李家泰，陳國良，馬善斌，武志鵬，王勤超

（1.上海機電工程研究所，上海 201109；2.陸軍駐上海地區(qū)軍事代表室，上海 201109）

0 引 言

世界上最早的輕型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈是美國于1959年研制的FIM-43A“紅眼睛”（Redeye）便攜式防空導(dǎo)彈，用于攔截固定翼飛機、直升機等低空超低空突防的目標(biāo)。便攜式防空導(dǎo)彈具有機動靈活、制導(dǎo)精確、操作簡便、效費比高等許多優(yōu)點，受到各國軍方的廣泛重視和發(fā)展。

隨著新型光電探測器、光學(xué)材料、信號處理以及微機電技術(shù)的快速發(fā)展，光電精確制導(dǎo)技術(shù)逐漸成為當(dāng)今精確制導(dǎo)領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，也為新一代輕型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈的研制奠定了基礎(chǔ)。輕型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈已經(jīng)成為許多國家新的武器裝備發(fā)展趨勢，其具有兩個典型特征：①導(dǎo)彈小型化，輕小型不再是傳統(tǒng)的便攜式導(dǎo)彈的專屬特征，各類輕小型的防空導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈不斷研制成功并得到實戰(zhàn)化應(yīng)用；②彈藥制導(dǎo)化，制導(dǎo)技術(shù)使得傳統(tǒng)的彈藥精度得到極大的提升，制導(dǎo)炸彈、制導(dǎo)炮彈和制導(dǎo)火箭彈大量列裝，甚至輕武器中的榴彈和子彈均實現(xiàn)了制導(dǎo)化。

本文對國外輕型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述，歸納總結(jié)出技術(shù)發(fā)展路線，并對關(guān)鍵技術(shù)和未來的發(fā)展方向進行了分析和探討。

1 典型型號與發(fā)展現(xiàn)狀

輕型光電導(dǎo)彈中，裝備數(shù)量最大和發(fā)展最快的是便攜式防空導(dǎo)彈，典型的采用紅外制導(dǎo)體制的美國Stinger、俄羅斯Igla 和采用激光駕束制導(dǎo)體制的英國LMM 導(dǎo)彈等［1］。從技術(shù)發(fā)展路徑來看，紅外體制主要經(jīng)歷了點源、紅外/紫外雙波段或三波段、紅外凝視成像的發(fā)展。

輕型空地導(dǎo)彈和制導(dǎo)彈藥典型型號有美國JAGM 聯(lián)合空地導(dǎo)彈、Griffin 格里芬導(dǎo)彈、Scorpion 蝎子導(dǎo)彈、SDB-II 小直徑炸彈、AGM-44 制導(dǎo)炸彈以及通用制導(dǎo)火箭彈等，為了實現(xiàn)全天候全天時作戰(zhàn)，多數(shù)采用半主動激光、非制冷紅外成像、主動毫米波等雙?；蛉?fù)合制導(dǎo)體制。

此外，近年來還發(fā)展了單兵輕武器導(dǎo)彈，典型型號有以色列Mini Spike 微型導(dǎo)彈、美國的Pike 導(dǎo)彈和EXACTO 制導(dǎo)子彈等，為了實現(xiàn)低成本小型化，較多采用了光學(xué)和激光半主動制導(dǎo)體制。

典型輕型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈的參數(shù)如表1所示。

表1 國外主要光電制導(dǎo)導(dǎo)彈參數(shù)Tab.1 Parameters of typical light photoelectric guided missile

從上述導(dǎo)彈的光電導(dǎo)引頭技術(shù)發(fā)展來看，紅外制導(dǎo)體制歷經(jīng)了單波段點源調(diào)制盤、單波段圓錐掃描、雙波段或三波段掃描準(zhǔn)成像、凝視成像的技術(shù)發(fā)展路徑；激光制導(dǎo)體制經(jīng)歷了四象限點源探測、激光駕束、相控陣掃描成像的技術(shù)發(fā)展路徑；可見光制導(dǎo)體制也經(jīng)歷了單波段探測和兼容近紅外的雙波段探測的技術(shù)發(fā)展路徑。光電導(dǎo)引頭技術(shù)發(fā)展如表2所示。

