張同賀

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紅外型空空導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展展望

張同賀

（中國空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471009）

就紅外型空空導(dǎo)彈與紅外導(dǎo)引制導(dǎo)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展情況進行了分析，梳理了未來紅外型空空導(dǎo)彈對紅外技術(shù)的新需求，對中遠(yuǎn)距攔截攻擊、強復(fù)雜干擾、武器自主化、反隱身、多任務(wù)、導(dǎo)引制導(dǎo)引戰(zhàn)深度融合等重點需求做了說明，闡述了滿足這些需求將要發(fā)展的射后截獲、氣動熱抑制、目標(biāo)匹配與特征融合、高靈敏度探測、基于標(biāo)準(zhǔn)解的實時信息修正控制技術(shù)等20項新技術(shù)，簡單綜述了實現(xiàn)這些技術(shù)的途徑。

武器自主化；反隱身；多任務(wù)；射后截獲；氣動熱抑制

1 空空導(dǎo)彈的信息流發(fā)展

經(jīng)過幾十年不懈努力，空空導(dǎo)彈已經(jīng)發(fā)展四代。紅外型空空導(dǎo)彈的劃代一般是以導(dǎo)引頭[1]的技術(shù)特征為主要標(biāo)志的，第一代主要特征是單元非制冷調(diào)幅尾后探測，尾后攻擊，比例導(dǎo)引；第二代主要特征是單元制冷調(diào)幅探測，后半球攻擊，比例導(dǎo)引；第三代采用單元或多元，制冷探測，具有一定的抗干擾能力，全向攻擊，比例導(dǎo)引加末端修正；第四代主要特征是采用制冷焦平面成像探測器，具有較強的抗干擾能力，全向攻擊，比例導(dǎo)引＋推矢控制＋瞄準(zhǔn)點選擇。

今天世界已經(jīng)進入較為成熟的信息時代，有必要從系統(tǒng)角度對空空導(dǎo)彈的發(fā)展作一個全新的說明。主要根據(jù)信息流的變化特征對空空導(dǎo)彈系統(tǒng)進行劃代。

第一代空空導(dǎo)彈從信息流特征看（如圖1），武器系統(tǒng)具有基于地面雷達(dá)的有限戰(zhàn)區(qū)感知能力，只有地面指揮系統(tǒng)與平臺之間有簡單的信息交流，具體作戰(zhàn)僅能靠飛行員目視發(fā)現(xiàn)目標(biāo)進行視距內(nèi)作戰(zhàn)，導(dǎo)彈只能定軸瞄準(zhǔn)定軸發(fā)射，由于只能尾后攻擊，對飛行員站位要求高，沒有信息對抗能力。

第二代空空導(dǎo)彈從信息流特征看（如圖2），武器系統(tǒng)具有基于地面雷達(dá)的戰(zhàn)區(qū)感知能力，有地面指揮系統(tǒng)與平臺之間的信息交流，平臺增加了搜索雷達(dá)，由于搜索雷達(dá)精度不夠，僅能引導(dǎo)飛行員去搜索雷達(dá)指示的大致方位去尋找目標(biāo)，具體作戰(zhàn)仍靠飛行員目視發(fā)現(xiàn)目標(biāo)進行視距內(nèi)作戰(zhàn)，導(dǎo)彈的主戰(zhàn)模式還是定軸瞄準(zhǔn)定軸發(fā)射，有一些具備了定軸瞄準(zhǔn)離軸發(fā)射能力，雖然擴大到后半球攻擊，對飛行員站位要求仍然較高，沒有信息對抗能力。

第三代空空導(dǎo)彈從信息流特征看（如圖3），武器系統(tǒng)最重要的信息特征是預(yù)警機的投入使用，使得空戰(zhàn)機群具備了空中戰(zhàn)區(qū)統(tǒng)一指揮與信息共享的能力，同時基于地面雷達(dá)的戰(zhàn)區(qū)感知能力增強，地面指揮系統(tǒng)、空中指揮系統(tǒng)與平臺之間的信息交流能力大幅度提升，平臺增加了火控雷達(dá)，火控雷達(dá)精度足以引導(dǎo)導(dǎo)彈指向目標(biāo)，導(dǎo)彈具備了雷達(dá)隨動功能，實現(xiàn)了自動捕獲功能并且擴大了捕獲目標(biāo)的視場范圍，導(dǎo)彈具備了離軸掃描離軸發(fā)射的能力，攻擊范圍擴大到全向，減少了對飛行員站位要求，導(dǎo)彈具備了初步的信息對抗（抗干擾）能力。

