鄭建輝

中國(guó)人民解放軍91851部隊(duì)，遼寧葫蘆島 125000

0 引言

為檢驗(yàn)新型艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭的抗干擾性能指標(biāo)，某型靶彈擬加裝艦載紅外干擾設(shè)備。彈載紅外干擾設(shè)備能在靶彈起飛后的特定時(shí)間段內(nèi)，按一定的投彈序列，連續(xù)投放紅外干擾彈，在靶彈周?chē)纬膳c靶彈紅外輻射特征的相似的紅外輻射源，對(duì)艦空導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭進(jìn)行干擾。干擾設(shè)備主要用于投放面源紅外干擾彈和點(diǎn)源紅外干擾彈，也根據(jù)試驗(yàn)需要，投放滿(mǎn)足特定外形尺寸要求的箔條干擾彈。本文對(duì)彈載紅外干擾技術(shù)的作用機(jī)理、實(shí)現(xiàn)途徑等問(wèn)題進(jìn)行分析討論，通過(guò)對(duì)搭載平臺(tái)的紅外特性、作戰(zhàn)對(duì)象紅外制導(dǎo)性能的分析比較，詳細(xì)論證了面源紅外干擾彈的主要技術(shù)指標(biāo)。

1 紅外干擾技術(shù)分析

根據(jù)干擾彈的不同類(lèi)別，紅外干擾可分為點(diǎn)源干擾、多點(diǎn)源干擾和面源干擾三種形式。點(diǎn)源干擾是第一代干擾紅外干擾，技術(shù)上已落后，目前紅外干擾技術(shù)研究的重點(diǎn)是多點(diǎn)源干擾和面源干擾。多點(diǎn)源紅外干擾彈是將多個(gè)煙火型燃燒材料裝在誘餌筒內(nèi)，投放后干擾彈在空中引爆形成多個(gè)燃燒點(diǎn)。當(dāng)采用多發(fā)齊射或多方位齊射等戰(zhàn)術(shù)投放方式時(shí)，多點(diǎn)源干擾彈可迅速在一定空域形成紅外高輻射區(qū)，并在導(dǎo)引頭瞬時(shí)視場(chǎng)內(nèi)形成持續(xù)的多個(gè)干擾源，將目標(biāo)信號(hào)淹沒(méi)，導(dǎo)引頭就必須處理多組脈沖信號(hào)，降低了導(dǎo)引頭檢測(cè)目標(biāo)的概率，紅外導(dǎo)引頭即使啟動(dòng)了抗干擾措施，但因探測(cè)器的噪聲幾何級(jí)數(shù)增大，而難以提取有效的制導(dǎo)信號(hào)，從而起到保護(hù)載機(jī)的作用。多點(diǎn)源干擾本質(zhì)上屬于煙火型誘餌，干擾機(jī)制仍然是一種壓制干擾，與導(dǎo)彈特性仍有較大差異多點(diǎn)源紅外干擾彈的，當(dāng)面對(duì)具有光譜鑒別能力或具有強(qiáng)度抑制鑒別能力的先進(jìn)紅外導(dǎo)引頭時(shí)，其干擾效果將受到較大影響。

面源紅外干擾彈則在輻射強(qiáng)度、光譜分布、空間分布等特征方面進(jìn)行改進(jìn)，與目標(biāo)特征較為相似，當(dāng)采用單發(fā)或連續(xù)投放的戰(zhàn)術(shù)方式時(shí)，可以持續(xù)誘騙先進(jìn)的紅外導(dǎo)引頭；采用多發(fā)、多方位投放的戰(zhàn)術(shù)方式時(shí)，可在空間形成大面積的發(fā)熱云團(tuán)，通過(guò)改變導(dǎo)引頭視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)特征，增大識(shí)別與跟蹤難度，達(dá)到干擾目的。其干擾方式更為靈活，干擾手段更為有效。面源紅外干擾彈連續(xù)投放后，在靶彈附近形成與靶彈目標(biāo)特征相似的面源紅外干擾源，干擾源的輻射強(qiáng)度與目標(biāo)接近（約1倍～3倍）、光譜分布與目標(biāo)相似，且具有連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的特征，能抑制導(dǎo)彈的光譜鑒別（雙波段制導(dǎo)）、強(qiáng)度閾值鑒別及動(dòng)力學(xué)特性鑒別等多種復(fù)雜的抗干擾措施，且與目標(biāo)同處于來(lái)襲導(dǎo)彈導(dǎo)引頭的視場(chǎng)內(nèi)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于來(lái)襲導(dǎo)彈的制導(dǎo)時(shí)間。面源紅外干擾源可掩蓋和歪曲紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)所要觀察的目標(biāo)、征候及信號(hào)特征，以混淆目標(biāo)的大小、位置和數(shù)量，從而降低其探測(cè)、識(shí)別與跟蹤能力。面源紅外干擾彈采用大量燃燒溫度在導(dǎo)彈目標(biāo)溫度范圍內(nèi)的特殊自燃材料作為干擾載荷，通過(guò)改進(jìn)誘餌的輻射強(qiáng)度、光譜分布、空間散布等特征，在紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的探測(cè)波段形成與靶彈目標(biāo)紅外信號(hào)相似的干擾源，并通過(guò)連續(xù)投放模擬靶彈的運(yùn)動(dòng)特征，使先進(jìn)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的抗干擾措施失效，并能有效破壞制導(dǎo)系統(tǒng)的正常跟蹤，從而增強(qiáng)靶彈面臨紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈威脅時(shí)的生存能力。