表2 輕型光電導(dǎo)引頭技術(shù)發(fā)展情況Tab.2 Development of light photoelectric seeker

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 導(dǎo)彈總體

2.1.1 氣動設(shè)計技術(shù)

輕型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈絕大多數(shù)采用鴨式氣動布局外形。相對其他氣動布局，鴨式導(dǎo)彈舵面和尾翼產(chǎn)生的升力方向相同，導(dǎo)彈機動對舵偏的響應(yīng)速度快，操縱性好；舵面和尾翼在彈身縱軸位置遠(yuǎn)離質(zhì)心，容易滿足靜穩(wěn)定性和動態(tài)特性的要求；適用于前端電氣艙段和后端火工品艙段分離的部位安排。

光電制導(dǎo)導(dǎo)彈頭部外形主要有半球形、球錐形、激波針、多棱錐等，多數(shù)采用半球形、球錐形頭部外形設(shè)計，可為導(dǎo)引頭實現(xiàn)最高的探測效率，其缺點是阻力系數(shù)較大。激波針、多棱錐的阻力最小，但對入射能量的遮擋或折反射會降低探測靈敏度，需要對導(dǎo)彈戰(zhàn)技指標(biāo)中的速度、射程、探測距離、彈體外形尺寸等要素進行綜合權(quán)衡設(shè)計［2-3］。

2.1.2 滾轉(zhuǎn)隔離技術(shù)

受限于重量和尺寸的嚴(yán)格要求，本類導(dǎo)彈較多地采用單通道控制旋轉(zhuǎn)彈體。其優(yōu)點是可以利用一個控制通道實現(xiàn)三通道控制的效果，減少舵機等控制系統(tǒng)硬件體積和成本，同時可以解決彈體慣量小引起的發(fā)動機推力偏心擾動大的問題。但由于導(dǎo)彈始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，制約了紅外成像和慣性導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用。通常采用滾轉(zhuǎn)物理隔離或彈體控制技術(shù)解決該問題。應(yīng)用彈體控制技術(shù)的典型是美國的“銅斑蛇”制導(dǎo)炮彈，出膛后保持高速旋轉(zhuǎn)來保證初始彈道的穩(wěn)定，飛行中通過舵面控制逐漸消除彈體滾轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)入三通道穩(wěn)定控制。

滾轉(zhuǎn)物理隔離包括艙段隔離和組件隔離兩類。應(yīng)用艙段隔離的典型是美國的直接攻擊制導(dǎo)火箭彈（DAGR），采用軸承形式的滾動隔離機構(gòu)實現(xiàn)發(fā)動機與前彈身滾轉(zhuǎn)解耦，如圖1 所示。飛行中發(fā)動機保持低速旋轉(zhuǎn)，消除推力偏心，而前彈身采用三通道控制方式，實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)穩(wěn)定控制。應(yīng)用組件隔離的典型是美國Stinger-RMP Block II 導(dǎo)彈，通過導(dǎo)引頭內(nèi)的消旋電機帶動光學(xué)探測系統(tǒng)，相對彈體做反向滾轉(zhuǎn)以實現(xiàn)成像穩(wěn)定。部分簡易制導(dǎo)火箭彈也通過內(nèi)部的自由滾轉(zhuǎn)重力偏心機構(gòu)來實現(xiàn)慣性器件的空間穩(wěn)定［4］。

圖1 滾轉(zhuǎn)隔離機構(gòu)Fig.1 Roll isolation assembly

2.2 探測制導(dǎo)

2.2.2 捷聯(lián)探測技術(shù)

全捷聯(lián)導(dǎo)引頭把光學(xué)系統(tǒng)、探測器等器件固連在彈體上，具有體積小、質(zhì)量輕、成本低等諸多優(yōu)點。隨著大規(guī)模集成電路高速處理器、高分辨率CMOS 探測器及高精度低成本慣組的技術(shù)進步，全捷聯(lián)導(dǎo)引頭技術(shù)在輕小型光電制導(dǎo)導(dǎo)彈上得到快速發(fā)展，多型空地導(dǎo)彈、制導(dǎo)炮彈、各類巡飛彈上均有應(yīng)用，同時也促進了微小口徑的制導(dǎo)榴彈、制導(dǎo)子彈的發(fā)展。由于去掉了傳統(tǒng)導(dǎo)引頭的機械穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此需要通過彈載慣性傳感器測得的姿態(tài)信息來構(gòu)建數(shù)學(xué)穩(wěn)定平臺，從而隔離彈體擾動。

