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      MTV紅外誘餌劑改進(jìn)及應(yīng)用*

      2014-08-10 09:04:24張敬慧
      艦船電子工程 2014年4期
      關(guān)鍵詞:輻射強(qiáng)度導(dǎo)引頭誘餌

      張敬慧

      (海軍駐齊齊哈爾地區(qū)軍事代表室 齊齊哈爾 161006)

      1 引言

      2 紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的發(fā)展歷程

      紅外制導(dǎo)技術(shù)主要分為紅外非成像制導(dǎo)技術(shù)和紅外成像制導(dǎo)技術(shù)兩大類:

      1)紅外非成像制導(dǎo)技術(shù)是一種被動(dòng)紅外尋的制導(dǎo)技術(shù)。任何絕對(duì)溫度零度以上的物體由于原子和分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱運(yùn)動(dòng)而向外界輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波能量,紅外非成像制導(dǎo)技術(shù)就是利用紅外探測(cè)器捕獲和跟蹤目標(biāo)自身所輻射的紅外能量來(lái)實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)的一種技術(shù)手段,它的特點(diǎn)是制導(dǎo)精度高,不受無(wú)線電干擾的影響,可晝夜作戰(zhàn)。由于采用被動(dòng)尋的方式,攻擊隱蔽性好,但其正常工作受云、霧和煙塵的影響,并有可能被曳光彈、紅外誘餌、云層反射的陽(yáng)光和其它熱源誘惑偏離和丟失目標(biāo)。此外,紅外制導(dǎo)系統(tǒng)作用距離有限,一般用作近程武器的制導(dǎo)系統(tǒng)或遠(yuǎn)程武器的末制導(dǎo)系統(tǒng)。

      紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段[5]:

      (1)第一代紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈(20世紀(jì)40年代~1955年),工作波段為1μm~3μm,采用非制冷硫化鉛探測(cè)器。此種導(dǎo)彈作用距離近,而且導(dǎo)引頭只能探測(cè)飛機(jī)的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管的紅外輻射。因此,這類導(dǎo)彈的攻擊范圍只限制在目標(biāo)后方狹窄的扇形區(qū)域內(nèi),故其戰(zhàn)術(shù)使用只能進(jìn)行尾追攻擊,且受背景和氣象條件對(duì)紅外輻射吸收影響較大,不能全天候作戰(zhàn),抗干擾能力弱,使戰(zhàn)術(shù)性能受到很大限制。第一代紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的典型代表有美國(guó)的AIM9B響尾蛇、俄羅斯的K13和SAM7等。響尾蛇AIM9是美國(guó)研制的世界上第一種被動(dòng)式紅外非成像制導(dǎo)空空導(dǎo)彈。AIM9的原型AIM9A沒有批量生產(chǎn),大量生產(chǎn)和使用的是AIM9B。AIM9B由美國(guó)海軍武器中心于1948年開始研制,1953年9月首次發(fā)射試驗(yàn)成功,1956年7月開始裝備部隊(duì),最大射程11km,使用高度小于15km,最大速度為Ma=2,主要用于從尾部攻擊速度比較慢的老式轟炸機(jī)。除美國(guó)自己使用外,還有英、法、德等十多個(gè)國(guó)家以及臺(tái)灣地區(qū)使用,總共生產(chǎn)了八萬(wàn)枚。隨后,為了滿足不斷發(fā)展的戰(zhàn)術(shù)使用需要,美國(guó)海、空軍曾在AIM9B基礎(chǔ)上做了多次改進(jìn),形成了世界上最大的空空導(dǎo)彈系列。

