引言

隨著信息化戰(zhàn)爭的不斷深入及戰(zhàn)場環(huán)境和威脅的發(fā)展變化,各類具有制導(dǎo)能力的武器已成為軍用特種車輛戰(zhàn)場生存威脅的重要來源,現(xiàn)有被動式裝甲防護和隱身技術(shù)已逐漸不能滿足要求,促使裝甲車輛的探測技術(shù)、對抗技術(shù)等技術(shù)不斷提升,采用光電對抗技術(shù)能夠大幅度提高軍用特種車輛的戰(zhàn)場抗毀生存能力,提升指揮車輛發(fā)揮作戰(zhàn)效能、履行指揮作戰(zhàn)使命的能力。

探測告警是裝甲車輛主動防護系統(tǒng)實施有效對抗的前提。探測告警的實質(zhì)就是對敵方光電設(shè)備發(fā)出的各種光電輻射進行有效探測和捕獲。根據(jù)工作波段屬性的不同,一般將車載主動防護系統(tǒng)的探測告警分為激光告警、毫米波告警、導(dǎo)彈逼近告警、雷達告警等,能夠根據(jù)來襲威脅的類型和程度,結(jié)合作戰(zhàn)使命和作戰(zhàn)流程,實施規(guī)避遠程精確打擊策略,進行多層次分析和應(yīng)對,做到全程主動防護。

1主動防護系統(tǒng)的戰(zhàn)場威脅分析

在未來的高科技常規(guī)戰(zhàn)爭中,裝甲車輛承擔(dān)著突破敵軍防線、打擊第二梯隊、執(zhí)行縱深打擊的攻堅任務(wù)。從空中武器到地面武器,從近程武器到遠程武器,從非制導(dǎo)武器到精確制導(dǎo)武器,從硬殺傷武器到軟殺傷武器,從常規(guī)武器到核武器,這些武器對坦克構(gòu)成了全方位立體威脅。要想針對各種威脅作出正確的對抗方式,了解各種威脅的探測原理和作用方式至關(guān)重要。

各種高新技術(shù)廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)場偵察監(jiān)視,極大地提高了戰(zhàn)場偵察監(jiān)視能力,構(gòu)成了以偵察監(jiān)視衛(wèi)星、高空偵察機、無人機、預(yù)警機、各種傳感器材等組成的全方位、大縱深、多層次的立體偵察體系,具有全天候、高分辨率和實時監(jiān)控的能力,戰(zhàn)場具有很高的"透明度",如圖1所示。由于裝甲機械化部隊本身重裝備多、目標(biāo)大、配置地域廣、機動距離遠,又處在敵方全時空監(jiān)視之下,因此,其在作戰(zhàn)過程中將處在暴露甚至"單向透明"的威脅之中。

從戰(zhàn)場威脅分析圖(圖2)中可以看出,09~509是威脅彈藥種類最多、車輛受彈概率最高的區(qū)域,也是主動防護的防護重點區(qū)域之一,509~909區(qū)域的威脅彈藥主要有末敏彈、部分末制導(dǎo)炮彈和迫擊炮彈等,由于主動攔截?zé)o法攔截末敏彈,這個區(qū)域防護手段以主動干擾為主。將主動干擾防護角度從09~509拓展到09~909,使其兼顧對509~909區(qū)域的精確制導(dǎo)武器。

圖1裝甲突擊裝備面對的探測威脅

圖2戰(zhàn)場威脅分析

2主動防護系統(tǒng)威脅探測告警技術(shù)及裝備概況

2.1激光主動偵察

激光主動偵察技術(shù)兼具激光測距和目標(biāo)識別兩種,其原理是基于光學(xué)系統(tǒng)存在的"貓眼"效應(yīng),對來襲威脅目標(biāo)種類進行分析和識別,并探測威脅目標(biāo)的一些技術(shù)參數(shù)。

激光主動偵察一般與激光戰(zhàn)術(shù)致盲武器配合使用,作戰(zhàn)過程中,激光主動偵察設(shè)備搜索并確定敵方光電裝置的位置,然后啟動強激光對其致盲。海灣戰(zhàn)爭中,美國利用這一技術(shù),發(fā)現(xiàn)了伊拉克嚴密偽裝在樹林里的坦克和導(dǎo)彈發(fā)射架,并成功實施擊毀。美國的車載式激光致盲武器就是集主動偵察和致盲于一體的光電對抗武器,作戰(zhàn)時,其激光主動偵察設(shè)備搜索并確定敵方光電裝置的位置,然后啟動強激光對其致盲。典型的裝置有:

(1)美制"舡魚"系統(tǒng),作戰(zhàn)時,該系統(tǒng)先以波長為1.06um的高重頻低能激光對其所覆蓋的角空域進行掃描偵察,一旦搜索到光電裝備,就啟動致盲激光進行攻擊,安裝在"布雷得力"戰(zhàn)車上,主要用于攻擊坦克上的光電裝置。

(2)俄羅斯的"拉瑟"激光致盲武器系統(tǒng)安裝在FsT-1型坦克中,該系統(tǒng)采用"貓眼效應(yīng)"搜索目標(biāo),用強激光致盲或損傷敵方觀測人員的眼睛或器材。

(3)美空軍的"靈巧"定向紅外對抗系統(tǒng),使用時,它首先發(fā)射激光并接收由導(dǎo)引頭返回的激光回波,據(jù)此判斷敵導(dǎo)彈的方位、距離及其種類等,以確定最有效地調(diào)制方式以實施干擾。

2.2激光告警

激光告警相對其他告警方式,具有探測概率高、反應(yīng)時間短、動態(tài)范圍大、探測靈敏度高、覆蓋空域廣、體積小等優(yōu)點,是探測告警的關(guān)鍵設(shè)備。目前戰(zhàn)場上的主要激光威脅源類型有激光制導(dǎo)武器、激光測距機、激光雷達以及激光致盲武器與戰(zhàn)術(shù)激光武器等。

激光告警設(shè)備的主要性能指標(biāo)有:探測靈敏度、探測概率、虛警率、探測視場和角度分辨率等,一般要求激光告警設(shè)備應(yīng)具備較高的探測靈敏度,并具有多目標(biāo)探測能力及識別激光編碼的能力。典型的裝置有:

(1)美國Goodrich公司生產(chǎn)的AN/VVR-1系統(tǒng)用于陸基平臺告警系統(tǒng),能適應(yīng)特殊的環(huán)境需要,可以對波束制導(dǎo)導(dǎo)彈進行探測,對激光威脅的特征、類型和方向進行識別,并提供音頻和視頻告警,對激光目標(biāo)指示器/測距機的角測量精度為1°,方位視場為360°,俯仰±55°,虛警率小于1/100h,響應(yīng)時間不到100ms。

(2)俄羅斯艦載spektr-F激光告警系統(tǒng)能對付嚴重的背景干擾,單脈沖截獲概率為95%,最大探測距離達20~25km,可對艦艇任一邊的4個威脅源同時進行告警。

(3)德國"通用激光探測系統(tǒng)"(C0LDs)的工作波段為0.4~1.7um、2.0~6.0um和5.0~12.0um,可為所有海軍平臺提供可靠的多譜激光告警。

(4)另外還有英國的LwD21車載激光告警器、法國的0BRA車載激光告警系統(tǒng)、美國的HALwR高精度激光告警接收機和F0ALLs離軸激光定位系統(tǒng)等。

2.3雷達告警

雷達告警采用電子偵察手段,接收空間存在的各種雷達信號,通過告警設(shè)備內(nèi)部的信息處理機,識別是否與威脅相關(guān)聯(lián)的雷達信號。其關(guān)鍵技術(shù)是:新型固態(tài)器件、微波單片集成電路、超導(dǎo)技術(shù)、先進的雷達信號處理技術(shù)。

根據(jù)現(xiàn)有武器裝備情況以及后續(xù)的發(fā)展趨勢,裝甲車輛雷達告警需覆蓋x、Ka和w這3個波段,尤其是毫米波波段,是坦克重點防御的對象。目前對裝甲車輛構(gòu)成主要威脅的雷達有固定翼機載雷達、武器直升機載火控雷達和導(dǎo)彈制導(dǎo)雷達。坦克裝甲車輛上的雷達告警設(shè)備應(yīng)具備反應(yīng)時間快、截獲概率高、告警靈敏度高以及全方位、多目標(biāo)實時處理的能力。