分布式激光半主動導(dǎo)引頭是一種新型的捷聯(lián)導(dǎo)引頭，在美國的APKWS 制導(dǎo)火箭彈上首次被采用。導(dǎo)彈4 片鴨翼前緣上分別固定4 個獨立的光學(xué)系統(tǒng)，不受舵面偏打的影響，通過可折疊光纖將探測目標(biāo)的能量信息傳遞到彈體內(nèi)部的激光探測器上，實現(xiàn)目標(biāo)位置信息的提取，如圖2 所示。該技術(shù)實現(xiàn)了大視場和高精度的兼顧，最大視場可達(dá)到±40°，同時可以避免在火箭彈連續(xù)發(fā)射時前彈對后彈的燒蝕。

圖2 APKWS制導(dǎo)火箭彈導(dǎo)引頭Fig.2 APKWS II guided rocket seeker

2.2.3 復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)

為了提升導(dǎo)彈的性能，使導(dǎo)彈具有全天候全天時的作戰(zhàn)能力，紅外雙波段、紅外/紫外、紅外/激光半主動等多模復(fù)合制導(dǎo)體制得到較多的應(yīng)用，其光學(xué)系統(tǒng)一般采用共孔徑復(fù)合或分孔徑復(fù)合設(shè)計。

共孔徑復(fù)合具有體積小、集成度高、誤差校正簡單的優(yōu)點，被較多地應(yīng)用在小口徑光電導(dǎo)彈上。但光學(xué)頭罩要求能夠透過跨度較大的波帶，同時必須設(shè)計良好的分光系統(tǒng)減少相互干擾。典型的有美國JAGM 和SDB 的三模導(dǎo)引頭，采用卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)和拋物面天線復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖3所示。激光、紅外和毫米波探測器分布在光軸的縱向，采用硫化鋅材質(zhì)頭罩實現(xiàn)3個波段的兼容。美國Stinger 和俄羅斯Verba 防空導(dǎo)彈也是采用卡塞格林光學(xué)系統(tǒng)，中波紅外和紫外探測器采用上下疊層布置（Verba 導(dǎo)彈還有短波紅外探測器），采用石英材料頭罩同時透過兩個或三個波段。

圖3 JAGM三模導(dǎo)引頭Fig.3 JAGM 3-mode seeker

分孔徑復(fù)合與共孔徑復(fù)合相比，結(jié)構(gòu)形式更為簡單，適用于低成本或?qū)w積約束不高的應(yīng)用場合。隨著探測器工藝進步帶來的小型化水平提高，分孔徑復(fù)合也逐漸開始應(yīng)用到小口徑導(dǎo)彈中。典型的有美國XM935 精確制導(dǎo)迫擊炮彈，其中大孔徑的為紅外部分，采用低成本中波紅外256×256 焦平面探測器；小孔徑為激光部分，采用1.064 μm探測器。美國2020年開展研制的70 mm 彈徑通用制導(dǎo)火箭彈也采用了類似的設(shè)計，其在非制導(dǎo)“九頭蛇”火箭彈基礎(chǔ)上采用三模復(fù)合制導(dǎo)，以捷聯(lián)共形的方式將毫米波、紅外、半主動激光集成在小口徑下，可實現(xiàn)對空、對地等多任務(wù)場景，如圖4所示。

圖4 分孔徑復(fù)合導(dǎo)引頭（左：XM935制導(dǎo)迫擊炮彈；右：70 mm通用制導(dǎo)火箭彈）Fig.4 Aperture-divided compound seeker

特別的復(fù)合制導(dǎo)方式還有美國AGM-44“智能反裝甲技術(shù)”制導(dǎo)炸彈，采用被動聲響尋的和長波非制冷紅外成像復(fù)合制導(dǎo)，用于攻擊地面裝甲車輛。每個彈翼的翼尖放置針狀的聲音探測器，如圖5 所示。被動聲音探測用于對地面目標(biāo)進行初始搜索和定位，紅外導(dǎo)引頭對目標(biāo)進行精確制導(dǎo)。

圖5 AGM-44“智能反裝甲技術(shù)”炸彈Fig.5 AGM-44 guided bomb

2.2.4 干擾對抗技術(shù)