      (2)第二代紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈(1957年~1966年),工作波段在3μm~5μm之間,探測(cè)器采用制冷技術(shù),光敏元件為銻化銦探測(cè)器。此種導(dǎo)彈導(dǎo)引頭可以同時(shí)探測(cè)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)噴管和發(fā)動(dòng)機(jī)排出的CO2氣體的紅外輻射,甚至可以敏感機(jī)體蒙皮溫度升高產(chǎn)生的紅外輻射。由于工作波段向中波方向伸展,有效減小了陽(yáng)光輻射的干擾,從而提高了制導(dǎo)系統(tǒng)抗背景輻射干擾的能力。這一時(shí)期的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈擴(kuò)大了攻擊區(qū),可以從后方攻擊機(jī)動(dòng)目標(biāo),但其攻擊范圍仍未超過(guò)后半球,不能實(shí)現(xiàn)全向攻擊。第二代紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的典型代表有英國(guó)的紅頭(Red Top)導(dǎo)彈、美國(guó)的響尾蛇AIM9D導(dǎo)彈和法國(guó)的瑪特拉R530導(dǎo)彈。紅頭導(dǎo)彈是由英國(guó)航空航天公司動(dòng)力分部于1957年研制的空空導(dǎo)彈,1965年生產(chǎn)并服役,此型導(dǎo)彈最大射程12km,最大使用高度18km,最大速度為Ma=3,導(dǎo)引頭工作波長(zhǎng)4μm~5μm,主要用來(lái)對(duì)付超音速和亞音速飛機(jī),直至20世紀(jì)80年代初,一直是英國(guó)殲擊機(jī)的主要裝備,但此型導(dǎo)彈紅外導(dǎo)引頭受云霧影響較大。

      (3)第三代紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈(1967年以后)為近距格斗導(dǎo)彈,其紅外制導(dǎo)系統(tǒng)普遍采用了高靈敏度的制冷銻化銦光敏元件,并且改變了以往光信號(hào)的調(diào)制方式,多采用了圓錐掃描和玫瑰線掃描,亦有非調(diào)制盤式的多元脈沖調(diào)制系統(tǒng),探測(cè)范圍大,跟蹤角速度高等特點(diǎn),有的還具有自動(dòng)搜索和自動(dòng)截獲目標(biāo)的能力。因此,這一代的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈可以在近距離內(nèi)全向攻擊機(jī)動(dòng)能力大的目標(biāo)。第三代紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的典型代表有美國(guó)的毒刺導(dǎo)彈和響尾蛇AIM9L/M導(dǎo)彈、法國(guó)的魔術(shù)R550導(dǎo)彈、蘇聯(lián)的P73導(dǎo)彈和以色列的怪蛇-3空空導(dǎo)彈。P73導(dǎo)彈北約代號(hào)為 AA211射手(Archer),是蘇聯(lián)20世紀(jì)70年代中后期研發(fā),采用深制冷光電探測(cè)器的紅外制導(dǎo)近程格斗空空導(dǎo)彈,也是世界上第一種能離軸發(fā)射,且搭配頭盔瞄準(zhǔn)具達(dá)到“可視即可發(fā)射”的導(dǎo)彈。P73導(dǎo)彈彈長(zhǎng)2.9m、翼展510mm、彈徑170mm;最大速度Ma=3.7,最大射程20km,最大使用高度20km,對(duì)固定翼飛機(jī)類目標(biāo)的殺傷概率為60%。安裝的全向紅外導(dǎo)引頭探測(cè)距離為10km~15km,發(fā)射前視野±45°,發(fā)射后±60°,從導(dǎo)彈鎖定目標(biāo)到發(fā)射只需1s。其主要特點(diǎn)是:具有與頭盔瞄準(zhǔn)具(HMS)搭配的離軸發(fā)射能力;超過(guò)一般格斗導(dǎo)彈的射程;氣動(dòng)控制方式使其兼顧極短射程與遠(yuǎn)程的機(jī)動(dòng)性能。

      美國(guó)還十分注重資產(chǎn)評(píng)估師的后續(xù)教育。資產(chǎn)評(píng)估師每年大概要接受30~40小時(shí)的后續(xù)教育,并參加一定時(shí)間的職業(yè)道德教育。美國(guó)資產(chǎn)評(píng)估協(xié)會(huì)對(duì)此進(jìn)行監(jiān)管,對(duì)未能按照要求參加后續(xù)教育的資產(chǎn)評(píng)估師下發(fā)通知,要求其在下一年度補(bǔ)齊上一年度的課時(shí);如果繼續(xù)未能完成,則取消其會(huì)員資格。由于美國(guó)對(duì)于后續(xù)教育的重視保證了資產(chǎn)評(píng)估師個(gè)人綜合分析評(píng)估能力的不斷提升,并且會(huì)經(jīng)常舉辦研討會(huì)來(lái)加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部外部交流,使其資產(chǎn)評(píng)估行業(yè)始終走在世界最前列。