第四代空空導(dǎo)彈從信息流特征看（如圖4），武器系統(tǒng)導(dǎo)航信息與衛(wèi)星信息加入信息流，與預(yù)警機信息、地面雷達(dá)信息、平臺雷達(dá)信息等構(gòu)成了體系化、網(wǎng)絡(luò)化的信息支援與信息保障能力，空戰(zhàn)機群空中戰(zhàn)區(qū)統(tǒng)一指揮與信息共享的能力得到加強，地面指揮系統(tǒng)、空中指揮系統(tǒng)與平臺之間的信息交流能力進一步完善。信息體系對目標(biāo)的指示精度不僅能滿足導(dǎo)彈的隨動捕獲功能，更重要的是信息體系具備了敵我目標(biāo)與真假目標(biāo)的識別能力，使得極其重要的射后截獲功能得以實現(xiàn)；不僅實現(xiàn)了全向攻擊，而且使得紅外型空空導(dǎo)彈實現(xiàn)中距攔射成為可能，飛行員得到了一定程度的解放，飛行員的安全性得到明顯改善，具備了“自由空戰(zhàn)”的雛形。導(dǎo)彈命中精度和命中概率提高，抗干擾概率大幅提升，空戰(zhàn)全面邁入信息化體系對抗時代。

第五代代空空導(dǎo)彈從信息流特征看（如圖5），武器系統(tǒng)將所有信息節(jié)點所獲得的信息進行深度融合，形成可重構(gòu)、可恢復(fù)的強大的智能網(wǎng)絡(luò)體系，任何單一信息節(jié)點被摧毀都不影響作戰(zhàn)單元與導(dǎo)彈系統(tǒng)的任務(wù)實施。在強大信息網(wǎng)絡(luò)支持下，可實現(xiàn)空戰(zhàn)的無人化、自動化、自主化，飛行員得到徹底解放，空戰(zhàn)就像一場大型游戲，其場景與虛擬現(xiàn)實有相似之處?？諔?zhàn)將真正走向信息、智能、智慧的直接較量，勝負(fù)雖然要通過物質(zhì)的接觸來實現(xiàn)，但物質(zhì)的地位將明顯弱化。

圖1 第一代空空導(dǎo)彈“信息流”關(guān)系

圖2 第二代空空導(dǎo)彈“信息流”關(guān)系

圖3 第三代空空導(dǎo)彈“信息流”關(guān)系

圖4 第四代空空導(dǎo)彈“信息流”關(guān)系

圖5 第五代空空導(dǎo)彈“信息流”關(guān)系

2 紅外空空導(dǎo)彈新需求

2.1 中遠(yuǎn)距攔截

“先敵發(fā)現(xiàn)，先敵發(fā)射，先敵脫離，先敵命中”是空空導(dǎo)彈戰(zhàn)的“四先”準(zhǔn)則，“四先”準(zhǔn)則決定了交戰(zhàn)雙方盡可能回避進入近距格斗狀態(tài)。打得遠(yuǎn)，看得遠(yuǎn)是實現(xiàn)“四先”的前提條件，打不遠(yuǎn)不可能做到先敵發(fā)射，看不遠(yuǎn)不可能做到先敵脫離，因此，紅外型格斗導(dǎo)彈有向中遠(yuǎn)距攔截發(fā)展的趨勢，這種趨勢因雷達(dá)型導(dǎo)彈的電磁對抗能力弱而變得非常迫切。要完成中遠(yuǎn)距攔截的作戰(zhàn)使命，氣動熱環(huán)境勢必惡化，而且會面臨截獲假目標(biāo)的風(fēng)險，所以，必將需要射后截獲、氣動熱抑制、結(jié)構(gòu)匹配與特征識別等技術(shù)的支持。

