激光技術(shù)在機載武器上的應(yīng)用

柴嘉奇?諸德放?孫鵬飛

摘 要：結(jié)合激光的產(chǎn)生、特點、分類等特性，從激光近炸引信、激光制導(dǎo)炸彈、機載瞄準吊艙三方面對于激光技術(shù)在機載武器上的應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：激光技術(shù)；機載武器

20世紀60年代，美國科學(xué)家梅曼博士在實驗室里研制出了世界上第一臺激光器-紅寶石激光器，標志著激光的誕生。從此，經(jīng)過幾十年的研究，激光技術(shù)日趨成熟并得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在軍事上，激光被應(yīng)用到各種領(lǐng)域。例如，利用激光進行測距、通信、制導(dǎo)等。自海灣戰(zhàn)爭以來，機載武器得到了世界各國的重視。正是由于作戰(zhàn)樣式與戰(zhàn)訓(xùn)模式的轉(zhuǎn)變，更多的激光技術(shù)也被應(yīng)用與機載武器上。近年來，隨著我國與周邊國家由于海洋利益不斷產(chǎn)生摩擦，未來我軍將更多的會在海上進行作戰(zhàn)。一些傳統(tǒng)的機載武器的作用方式將不能滿足海上作戰(zhàn)的需求。所以利用激光能量高、方向性好等特性，使激光技術(shù)更多的應(yīng)用于機載武器上，會使機載武器的性價比和作戰(zhàn)效能大大提高。

1 激光近炸引信

激光近炸引信是一種主動式光電引信。它通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)將特定幅值、時域和空域特性的激光光束對目標進行照射，光電接收系統(tǒng)接收目標反射回波，并進行實時的識別和處理。當引信在預(yù)定距離內(nèi)檢測到目標，當導(dǎo)彈或戰(zhàn)斗部處在最佳炸點位置時，就通過電子系統(tǒng)產(chǎn)生起爆信號啟動戰(zhàn)斗部。其主要采取激光近感探測技術(shù)，通過紅外的激光源實現(xiàn)對于目標進行探測[1]。

激光技術(shù)應(yīng)用在于激光的收發(fā)組件。激光組件的主要作用是實現(xiàn)激光的發(fā)射與接收。其工作原理為激光激勵源提供的大電流重復(fù)脈沖注入到激光二極管，以形成發(fā)射激光束。發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)用簡單的凸透鏡，使激光束以一定的方向和角度發(fā)射出去。激光束遇到目標發(fā)生漫反射，有一部分反射的激光被引信接收器接收。接收光學(xué)系統(tǒng)由目標反射回來的激光束聚焦于光敏元件上。光電轉(zhuǎn)換器采用光敏元件使接收到的信號轉(zhuǎn)換成為電信號，并對其進行放大。前置放大器保證系統(tǒng)有足夠的信噪比，增強探測能力。除了將信號放大外，還可改善波形，并進一步提高信噪比[2]。

正是由于激光近炸引信體積小、重量輕、彈上配置簡便等特點，自其出現(xiàn)以來，變得到了很好的發(fā)展。特別是它的一些特性能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭中引信電子對抗技術(shù)的發(fā)展變化，所以倍受重視，應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。未來激光近炸引信向著大功率小型化、復(fù)合體制的引信、制導(dǎo)引信一體化、及仿真技術(shù)等方面發(fā)展。

2 激光制導(dǎo)炸彈

所謂制導(dǎo)，是指控制和導(dǎo)引飛行器，使其按照選擇的基準飛行路線進行運動的過程[3]。而激光制導(dǎo)是指以激光作為傳遞信息的工作物質(zhì)的制導(dǎo)。從激光制導(dǎo)方式來看，激光制導(dǎo)分為主動式和半主動式制導(dǎo)。由于技術(shù)上的原因，目前主動式激光制導(dǎo)難以實現(xiàn)?，F(xiàn)裝備的激光制導(dǎo)炸彈多為半主動式。半主動式激光制導(dǎo)的激光指示器與激光接收系統(tǒng)是相互分離的。

