機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的應(yīng)用分析

宋猛

摘 要：隨著科技的發(fā)展，逐漸形成了機(jī)電一體化技術(shù)。其是指將機(jī)械、電子、信息、傳感等技術(shù)綜合為一體的綜合性技術(shù)。在現(xiàn)代的武器裝備當(dāng)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可提高裝備的自動(dòng)化水平。武器是軍事當(dāng)中的重要應(yīng)用裝備，因此，對(duì)于武器制作的技術(shù)方面提出了更高的要求，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)在武器中的應(yīng)用。本文對(duì)現(xiàn)代武器裝備的分類進(jìn)行闡述，并提出機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的主要特點(diǎn)和具體應(yīng)用，希望為我國的武器裝備的更好發(fā)展提供一些思路。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù) 現(xiàn)代武器 特點(diǎn) 應(yīng)用

引 言

在現(xiàn)代武器裝備中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可促進(jìn)軍事裝備取得突破性的發(fā)展。在科技快速進(jìn)步的今天，應(yīng)充分將機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到軍事設(shè)備當(dāng)中，促進(jìn)軍事設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展。由于軍事設(shè)備在設(shè)計(jì)上有特殊要求，因此決定機(jī)電一體化在其中的應(yīng)用也該靈活多變，以便將此技術(shù)更好應(yīng)用到武器裝備當(dāng)中。因此，明確現(xiàn)代武器裝備的分類，并研究機(jī)電一體化技術(shù)在其中的應(yīng)用特點(diǎn)以及具體應(yīng)用，對(duì)軍事裝備的發(fā)展有重要意義。

1現(xiàn)代武器裝備的分類

1.1定向能裝備

定向能裝備又稱束能裝備，是利用束能產(chǎn)生殺傷力的武器裝備。其原理是利用各種激光束、聲波束以及粒子束等能量。從而產(chǎn)生高溫、聲波以及輻射等綜合效應(yīng)，用束的形式來摧毀目標(biāo)。定向能武器裝備以載體的不同還可分為激光、粒子、微波等武器裝備形式，無論哪種載體，其共性特點(diǎn)是束能速度可接近光速，一旦發(fā)射，即可擊中目標(biāo)，等待時(shí)間幾乎為零；同時(shí)其能量的集中程度高，例如激光束的輸出功率可到達(dá)幾百甚至幾千千瓦，當(dāng)目標(biāo)被擊中時(shí)，可造成燒毀或者融化；此外，由于發(fā)射的是激光束或者粒子束，通常聚集程度較高，并且時(shí)間迅速，導(dǎo)致對(duì)手難以發(fā)現(xiàn)光束來自哪里，因此，使對(duì)手猝不及防。定向能武器裝備分為激光武器裝備、產(chǎn)生高功率的微波裝備、射頻武器裝備以及粒子束武器裝備等，其中高能激光和微波可擊敗處于任意發(fā)射階段的導(dǎo)彈，因此威力巨大。在定向能武器裝備的操作過程中，都應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，應(yīng)用信息處理和控制功能上將機(jī)械裝置和軟件相結(jié)合，控制定向能裝備[1]。

1.2動(dòng)能和聲波裝備

動(dòng)能武器裝備是指發(fā)射高速飛行的高動(dòng)能彈頭，并可利用彈頭摧毀目標(biāo)，其可用在戰(zhàn)略反導(dǎo)、反衛(wèi)星以及航天器等，還可用于防控戰(zhàn)術(shù)當(dāng)中。例如：電磁炮在發(fā)射時(shí)的速度可以達(dá)到每秒幾千米，還可攜帶幾十枚射彈，擁有較強(qiáng)的火力，摧毀性強(qiáng)。其中在其發(fā)射過程中應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等操控武器，使其發(fā)揮最大功效。