2.2 強光電對抗

沒有強光電對抗能力的空空導(dǎo)彈，將失去其作戰(zhàn)效能，至少其作戰(zhàn)效能將大幅度下降，不可能達(dá)到“先敵命中”的目的。光電對抗種類不斷豐富，途徑不斷增多，模式不斷更新，勢態(tài)日趨復(fù)雜，難度越來越大，同時光電對抗能力不僅僅表現(xiàn)在抗人工干擾上，也體現(xiàn)在抗自然環(huán)境干擾上，自然干擾的非平穩(wěn)隨機性決定了沒有一勞永逸的解決手段。優(yōu)良的光電對抗能力需要抗新型多模式干擾、體系對抗、自然環(huán)境定義等技術(shù)的支持。

2.3 反隱身

隱身技術(shù)的出現(xiàn)，使得不具備反隱身能力的一方成為“盲人”，處于被動挨打的地位。反隱身飛行器，是空空導(dǎo)彈的重要作戰(zhàn)使命，而隱身飛機對雷達(dá)的隱身性能遠(yuǎn)勝于紅外，因此相對而言，紅外具有反隱身的優(yōu)勢。要將這一優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成切實的能力，必須有高靈敏度探測、低信噪比目標(biāo)探測與截獲、基于場景的體探測等技術(shù)支持。

2.4 多任務(wù)

空空導(dǎo)彈發(fā)展到四代以后，作戰(zhàn)使命除了常規(guī)的奪取制空權(quán)的空戰(zhàn)外，逐漸向反巡航導(dǎo)彈、反反艦導(dǎo)彈、反臨近空間飛行器方向拓展，有的空空導(dǎo)彈甚至專門開發(fā)了對地移動目標(biāo)攻擊模式。多任務(wù)的需求必須按照一個平臺多項任務(wù)的模式來實現(xiàn)，決不能僅僅采用空空導(dǎo)彈模式來兼顧，為此需要多任務(wù)規(guī)劃與架構(gòu)設(shè)計、多任務(wù)目標(biāo)定義、多模式算法設(shè)計等技術(shù)支持。

2.5 武器自主化

武器系統(tǒng)發(fā)展到今天，信息越來越占有主導(dǎo)地位，而信息的多渠道獲取構(gòu)成了龐大的體系。然而，在信息鏈條之中總有一些關(guān)鍵的節(jié)點，比如衛(wèi)星、預(yù)警機、地面基站等，這些關(guān)鍵信息節(jié)點必將使是首要攻擊對象，試想當(dāng)信息體系被局部攻破時，尤其是平臺信息不存在時，武器系統(tǒng)還有還手能力嗎？發(fā)展武器自主化能力就是確保不失去還手之力的途徑。另外，武器自主化也是無人作戰(zhàn)時代的必由之路。要實現(xiàn)空空導(dǎo)彈自主化攻擊，必須有真假與敵我目標(biāo)識別、智能分析與決策、戰(zhàn)場系統(tǒng)信息融合等技術(shù)的支持。

2.6 導(dǎo)引制導(dǎo)引戰(zhàn)一體化

空空導(dǎo)彈是主要戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中身段比較“纖細(xì)”的，為了實現(xiàn)“四先”，任何多余的“脂肪”必須剔除，為此，導(dǎo)引小回路與制導(dǎo)大回路的概念越來越弱，導(dǎo)引回路消失，變?yōu)橹茖?dǎo)回路的一個部件，導(dǎo)引與制導(dǎo)實現(xiàn)一體化設(shè)計。另外隨著高速目標(biāo)和弱小目標(biāo)的發(fā)展，傳統(tǒng)側(cè)視引信難以探測目標(biāo)，制導(dǎo)引信的一體化是引信技術(shù)的發(fā)展趨勢。要實現(xiàn)導(dǎo)引制導(dǎo)引戰(zhàn)一體化設(shè)計，并能增強毀傷效能，需要彈內(nèi)超實時仿真、基于標(biāo)準(zhǔn)解的實時信息修正控制、引戰(zhàn)交匯條件探測識別等技術(shù)支持。

3 紅外空空導(dǎo)彈新技術(shù)

3.1 可切換交直流耦合焦平面探測器技術(shù)

