靶彈彈載紅外干擾技術(shù)研究與應(yīng)用

鄭建輝

中國人民解放軍91851部隊，遼寧葫蘆島 125000

0 引言

為檢驗新型艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭的抗干擾性能指標，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，在靶彈周圍形成與靶彈紅外輻射特征的相似的紅外輻射源，對艦空導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭進行干擾。干擾設(shè)備主要用于投放面源紅外干擾彈和點源紅外干擾彈，也根據(jù)試驗需要，投放滿足特定外形尺寸要求的箔條干擾彈。本文對彈載紅外干擾技術(shù)的作用機理、實現(xiàn)途徑等問題進行分析討論，通過對搭載平臺的紅外特性、作戰(zhàn)對象紅外制導(dǎo)性能的分析比較，詳細論證了面源紅外干擾彈的主要技術(shù)指標。

1 紅外干擾技術(shù)分析

根據(jù)干擾彈的不同類別，紅外干擾可分為點源干擾、多點源干擾和面源干擾三種形式。點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)研究的重點是多點源干擾和面源干擾。多點源紅外干擾彈是將多個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燃燒點。當采用多發(fā)齊射或多方位齊射等戰(zhàn)術(shù)投放方式時，多點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)引頭瞬時視場內(nèi)形成持續(xù)的多個干擾源，將目標信號淹沒，導(dǎo)引頭就必須處理多組脈沖信號，降低了導(dǎo)引頭檢測目標的概率，紅外導(dǎo)引頭即使啟動了抗干擾措施，但因探測器的噪聲幾何級數(shù)增大，而難以提取有效的制導(dǎo)信號，從而起到保護載機的作用。多點源干擾本質(zhì)上屬于煙火型誘餌，干擾機制仍然是一種壓制干擾，與導(dǎo)彈特性仍有較大差異多點源紅外干擾彈的，當面對具有光譜鑒別能力或具有強度抑制鑒別能力的先進紅外導(dǎo)引頭時，其干擾效果將受到較大影響。

面源紅外干擾彈則在輻射強度、光譜分布、空間分布等特征方面進行改進，與目標特征較為相似，當采用單發(fā)或連續(xù)投放的戰(zhàn)術(shù)方式時，可以持續(xù)誘騙先進的紅外導(dǎo)引頭；采用多發(fā)、多方位投放的戰(zhàn)術(shù)方式時，可在空間形成大面積的發(fā)熱云團，通過改變導(dǎo)引頭視場內(nèi)的目標特征，增大識別與跟蹤難度，達到干擾目的。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特征相似的面源紅外干擾源，干擾源的輻射強度與目標接近（約1倍～3倍）、光譜分布與目標相似，且具有連續(xù)向前運動的特征，能抑制導(dǎo)彈的光譜鑒別（雙波段制導(dǎo)）、強度閾值鑒別及動力學特性鑒別等多種復(fù)雜的抗干擾措施，且與目標同處于來襲導(dǎo)彈導(dǎo)引頭的視場內(nèi)，持續(xù)時間長于來襲導(dǎo)彈的制導(dǎo)時間。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、征候及信號特征，以混淆目標的大小、位置和數(shù)量，從而降低其探測、識別與跟蹤能力。面源紅外干擾彈采用大量燃燒溫度在導(dǎo)彈目標溫度范圍內(nèi)的特殊自燃材料作為干擾載荷，通過改進誘餌的輻射強度、光譜分布、空間散布等特征，在紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的探測波段形成與靶彈目標紅外信號相似的干擾源，并通過連續(xù)投放模擬靶彈的運動特征，使先進紅外制導(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，從而增強靶彈面臨紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈威脅時的生存能力。

2 面源紅外干擾彈的主要技術(shù)指標

2.1 搭載平臺的紅外特性

某型靶彈長約6m，彈徑54cm，當在海拔20m高度巡航飛行時，據(jù)估算，具有較高溫度（在700K以上）的尾焰長度不超過10m，不考慮翼展投影面時，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。對于來襲的紅外成像型艦空導(dǎo)彈，具備根據(jù)目標物的面目標特征進行真假目標鑒別的能力，因此，靶彈飛行中在紅外成像型艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭探測器上呈現(xiàn)出類似的面目標輪廓。