聲波武器裝備分為四種：第一，次聲波武器裝備。其中裝備可產(chǎn)生和人腦震動(dòng)頻率相同聲波，對(duì)人的神經(jīng)產(chǎn)生巨大影響；還可產(chǎn)生和人內(nèi)臟頻率相近的聲波，導(dǎo)致人體功能異常。第二，強(qiáng)聲波器裝備。通過設(shè)備發(fā)出強(qiáng)大的聲波，使入侵者失去行動(dòng)能力，通常用于保護(hù)重要的軍事基地中的設(shè)施。第三，超聲波武器裝備。利用聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻的聲波，使空氣壓力增強(qiáng)，從而影響敵人的視覺能力，使其失去作戰(zhàn)能力。第四，噪聲波武器裝備。其是利用爆炸產(chǎn)生的噪聲麻痹敵人聽覺，使人產(chǎn)生昏迷狀態(tài)，可用于對(duì)抗恐怖分子。在各種聲波武器中也應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等操控裝備產(chǎn)生不同的聲波，體現(xiàn)出武器裝備的戰(zhàn)斗力。

1.3計(jì)算機(jī)病毒以及人工智能武器裝備

計(jì)算機(jī)病毒是利用通信線路將計(jì)算機(jī)病毒擴(kuò)散出去，可事先將病毒植入智能機(jī)構(gòu)，然后再按照給定的信號(hào)或者預(yù)定的時(shí)間使其發(fā)作，從而破壞計(jì)算機(jī)內(nèi)部資源，造成系統(tǒng)故障。人工智能武器裝備是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，其通過利用機(jī)器實(shí)現(xiàn)人類的智力活動(dòng)，通過相關(guān)理論和技術(shù)應(yīng)用在軍事上制造出人工智能武器。這兩種武器裝備形式都離不開機(jī)電一體化技術(shù)中計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及控制技術(shù)等方面的應(yīng)用。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的主要特點(diǎn)

當(dāng)前，在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展之下，現(xiàn)代化的軍事裝備需要更有利的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)現(xiàn)代武器裝備的制作上有了更高的要求。在現(xiàn)代化的武器裝備設(shè)計(jì)中，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可體現(xiàn)出裝備的先進(jìn)特點(diǎn)，因此其在軍事裝備制作的領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。同時(shí)在應(yīng)用過程中，體現(xiàn)出了機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)。首先，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代武器裝備自動(dòng)化運(yùn)行。因?yàn)檐娛卵b備不同于普通裝備，其在運(yùn)行方面需要錯(cuò)綜復(fù)雜的操作技術(shù)，同時(shí)對(duì)具體的操作技術(shù)有更嚴(yán)苛的要求，在武器裝備中應(yīng)用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，可避免人為原因?qū)Σ僮骷夹g(shù)造成嚴(yán)重的影響，使裝備按照預(yù)先設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化效果。

其次，提高軍事裝備的安全性。軍事裝備關(guān)系著國家的安全，因此在裝備的性質(zhì)上有更嚴(yán)格的要求，而且裝備的安全性對(duì)部隊(duì)的實(shí)戰(zhàn)能力有重要影響。通過在裝備上應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，可確保裝備在無人情況下正常運(yùn)行，因?yàn)樵诓倏匮b備時(shí)，應(yīng)用的是不同的電子設(shè)備，將傳統(tǒng)的控制方式進(jìn)行改變，在一定程度上使軍事裝備的結(jié)構(gòu)簡化，進(jìn)而提高設(shè)備自身的安全性。

最后，提高設(shè)備工作時(shí)的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)代武器裝備中，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可通過各種不同的輔助系統(tǒng)，確保武器使用的準(zhǔn)確性。例如：在炮彈發(fā)射過程中，利用機(jī)電一體化技術(shù)自動(dòng)修正炮彈運(yùn)行的軌跡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)瞄準(zhǔn)和跟蹤目標(biāo)，可在很高程度上提高各種軍事裝備工作的準(zhǔn)確性。因此機(jī)電一體化利用模塊輔助功能，改善了軍事裝備的性能，提高其運(yùn)行的準(zhǔn)確性[2]。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的應(yīng)用分析