2 面源紅外干擾彈的主要技術(shù)指標(biāo)

2.1 搭載平臺(tái)的紅外特性

某型靶彈長(zhǎng)約6m，彈徑54cm，當(dāng)在海拔20m高度巡航飛行時(shí)，據(jù)估算，具有較高溫度（在700K以上）的尾焰長(zhǎng)度不超過(guò)10m，不考慮翼展投影面時(shí)，靶彈在飛行中的最大投影散布尺度約為16m×0.54m，尾焰羽流的最大投影散布尺度約為10m×0.54m。對(duì)于來(lái)襲的紅外成像型艦空導(dǎo)彈，具備根據(jù)目標(biāo)物的面目標(biāo)特征進(jìn)行真假目標(biāo)鑒別的能力，因此，靶彈飛行中在紅外成像型艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭探測(cè)器上呈現(xiàn)出類(lèi)似的面目標(biāo)輪廓。

2.2 作戰(zhàn)對(duì)象的紅外制導(dǎo)性能

下面以美制“拉姆”導(dǎo)彈為例研究典型艦空導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)特性。RIM-116A（Block 0）型“拉姆”導(dǎo)彈專(zhuān)用于對(duì)付輻射無(wú)線(xiàn)電頻率的反艦巡航導(dǎo)彈，采用雙模制導(dǎo)，飛行中段采用被動(dòng)射頻制導(dǎo)，飛行末段采用被動(dòng)中波紅外制導(dǎo)。發(fā)射后，彈載射頻導(dǎo)引頭迅即指引導(dǎo)彈飛向目標(biāo)，并使紅外導(dǎo)引頭轉(zhuǎn)向目標(biāo)方向；在飛行末段，一旦探測(cè)到目標(biāo)的紅外信號(hào)，彈載控制邏輯電路即自動(dòng)將射頻制導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外制導(dǎo)，以便最終鎖定目標(biāo)。

為了對(duì)付日益先進(jìn)（紅外特征弱、采用多模制導(dǎo)、不輻射或間歇輻射射頻信號(hào)、具有干擾能力）的反艦導(dǎo)彈，美、德兩國(guó)海軍對(duì)RIM-116A（Block 0）“拉姆”導(dǎo)彈進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，開(kāi)發(fā)RIM-116B（Block 1）“拉姆”導(dǎo)彈。Block 1繼承了Block 0的全部?jī)?yōu)勢(shì)性能和成熟技術(shù)外，對(duì)紅外制導(dǎo)信息要素的采集獲取和處理進(jìn)行了全面升級(jí)，使之僅用紅外制導(dǎo)方式就可以完成制導(dǎo)攔截來(lái)襲目標(biāo)。Block 1上配裝了新型紅外成像掃描尋的器和智能型數(shù)字信號(hào)處理器，紅外尋的導(dǎo)引被分為紅外（IR）和雙模紅外（IRDM）（光譜）兩種方式，實(shí)現(xiàn)了全程紅外制導(dǎo)，擁有了對(duì)無(wú)射頻輻射反艦導(dǎo)彈的攻擊和摧毀能力。

2.3 面源干擾彈的性能指標(biāo)分析

1）工作波段

拉姆導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)自“尾刺”地空導(dǎo)彈，工作在4.1μm～4.4μm波段，因此，針對(duì)拉姆導(dǎo)彈的無(wú)源干擾設(shè)備（面源紅外干擾彈）的工作波段范圍確定為3μm～5μm。

