激光反制导技术的发展分析

总第173期2008年第11期
舰船电子工程
Ship Electr onic Engineering
V ol.28N o.11
44
激光制导技术的发展分析*
金立田 张海劲
(东北电子技术研究所 锦州 121000)
摘 要 激光反制导在现代战争中发挥着越来越重要的作用。介绍了激光反制导的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展激光制导与反制导的优势和重要性,重点探讨了几种激光反制导的性能及其特点,最后论述了激光反制导的发展动向与分析。
关键词 激光制导;反制导;发展分析
外国体育明星中图分类号 T N97
Development Analysis of the Laser A nt-i guided
Jin L itia n Z hang H aijin
(N o rtheast Resear ch Institute of Elect ronic T echnolog y,Jinzho u 121000)
A bstract T he laser ant-i guided play mor e and more ro les in the war to day.T he process of dev elopment of laser ant-i guided and equipments in all co untr ies o ver the w or ld and its modification are described.T he technique per formance and pr operties o f sev eral laser ant-i g uided seeker s ar e analyzed,and dev elo pment analysis o f laser ant-i guided ar e discussed.
Key words laser guided,ant-i guided,dev elo pment ana lysis
Class Nu mber T N97
1 引言
目前,激光制导武器中大都采用半主动激光制导方式,即导引头(它安装在弹上,被用来自动跟踪目标
并测量弹的飞行误差)与激光照射装置分开配置于两地,前者随弹飞行,后者置于弹外。激光照射器用来指示目标,故又称激光目标指示器。导引头通过接收目标反射的激光照射器照射的激光或直接接收照射激光,引导导弹飞向目标。
在防空反导中,为保护自身目标安全,免遭激光制导武器的攻击,就必须进行反激光制导技术的研究,本文就激光反制导技术的发展,作进一步的研究和探讨[1]。2 激光反制导
激光反制导,主要采用:伪装、遮蔽、吸收照射光、反光、致盲干扰、欺骗干扰、火力防空干扰等[2]。
2.1 伪装
对重要目标进行模糊伪装,设立假目标,建立多个备用机构,或在重要目标周围设立假目标。使得敌人飞机用机载红外、可见光、雷达探测设备进行观察时,整体图像模糊不清,不出真正的攻击目标。这样一来,无形中增加了飞行员的判断时间,增加了飞机在目标区的滞空时间,从而使其被击落的几率也增加。重要目标建立了多个备用机构后,即使其中一个或几个被摧毁后,还能保证其
*收稿日期:2008年7月13日,修回日期:2008年8月12日作者简介:金立田,男,学士,工程师,研究方向:光电技术。
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他继续工作。另外,重要目标隐蔽化、地下化,构建坚固防护等,这些都是被动防护的内容。
2.2 遮蔽
释放烟幕、水幕、烟尘的方法对付敌方激光制导。为了提高遮蔽的效率,就有必要采用烟雾、水幕、沙尘自动施放系统。所谓自动施放系统,就是设置综合告警装置并与计算机自动控制系统、施放装置相连。具体就是计算机控制系统将和预警系统,或者布置在重要目标外围的硬杀伤防御系统(比如高炮,导弹)的预警指挥系统相连,当预警系统告警或者激光感应器侦测出目标受到激光束的照射时,会按照程序启动点火施放装置,迅速地形成有足够浓度的遮障。
目前,美国研制的XM-57型发烟机和英国研制的SG-18型发烟机,其遮障效果就非常好。在很短时间内,这种发烟机就可在战场上形成一道高50m、宽30m,持续时间几分钟到几十分钟的烟雾笼罩地域,并能有效的使受保护目标避开目视和目前所有的热成像仪、光学侦查以及激光瞄准,极大地提高了目标的生存能力,成为一种高费效比的现代软防御手段。而苏联坦克更有一项绝技,除了坦克炮塔上火炮两侧的烟幕发射管以外,苏联坦克还可以通过向发动机排气管中喷射柴油来产生滚滚的烟雾。这都是有效的防御手段。
2.3 吸收照射光
