发红外（IR）特征测量吊舱的工作”。这应该与最初的ATIMS系统的大致年代相同。
南方研究（Southern Research）网站对于吊舱解决方案的介绍
该网站的其他介绍里显示：“这个吊舱最初被设计成一个固定的指向性吊舱，用来携带正在测试的红外寻的器，后来演变成一个明显更复杂的系统，具有多个成像传感器和一个可转向的转塔。随着搜索器和传感器技术的改进，SR与美国空军合作，开发了这种吊舱的几个变体，升级了传感器和改进了多轴转塔。”
2012年，美国空军宣布计划升级SATIRS和其中的FLIR SC6000红外相机，“为目标成像提供更高的分辨率”。根据合同通知，将“通过开发与SC6000和SATIRS兼容的定制镜头”来实现这一目标。关于SARIS吊舱的更多信息显示，它在某些方面与TIGER相似，但更侧重于红外光谱。《ABB评论》（ ABB Review，ABB集团的出版物）2006年的一篇文章解释：“SARIS的核心是其成像光谱仪。成像光谱仪是一种光学仪器，可以捕捉目标的辐射，并构建该目标在不同波长下的图像。这些信息是以‘立方体’数据的形式收集的”。
《ABB评论》里关于SARIS吊舱的介绍还有：“通过成像光谱仪的数据，科学家们可以确定各种化学物质在目标上空的分布情况。结合成像能力，该技术使得快速绘制温度图成为可能。其军事应用包括自动识别和跟踪发热物体，如飞机、导弹、诱饵，甚至地面目标。”
SARIS也主要由美国空军的F-15D携带，但也可以将其安装在该军种的UH-1N直升机上，以支持低速科目。《ABB评论》的这篇文章称，该系统也可以安装在地面测试吊舱上。
下面的这张合成图像显示了通过美国空军“便携式搜索器/传感器/信号评估设施”（PSSSEF）提供的各种测试系统。右上角的SARIS吊舱出现在一架F-15D上，右下角的UH-1N直升机主舱内也安装了该吊舱。中间的主体有趣地显示了拍摄自苏联时代的飞毛腿弹道导弹运输发射器和某种战斗机的红外图像。
UH-1N分配给美国空军第413飞行试验中队，隶属于第96试验联队同样需要在低速测试和评估活动中收集各种数据，这也是为什么美国陆军有一些其他的转塔系统可以安装在其直升机上，包括UH-60“黑鹰”的变种。其中包括“机载辐射测量系统”（ARMS），南方研究公司与Dynetics公司合作，向美国陆军航空应用技术局交付了该系统。
安装在UH-60直升机上的“机载辐射测量系统”（ARMS）南方研究公司网站称，该转塔系统最初的有效载荷是6个不同的未指定传感器。不过，这是一种模块化设计，旨在“携带多种有效载荷”并“易于重新配置”。这当然可以包括各种类型的红外搜索器和传感器，以帮助收集类似于ATIMS III、TIGER和SARIS吊舱收集的各种数据。南方研究公司此前曾向美国陆军提供了“稳定电光机载仪器平台”（SEAIP），这是另一种能够安装在UH-1和UH-60直升机上的转塔，并安装各种仪器和传感器，用于测试和评估。南方研究公司网站介绍，稳定的转塔“可以测试最先进的有源和无源传感器（包括扫描仪、焦平面阵列、光谱仪、雷达等)”。
安装在UH-1直升机上的“稳定电光机载仪器平台”（SEAIP）这些系统及其收集的红外数据的重要性在不久的将来只会越来越大。最值得注意的是，美国意识到，低可观测性（隐身）飞机和巡航导弹的扩散在世界范围内已经扩大，其也在大大加快了这些系统的发展。充分了解这些系统的红外信号是绝对关键的。引进下一代“红外搜索和跟踪”（IRST）能力，作为雷达的替代和补充手段，在远距离上探测空中目标，特别是隐身目标，对美国战斗机来说也已经成为现实。美国了解到，国外战机（主要是俄罗斯）拥有这种能力已经有几十年了。如果不了解自己飞机的红外特征，你就无法了解这些传感器构成了什么威胁，也无法正确评估自己的IRST系统。
