紅外型空空導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展展望

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(guó)空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽(yáng) 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(jìn)行了分析，梳理了未來(lái)紅外型空空導(dǎo)彈對(duì)紅外技術(shù)的新需求，對(duì)中遠(yuǎn)距攔截攻擊、強(qiáng)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(diǎn)需求做了說(shuō)明，闡述了滿足這些需求將要發(fā)展的射后截獲、氣動(dòng)熱抑制、目標(biāo)匹配與特征融合、高靈敏度探測(cè)、基于標(biāo)準(zhǔn)解的實(shí)時(shí)信息修正控制技術(shù)等20項(xiàng)新技術(shù)，簡(jiǎn)單綜述了實(shí)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(dòng)熱抑制

1 空空導(dǎo)彈的信息流發(fā)展

經(jīng)過(guò)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(cè)，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(cè)，后半球攻擊，比例導(dǎo)引；第三代采用單元或多元，制冷探測(cè)，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(cè)器，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，全向攻擊，比例導(dǎo)引＋推矢控制＋瞄準(zhǔn)點(diǎn)選擇。

今天世界已經(jīng)進(jìn)入較為成熟的信息時(shí)代，有必要從系統(tǒng)角度對(duì)空空導(dǎo)彈的發(fā)展作一個(gè)全新的說(shuō)明。主要根據(jù)信息流的變化特征對(duì)空空導(dǎo)彈系統(tǒng)進(jìn)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(tái)之間有簡(jiǎn)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(jìn)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(duì)飛行員站位要求高，沒(méi)有信息對(duì)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(tái)之間的信息交流，平臺(tái)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(jìn)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(kuò)大到后半球攻擊，對(duì)飛行員站位要求仍然較高，沒(méi)有信息對(duì)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(jī)的投入使用，使得空戰(zhàn)機(jī)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(shí)基于地面雷達(dá)的戰(zhàn)區(qū)感知能力增強(qiáng)，地面指揮系統(tǒng)、空中指揮系統(tǒng)與平臺(tái)之間的信息交流能力大幅度提升，平臺(tái)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(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)捕獲功能并且擴(kuò)大了捕獲目標(biāo)的視場(chǎng)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(kuò)大到全向，減少了對(duì)飛行員站位要求，導(dǎo)彈具備了初步的信息對(duì)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(jī)信息、地面雷達(dá)信息、平臺(tái)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(jī)群空中戰(zhàn)區(qū)統(tǒng)一指揮與信息共享的能力得到加強(qiáng)，地面指揮系統(tǒng)、空中指揮系統(tǒng)與平臺(tái)之間的信息交流能力進(jìn)一步完善。信息體系對(duì)目標(biāo)的指示精度不僅能滿足導(dǎo)彈的隨動(dòng)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(shí)別能力，使得極其重要的射后截獲功能得以實(shí)現(xiàn)；不僅實(shí)現(xiàn)了全向攻擊，而且使得紅外型空空導(dǎo)彈實(shí)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(duì)抗時(shí)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(diǎn)所獲得的信息進(jìn)行深度融合，形成可重構(gòu)、可恢復(fù)的強(qiáng)大的智能網(wǎng)絡(luò)體系，任何單一信息節(jié)點(diǎn)被摧毀都不影響作戰(zhàn)單元與導(dǎo)彈系統(tǒng)的任務(wù)實(shí)施。在強(qiáng)大信息網(wǎng)絡(luò)支持下，可實(shí)現(xiàn)空戰(zhàn)的無(wú)人化、自動(dòng)化、自主化，飛行員得到徹底解放，空戰(zhàn)就像一場(chǎng)大型游戲，其場(chǎng)景與虛擬現(xiàn)實(shí)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(guò)物質(zhì)的接觸來(lái)實(shí)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(jìn)入近距格斗狀態(tài)。打得遠(yuǎn)，看得遠(yuǎn)是實(shí)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(shì)，這種趨勢(shì)因雷達(dá)型導(dǎo)彈的電磁對(duì)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(dòng)熱環(huán)境勢(shì)必惡化，而且會(huì)面臨截獲假目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，所以，必將需要射后截獲、氣動(dòng)熱抑制、結(jié)構(gòu)匹配與特征識(shí)別等技術(shù)的支持。