激光制导武器之所以能够逞威,关键在于被袭击的目标通常都会对照射激光产生较强的漫反射作用。例如,建筑物都采用浅外表,就能对照射激光产生强烈的漫反射,为激光制导武器提供较强的目标指示信号。既然激光制导离不开目标对照射激光的漫反射,那就应当想方设法尽可能地降低目标对激光的漫反射强度。黑化表面是减小漫反射强度的一种有效方法[3]。
激光制导武器通常使用波长1.06 m的激光作照射光(也有用10.6 m的)。一般建筑物表面对照射光的反射率都比较大,通常在50%左右,白表面甚至可以达到90%左右。所以,它们很容易成为被激光制导武器打击的目标。如果用对1.06 m和10.6 m波长的光具有高吸收率低反射率的材料覆盖表面,就可以在很大程度上实现对激光制导武器的 隐形 ,使激光制导武器接收不到足够的反射激光,因而也就无法对目标进行准确的袭击。例如,黑涂料对1.06 m和10.6 m光波的反射率只有5%左右。这样微弱的漫反射光就很难被激光制导武器接收到。
使用黑材料覆盖表面的方法有多种,既可以用涂料直接涂在建筑物表面,也可以用黑化后的板、片、膜、布等类型的材料临时覆盖(或遮掩)在建筑物表面,同时要注意经常清除黑化面上的尘土,因为尘土会增强漫反射,还要注意经常在黑化面上洒些水,使其保持湿润。湿润的黑化面可以增强对光波的吸收而减少反射,还可以起到散热降温的作用。
2.4 反光
激光制导武器寻目标靠的是从目标漫反射回来的照射激光。因为漫反射是向四面八方进行的,才使得激光制导武器的寻的器随时都能捕捉到由目标反射回来的激光并把攻击方向对准目标。如果在目标的表面使用平面镜进行防护,无论照射目标的激光束来自空中还是地面,平面镜都将对照射其上的激光按反射定律产生集中的定向反射。反射光同样是很窄的光束。激光制导武器的寻的器极难捕捉到它,即使偶然碰到了反射光束,由于互相运动也很快就会错开反射光束而 脱靶 。而且由于镜面反射激光的能量集中,寻的器的光学元件在碰到反射光束时也容易被炸毁而失效。
防护镜可以用玻璃、有机玻璃、聚酯等材料光洁透明的板或片(甚至较硬的薄膜)经过镀金属反光膜来制造。玻璃镜耐久性好,便于平战两用,而有机材料轻便且不易破碎,更适合战争环境。尤其是有机材料便于裁割,易于贴在各种大小不一的目标表面。
采用镜面防护时,由于建筑物比较大,防护镜面通常都是由许多平面镜组成的。因此要注意尽量使处于同一平面的镜面在安装时保持方向一致,这样作可以减小目标被发现的几率。
为达到更好的保护效果,还可以将施放烟幕、黑化表面以及镜面保护组合搭配使用。由于黑化表面和镜面保护是经常性起作用的,这就弥补了烟幕保护的缺陷,即使预警系统没有对敌人的来袭作出预警,来袭的激光制导武器也很难逞威。如果临战再施放一些烟幕,不论其覆盖能力如何,都会更进一步使来袭的光学制导武器丧失准确制导能力。
2.5 致盲干扰
利用强光束直接瞄准对方激光接收系统中的 眼睛  传感器,干扰其工作或者令其无法工作,甚至将其摧毁。一般来说,光电设备上的光敏元器件通常比较脆弱,所能承受的光强度有一定限制,一旦超出上限,则会使光敏元器件过载、失灵,甚至
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金立田等:激光反制导技术的发展分析总第173期
造成不可修复的损坏,从而使整个光电设备瘫痪。而致盲式干扰就是利用光电设备的这一弱点,趁虚而入。用强激光束照射激光制导,使上的光电探测器件失效,最终使致盲失控[4]。
2.6 欺骗干扰
当探测到敌人的激光束脉冲后,以相同的脉冲欺骗激光制导。比如,当发现敌人飞机正在用激光指示器照射某目标时,我们用敌人激光制导所用激光束相同的激光,去照射假目标,或者用特设的反光镜等物体,把它们反射的激光作用到敌人的激光制导上,就能有效地诱骗改变方向,去攻击假目标,从而保存了真目标。
结盟例如,俄罗斯的PK-10系统,包括10个KT -216发射装置、1个控制台和一些诱饵弹。每个发射装置由10个120m m口径、仰角固定约45 的发射管组成,发射装置是可旋转的;简易的控制台最多可控制4个发射装置。诱饵弹都用 质心 干扰样式,发射的诱饵弹有3种:SK-50箔条弹、SK -50红外/激光混合弹和SK-50箔条/红外/激光混合弹以及Spektr-F 半杯 型激光测向告警系统一起组成了一体化软杀伤防御系统,能有效地对抗激光、红外和雷达制导的威胁。
2.7 防空火力干扰
激光制导的战术运用有双机协同作战和单机作战两种方式。但是这两种方式都有一个共同的缺点,就是投下后,照射机必须持续的对目标进行照射,直到激光制导命中,不能 投了就走 。这时,使用猛烈的防空火力进行轰击,会给飞行员施加巨大的心理压力,使其不能专心瞄准。
3 发展分析
激光制导与反制导技术的发展趋势:采取有效措施,实施反干扰,使激光制导武器能够更准确、更有效率的摧毁目标是各国积极研究的方向,有些成果也已经进入实用化。例如,激光编码抗干扰、防护镜、复合制导、火箭助推等[5]。
1)激光编码抗干扰。为了避免激光制导武器受到外界激光干扰而迷失方向,也为了避免在使用多枚激