光電導(dǎo)引頭通過敏感目標(biāo)的光譜輻射信息工作，但在目標(biāo)周圍一般存在其他具有相近光譜輻射的物體，如太陽、地物等自然背景。此外，目標(biāo)為了提高自身的生存能力，逃避導(dǎo)彈的追蹤與攻擊，通過自身攜帶的各類有源、無源干擾影響導(dǎo)引頭的正常工作。因此抗干擾能力是光電導(dǎo)彈的重要戰(zhàn)技指標(biāo)?？垢蓴_的主要依據(jù)和基礎(chǔ)是目標(biāo)與干擾在光譜特性、形狀大小、運動特征等方面存在的差異。

早期的光電導(dǎo)引頭通過光譜濾波和調(diào)制盤式空間濾波，僅能對抗自然背景干擾。為了應(yīng)對人工干擾，點源探測體制的導(dǎo)引頭采取脈沖調(diào)制信號處理、波門和預(yù)測技術(shù)、多光譜識別技術(shù)等方式，結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)，提升了抗干擾能力，典型的有美國Stinger、俄羅斯Igla和法國Mistral導(dǎo)彈的早期型號。

成像導(dǎo)引頭具有較高的空間分辨率、良好的成像像質(zhì)和豐富的信息量，可以利用圖像中的輻射強度、輻射面積、空間形態(tài)等信息進行目標(biāo)和干擾識別，具有較強的抗干擾能力，逐漸成為發(fā)展的技術(shù)主流。新一代紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈普遍采用了成像技術(shù)。主動激光掃描成像技術(shù)也在Locaas、LAM 等巡飛彈上應(yīng)用，相比紅外和可見光成像增加了距離信息，能夠大幅提高圖像的信噪比，更有利于在復(fù)雜背景下提取目標(biāo)。

多光譜探測利用目標(biāo)和干擾在光譜分布特征及動態(tài)特性上的差異性，提取目標(biāo)與干擾的特征信息進行辨別，使導(dǎo)引頭能夠正確地對真實目標(biāo)進行穩(wěn)定跟蹤，這成為新一代便攜式防空導(dǎo)彈的基本特征。將多光譜探測技術(shù)與成像技術(shù)結(jié)合，能夠更進一步地提升導(dǎo)彈抗干擾能力。代表型號是日本的“凱科”防空導(dǎo)彈，其采用同時對可見光與紅外敏感的傳感器，實現(xiàn)目標(biāo)識別。

2.3 導(dǎo)航控制

2.3.1 MEMS慣導(dǎo)技術(shù)

慣性測量組件可以獲得導(dǎo)彈慣性空間的基準(zhǔn)信息，是捷聯(lián)光電導(dǎo)引頭數(shù)字解耦、導(dǎo)彈空中截獲與交班、彈體穩(wěn)定控制的設(shè)計基礎(chǔ)，同時也能夠為抗干擾過程中目標(biāo)位置預(yù)推等算法提供有效支撐。

早期的慣性測量組件體積大、成本高，限制了其在輕型光電導(dǎo)彈上的應(yīng)用?；谖㈦娮訖C械系統(tǒng)（micro-electro-mechanical system，MEMS）技術(shù)的慣性測量組件將微機械陀螺和微加速度計組合在一起，具有體積小、成本低、可靠性高的特點，其精度在最近幾年內(nèi)得到快速提高。如美國輕型空地導(dǎo)彈和靈巧彈藥上大量通用的HG1900 系列MEMS 慣導(dǎo)，尺寸不足Φ50 mm×30 mm，陀螺零偏重復(fù)性小于20（°）/h，加速度計零偏重復(fù)性小于5 mg［5］。

MEMS 慣導(dǎo)在旋轉(zhuǎn)光電導(dǎo)彈上的應(yīng)用需重點解決滾轉(zhuǎn)彈體的適應(yīng)性問題。常見的應(yīng)用方式有兩種，第一種采用慣組直接固連彈體并擴大陀螺量程的方案，但會帶來精度的下降和俯仰偏航通道耦合；第二種將慣組放置在彈體滾轉(zhuǎn)隔離平臺上，對彈體的滾轉(zhuǎn)不敏感，通過碼盤或其他設(shè)備測量滾轉(zhuǎn)偏差。