3.1現(xiàn)代武器裝備的生產(chǎn)上的應(yīng)用

當(dāng)期我國現(xiàn)代武器裝備的生產(chǎn)水平可體現(xiàn)出裝備具有的性能以及國家的軍事實(shí)力，因此在武器裝備的生產(chǎn)是其中的重要環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中，為確保生產(chǎn)設(shè)備的性能，使用機(jī)電一體化技術(shù)代替各種人為操作，通常在現(xiàn)代武器裝備的生產(chǎn)上，在以下兩方面體現(xiàn)出其具體應(yīng)用：

首先，對(duì)生產(chǎn)工藝的控制。例如：在生產(chǎn)武器裝備的零件時(shí)，通常使用自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)，通過建立自動(dòng)生產(chǎn)的流水線，可對(duì)生產(chǎn)所用原料進(jìn)行自動(dòng)輸送，并且對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)原料的輸送傳輸狀態(tài)合理控制，可按照實(shí)際生產(chǎn)需求，自由進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)以及停止操作。在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中，要充分利用各種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，要注意PLC的硬件組態(tài)配置，并且選擇合理的元件類型，為計(jì)算機(jī)發(fā)揮強(qiáng)大的功能奠定良好的基礎(chǔ)。

其次，控制并分析系統(tǒng)參數(shù)。在武器裝備的生產(chǎn)方面，使用機(jī)電一體化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行控制，并對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。具體可從以下三方面體現(xiàn)出來：第一，對(duì)溫度合理控制。由于在溫度傳感器可以對(duì)各種溫度信息進(jìn)行收集，同時(shí)利用PLC內(nèi)部存在的模擬量模塊，并且利用PID對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將其輸出給調(diào)節(jié)器。第二，對(duì)液體位置進(jìn)行控制。PLC可利用液位變送器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的液位信息進(jìn)行采集，并將信號(hào)傳輸?shù)娇刂埔好嫖恢玫目刂崎y。第三，實(shí)現(xiàn)對(duì)真空設(shè)備的控制。通過在線檢測(cè)以及液晶顯示器組態(tài)顯示出的內(nèi)部的真空度，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控真空泵等設(shè)備的啟動(dòng)和停止等。

3.2現(xiàn)代武器裝備功能上的應(yīng)用

由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在現(xiàn)代化的武器裝備在功能上利用機(jī)電一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其向自動(dòng)化方向發(fā)展，通常在武器裝備的功能上，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在以下兩方面：

第一，在自動(dòng)化裝備上的應(yīng)用。由于現(xiàn)代武器裝備的發(fā)展速度較快，部隊(duì)的發(fā)展離不開自動(dòng)化裝備，因此將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)化裝備上已經(jīng)成為關(guān)鍵的技術(shù)。如：機(jī)器人、無人機(jī)、自動(dòng)運(yùn)輸裝備。通過在這些裝備的設(shè)計(jì)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，提高部隊(duì)的裝備性能，進(jìn)而提高其戰(zhàn)斗能力。

第二，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)向。在現(xiàn)代武器裝備中，包括各種遠(yuǎn)程武器，武器在使用過程中，通常需要準(zhǔn)確的控制飛行器，因此需要發(fā)射機(jī)構(gòu)具備完善的自動(dòng)導(dǎo)向相關(guān)系統(tǒng)，并可通過衛(wèi)星信號(hào)對(duì)具體操作準(zhǔn)確執(zhí)行。在自動(dòng)導(dǎo)向中應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，科學(xué)控制各個(gè)部分的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到精確擊中目標(biāo)的要求[3]。

結(jié) 論

綜上所述，在現(xiàn)代化武器裝備的制作以及使用過程中，離不開機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其促進(jìn)了武器裝備的性能取得突破性的進(jìn)展。由于應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)可保證武器的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，因此，應(yīng)合理應(yīng)用此技術(shù)，為國家創(chuàng)造出更多的現(xiàn)代化設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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[3] 陳雷，王力豐.機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2013（32）：25-25.