焦平面陣列探測器，是先進紅外導(dǎo)引頭的基礎(chǔ)，其高空間分辨能力是其他體制不可比擬的。然而，相對于多元體制的光電轉(zhuǎn)換交流耦合，目前制冷焦平面陣列探測器都是直流耦合。交流耦合在處理氣動加熱急劇升溫時有較大的優(yōu)勢，可以自動地減掉直流分量，雖然交流噪聲也會隨之有所增加，但動態(tài)范圍不會受到太大影響，而在此情況下，直流耦合將直接吃掉動態(tài)范圍，為了適當(dāng)?shù)乇Ｓ邢到y(tǒng)動態(tài)范圍，只能減小積分時間，降低系統(tǒng)靈敏度。嚴(yán)重時，系統(tǒng)將飽和。為此，需要開發(fā)可切換交直流耦合焦平面陣列探測器。

3.2 高幀頻多波段焦平面探測器技術(shù)

空空導(dǎo)彈是空中攻擊高速高機動目標(biāo)的導(dǎo)彈，需要比較高的幀頻，一般不小于100。同時，沒有強對抗能力的導(dǎo)彈，在未來的空戰(zhàn)中將基本失去作戰(zhàn)效能，雖然采用焦平面陣列探測器后，抗傳統(tǒng)紅外誘餌的能力大幅度提升，但面元、多點元、定向能等各種新型干擾層出不窮，使得單波段成像系統(tǒng)抗干擾能力下降[2]，急需研發(fā)多波段紅外成像導(dǎo)引系統(tǒng)。如果采用單波段探測器通過光學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)多波段，系統(tǒng)將付出靈敏度下降、時間漂移大等代價。急需開發(fā)高幀頻多波段焦平面陣列探測器。

3.3 高集成焦平面探測器技術(shù)

目前，焦平面探測器的讀出電路功能還比較單一，現(xiàn)在大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)達(dá)而成熟，可以考慮將探測系統(tǒng)預(yù)處理電路的功能集成到探測器內(nèi)完成，使得探測器直接輸出經(jīng)過非均勻性校正過的數(shù)字圖像，這樣可提高系統(tǒng)信噪比，提高環(huán)境適應(yīng)能力和電磁兼容性適應(yīng)能力，同時減小探測系統(tǒng)的體積、質(zhì)量，降低功耗，增強系統(tǒng)的可靠性。探測器與探測系統(tǒng)預(yù)處理電路設(shè)計的緊密結(jié)合，有利于探測器技術(shù)與紅外探測系統(tǒng)技術(shù)的深度融合與共同進步。

3.4 高靈敏探測技術(shù)

中遠(yuǎn)距攔截與反隱身兩項能力需求，高度依賴射后截獲與高靈敏探測技術(shù)的進步，當(dāng)然氣動熱抑制技術(shù)與低信噪比截獲技術(shù)也不可或缺。由于目標(biāo)迎頭方向的紅外輻射主要是蒙皮輻射，峰值波長在長波段，采用長波紅外系統(tǒng)可以有效提高目標(biāo)的迎頭作用距離，然而，整流罩材料是空空導(dǎo)彈上應(yīng)用長波系統(tǒng)的主要技術(shù)瓶頸，未來這一技術(shù)瓶頸可通過采用代價更高的金剛石整流罩技術(shù)得到解決。另外，當(dāng)點源目標(biāo)落入面陣探測器相鄰像元之間的空檔時，紅外探測系統(tǒng)對目標(biāo)輻射的響應(yīng)大幅降低，從而嚴(yán)重影響了空空導(dǎo)彈對目標(biāo)的遠(yuǎn)距離探測能力。采用微透鏡陣列作為聚能元件與探測器耦合，將落在光敏元空隙間的光能盡可能匯聚到光敏元上，可以有效提高光能利用率。

3.5 多維度特征圖像處理技術(shù)

圖像信息特征的定義方法很多，有人關(guān)心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有人關(guān)心輪廓，有人關(guān)心灰度分布，有人關(guān)心各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，有人關(guān)心骨架特征，有人關(guān)心局部對比等等不一而足?？湛諏?dǎo)彈將會使用數(shù)十種特征，而這些特征在一種圖像處理算法下不可能都獲得最佳提取，因此，需要與不同維度的特征相適配的圖像處理算法同時工作，為此，系統(tǒng)將付出實時處理能力下降和計算資源增加的代價。計算光學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得提取局部特征的能力大大增強，多維度圖像處理所能獲取的效益更加明顯。