2.2 作戰(zhàn)對象的紅外制導(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)彈專用于對付輻射無線電頻率的反艦巡航導(dǎo)彈，采用雙模制導(dǎo)，飛行中段采用被動射頻制導(dǎo)，飛行末段采用被動中波紅外制導(dǎo)。發(fā)射后，彈載射頻導(dǎo)引頭迅即指引導(dǎo)彈飛向目標，并使紅外導(dǎo)引頭轉(zhuǎn)向目標方向；在飛行末段，一旦探測到目標的紅外信號，彈載控制邏輯電路即自動將射頻制導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外制導(dǎo)，以便最終鎖定目標。

為了對付日益先進（紅外特征弱、采用多模制導(dǎo)、不輻射或間歇輻射射頻信號、具有干擾能力）的反艦導(dǎo)彈，美、德兩國海軍對RIM-116A（Block 0）“拉姆”導(dǎo)彈進行升級改進，開發(fā)RIM-116B（Block 1）“拉姆”導(dǎo)彈。Block 1繼承了Block 0的全部優(yōu)勢性能和成熟技術(shù)外，對紅外制導(dǎo)信息要素的采集獲取和處理進行了全面升級，使之僅用紅外制導(dǎo)方式就可以完成制導(dǎo)攔截來襲目標。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，實現(xiàn)了全程紅外制導(dǎo)，擁有了對無射頻輻射反艦導(dǎo)彈的攻擊和摧毀能力。

2.3 面源干擾彈的性能指標分析

1）工作波段

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

2）峰值輻射強度

為了有效模擬該型靶彈的紅外輻射強度，要求面源紅外干擾彈的紅外輻射強度變化在靶彈紅外輻射強度的變化范圍內(nèi)，設(shè)計的面源紅外干擾彈的峰值輻射強度在3μm～5μm波段內(nèi)不小于300W/sr，在有效的持續(xù)時間內(nèi)，與靶彈飛行時的紅外輻射強度接近，既保證了可信的紅外輻射強度，又不會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波長范圍內(nèi)的輻射強度分布與靶彈相似。

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)兩個波段內(nèi)的輻射能量比來對目標的輻射光譜進行鑒別，面源紅外干擾彈設(shè)計能夠模擬靶彈的輻射光譜特征。以3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強度之比作為衡量標準，點源紅外干擾彈在3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強度之比一般小于0.5，飛航導(dǎo)彈（靶彈）在3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強度之比在2以上，設(shè)計面源紅外干擾彈在3μm～5μm和1.3μm～3μm波段的輻射強度之比大于1.5，與靶彈接近，艦空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭難以鑒別。

4）上升時間

面源紅外干擾彈在投放后需在短時間內(nèi)形成面源紅外干擾源，上升時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間一般不大于1s，滿足干擾使用需要。

5）持續(xù)時間

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襲導(dǎo)彈攻擊視場前保持可信的特征。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)試驗研究，持續(xù)時間達到2s以上時，即具備有效干擾來襲導(dǎo)彈的能力。

6）散布面積

為了抑制點源紅外干擾彈的干擾，紅外成像導(dǎo)彈根據(jù)目標的面目標特征進行識別，艦空導(dǎo)彈在動態(tài)飛行中，由于觀測角度的變化，靶彈目標在其導(dǎo)引頭探測器上的面目標特征是一個動態(tài)變化的過程，因此要求無源干擾設(shè)備所形成的面目標不一定完全模擬靶彈的外形輪廓，只需在投放后呈現(xiàn)一定的面目標特征（并且在動態(tài)變化）即可對艦空導(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的面積在5m2以上，在艦空導(dǎo)彈視場內(nèi)與靶彈形成相似的紅外輻射源，并明顯改變了導(dǎo)彈視場內(nèi)紅外場景的特征，能有效干擾紅外成像導(dǎo)彈的跟蹤與識別過程。

3 結(jié)論

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

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