2.2 強(qiáng)光電對(duì)抗

沒(méi)有強(qiáng)光電對(duì)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(duì)抗種類不斷豐富，途徑不斷增多，模式不斷更新，勢(shì)態(tài)日趨復(fù)雜，難度越來(lái)越大，同時(shí)光電對(duì)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(jī)性決定了沒(méi)有一勞永逸的解決手段。優(yōu)良的光電對(duì)抗能力需要抗新型多模式干擾、體系對(duì)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(dòng)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(jī)對(duì)雷達(dá)的隱身性能遠(yuǎn)勝于紅外，因此相對(duì)而言，紅外具有反隱身的優(yōu)勢(shì)。要將這一優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化成切實(shí)的能力，必須有高靈敏度探測(cè)、低信噪比目標(biāo)探測(cè)與截獲、基于場(chǎng)景的體探測(cè)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(kāi)發(fā)了對(duì)地移動(dòng)目標(biāo)攻擊模式。多任務(wù)的需求必須按照一個(gè)平臺(tái)多項(xiàng)任務(wù)的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，決不能僅僅采用空空導(dǎo)彈模式來(lái)兼顧，為此需要多任務(wù)規(guī)劃與架構(gòu)設(shè)計(jì)、多任務(wù)目標(biāo)定義、多模式算法設(shè)計(jì)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(lái)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(diǎn)，比如衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、地面基站等，這些關(guān)鍵信息節(jié)點(diǎn)必將使是首要攻擊對(duì)象，試想當(dāng)信息體系被局部攻破時(shí)，尤其是平臺(tái)信息不存在時(shí)，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(wú)人作戰(zhàn)時(shí)代的必由之路。要實(shí)現(xiàn)空空導(dǎo)彈自主化攻擊，必須有真假與敵我目標(biāo)識(shí)別、智能分析與決策、戰(zhàn)場(chǎng)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(shí)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(lái)越弱，導(dǎo)引回路消失，變?yōu)橹茖?dǎo)回路的一個(gè)部件，導(dǎo)引與制導(dǎo)實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)。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(cè)目標(biāo)，制導(dǎo)引信的一體化是引信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。要實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引制導(dǎo)引戰(zhàn)一體化設(shè)計(jì)，并能增強(qiáng)毀傷效能，需要彈內(nèi)超實(shí)時(shí)仿真、基于標(biāo)準(zhǔn)解的實(shí)時(shí)信息修正控制、引戰(zhàn)交匯條件探測(cè)識(shí)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(cè)器技術(shù)

焦平面陣列探測(cè)器，是先進(jìn)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(duì)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(cè)器都是直流耦合。交流耦合在處理氣動(dòng)加熱急劇升溫時(shí)有較大的優(yōu)勢(shì)，可以自動(dòng)地減掉直流分量，雖然交流噪聲也會(huì)隨之有所增加，但動(dòng)態(tài)范圍不會(huì)受到太大影響，而在此情況下，直流耦合將直接吃掉動(dòng)態(tài)范圍，為了適當(dāng)?shù)乇Ｓ邢到y(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍，只能減小積分時(shí)間，降低系統(tǒng)靈敏度。嚴(yán)重時(shí)，系統(tǒng)將飽和。為此，需要開(kāi)發(fā)可切換交直流耦合焦平面陣列探測(cè)器。

3.2 高幀頻多波段焦平面探測(cè)器技術(shù)

空空導(dǎo)彈是空中攻擊高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)彈，需要比較高的幀頻，一般不小于100。同時(shí)，沒(méi)有強(qiáng)對(duì)抗能力的導(dǎo)彈，在未來(lái)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(cè)器后，抗傳統(tǒng)紅外誘餌的能力大幅度提升，但面元、多點(diǎn)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(cè)器通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多波段，系統(tǒng)將付出靈敏度下降、時(shí)間漂移大等代價(jià)。急需開(kāi)發(fā)高幀頻多波段焦平面陣列探測(cè)器。