激光制導(dǎo)炸彈主要由導(dǎo)引頭艙、戰(zhàn)斗部艙、制導(dǎo)艙、氣動控制面以及機彈間的機械接口和電氣接口等組成。激光制導(dǎo)炸彈一般都是在原來武器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上裝上一個激光半主動式導(dǎo)引頭和特殊的尾翼。而激光半主動式導(dǎo)引頭是由彈外的激光照射到目標上，彈上的導(dǎo)引頭利用目標的漫反射的激光能量，實現(xiàn)對目標的跟蹤和對炸彈的控制[8]。其作戰(zhàn)使用過程為：先跟蹤鎖定目標后投彈，初始階段彈體靠慣性制導(dǎo)飛向預(yù)定方向，當導(dǎo)引頭接收的激光信號超過閾值時，轉(zhuǎn)為激光制導(dǎo)。激光制導(dǎo)武器具有命中精度高、抗干擾能力強、破壞力大、使用簡單等特點，是迅速發(fā)展的精確制導(dǎo)武器之一。

激光制導(dǎo)炸彈得到了世界各國的高度重視。激光制導(dǎo)炸彈自其研制成功以來，通過數(shù)次的靶試實驗與戰(zhàn)爭的檢驗發(fā)現(xiàn)其可以大大提高武器的命中率、并進而降低成本，提高效費比。并且，激光制導(dǎo)炸彈可同時攻擊多個來襲目標，即把激光信號經(jīng)過編碼以數(shù)個指示器分別控制數(shù)枚導(dǎo)彈，打擊來襲目標。激光制導(dǎo)技術(shù)是以激光為信息載體，把炸彈引向目標而實施精確打擊的先進技術(shù)。精準是激光制導(dǎo)武器的鮮明特點，由于激光的單色性好，光束的發(fā)散角小，敵方很難對制導(dǎo)系統(tǒng)實施有效干擾，因而使它具有了其他制導(dǎo)方式無法匹敵的優(yōu)勢，在精確制導(dǎo)武器中占有重要地位[4]。

3 機載瞄準吊艙

機載瞄準吊艙主要用于對地面目標實施精確打擊。其主要包含一個用于觀察景物的攝像機和一個采用吊艙形式同軸激光照射器來照射目標。機載瞄準吊艙必須能給飛行員提供足夠詳細的視景圖像，這樣才能決定是否對目標進行連續(xù)照射。目前世界各國空軍都裝備有許多現(xiàn)役的瞄準吊艙，主要與導(dǎo)彈配合使用，達到精確指示目標的作用。瞄準吊艙的主要功能是：利用前視紅外和電視傳感器，在晝夜條件下完成對地面目標的搜索、發(fā)現(xiàn)和識別。識別目標后，自動跟蹤目標并實時為載機火控系統(tǒng)提供目標位置信息。通過激光測距，為火控系統(tǒng)提供目標距離信息。通過激光照射，引導(dǎo)激光制導(dǎo)武器精確命中目標。這種瞄準吊艙的特點是體積小、質(zhì)量輕，且分辨率高識別能力強。同時它可以在防區(qū)外對各種目標進行自動探測、跟蹤、識別和交戰(zhàn)[5-6]。

激光技術(shù)在機載武器上的應(yīng)用，使得機載武器的武器性能得到大幅度的飛躍，大大提高了載機的精確打擊能力，進而提高了作戰(zhàn)效能。未來機載武器激光技術(shù)的應(yīng)用將向著新體制、新領(lǐng)域、新應(yīng)用不斷發(fā)展。

參考文獻

[1] 王明東， 竇志國.高能激光在武器裝備中的應(yīng)用[J].裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2004.04

[2] 王瑞鳳，張彥樸.許志艷.激光技術(shù)軍事應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].紅外與激光工程，2007.06，第36卷

[3] 朱棋，郭倩，鐘云鵬.激光技術(shù)在高技術(shù)國防戰(zhàn)爭中的應(yīng)用[J].西安航空技術(shù)高等專科學(xué)院學(xué)報，2011.05，第29卷

[4] 郭綱，周偉，葉名蘭. 激光技術(shù)在導(dǎo)彈和空天對杭中的應(yīng)用[J].控制與制導(dǎo)，2009.03

[5] 陳洪鈞，石治國.激光近炸引信發(fā)展述評[J].四川兵工學(xué)報，2012.06，第33卷

[6] 潘愛民.激光技術(shù)的軍事應(yīng)用[J].控制與制導(dǎo)，2013.09