      為了提高識(shí)別真假目標(biāo)的能力紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈采用了光譜識(shí)別技術(shù)[6](雙色導(dǎo)引頭)。根據(jù)普朗克定律,溫度不同,黑體的光譜輻射出射度不同,并且任意兩波長(zhǎng)處的光譜輻射出射度之比也不同。如果紅外探測(cè)系統(tǒng)取兩個(gè)波長(zhǎng)處的輻射量,求出它們的比值,即可知道物體的溫度。如果所用的紅外誘餌主要是通過(guò)燃燒煙火劑來(lái)產(chǎn)生紅外輻射的,其溫度和被保護(hù)目標(biāo)差別很大,所以其紅外光譜和被保護(hù)目標(biāo)的紅外光譜也有很大的區(qū)別。通過(guò)光譜識(shí)別,紅外探測(cè)系統(tǒng)可以鑒別出哪個(gè)是真目標(biāo)哪個(gè)是假目標(biāo)。比如美國(guó)的“針刺”FIM92A和日本的“短薩姆”導(dǎo)彈就利用了這種多光譜技術(shù)來(lái)對(duì)付紅外誘餌。

      2)紅外成像制導(dǎo)是利用紅外探測(cè)器探測(cè)目標(biāo)的紅外輻射,以捕獲目標(biāo)紅外圖像的制導(dǎo)技術(shù),其圖像質(zhì)量與電視相近,但卻可在電視制導(dǎo)系統(tǒng)難以工作的夜間和低能見度下工作。紅外成像制導(dǎo)技術(shù)已成為制導(dǎo)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)紅外成像的途徑主要有以下兩種:(1)多元紅外探測(cè)器線陣掃描成像;(2)多元紅外探測(cè)器平面陣列非掃描成像(凝視焦平面陣列紅外成像)。

      紅外成像探測(cè)器從20世紀(jì)70年代以來(lái)已由多元線陣發(fā)展到面陣;從近紅外發(fā)展到遠(yuǎn)紅外。紅外凝視焦平面陣列探測(cè)器的元件數(shù)對(duì)近紅外已達(dá)107個(gè),對(duì)于遠(yuǎn)紅外已達(dá)105個(gè);探測(cè)率已達(dá)1012~1014量級(jí)。紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)的靈敏度和空間分辨率都很高,動(dòng)態(tài)跟蹤范圍大,可達(dá)1500~1800,有效作用距離遠(yuǎn),抗干擾性好。與非成像制導(dǎo)技術(shù)相比,紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)具有更好的目標(biāo)識(shí)別能力和制導(dǎo)精度。全天候作戰(zhàn)能力和抗干擾能力也有較大改善,但成本較高。

      紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的發(fā)展經(jīng)歷了兩代[5]。

      (1)第一代紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈采用多元線列探測(cè)器和旋轉(zhuǎn)光機(jī)掃描器相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)探測(cè)器對(duì)空間二維圖像的讀出,采用并掃或串并掃掃描體制。這類成像制導(dǎo)導(dǎo)彈在20世紀(jì)70年代中期開始研制,現(xiàn)已批量生產(chǎn)裝備部隊(duì)。典型代表有:美國(guó)AGM65D/F幼畜空地、空艦紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈(采用16元碲鎘汞光導(dǎo)線列器件和串并掃描型光機(jī)掃描)、AM132空空導(dǎo)彈以及美國(guó)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中使用的遠(yuǎn)程攻擊型AGM84E斯拉姆(SLAM)導(dǎo)彈。美國(guó)AGM65D幼畜空地導(dǎo)彈于1974年開始在AGM65A基礎(chǔ)上改進(jìn),1983年進(jìn)入空軍服役,該型導(dǎo)彈最大射程43.4km,最大速度Ma=1.2,最大使用高度9.45km。D型在A型基礎(chǔ)上的改進(jìn)之處有:改裝紅外成像導(dǎo)引頭,其數(shù)字式定心跟蹤器使導(dǎo)彈飛向目標(biāo)的中心,而不是飛向最大溫差點(diǎn),紅外頻段的選擇能透過(guò)戰(zhàn)場(chǎng)上的煙霧獲得全天候作戰(zhàn)能力。AGM65D導(dǎo)彈在1993年停產(chǎn),月產(chǎn)量500枚,批生產(chǎn)總數(shù)25127枚。AGM65F導(dǎo)彈在D型紅外成像導(dǎo)引頭的基礎(chǔ)上,專為攻擊艦艇目標(biāo)增加了圖像調(diào)制處理能力,并采用質(zhì)量增大到136kg的爆破穿甲戰(zhàn)斗部和可調(diào)延時(shí)引信,此外,采取工程改進(jìn)措施進(jìn)一步降低導(dǎo)彈生產(chǎn)成本。