3.6 低信噪比探測截獲技術(shù)

氣動熱環(huán)境、攻擊掠海掠地飛行目標(biāo)、云況復(fù)雜情況下，系統(tǒng)信噪比都會明顯下降，降低系統(tǒng)截獲信噪比門限，系統(tǒng)的虛警概率就會增加，而不降低截獲門限，系統(tǒng)的截獲距離會顯著下降。當(dāng)截獲距離下降到一定程度后，系統(tǒng)將發(fā)生功能性失效，若保證系統(tǒng)“能用”，就必須考慮降低截獲門限。而當(dāng)虛警概率高到一定程度，系統(tǒng)就會不“好用”。與單元和多元探測系統(tǒng)相比，成像系統(tǒng)由于具備結(jié)構(gòu)體識別的優(yōu)勢，低信噪比探測截獲有潛力可挖。而且低信噪比截獲所獲得的貢獻(xiàn)非常直接，基本都與理論貢獻(xiàn)相符，不需要工程修正系數(shù)。

3.7 基于場景的體探測技術(shù)

以往空空導(dǎo)彈重點考慮了空戰(zhàn)需求，飛機的尺寸在距離較遠(yuǎn)時都呈現(xiàn)點特征，所以截獲識別即使是在成像體制下也主要以點截獲為主。然而，隨著反隱身、反反艦導(dǎo)彈、反巡航導(dǎo)彈等使命的實戰(zhàn)化落實，點截獲在許多情況下都不再適用，采用基于場景的體探測技術(shù)，結(jié)合先驗?zāi)０暹M行匹配。這一技術(shù)對于攻擊面上目標(biāo)的導(dǎo)彈可能是輕車熟路，而對于空空導(dǎo)彈還是一項新課題。

3.8 目標(biāo)匹配與特征識別融合技術(shù)

空空導(dǎo)彈的主要作戰(zhàn)任務(wù)是攻擊空中目標(biāo)，奪取制空權(quán)，作戰(zhàn)樣式的主要特征是快速運動平臺攻擊快速運動目標(biāo)，而且對于超視距攻擊而言，目標(biāo)尺寸小且不可預(yù)知，所以，以往紅外空空導(dǎo)彈都采用射前截獲方式。在射前截獲方式下，目標(biāo)特征信息已經(jīng)實時獲取，接下來就在基于當(dāng)前特征下開展識別與跟蹤工作，目標(biāo)匹配算法僅在抗干擾過程中部分采用。為了完成反隱身、反反艦導(dǎo)彈、反巡航導(dǎo)彈等使命，必須采用目標(biāo)匹配與特征識別融合技術(shù)，并將這一技術(shù)與射后截獲配合使用[3-4]。

3.9 氣動熱抑制技術(shù)

氣動熱是長時間超音速飛行紅外導(dǎo)彈的大敵，氣動熱抑制成了超音速飛行紅外導(dǎo)彈的首要任務(wù)。抑制氣動熱可從以下幾個方面入手，一是頭罩保護技術(shù)，讓紅外頭罩只在需要時“睜開眼睛”，減少氣動熱源；二是頭罩整體制冷技術(shù)，使得氣動熱產(chǎn)生的熱能迅速消散；三是增加前置激波錐或采用保形光學(xué)技術(shù)，減少氣動熱的吸收；四是可通過抑制激波的光譜濾波、選用在高溫狀態(tài)下具有更低紅外輻射系數(shù)的整流罩材料等措施降低紅外輻射對系統(tǒng)的影響；五是改進紅外整流罩及對接結(jié)構(gòu)體的傳導(dǎo)與熱容設(shè)計，降低氣動熱產(chǎn)生的溫升。

3.10 多模探測制導(dǎo)技術(shù)