3.3 高集成焦平面探測(cè)器技術(shù)

目前，焦平面探測(cè)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(cè)系統(tǒng)預(yù)處理電路的功能集成到探測(cè)器內(nèi)完成，使得探測(cè)器直接輸出經(jīng)過(guò)非均勻性校正過(guò)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(shí)減小探測(cè)系統(tǒng)的體積、質(zhì)量，降低功耗，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。探測(cè)器與探測(cè)系統(tǒng)預(yù)處理電路設(shè)計(jì)的緊密結(jié)合，有利于探測(cè)器技術(shù)與紅外探測(cè)系統(tǒng)技術(shù)的深度融合與共同進(jìn)步。

3.4 高靈敏探測(cè)技術(shù)

中遠(yuǎn)距攔截與反隱身兩項(xiàng)能力需求，高度依賴射后截獲與高靈敏探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)然氣動(dòng)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(zhǎng)在長(zhǎng)波段，采用長(zhǎng)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(zhǎng)波系統(tǒng)的主要技術(shù)瓶頸，未來(lái)這一技術(shù)瓶頸可通過(guò)采用代價(jià)更高的金剛石整流罩技術(shù)得到解決。另外，當(dāng)點(diǎn)源目標(biāo)落入面陣探測(cè)器相鄰像元之間的空檔時(shí)，紅外探測(cè)系統(tǒng)對(duì)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(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離探測(cè)能力。采用微透鏡陣列作為聚能元件與探測(cè)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(jì)數(shù)據(jù)，有人關(guān)心骨架特征，有人關(guān)心局部對(duì)比等等不一而足?？湛諏?dǎo)彈將會(huì)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(shí)工作，為此，系統(tǒng)將付出實(shí)時(shí)處理能力下降和計(jì)算資源增加的代價(jià)。計(jì)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(qiáng)，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(cè)截獲技術(shù)

氣動(dòng)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(huì)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(huì)增加，而不降低截獲門限，系統(tǒng)的截獲距離會(huì)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(huì)不“好用”。與單元和多元探測(cè)系統(tǒng)相比，成像系統(tǒng)由于具備結(jié)構(gòu)體識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，低信噪比探測(cè)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(chǎng)景的體探測(cè)技術(shù)

以往空空導(dǎo)彈重點(diǎn)考慮了空戰(zhàn)需求，飛機(jī)的尺寸在距離較遠(yuǎn)時(shí)都呈現(xiàn)點(diǎn)特征，所以截獲識(shí)別即使是在成像體制下也主要以點(diǎn)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(shí)戰(zhàn)化落實(shí)，點(diǎn)截獲在許多情況下都不再適用，采用基于場(chǎng)景的體探測(cè)技術(shù)，結(jié)合先驗(yàn)?zāi)０暹M(jìn)行匹配。這一技術(shù)對(duì)于攻擊面上目標(biāo)的導(dǎo)彈可能是輕車熟路，而對(duì)于空空導(dǎo)彈還是一項(xiàng)新課題。

3.8 目標(biāo)匹配與特征識(shí)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(yùn)動(dòng)平臺(tái)攻擊快速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，而且對(duì)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(shí)時(shí)獲取，接下來(lái)就在基于當(dāng)前特征下開(kāi)展識(shí)別與跟蹤工作，目標(biāo)匹配算法僅在抗干擾過(guò)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(shí)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(dòng)熱抑制技術(shù)

氣動(dòng)熱是長(zhǎng)時(shí)間超音速飛行紅外導(dǎo)彈的大敵，氣動(dòng)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(dòng)熱可從以下幾個(gè)方面入手，一是頭罩保護(hù)技術(shù)，讓紅外頭罩只在需要時(shí)“睜開(kāi)眼睛”，減少氣動(dòng)熱源；二是頭罩整體制冷技術(shù)，使得氣動(dòng)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(dòng)熱的吸收；四是可通過(guò)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(duì)系統(tǒng)的影響；五是改進(jìn)紅外整流罩及對(duì)接結(jié)構(gòu)體的傳導(dǎo)與熱容設(shè)計(jì)，降低氣動(dòng)熱產(chǎn)生的溫升。