      (2)第二代紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈去掉了光機(jī)掃描紅外器件而采用掃描或凝視紅外焦平面器件(長(zhǎng)波64×64元、128×128元和中波256×256元、320×240元紅外焦平面探測(cè)器件以及4N掃描焦平面器件已經(jīng)達(dá)到實(shí)用水平),采用了復(fù)雜背景下目標(biāo)識(shí)別技術(shù)。典型代表有:美國(guó)坦克破壞者(Tank Breaker)導(dǎo)彈、歐洲的ASRAAM、美國(guó)AIM9X響尾蛇后續(xù)型、法國(guó)麥卡空空導(dǎo)彈、以色列的怪蛇4/5等導(dǎo)彈。響尾蛇AIM9X空空導(dǎo)彈是美國(guó)海、空軍于1992年開始研制的響尾蛇AIM9L/M后續(xù)型導(dǎo)彈,2002年開始裝備部隊(duì),采用128×128元、3μm~5μm中波凝視紅外成像導(dǎo)引頭和低成本微型信號(hào)處理電子線路技術(shù)。按要求響尾蛇AIM-9X能應(yīng)對(duì)諸如俄羅斯的射手(AA211)和其它大離軸角發(fā)射全向攻擊導(dǎo)彈,具有比對(duì)手更好的目標(biāo)截獲能力和優(yōu)良的抗紅外干擾能力。同時(shí),要求導(dǎo)彈具有在發(fā)射之前鎖定目標(biāo)和發(fā)射后不管的能力。AIM9X導(dǎo)彈另一特點(diǎn)是可與國(guó)際視覺系統(tǒng)公司的聯(lián)合頭盔指示系統(tǒng)(JHMCS)聯(lián)用,顯示由雷達(dá)等傳感器探測(cè)到的目標(biāo)信息和導(dǎo)彈導(dǎo)引頭信息。AIM9X導(dǎo)彈最大射程17.7km,最大速度Ma=2.5。AIM9X導(dǎo)彈正處于生產(chǎn)階段,計(jì)劃到2018年生產(chǎn)約10000枚。

      3 紅外誘餌劑

      3.1 基型紅外誘餌劑

      早期的紅外誘餌劑由鎂和聚四氟乙烯組成。作為紅外誘餌劑,鎂/聚四氟乙烯在燃燒過(guò)程中,其燃燒產(chǎn)物有氟化鎂、氧化鎂和碳等高溫?zé)霟峁腆w微粒,在近、中和遠(yuǎn)紅外三個(gè)波段內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的紅外輻射,作為點(diǎn)輻射的紅外誘餌,它可以用來(lái)對(duì)抗紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的導(dǎo)彈。在飛機(jī)、艦艇等目標(biāo)受到紅外制導(dǎo)武器的跟蹤威脅時(shí)就施放點(diǎn)輻射型紅外誘餌,當(dāng)被保護(hù)目標(biāo)和誘餌同處于導(dǎo)引頭的視場(chǎng)中時(shí),點(diǎn)源制導(dǎo)的導(dǎo)引頭將跟蹤目標(biāo)和誘餌輻射能量的中心。隨著紅外誘餌與被保護(hù)目標(biāo)的分離,由于誘餌輻射出的能量大于被保護(hù)目標(biāo)輻射的能量,按照質(zhì)心導(dǎo)引規(guī)律跟蹤目標(biāo)的導(dǎo)引頭就會(huì)逐漸偏離目標(biāo),轉(zhuǎn)而跟蹤誘餌,從而起到保護(hù)目標(biāo)的作用。