雷達告警分布在坦克上有一體式、分布式兩種安裝方

式。一體式安裝在坦克裝甲車頂部,告警空域為方位360°,一體式雷達告警在頂部中央還有一個窗口朝上覆蓋頂部90°立體角空間,主要針對頂部的末敏彈等威脅進行告警。

2.4多頻譜綜合探測告警

隨著戰(zhàn)場威脅的多頻譜化,探測走多頻譜復(fù)合告警之路是必然的,唯有集成多種探測手段才能保證探測的高可靠性和高正確性,才能應(yīng)對更多種類的威脅,更好地獲取戰(zhàn)場姿態(tài),為戰(zhàn)爭贏得勝利獲取先機。多頻譜綜合探測告警技術(shù)正在朝著不斷擴展工作波段、主動/被動工作體制相結(jié)合的方向發(fā)展,目前裝甲車輛上主要有激光/毫米波復(fù)合告警技術(shù)、激光/導(dǎo)彈逼近復(fù)合告警技術(shù)、激光/毫米波復(fù)合告警/近程雷達探測技術(shù)三種典型的應(yīng)用。

典型的裝置有:

(1)德國埃爾特羅公司的LAwA激光告警器、德國的"MUss"輕型主動防御系統(tǒng):

(2)美國L0RAL公司研制的帶有激光告警的AAR-47紫外告警機改進型,將探頭更新?lián)Q代,采用4個激光探測器,裝在現(xiàn)有紫外光學(xué)設(shè)備周圍,同時使用了一個小型化實時處理設(shè)備:

(3)另外還有瑞典博福斯公司生產(chǎn)的RBs70激光駕束制導(dǎo)導(dǎo)彈告警,同時能對成像制導(dǎo)導(dǎo)彈告警。

2.5其他典型的威脅探測告警技術(shù)

還有其他幾種典型的威脅探測告警技術(shù),紫外導(dǎo)彈逼近告警、紅外導(dǎo)彈逼近告警技術(shù)等如表1所示。紫外告警主要針對導(dǎo)彈,同其他告警方式相比,紫外告警的優(yōu)勢是虛警率低、靈敏度高、隱蔽性強、結(jié)構(gòu)簡單且質(zhì)量小,由于紫外導(dǎo)彈逼近告警優(yōu)勢多,一些軍事強國已紛紛開展了紫外告警的相關(guān)研制工作。目前,紫外告警裝置成為裝備量最大的導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)之一。紅外告警主要針對來襲導(dǎo)彈或飛機,能準(zhǔn)確判定目標(biāo)方位,能較方便地處理多目標(biāo),可以提供威脅目標(biāo)的距離,紅外告警設(shè)備在戰(zhàn)場上已被廣泛采用。

3主動防護系統(tǒng)威脅探測告警技術(shù)發(fā)展分析

隨著未來戰(zhàn)場上激光武器的威脅日益加劇,為了加快提升未來我國對抗裝備在戰(zhàn)場的生存能力,適應(yīng)未來信息化條件下的多樣化戰(zhàn)爭形態(tài),威脅探測告警技術(shù)應(yīng)從以下幾方面加快研發(fā)速度:

（1）激光主動偵察技術(shù)發(fā)展趨勢集中向定位精度更高、主動偵察距離更遠、從目標(biāo)定位與識別向激光成像方向發(fā)展:

（2）激光告警設(shè)備發(fā)展向多波長、多體制探測,與多種防護手段交聯(lián)集成,向高性能、小型化方向發(fā)展:

（3）雷達告警技術(shù)向小型化、輕量化、集成化發(fā)展,向?qū)掝l帶、高精度發(fā)展,向探測更多威脅參數(shù)發(fā)展:

（4）紫外告警將從概略型紫外告警向成像型紫外告警發(fā)展、紫外告警的抗干擾能力更強、紫外告警向集成化的方向發(fā)展:

（5）紅外告警將充分利用目標(biāo)特征降低虛警率,向高精度側(cè)向定位、快速實時響應(yīng)方向發(fā)展,并與其他種類的警戒系統(tǒng)相結(jié)合。

4結(jié)語

在未來的信息化戰(zhàn)場上,各種新技術(shù)的發(fā)展,特別是光電探測和光電制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,必將使陸戰(zhàn)裝備的攻防對抗越來越復(fù)雜化,為了應(yīng)對迅速發(fā)展和完善的光電偵察、激光及紅外等多種制導(dǎo)武器,主動防護技術(shù)和裝備正在向綜合化、一體化、多元化、立體化等方向發(fā)展。威脅源探測技術(shù)向多頻譜、高靈敏度、高精度方向發(fā)展,且能在短時間內(nèi)作出反應(yīng),為后續(xù)攔截創(chuàng)造條件。