2）峰值輻射強(qiáng)度

為了有效模擬該型靶彈的紅外輻射強(qiáng)度，要求面源紅外干擾彈的紅外輻射強(qiáng)度變化在靶彈紅外輻射強(qiáng)度的變化范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)的面源紅外干擾彈的峰值輻射強(qiáng)度在3μm～5μm波段內(nèi)不小于300W/sr，在有效的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，與靶彈飛行時(shí)的紅外輻射強(qiáng)度接近，既保證了可信的紅外輻射強(qiáng)度，又不會(huì)明顯改變所形成面源紅外干擾源的輻射光譜，面源紅外干擾彈在1.3μm～3μm、3μm～5μm和8μm～14μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射強(qiáng)度分布與靶彈相似。

3）能量比率

該型靶彈的紅外輻射主要分布在中波3μm～5μm，而曳光彈（點(diǎn)源紅外干擾彈）的紅外輻射主要集中在短波1.3μm～3μm，兩者差異較大，采用雙模紅外制導(dǎo)的拉姆艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭一般根據(jù)兩個(gè)波段內(nèi)的輻射能量比來(lái)對(duì)目標(biāo)的輻射光譜進(jìn)行鑒別，面源紅外干擾彈設(shè)計(jì)能夠模擬靶彈的輻射光譜特征。以3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強(qiáng)度之比作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)源紅外干擾彈在3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強(qiáng)度之比一般小于0.5，飛航導(dǎo)彈（靶彈）在3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強(qiáng)度之比在2以上，設(shè)計(jì)面源紅外干擾彈在3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強(qiáng)度之比大于1.5，與靶彈接近，艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭難以鑒別。

4）上升時(shí)間

面源紅外干擾彈在投放后需在短時(shí)間內(nèi)形成面源紅外干擾源，上升時(shí)間與自燃箔片的自身性能有關(guān)，自燃箔片采用特殊合金材料，相比較于煙火型紅外誘餌藥柱，采用自燃箔片作為干擾載荷的紅外干擾彈其上升時(shí)間一般不大于1s，滿(mǎn)足干擾使用需要。

5）持續(xù)時(shí)間

面源紅外干擾彈投放后形成的面源紅外干擾源要求在靶彈脫離來(lái)襲導(dǎo)彈攻擊視場(chǎng)前保持可信的特征。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)研究，持續(xù)時(shí)間達(dá)到2s以上時(shí)，即具備有效干擾來(lái)襲導(dǎo)彈的能力。

6）散布面積

為了抑制點(diǎn)源紅外干擾彈的干擾，紅外成像導(dǎo)彈根據(jù)目標(biāo)的面目標(biāo)特征進(jìn)行識(shí)別，艦空導(dǎo)彈在動(dòng)態(tài)飛行中，由于觀測(cè)角度的變化，靶彈目標(biāo)在其導(dǎo)引頭探測(cè)器上的面目標(biāo)特征是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，因此要求無(wú)源干擾設(shè)備所形成的面目標(biāo)不一定完全模擬靶彈的外形輪廓，只需在投放后呈現(xiàn)一定的面目標(biāo)特征（并且在動(dòng)態(tài)變化）即可對(duì)艦空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭造成干擾。根據(jù)估算，面源紅外干擾彈在空中形成的干擾云團(tuán)的面積在5m2以上，在艦空導(dǎo)彈視場(chǎng)內(nèi)與靶彈形成相似的紅外輻射源，并明顯改變了導(dǎo)彈視場(chǎng)內(nèi)紅外場(chǎng)景的特征，能有效干擾紅外成像導(dǎo)彈的跟蹤與識(shí)別過(guò)程。

3 結(jié)論

本文分析論證了靶彈彈載紅外干擾設(shè)備的作用機(jī)理、干擾效果以及干擾設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)，對(duì)靶彈干擾技術(shù)的研究與應(yīng)用具有一定的借鑒意義。

[1]張永順.雷達(dá)電子戰(zhàn)原理[J].國(guó)防工業(yè)出版社，2006，3.

[2]張娜.紅外干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].紅外與激光工程，2006，10.

[3]王洪強(qiáng)，等.紅外誘餌彈干擾特性與仿真[J].火力與指揮控制，2010，10.

[4]童中翔，等.紅外誘餌彈最佳干擾方法研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2010，1.