2.3.2 舵系統(tǒng)技術(shù)

除了部分便攜式防空導(dǎo)彈還在使用氣壓舵機外，大部分光電導(dǎo)彈均采用電動舵機作為控制機構(gòu)。電動舵機以電能作為能源，按結(jié)構(gòu)形式可分為電磁式舵機和電動式舵機兩類。電動舵機的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、可靠性較高。相比繼電式氣壓舵機，其增加了舵面角度反饋，更適用于比例控制，同時進一步減小了舵面偏打?qū)楏w的擾動，提高了控制品質(zhì)。

隨著直徑40 mm 以下的微小型導(dǎo)彈的發(fā)展，電動舵機難以在空間尺寸上進一步小型化。隨著近年來壓電技術(shù)快速發(fā)展，壓電舵機技術(shù)逐漸成熟。利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，將加在其兩端的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械變形，帶動舵面偏轉(zhuǎn)。壓電舵機具有控制帶寬高、消耗功率小、費用低等優(yōu)點，符合微小型智能彈藥對舵機的要求，典型代表是美國的EXACTO 制導(dǎo)子彈，如圖6 所示。由于壓電致動器產(chǎn)生的位移量小，一般為本身壓電材料長度的千分之一，因此需要進行位移放大，一般采用機械串聯(lián)、電氣并聯(lián)的壓電疊堆結(jié)構(gòu)或采用微位移放大機構(gòu)對壓電致動器的輸出位移進行放大。

圖6 EXACTO制導(dǎo)子彈Fig.6 EXACTO guided bullet

2.4 引戰(zhàn)技術(shù)

2.4.1 低成本引信技術(shù)

輕型光電導(dǎo)彈的近炸引信有激光引信、電容引信、紅外引信、無線電引信等多種體制。無線電引信相比光學(xué)類引信具有全天候工作、抗自然環(huán)境干擾能力強的特點。隨著微波技術(shù)和CMOS 硅基工藝的發(fā)展，功放芯片、低噪聲放大器芯片的成本也得到大幅降低，具有較高的性價比。典型的有美國Stinger 導(dǎo)彈，為了提升攔截?zé)o人機能力，其將原有的M934E6觸發(fā)引信升級為M934E7 無線電近炸引信，其采購價基本保持不變。其他各類低成本制導(dǎo)彈藥中均有無線電引信的大量應(yīng)用。

傳統(tǒng)的引信安全與解除保險裝置一般采用機械加工手段，引信結(jié)構(gòu)尺寸很難進一步縮小，占用了導(dǎo)彈相對較大的體積。MEMS 引信安全保險裝置具有體積小、成本低、可靠性高等諸多優(yōu)點，使得導(dǎo)彈有更多的空間容納多傳感器探測電路和主裝藥，更易實現(xiàn)彈藥系統(tǒng)的靈巧化和智能化，有著廣闊的應(yīng)用前景。

2.4.2 戰(zhàn)斗部毀傷技術(shù)

本類導(dǎo)彈的體積外形決定了戰(zhàn)斗部重量不可能大，威力偏小是客觀事實。為了提升毀傷能力，爆破殺傷式戰(zhàn)斗部主要通過破片成型控制技術(shù)、聚焦技術(shù)和飛散控制技術(shù)提升爆轟威力；聚能戰(zhàn)斗部（含空心、破甲或爆炸成形彈丸等）主要通過多點起爆技術(shù)、新型藥形罩以及炸藥裝藥改進等技術(shù)提升穿甲能力。

為了滿足多任務(wù)作戰(zhàn)需求，多用途戰(zhàn)斗部將不同的戰(zhàn)斗部（如爆破、殺傷和空心裝藥戰(zhàn)斗部）結(jié)合在一起，滿足一種武器攻擊多種目標(biāo)的需要。盡管綜合多種戰(zhàn)斗部在技術(shù)上相當(dāng)復(fù)雜，而且其中的每一種戰(zhàn)斗部都無法發(fā)揮出最佳效能，但這種“三合一”戰(zhàn)斗部確實能對付大多數(shù)戰(zhàn)場目標(biāo)。典型的有美國SDB-II 小直徑炸彈采用的“聚能-爆破”多效應(yīng)戰(zhàn)斗部，以及JAGM的“聚能破甲＋爆破殺傷”串聯(lián)戰(zhàn)斗部。