      典型的紅外誘餌劑是由鎂(Mg)/聚四氟乙烯(TEFLON?)/氟橡膠(VITON?)組成的混合物(MTV)。其基本燃燒反應(yīng)如式(1):

      MTV紅外誘餌劑能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的紅外輻射是基于反應(yīng)產(chǎn)物氟化鎂產(chǎn)生較高的生成熱將碳黑加熱(2200K左右),碳黑(ελ<2.8μm≈0.85)受熱激發(fā)產(chǎn)生高強(qiáng)度紅外輻射。

      在實(shí)際反應(yīng)中,由于空氣中的氧參與反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物中還將生成氧化鎂以及反應(yīng)所生成的碳進(jìn)一步氧化生成二氧化碳,從而產(chǎn)生更大的紅外輻射能量。有氧燃燒反應(yīng)如式(2):

      MTV紅外誘餌劑在空中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下燃燒時(shí),其溫度具有較大的波動(dòng)性,紅外輻射能量隨時(shí)間變化較快。對(duì)于機(jī)載紅外誘餌彈,在其起燃時(shí)間(約0.5s)之內(nèi),誘餌的溫度急劇上升,紅外輻射能量快速增加,其火焰溫度在2000K~2500K,經(jīng)過(guò)有效燃燒時(shí)間(3s~5s)后,誘餌的溫度迅速降低,紅外輻射能量快速下降并消失。

      3.2 紅外誘餌劑改進(jìn)

      利用聚氟化碳(PMF)取代MTV紅外誘餌劑中的聚四氟乙烯制成的新紅外誘餌劑(MPV)與MTV紅外誘餌劑相比,紅外輻射性能明顯提高。MPV紅外誘餌劑燃燒反應(yīng)同樣生成氟化鎂和碳黑:

      當(dāng)鎂的比率一定時(shí),MPV紅外誘餌劑的輻射強(qiáng)度要高出MTV近10倍。例如:由55g聚氟化碳、40g鎂、5g氟橡膠、1g石墨粉和200ml丙酮組成的懸浮液,經(jīng)攪拌直至生成粒狀后過(guò)篩,然后在40℃氣流中干燥5h,再用12噸壓機(jī)保壓6s,將藥劑加工成質(zhì)量為40g、直徑為25mm的圓柱形藥柱。表1給出了由上述方法制備的MPV紅外誘餌劑以及MTV紅外誘餌劑藥柱的相關(guān)參數(shù)和試驗(yàn)結(jié)果[7]。

      表1 MPV與MTV紅外誘餌劑試驗(yàn)結(jié)果

      在MTV紅外誘餌劑中添加超細(xì)鋁粉(UFAL)之類高能燃料添加劑可以增加燃速使紅外輻射強(qiáng)度提高。如圖1顯示了超細(xì)鋁粉(UFAL)對(duì)MTV紅外誘餌劑燃燒時(shí)間與輸出強(qiáng)度的影響。

      圖1 超細(xì)鋁粉(UFAL)對(duì)MTV紅外誘餌劑燃燒時(shí)間與輸出強(qiáng)度的影響

      在MTV紅外誘餌劑中添加高導(dǎo)熱石墨纖維可以提高燃速。將2%的石墨纖維加入到MTV(Mg=63%)中,燃速提高了1.12倍。

      在MTV紅外誘餌劑中添加10%的鋯粉,可以使MTV的燃速提高1.5倍。

      在MTV紅外誘餌劑中添加納米級(jí)特性材料,可使燃速增加以及表面積增大導(dǎo)致紅外輻射強(qiáng)度提高,同時(shí)可以利用其特征輻射的特性改善輻射光譜。表2給出了添加納米特性材料的MTV紅外誘餌劑試驗(yàn)結(jié)果,藥柱尺寸:φ50×46mm;裝藥量:163g;密度:d=1.76g/cm3。

      表2 添加納米特性材料的MTV紅外誘餌劑試驗(yàn)結(jié)果

      紅外誘餌劑在實(shí)際使用中動(dòng)態(tài)特性參數(shù)與地面靜態(tài)特性參數(shù)有很大區(qū)別,隨著紅外誘餌劑的投放環(huán)境不同,其特性參數(shù)有所不同。動(dòng)態(tài)輻射特性主要受投放高度影響和載機(jī)速度影響。