為了滿足強光學(xué)與電子對抗、適應(yīng)復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境的需求，多模探測與制導(dǎo)技術(shù)必將加速發(fā)展。雷達(dá)、紅外、可見光、激光等探測模式的組合，可以使各種探測模式的優(yōu)勢得以發(fā)揮，彌補各自的不足?，F(xiàn)在，許多民用小型化探測技術(shù)發(fā)展很快，隨著各模式探測體積的減小，有限空間內(nèi)集成多種探測模式已經(jīng)有實用化的意義。平臺雙向數(shù)據(jù)鏈的支持以及導(dǎo)彈飛行控制精度的不斷提升，會適當(dāng)降低對截獲靈敏度的苛刻要求，也會彌補各模式共存帶來的相互影響的缺點。另外，多模式探測對于評估交匯條件給出恰當(dāng)?shù)囊龖?zhàn)配合時機并最終提高殺傷效能也有重要作用。

3.11 射后截獲技術(shù)

中遠(yuǎn)距攔截雷達(dá)彈普遍采用中制導(dǎo)加末制導(dǎo)的復(fù)合制導(dǎo)方式，都是射后截獲，而紅外型空空導(dǎo)彈以往都是射前截獲。射后截獲具有巨大優(yōu)勢，是解放飛行員、讓飛行員能夠進行“自由空戰(zhàn)”的主要技術(shù)手段。紅外彈的射后截獲與雷達(dá)但相比距離較近，是中制導(dǎo)交接班的有利因素，但因為距離近，戰(zhàn)場態(tài)勢比較膠著，敵我雙方機動大，這是紅外彈射后截獲的劣勢。所以紅外彈的射后截獲技術(shù)必須與真假目標(biāo)識別、敵我目標(biāo)識別、體系對抗等技術(shù)結(jié)合在一起，只有交接班概念的射后截獲不是完備的射后截獲技術(shù)。

3.12 真假與敵我目標(biāo)識別技術(shù)

海灣戰(zhàn)爭以來，美國主導(dǎo)下進行的幾次中西亞國家戰(zhàn)爭中，都出現(xiàn)過美國空軍誤炸盟軍的情況，說明即使信息系統(tǒng)強大如美國，也不能完全解決敵我識別問題。以往的空戰(zhàn)，敵我識別問題都是有平臺來完成，導(dǎo)彈不承擔(dān)此任務(wù)，同時，紅外格斗彈都采用射前截獲，截獲時真假目標(biāo)問題也是由作戰(zhàn)系統(tǒng)或者飛行員來判斷的。隨著中遠(yuǎn)距攔截的需求，未來導(dǎo)彈的主戰(zhàn)模式向射后截獲轉(zhuǎn)變，要求導(dǎo)彈必須具備真假目標(biāo)識別能力，確保截獲對象就是攻擊對象，而不是人工誘餌、自然物體等假目標(biāo)。隨著無人作戰(zhàn)系統(tǒng)及武器自主化的實現(xiàn)，武器與攻擊對象間的敵我識別技術(shù)是需要大力開發(fā)的。

3.13 抗新型多模式干擾技術(shù)

抗干擾技術(shù)是導(dǎo)彈沒有止境的追求，抗干擾能力決定了未來導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能。誘餌類干擾從追求干擾能量壓制向追求與目標(biāo)同能量方向發(fā)展，從單一誘餌向分列式誘餌發(fā)展，從點元誘餌向面元誘餌發(fā)展，從能量干擾向遮蔽、阻斷式干擾發(fā)展，從定向致眩向定向致瞎發(fā)展。有人甚至提出隨著激光武器的實戰(zhàn)化傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈還能存在多久的質(zhì)疑。種種干擾樣式，都提出了挑戰(zhàn)，必須通過多光譜探測技術(shù)、變增益光學(xué)技術(shù)、導(dǎo)彈隱身技術(shù)、激光反射技術(shù)等硬件，尤其是多信息融合、復(fù)雜場景定義、邏輯分析與綜合等軟件算法技術(shù)，提升紅外空空導(dǎo)彈抗新型多模式干擾能力。

3.14 體系對抗技術(shù)