2.5 動力技術(shù)

本類導(dǎo)彈彈徑較小，燃燒室殼體一般采用合金鋼為材料，通過旋壓工藝成型。為了使導(dǎo)彈初始段獲得高加速性能，同時在飛行中保持良好的彈體特性，雙推力主發(fā)動機逐漸代替單推力主發(fā)動機，也對發(fā)動機殼體絕熱提出較高要求。早期導(dǎo)彈的固體推進劑一般采用雙基型，具有工藝成熟、燃燒穩(wěn)定、抗壓強度高、對溫度不敏感等特點，但能量較低、密度較小，難以滿足導(dǎo)彈總體提升速度和射程的需求。改性雙基推進劑在雙基型基礎(chǔ)上添加了鋁粉、氧化劑和改性劑等，提升了能量和密度，但逐漸被性能更為良好的復(fù)合推進劑所取代。在復(fù)合推進劑中，聚醚、丁羥、丁羧是使用最多的3類推進劑。

為使導(dǎo)彈在作戰(zhàn)時具有良好的發(fā)射隱蔽性和攻擊突然性，降低發(fā)射后被偵測及火力報復(fù)的概率，低特征發(fā)動機推進劑技術(shù)得到發(fā)展。通過去除原來有煙推進劑中的有煙成分，減少復(fù)合推進劑中鋁粉、過氯酸銨等含量來調(diào)節(jié)推進劑燃燒產(chǎn)物的組成，從而降低羽煙輻射強度，消除發(fā)動機工作時產(chǎn)生的白色煙跡和明亮火焰。

3 發(fā)展方向與展望

3.1 相控陣光電成像

光控相控陣與微波相控陣類似，主要利用光束間的相位差控制光束方向，從而實現(xiàn)不需要機械轉(zhuǎn)動就可以完成光束空間掃描，相比傳統(tǒng)的掃描裝置減小了尺寸和成本。硅基光電子集成技術(shù)可在芯片上實現(xiàn)光電子器件的大規(guī)模集成，并與互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）集成電路工藝技術(shù)完全兼容，用它制作的光控相控陣具有掃描速度快、體積小、成本低、功耗低等特點。目前，國外利用硅基光電子集成技術(shù)制作的光控相控陣，最大的橫向掃描范圍為80°，最大的縱向掃描范圍為36°，已在智能汽車等平臺上得到應(yīng)用［6-7］。

光控相控陣是未來主動激光成像制導(dǎo)的技術(shù)途徑之一，可能的技術(shù)方向為光波導(dǎo)相控陣和微機電系統(tǒng)（MEMS）相控陣。目前還存在著相控陣陣元加工工藝、光學(xué)衍射效率低、功率功耗較大等問題，需要進一步研究微機電技術(shù)，降低陣元尺寸的同時提高光學(xué)效率，同時研發(fā)響應(yīng)速度快、熱穩(wěn)定性高的高性能光電材料。

3.2 智能化探測識別

未來的光電制導(dǎo)導(dǎo)彈應(yīng)具備自動搜索和識別目標(biāo)、從多目標(biāo)中分選出打擊對象、自適應(yīng)抗干擾等能力。隨著大陣元的成像探測器技術(shù)發(fā)展，光電導(dǎo)引頭分辨率不斷提高，為對目標(biāo)進行高靈敏度探測、高精度識別奠定了基礎(chǔ)。同時，隨著多光譜多模復(fù)合技術(shù)、彈上數(shù)字化圖像處理能力、彈間信息交聯(lián)能力的提高，導(dǎo)彈逐步具備對目標(biāo)的智能探測與識別能力，抗干擾能力也得到快速提升。正在研制的新一代光電導(dǎo)彈幾乎均采用凝視成像探測與模式識別相結(jié)合的技術(shù)，這成為智能化導(dǎo)彈的典型特征［8-9］。

智能化探測識別的核心是智能圖像處理和識別，主要包含圖像信息獲取與預(yù)處理、特征抽取與選擇、分類器與決策設(shè)計等方面內(nèi)容。目前正在研究的是在圖像信息處理中引入邏輯推理和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)。上述大量的圖像信息處理、模式識別等工作對彈載處理器提出了較高要求［10］。因此未來彈載處理器將向超高速大容量計算、超大規(guī)模集成電路和專用計算機等方向發(fā)展。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化蜂群協(xié)同