3.10 多模探測(cè)制導(dǎo)技術(shù)

為了滿足強(qiáng)光學(xué)與電子對(duì)抗、適應(yīng)復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境的需求，多模探測(cè)與制導(dǎo)技術(shù)必將加速發(fā)展。雷達(dá)、紅外、可見(jiàn)光、激光等探測(cè)模式的組合，可以使各種探測(cè)模式的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，彌補(bǔ)各自的不足?，F(xiàn)在，許多民用小型化探測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，隨著各模式探測(cè)體積的減小，有限空間內(nèi)集成多種探測(cè)模式已經(jīng)有實(shí)用化的意義。平臺(tái)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(huì)適當(dāng)降低對(duì)截獲靈敏度的苛刻要求，也會(huì)彌補(bǔ)各模式共存帶來(lái)的相互影響的缺點(diǎn)。另外，多模式探測(cè)對(duì)于評(píng)估交匯條件給出恰當(dāng)?shù)囊龖?zhàn)配合時(shí)機(jī)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(shì)，是解放飛行員、讓飛行員能夠進(jìn)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?yàn)榫嚯x近，戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)比較膠著，敵我雙方機(jī)動(dòng)大，這是紅外彈射后截獲的劣勢(shì)。所以紅外彈的射后截獲技術(shù)必須與真假目標(biāo)識(shí)別、敵我目標(biāo)識(shí)別、體系對(duì)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(shí)別技術(shù)

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，美國(guó)主導(dǎo)下進(jìn)行的幾次中西亞國(guó)家戰(zhàn)爭(zhēng)中，都出現(xiàn)過(guò)美國(guó)空軍誤炸盟軍的情況，說(shuō)明即使信息系統(tǒng)強(qiáng)大如美國(guó)，也不能完全解決敵我識(shí)別問(wèn)題。以往的空戰(zhàn)，敵我識(shí)別問(wèn)題都是有平臺(tái)來(lái)完成，導(dǎo)彈不承擔(dān)此任務(wù)，同時(shí)，紅外格斗彈都采用射前截獲，截獲時(shí)真假目標(biāo)問(wèn)題也是由作戰(zhàn)系統(tǒng)或者飛行員來(lái)判斷的。隨著中遠(yuǎn)距攔截的需求，未來(lái)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(shí)別能力，確保截獲對(duì)象就是攻擊對(duì)象，而不是人工誘餌、自然物體等假目標(biāo)。隨著無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)及武器自主化的實(shí)現(xiàn)，武器與攻擊對(duì)象間的敵我識(shí)別技術(shù)是需要大力開(kāi)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(méi)有止境的追求，抗干擾能力決定了未來(lái)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(diǎn)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(shí)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(guò)多光譜探測(cè)技術(shù)、變?cè)鲆婀鈱W(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(chǎng)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(duì)抗技術(shù)

光電對(duì)抗不僅僅是導(dǎo)引頭的事，同時(shí)也是制導(dǎo)系統(tǒng)、平臺(tái)系統(tǒng)的事。當(dāng)導(dǎo)彈處于抗干擾狀態(tài)時(shí)，制導(dǎo)系統(tǒng)可以根據(jù)導(dǎo)引頭信息、平臺(tái)裝訂的初始發(fā)射條件重新規(guī)劃全新彈道，在導(dǎo)彈動(dòng)力射程、機(jī)動(dòng)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(tái)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈，將導(dǎo)引頭識(shí)別信息與火控跟蹤雷達(dá)信息進(jìn)行融合，為導(dǎo)引頭的抗干擾決策提供支持。同時(shí)，導(dǎo)彈之間可以協(xié)同工作，當(dāng)自身不能決策時(shí)，可將自身探測(cè)識(shí)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(jī)、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(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝李世石標(biāo)志著人類在智能的路上取得了長(zhǎng)足進(jìn)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(dòng)力能源、信息感知都十分相似，未來(lái)導(dǎo)彈的核心技術(shù)將越來(lái)越多地體現(xiàn)在軟件上。人有五官，信息感知能力是比較強(qiáng)的，大腦對(duì)信息的整體綜合能力是極其發(fā)達(dá)的。未來(lái)導(dǎo)彈也需要增強(qiáng)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)感知能力，同時(shí)必須開(kāi)發(fā)將人類擅長(zhǎng)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(jì)算機(jī)的快速計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈智能分析與決策能力的升級(jí)。