俄罗斯苏-27UB，其“红外搜索和跟踪”系统安装在挡风玻璃前与此类似，具有成像红外能力的多模式搜索器正日益成为空对空武器以及空对地/地类型的一个有吸引力的选择。这些都需要测试和评估工作来开发、理解并进行反制。据推测，像ATIMS III这样的吊舱能够携带模仿敌方导弹上的寻的器，甚至是已经捕获或通过其他途径获得的真实寻的器，提供关于这些系统的性能和脆弱性的极高价值情报。美国军方认为，在真实的空中环境中，测试俄罗斯R-73和R-27空对空导弹等武器的红外寻的器对友机及其现有反制措施的影响至关重要。以类似的方式评估中国快速增长的导弹库存，或许是一个更为紧迫的优先事项。理解这些导弹在所有方向和所有条件下对美军及盟军飞机构成的独特威胁是绝对必要的，并将刺激新的反制措施，这些措施可能会使现代红外甚至多模式寻的制导武器失明、混淆或以其他方式破坏。反过来说，针对各种反制措施并在各种可能的作战条件下测试自己的导弹寻的器也是绝对关键的。其中一些吊舱，特别是ATIMS III，将使这种情况能够在较少的飞行试验时间内更可靠地发生。这些吊舱测试系统所采用的一些技术也可能有潜在的作战应用。正如2006年《ABB评论》的这篇文章所指出的，SARIS能够根据目标的红外特征对其进行“自动识别和跟踪”。这突出了在拥有一个合适的已知特征库的情况下，先进的IRST和其他红外系统如何被动地扫描威胁，然后自动发现并分类。然后，它可以迅速将这些信息传递给飞机的飞行员或综合传感器网络中的其他节点，无论是在空中、海上还是地面。这种能力在今天已经成为一种作战现实，自主目标识别是使用成像红外搜索器识别和打击目标的导弹背后的驱动力。最重要的是，这个默默无闻的吊舱系列是一个广阔的，但难以表述的武器开发和测试生态系统的一部分，该系统致力于特征管理和评估。虽然军事探测领域在雷达方面远为人所知，但红外部分也是相当广阔的。从大规模的声场实验室到飞机滑过高线的靶场，再到飞行的雷达横截面和红外特征评估飞机，这种大量独特的测试能力不仅对了解和发展美国自己的飞机和武器，而且对击败敌方的飞机和武器都至关重要。
一架CV-22“鱼鹰”在爱德华兹空军基地的试飞中发射曳光弹。该机拥有世界上最先进的红外对抗套件之一在这些工作中收集的数据被用于从编程AIM-9X“响尾蛇”在哪里击中特定目标的最脆弱点，到创建具有极低红外信号的作战飞机，再到更好地了解从各种威胁系统中探测到的风险是什么，从几乎所有方面观察目标。尤其是这些吊舱，可以在真实世界的条件下，跨越任何大气环境进行这种测试，这种功能在实验室里是无法真正复制的。例如，也许在某些环境和背景条件下，某种类型的导弹搜索器容易受到某种类型的诱饵的影响，而其他类型的导弹搜索器则不容易受到影响。或者隐身飞机上的红外衰减涂层会使从下方探测某些波长变得更加困难，但在一天中的不同时间从上方探测不到。再有，了解热载荷如何在高速飞行的机身上传播可能是另一个测试目标。即使是了解飞机在多个红外波长上的基本红外特征，对于建立一个供“红外搜索和跟踪”系统提取的特征数据库也可能很重要。美军开发的这些吊舱有助于解决这些问题和疑问以及更多的问题。最后，如果不清楚飞机的弱点是什么，就很难保护飞机不受敌对传感器的攻击。如果不进行飞行和测试，同时通过多个传感器收集其他一些支持性数据点，而这些数据点都盯着同一件事，也很难开发出导弹搜索器及其指挥逻辑。而能够在几乎任何条件下，在空中飞行时完成这一切以及更多的工作，是这些吊舱真正提供的测试能力。－ The End －
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