      由于大氣密度和壓力是高度的函數(shù),而紅外誘餌劑的燃燒速度與壓力有關(guān),所以在不同高度下,紅外誘餌劑的燃燒速度是不一樣的,輻射強(qiáng)度也不一樣。

      MTV以及類似煙火誘餌劑燃速與壓力的關(guān)系如式(4):

      其中:r是線性燃速(mm·s-1);a=常數(shù)(mm·s-1·MPa-n),描述溫度對(duì)燃速的影響;P=壓力(MPa),n=壓力指數(shù),描述壓力對(duì)燃速的影響。

      對(duì)于MTV藥劑,壓力指數(shù)隨鎂的重量百分率ξ(Mg)上升而下降,隨鎂的粒徑增大而減小。對(duì)于ξ(Mg)=0.5,ξ(PTFE)=0.45,ξ(Viton?)=0.05的誘餌,在海平面的α波段(2μm~3μm)輻射強(qiáng)度約為0.125kW·sr-1,在海拔10000m高度時(shí),燃速是海平面燃速的0.43倍,因此海拔10000m高度產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度等于0.053kW·sr-1。

      載機(jī)速度對(duì)紅外誘餌劑輻射強(qiáng)度的影響是氣動(dòng)冷卻。紅外誘餌劑的輻射強(qiáng)度隨著風(fēng)速的增加按指數(shù)規(guī)律地下降,當(dāng)飛行速度為1馬赫時(shí)輻射強(qiáng)度僅為靜態(tài)時(shí)的10%[8]。

      4 紅外誘餌劑對(duì)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的干擾

      傳統(tǒng)的MTV紅外誘餌劑,可以有效地干擾單波段紅外非成像制導(dǎo)導(dǎo)彈,但對(duì)于雙波段紅外非成像制導(dǎo)或紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈,其干擾效果明顯下降,原因是雙波段紅外非成像制導(dǎo)或紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈可以區(qū)分紅外誘餌彈和目標(biāo),其區(qū)分依據(jù)主要有:1)頻譜差異。目標(biāo)一般包含幾個(gè)不同強(qiáng)度的紅外輻射,例如噴氣式飛機(jī)的紅外輻射來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰、尾噴管和蒙皮生熱等,而傳統(tǒng)MTV紅外誘餌彈是以單一的溫度燃燒。MTV紅外誘餌彈輻射強(qiáng)度比θ2~3μm/3~5μm=1.33,對(duì)于不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī),飛機(jī)的輻射強(qiáng)度比0.5≤θ2~3μm/3~5μm≤0.8。對(duì)此,采用雙波段紅外傳感器或紅外/紫外傳感器的尋的器可以予以區(qū)分;2)信號(hào)的時(shí)域變化。誘餌彈具有上升時(shí)間特性,當(dāng)誘餌彈出現(xiàn)時(shí),尋的器可在視場(chǎng)內(nèi)檢測(cè)到信號(hào)強(qiáng)度迅速增加。3)運(yùn)動(dòng)差異。傳統(tǒng)誘餌彈具有較快的氣動(dòng)減速,并會(huì)在重力作用下緩慢下降,真正的目標(biāo)則繼續(xù)水平直線飛行或進(jìn)行規(guī)避機(jī)動(dòng)。

      如何有效地對(duì)抗先進(jìn)的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈,要求紅外誘餌彈能更逼真地模擬目標(biāo),彌補(bǔ)紅外誘餌彈與目標(biāo)在上述三個(gè)方面的差異。就MTV類紅外誘餌劑而言,改善其與目標(biāo)輻射頻譜的差異,主要是通過(guò)添加一些特性輻射材料,使藥劑燃燒反應(yīng)產(chǎn)物的輻射特性更接近目標(biāo)的輻射特性。如MTV紅外誘餌劑與另一種藥劑的混合物,這種藥劑含硼、鋁、烏洛托品、硝酸鉀和過(guò)氯酸銨。鋁和硼燃燒產(chǎn)生選擇性輻射體,包括 BO、HBO2和 Al2O3。HBO2、Al2O3和BO分別在5μm、1.5μm和2.5μm波段產(chǎn)生輻射,輻射強(qiáng)度比θ2~3μm/3~5μm的平均值≈0.56;烏洛托品及其衍生物所釋放的氮?dú)庾鳛榛鹧胬鋮s劑,火焰的冷卻有助于輻射光譜與目標(biāo)的輻射光譜匹配,但與目標(biāo)的輻射特性完全一致是很難做到的;改善與目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)差異,主要是通過(guò)在藥劑中添加一些其它材料使紅外誘餌劑燃燒時(shí)不但產(chǎn)生紅外輻射,同時(shí)產(chǎn)生推力克服氣動(dòng)阻力,模擬目標(biāo)的飛行軌跡運(yùn)動(dòng),當(dāng)然,完全模擬目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡也是難以做到的。所以,裝填MTV類紅外誘餌劑的誘餌彈,要完全模擬目標(biāo)的特征是有一定的困難的,也只能在一定程度上提高對(duì)先進(jìn)的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的干擾效果。