光電對抗不僅僅是導(dǎo)引頭的事，同時也是制導(dǎo)系統(tǒng)、平臺系統(tǒng)的事。當(dāng)導(dǎo)彈處于抗干擾狀態(tài)時，制導(dǎo)系統(tǒng)可以根據(jù)導(dǎo)引頭信息、平臺裝訂的初始發(fā)射條件重新規(guī)劃全新彈道，在導(dǎo)彈動力射程、機動能力范圍內(nèi)，盡可能為導(dǎo)引頭提供新的有利于干擾與目標(biāo)在像面上空間分離的觀察視角；平臺系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)鏈，將導(dǎo)引頭識別信息與火控跟蹤雷達(dá)信息進行融合，為導(dǎo)引頭的抗干擾決策提供支持。同時，導(dǎo)彈之間可以協(xié)同工作，當(dāng)自身不能決策時，可將自身探測識別信息傳遞給其他導(dǎo)彈，讓其他導(dǎo)彈完成攻擊；導(dǎo)彈也可根據(jù)預(yù)警機、衛(wèi)星等信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供的目標(biāo)信息完成決策與攻擊。

3.15 智能分析與決策技術(shù)

AlfaGo計算機戰(zhàn)勝李世石標(biāo)志著人類在智能的路上取得了長足進步。導(dǎo)彈是最符合人類構(gòu)成劃分的武器，眼睛、大腦、制導(dǎo)控制、動力能源、信息感知都十分相似，未來導(dǎo)彈的核心技術(shù)將越來越多地體現(xiàn)在軟件上。人有五官，信息感知能力是比較強的，大腦對信息的整體綜合能力是極其發(fā)達(dá)的。未來導(dǎo)彈也需要增強作戰(zhàn)態(tài)勢感知能力，同時必須開發(fā)將人類擅長的基于生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整體綜合分析能力模型化數(shù)學(xué)化的理論與技術(shù)，結(jié)合計算機的快速計算能力，實現(xiàn)導(dǎo)彈智能分析與決策能力的升級。

3.16 多任務(wù)目標(biāo)定義技術(shù)

隨著空空導(dǎo)彈多任務(wù)需求越來越迫切，多任務(wù)定義作為一項獨立技術(shù)逐漸體現(xiàn)出價值。要完成多任務(wù)，從導(dǎo)引頭的探測識別與截獲、抗背景干擾和人工干擾到引戰(zhàn)配合、甚至戰(zhàn)斗部殺傷方式都將重新定義。合理的需求定義需要有十個屬性，但最少也要具備完備性、唯一性、無歧義、可執(zhí)行、可驗證，以便達(dá)到閉環(huán)。需求的可定義是一切的基礎(chǔ)，多任務(wù)目標(biāo)定義技術(shù)將回答每一個任務(wù)的技術(shù)邊界。

3.17 多任務(wù)規(guī)劃與架構(gòu)設(shè)計技術(shù)

由于空空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)使命有鮮明的特點，所以空空導(dǎo)彈一般不適合采用一個平臺兩種導(dǎo)彈的方式實現(xiàn)多任務(wù)，必須是一種技術(shù)狀態(tài)下同時具備兩種工作模式。為了資源的利用效率，也為了更好地完成裝訂的作戰(zhàn)使命，導(dǎo)彈軟件必須開展多任務(wù)規(guī)劃與架構(gòu)設(shè)計。必須增強軟件頂層架構(gòu)設(shè)計能力，在不同任務(wù)間切換時哪些軟件模塊共享，哪些算法獨立都有著很深的內(nèi)在邏輯關(guān)系，不清晰明確的多任務(wù)架構(gòu)，很可能使軟件開發(fā)事倍功半。

3.18 彈內(nèi)超實時仿真技術(shù)

目前，自主飛行的導(dǎo)彈都可以獲得內(nèi)彈道和外彈道兩套數(shù)據(jù)，這兩套數(shù)據(jù)都是實時獲得的。當(dāng)導(dǎo)彈處于抗干擾狀態(tài)時，導(dǎo)引頭所獲得的信息在一定時間內(nèi)可能因干擾的存在而失真，甚至徹底被干擾欺騙。如果制導(dǎo)回路能夠?qū)崿F(xiàn)超實時仿真，飛行中的導(dǎo)彈就可以獲得第三套數(shù)據(jù)，即超實時仿真數(shù)據(jù)。這一套數(shù)據(jù)以發(fā)射條件為初始條件，不抗干擾時，每過一定時間根據(jù)獲得的內(nèi)彈道數(shù)據(jù)和平臺數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)作為更新的初始條件?？垢蓴_時，將超實時仿真結(jié)果與實時信息作融合比較，當(dāng)實時信息偏差太大時，可果斷丟棄目前攻擊對象，轉(zhuǎn)為跟蹤超實時仿真確認(rèn)對象，達(dá)到提高抗干擾能力的目的。