光制导攻击集目标时而产生重炸、漏炸的现象,就必须依赖于编码抗干扰的方法,编码抗干扰就是给激光制导信号通过加密措施进行编码,只要对方不知密码,那么对方的干扰机就不能发出相同的密码脉冲,制导遵循加密激光信号,也就不会互相干扰,从而大大提高了激光制导武器的抗干扰能力。
scarlett蕙珈2)防护镜。为了避免激光制导武器的导引头受到外界强激光的照射而损坏光敏元器件,不少国家都在研究在光学仪器上配备变镜,当强激光照射到透镜上时,透镜能在短时间内自动析出大量的银质粒子,对来袭强激光产生强烈的反射作用而阻止其通过,而当强激光小的时候,透镜又恢复到透明状态。
3)复合制导。为了对付烟雾、水幕、沙尘遮蔽,也为了适应复杂的气候条件,激光制导可以采用 复合制导 , 复合制导 是指采用多种制导方式对制导武器进行制导,当某一种制导方式失效后,另一种制导方式可以自动接替工作,继续将导弹引向目标。而且,由于复合制导可以采取目标不同的特征值来判定真假。因此,复合制导还具有一定对真假目标的分辨能力。在此方面,美军装备的 铺路-1 型激光制导采用的就是复合制导。
4)火箭助推。激光制导可分为无动力的滑翔和有动力火箭助推。滑翔无动力,靠自身的滑翔翼飞行,飞行的距离跟搭载飞机投掷的高度有很大关系。一般来说,高度越高,
攻击的距离就越远。由于无动力激光制导滑翔攻击距离不会超出20km。这使得载机不得不靠近目标投掷,从而使载机极易受到保卫目标的防空火力伤害,而防空火力的存在,也干扰了飞行员投掷的精度。所以美俄现在研制了一些火箭助推制导,在激光制导的基础上,安装火箭助推器,使能够在敌人防御圈外投掷,以保证载机的安全。这使得激光制导的攻击距离大大增加,甚至可达百公里以外,这几乎相当于简易导弹了。
4 结语
采用伪装、遮蔽、吸收照射光、反光、致盲干扰、欺骗干扰、火力防空干扰等激光反制导技术,能不同程度地阻挡了激光制导寻的视线,有效地保护了自身目标的安全。在未来现代化战争或局部战争中,对于防空反导来说,激光反制导技术的应用与发展,就显得越来越重要了[6]。
参考文献
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(下转第118页)
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周梅军等:基于A HP-Gr ey法的防空火控雷达战时作战能力评估总第173期
胡桃夹子:魔境冒险
得A-B判断矩阵A1=
1231/3 1/2121/4 1/31/211/5 3451
表2 战斗能力(B1)
最重要很重要较重要稍重要不重要等级一二三四五C1
C2
C3
C4
曹素华得B1-C判断矩阵A2=
1324 1/311/23 1/2212 1/41/31/21
同理可分别得到B2-C、B3-C、B4-C的判断矩阵A3、A4、A5:
A3=11/21/3 211/2 321
A4=
11/41/22 4135 21/313 1/21/51/31
A5=
1243 1/2132 1/41/311/2 1/31/221
从而计算出底层元素对于作战能力的组合权重:
W=(0.1131,0.0453,0.0614,0.0240, 0.0214,0.0396,0.0464,0.0123,0.0479,0.0206, 0.0075,0.2610,0.1553,0.0538,0.0903)T
5.2 确定灰权向量
由五组评估者对15个指标进行打分,为简化计算,我们规定给分范围是1分~10分,根据评估者的评分表格,得到评估指标值矩阵:
8779106796753848 7981067547987687 10697898810878396 4963589757108857 6885410855865
979采用3.1-3.4节的方法得15个评估指标的权向量为
r*=(0.4746,0.5112,0.5037,0.4615, 0.4787,0.5200,0.5019,0.4909,0.5203,0.5054, 0.5070,0.4841,0.4646,0.4909,0.5186)
5.3 进行作战能力评估
防空火控雷达战时作战能力
D=r* W=0.4912
此火控雷达战时作战能力评估为0.4912分,这与实际情况中专家所得结论一致。
6 结语
本文针对防空火控雷达建立了一个灰层次评估模型,该模型从实战情况出发,考虑到武器装备的信息化程度不断提高和战场环境的日益复杂,采纳专家意见,建立了综合评估指标体系,综合运用层次分析法和灰系统理论,因此其评估结果比较客观。通过算例表明,利用该模型评估,结果符合实际,说明了此方法的合理性,对其它武器装备战时作战能力评估也有指导意义。
参考文献
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(上接第46页)
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