      有效地對(duì)抗先進(jìn)的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的另一種方式是“壓制式”干擾,即采用高能紅外輻射劑,在導(dǎo)彈視場(chǎng)內(nèi)形成高能量、大面積的紅外輻射區(qū)域,在紅外成像探測(cè)器上形成較大面積的高亮度背景,使被保護(hù)目標(biāo)淹沒在這種高亮度背景之中[9]。紅外成像探測(cè)器搜索目標(biāo)的頻率大約為幾十至上百幀/秒,依據(jù)前后搜索圖片之間的差異、關(guān)聯(lián)等來(lái)識(shí)別確定目標(biāo)。倘若能夠進(jìn)行1s~2s的有效“壓制式”干擾,使紅外成像探測(cè)器丟失幾十幀的搜索圖片,失去足夠的圖片之間關(guān)聯(lián)信息,即可導(dǎo)致目標(biāo)瞬時(shí)丟失。由于導(dǎo)彈的飛行速度較快,瞬時(shí)的目標(biāo)丟失就會(huì)引起彈道的大幅度偏離,即使再恢復(fù)紅外成像能力,由于慣性及搜索角度的限制,很難再找回目標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)抗紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的目的。對(duì)于飛機(jī)而言,一般在3μm~5μm的輻射強(qiáng)度為1000W/sr左右,在8μm~14μm的輻射強(qiáng)度約為在3μm~5μm的輻射強(qiáng)度的1/5~1/6,即200W/sr左右。當(dāng)紅外輻射劑的輻射強(qiáng)度在3μm~5μm達(dá)到75000W/sr,在8μm~14μm達(dá)到15000W/sr,則可能實(shí)現(xiàn)“壓制式”干擾紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈。如果紅外輻射劑的紅外輻射強(qiáng)度高到能夠使紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈“致盲”或“致?!?,其干擾效果會(huì)更好。

      5 結(jié)語(yǔ)

      MTV紅外誘餌劑自從問(wèn)世以來(lái),以其具有的高效費(fèi)比在對(duì)抗紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈保護(hù)目標(biāo)安全中被廣泛地應(yīng)用,并且發(fā)揮了重要的作用,雖然其在對(duì)抗先進(jìn)的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈中顯露出了許多不足,但經(jīng)過(guò)改進(jìn),特別是其具備的紅外輻射強(qiáng)度高、價(jià)格低廉、使用方便的特點(diǎn),仍具有廣泛的應(yīng)用空間[10]。通過(guò)解決高空低氣壓燃燒速度減慢和氣動(dòng)冷卻問(wèn)題,進(jìn)一步提高其輻射性能,達(dá)到實(shí)用狀態(tài)下能夠使紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈“致盲”或“致?!钡男Ч?,將會(huì)使紅外誘餌劑在對(duì)抗紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈中起到更加重要的作用。紅外誘餌劑不僅在對(duì)抗導(dǎo)彈中得到應(yīng)用,在訓(xùn)練器材和測(cè)試設(shè)備中作為一種經(jīng)濟(jì)高效的紅外源也普遍被采用。隨著技術(shù)的發(fā)展,紅外誘餌劑性能的不斷完善,將會(huì)給紅外誘餌劑帶來(lái)更大的應(yīng)用空間。

      [1]陳明華,焦清介,溫玉全,等.Mg_4Al_3/PTFE紅外誘餌劑的輻射性能研究[J].激光與紅外,2005(7).

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