3.19 基于標(biāo)準(zhǔn)解的實時信息修正控制技術(shù)

基于模型標(biāo)準(zhǔn)解的實時信息修正控制技術(shù)與以往導(dǎo)彈采取的基于實時信息的制導(dǎo)控制技術(shù)相比，導(dǎo)彈的制導(dǎo)方式就發(fā)生了革命性的變化，不再有小回路概念，是標(biāo)準(zhǔn)解決方案。這種變化至少能獲得以下好處：

1）減小了對于實時信息的依賴，實時信息的快速性要求有可能降低，導(dǎo)引頭有可能在占有更少資源的情況下獲得更好的性能；

2）制導(dǎo)系統(tǒng)對信息的突變性有最佳的耐受能力，對抗干擾過程中的彈道穩(wěn)定性有利；

3）有利于提高抗干擾能力，從而提升作戰(zhàn)效能；

4）使冗余設(shè)計成為可能，那些非關(guān)鍵的參量，即使出現(xiàn)硬件故障，對系統(tǒng)的影響也會降到最低。

3.20 引戰(zhàn)交匯條件探測識別技術(shù)

引戰(zhàn)配合以往認(rèn)為主要是引信與戰(zhàn)斗部的事，實際上是導(dǎo)彈系統(tǒng)的事。不僅要通過導(dǎo)引頭與制導(dǎo)飛控信息約束引信的工作時間窗，更重要的是，要通過導(dǎo)引頭獲得的圖像序列信息及飛控組件獲得的交匯角信息，準(zhǔn)確地判斷引炸時間。紅外導(dǎo)引頭不能測距，是紅外被動探測理論決定的，然而在假定目標(biāo)尺寸與形體結(jié)構(gòu)已知情況下，獲得進入方向和粗精度的相對速度仍然是可能的。由于引戰(zhàn)交匯條件探測識別技術(shù)對導(dǎo)彈的殺傷效能影響巨大，所以有必要聯(lián)合導(dǎo)引頭、飛控、引信綜合出最佳引戰(zhàn)配合條件。

4 結(jié)束語

本文所列出的僅是未來紅外空空導(dǎo)彈與紅外探測、識別、制導(dǎo)、抗干擾、模式轉(zhuǎn)換等有關(guān)的部分技術(shù)，絕大多數(shù)技術(shù)都是軟件算法技術(shù)，這些技術(shù)的名稱與描述未必都符合行業(yè)內(nèi)的術(shù)語規(guī)范，闡述也不一定正確。但無論怎樣，未來紅外空空導(dǎo)彈將向著中遠(yuǎn)距攔截攻擊、強復(fù)雜干擾、武器自主化、反隱身、多任務(wù)、導(dǎo)引制導(dǎo)引戰(zhàn)深度融合等方向發(fā)展，并且在相當(dāng)長的時間內(nèi)，紅外型空空導(dǎo)彈仍然有旺盛的生命力。應(yīng)當(dāng)不斷地開發(fā)各種新技術(shù)尤其是軟件算法技術(shù)以滿足空空導(dǎo)彈不斷提升的能力需求。

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A Technical Review of Infrared Air-to-Air Missiles

ZHANG Tonghe

(,471009,)

Development of infrared air-to-air missile and infrared guidance related technologies are analyzed. The future needs of infrared air-to-air missile for IR technology are reviewed. Key demands, such as medium and long distance interception, strong complex interference, weapon autonomy, counter stealth, multi-task and deep fusion of guidance are interpreted. For the fulfillment of those demands, 20 new technologies, such as capture-after-launch, aerodynamic heat suppression, target matching and feature fusion, high sensitivity detection, real-time information correction control technology based on standard solution, and the way to realize these techniques, are reviewed.

weapon autonomy，counter stealth，multi-task，capture-after-launch，aerodynamic heat suppression

TJ765.3

A

1001-8891(2016)10-0813-07

2016-09-22；

2016-09-29.

張同賀（1963-），漢族，河南西平人，研究員，主要從事紅外導(dǎo)引制導(dǎo)技術(shù)研究。