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(lái)越迫切，多任務(wù)定義作為一項(xiàng)獨(dú)立技術(shù)逐漸體現(xiàn)出價(jià)值。要完成多任務(wù)，從導(dǎo)引頭的探測(cè)識(shí)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(gè)屬性，但最少也要具備完備性、唯一性、無(wú)歧義、可執(zhí)行、可驗(yàn)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(gè)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(jì)技術(shù)

由于空空導(dǎo)彈的作戰(zhàn)使命有鮮明的特點(diǎn)，所以空空導(dǎo)彈一般不適合采用一個(gè)平臺(tái)兩種導(dǎo)彈的方式實(shí)現(xiàn)多任務(wù)，必須是一種技術(shù)狀態(tài)下同時(shí)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(kāi)展多任務(wù)規(guī)劃與架構(gòu)設(shè)計(jì)。必須增強(qiáng)軟件頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)能力，在不同任務(wù)間切換時(shí)哪些軟件模塊共享，哪些算法獨(dú)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(kāi)發(fā)事倍功半。

3.18 彈內(nèi)超實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)獲得的。當(dāng)導(dǎo)彈處于抗干擾狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)引頭所獲得的信息在一定時(shí)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(shí)時(shí)仿真，飛行中的導(dǎo)彈就可以獲得第三套數(shù)據(jù)，即超實(shí)時(shí)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(shí)，每過(guò)一定時(shí)間根據(jù)獲得的內(nèi)彈道數(shù)據(jù)和平臺(tái)數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)作為更新的初始條件?？垢蓴_時(shí)，將超實(shí)時(shí)仿真結(jié)果與實(shí)時(shí)信息作融合比較，當(dāng)實(shí)時(shí)信息偏差太大時(shí)，可果斷丟棄目前攻擊對(duì)象，轉(zhuǎn)為跟蹤超實(shí)時(shí)仿真確認(rèn)對(duì)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(shí)時(shí)信息修正控制技術(shù)

基于模型標(biāo)準(zhǔn)解的實(shí)時(shí)信息修正控制技術(shù)與以往導(dǎo)彈采取的基于實(shí)時(shí)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(duì)于實(shí)時(shí)信息的依賴，實(shí)時(shí)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(duì)信息的突變性有最佳的耐受能力，對(duì)抗干擾過(guò)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(jì)成為可能，那些非關(guān)鍵的參量，即使出現(xiàn)硬件故障，對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)降到最低。

3.20 引戰(zhàn)交匯條件探測(cè)識(shí)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(shí)際上是導(dǎo)彈系統(tǒng)的事。不僅要通過(guò)導(dǎo)引頭與制導(dǎo)飛控信息約束引信的工作時(shí)間窗，更重要的是，要通過(guò)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(shí)間。紅外導(dǎo)引頭不能測(cè)距，是紅外被動(dòng)探測(cè)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(jìn)入方向和粗精度的相對(duì)速度仍然是可能的。由于引戰(zhàn)交匯條件探測(cè)識(shí)別技術(shù)對(duì)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(yǔ)

本文所列出的僅是未來(lái)紅外空空導(dǎo)彈與紅外探測(cè)、識(shí)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(yǔ)規(guī)范，闡述也不一定正確。但無(wú)論怎樣，未來(lái)紅外空空導(dǎo)彈將向著中遠(yuǎn)距攔截攻擊、強(qiáng)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(zhǎng)的時(shí)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(kāi)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。