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同通過在導(dǎo)彈間進行數(shù)據(jù)交互，將分散的導(dǎo)彈火力單元有機聯(lián)結(jié)起來，以信息的獲取、融合處理、傳輸和共享為基礎(chǔ)，改善整個集群的信息獲取和態(tài)勢感知能力，提高整體作戰(zhàn)效能。美國已經(jīng)啟動制導(dǎo)彈藥蜂群組網(wǎng)的“金帳汗國（Golden Horde）”項目，將各種精確制導(dǎo)彈藥聯(lián)網(wǎng)，通過信息交互成為自主的蜂群彈藥，最大限度地提高打擊特定目標(biāo)的效果，及時攻擊在飛行過程中突然出現(xiàn)的全新目標(biāo)。2021年5月的飛行試驗中，兩架F-16 戰(zhàn)機同時投放6枚SDB 制導(dǎo)炸彈，炸彈間建立彈間通信并進行多目標(biāo)識別與評估，合作識別并命中了最高優(yōu)先級目標(biāo)。

網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)主要分為5個方面的研究內(nèi)容：任務(wù)規(guī)劃、軌跡規(guī)劃、協(xié)同探測、目標(biāo)分配和協(xié)同攻擊與突防，其中研究重點為協(xié)同探測、協(xié)同攻擊與突防。在復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下，僅靠單個導(dǎo)彈對目標(biāo)進行探測難以在短時間內(nèi)對目標(biāo)進行識別，因此需要采用多導(dǎo)彈進行協(xié)同探測提高目標(biāo)識別率和探測精度。協(xié)同攻擊與突防是在保證最少能量消耗的前提下，選擇適宜的突防策略及制導(dǎo)指令，完成對目標(biāo)的攻擊時間分配和落角協(xié)同打擊。其研究主要集中于協(xié)同攻擊制導(dǎo)律及協(xié)同突防策略，基于某種戰(zhàn)術(shù)策略使導(dǎo)彈在飛行中相互協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)多彈齊射、多彈連射、多彈不同區(qū)域發(fā)射以及不同平臺不同時機發(fā)射等協(xié)同作戰(zhàn)［11-14］。

3.4 低成本擴展使用

輕型光電導(dǎo)彈使用場景廣、需求量大，因此對成本有著較強的約束。未來降成本的技術(shù)途徑可從光電探測器、一體化彈上電子、模塊化系統(tǒng)架構(gòu)等方面重點開展。探索高性能的非制冷紅外探測器來代替制冷型銻化銦或碲鎘汞探測器；通過SOC片上系統(tǒng)集成、設(shè)計資源復(fù)用等手段實現(xiàn)彈上電子高度一體化集成；通過模塊化開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用工業(yè)界普遍支持的標(biāo)準(zhǔn)接口，降低系統(tǒng)集成成本和風(fēng)險，降低全壽命周期成本，易于組件互換，從而加快技術(shù)更新速度及產(chǎn)品改進、硬件測試和軟件更新速度。

輕型光電導(dǎo)彈具有體積小、重量輕、發(fā)射流程簡單等特點，與其他武器裝備具備較好的兼容性。多平臺擴展使用技術(shù)得到了快速發(fā)展，特別是各類無人機、無人艇、無人值守武器站等是未來最有可能的集成應(yīng)用平臺［15-16］。其關(guān)鍵技術(shù)包括通用總線通信、通用發(fā)射控制、智能化自動跟蹤等技術(shù)。此外，一彈多用也是本類導(dǎo)彈的未來發(fā)展方向，單個導(dǎo)彈能夠執(zhí)行對空、對地、對海以及空空、空地等多場景多用途作戰(zhàn)。

4 結(jié)束語

本文對輕型光電導(dǎo)彈的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述。隨著制導(dǎo)體制、引戰(zhàn)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)的更新?lián)Q代。輕型光電導(dǎo)彈的作戰(zhàn)性能得到了大幅提高，同時突出了低成本、信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多平臺等技術(shù)發(fā)展特征。隨著復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境中攻防對抗的強度進一步增大，未來的輕型光電導(dǎo)彈將吸收更多的新技術(shù)，進一步提升在作戰(zhàn)體系中的綜合作戰(zhàn)效能。