激光制導(dǎo)武器發(fā)展與應(yīng)用研究

史莉娜 趙建軍 趙景旭 張益瑋 張勇

摘要：激光制導(dǎo)武器作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的一種重要武器，基于激光獲取制導(dǎo)信息來(lái)控制導(dǎo)彈等武器按特定引導(dǎo)規(guī)律來(lái)精確打擊敵方目標(biāo)，被視作為決定戰(zhàn)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)及勝負(fù)的重要手段。而本文對(duì)激光制導(dǎo)武器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并探索激光制導(dǎo)武器的未來(lái)發(fā)展方向，藉此提高激光制導(dǎo)武器的應(yīng)用水平，以供參考。

關(guān)鍵詞：激光制導(dǎo)武器;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展探索

一、激光制導(dǎo)武器的發(fā)展

（一）激光制導(dǎo)方式的發(fā)展

1.激光半主動(dòng)制導(dǎo)

激光半主動(dòng)制導(dǎo)本質(zhì)上歸屬于激光尋的制導(dǎo)技術(shù)，武器制導(dǎo)系統(tǒng)由目標(biāo)指示器、半主動(dòng)引導(dǎo)頭與發(fā)射平臺(tái)加以組成。在使用激光制導(dǎo)武器攻擊目標(biāo)時(shí)，所配置目標(biāo)指示器向目標(biāo)照射編碼處理后的激光束。隨后，制導(dǎo)武器上搭載的半主動(dòng)引導(dǎo)頭將會(huì)接收目標(biāo)漫反射回波信息，持續(xù)跟蹤目標(biāo)激光光斑，并在飛向目標(biāo)期間采集偏差信號(hào)，修正武器水平位置與飛行角度，最終命中目標(biāo)。

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，與其他激光制導(dǎo)方式相比，激光半主動(dòng)制導(dǎo)方式具有優(yōu)異的抗干擾性能、通用性以及極高制導(dǎo)精度，且具備組合應(yīng)用其他制導(dǎo)方式的技術(shù)條件，是當(dāng)前應(yīng)用最為常見(jiàn)的激光制導(dǎo)武器。

2.激光主動(dòng)成像制導(dǎo)

激光主動(dòng)成像制導(dǎo)武器憑借搭載的激光照射器，持續(xù)對(duì)所打擊目標(biāo)進(jìn)行跟蹤照射，且武器所搭載激光接收裝置對(duì)回波信號(hào)加以接收處理，準(zhǔn)確判斷所打擊目標(biāo)的實(shí)時(shí)三維位置與基準(zhǔn)信息，并運(yùn)用識(shí)別算法來(lái)修正激光制導(dǎo)武器的飛行方向及角度，生成制導(dǎo)指令，最終打擊目標(biāo)。

與其他激光制導(dǎo)方式相比，激光主動(dòng)成像制導(dǎo)具有可以自動(dòng)獲取目標(biāo)三維幾何信息與特性數(shù)據(jù)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、成像精度高的優(yōu)勢(shì)，在真正意義上實(shí)現(xiàn)了智能化精確打擊目標(biāo)。但是，激光主動(dòng)成像制導(dǎo)技術(shù)尚處于初期發(fā)展階段，技術(shù)體系不成熟，面臨著成像掃描速度慢、電源設(shè)備體積過(guò)大、引導(dǎo)頭工作不穩(wěn)定等技術(shù)難題。

3.激光駕束制導(dǎo)

激光駕束制導(dǎo)武器憑借彈外搭載的瞄準(zhǔn)裝置來(lái)持續(xù)跟蹤目標(biāo)，并向目標(biāo)發(fā)射導(dǎo)彈或火箭彈等武器。與此同時(shí)，在制導(dǎo)武器飛向打擊目標(biāo)時(shí)，所配置激光發(fā)射裝置將持續(xù)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射得到編碼處理的連續(xù)激光束，在其基礎(chǔ)上形成臨時(shí)性控制場(chǎng)。隨后，武器尾部激光信號(hào)接收器根據(jù)所接收激光信號(hào)，對(duì)武器飛行方向及角度進(jìn)行修正，沿照射目標(biāo)激光束飛行，最終打擊目標(biāo)。

與傳統(tǒng)的激光半主動(dòng)制導(dǎo)武器相比，激光駕束制導(dǎo)武器并不會(huì)受到導(dǎo)線(xiàn)束縛，平均飛行速度得到明顯提升，且具有良好的機(jī)動(dòng)性能。但是，唯有在通視條件下，激光駕束制導(dǎo)武器的打擊精度方可得到有效保障，因此，這類(lèi)激光制導(dǎo)武器主要被用于近程作戰(zhàn)，射程普遍不超過(guò)3km。

（二）激光制導(dǎo)武器種類(lèi)

1.激光制導(dǎo)導(dǎo)彈

激光制導(dǎo)導(dǎo)彈由空地導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈以及防空導(dǎo)彈等類(lèi)型所組成。以本世紀(jì)10年代由美國(guó)國(guó)防部推出的聯(lián)合空地導(dǎo)彈（JAGM）為例，該款導(dǎo)彈適用于旋轉(zhuǎn)翼以及固定翼等多種機(jī)載平臺(tái)，全面替代在役BGM-71陶與AGM-65幼畜等空地導(dǎo)彈，該款導(dǎo)彈采取半主動(dòng)激光、毫米波雷達(dá)以及紅外成像的三模復(fù)合引導(dǎo)頭，各種制導(dǎo)模式具備協(xié)同作業(yè)的技術(shù)條件，在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中體現(xiàn)出優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)能力，在2016年，JAGM系列導(dǎo)彈裝備美軍。

2.激光制導(dǎo)炮彈

激光制導(dǎo)炮彈是在原有武器結(jié)構(gòu)上額外配置制導(dǎo)裝置，在直升機(jī)、無(wú)人機(jī)或前沿觀察所等區(qū)域中配置激光目標(biāo)指示器，持續(xù)對(duì)所打擊目標(biāo)發(fā)射激光的一種新型炮彈。在炮彈制導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行期間，對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行接收，持續(xù)跟蹤打擊目標(biāo)，對(duì)炮彈飛行方向進(jìn)行修正，使得炮彈具備精準(zhǔn)打擊移動(dòng)裝甲目標(biāo)的攻擊能力。

以美國(guó)研制的155mm銅斑蛇激光制導(dǎo)炮彈為例，具有8組編碼，工作波長(zhǎng)1.064um，射程范圍為4-16km，可攻擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的極限速度為20m/s，命中率在85%左右，圓概率誤差不超過(guò)1m。

3.激光制導(dǎo)炸彈

激光制導(dǎo)炸彈是在原有炸彈裝置上采取半主動(dòng)尋的制導(dǎo)方式的全新炸彈，持續(xù)對(duì)打擊目標(biāo)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，并對(duì)炸彈方向進(jìn)行修正。例如，在本世紀(jì)初，美國(guó)空軍服役一種全新的小直徑炸彈（SDB），該款炸彈極限射程達(dá)到96km，先后采取GPS/IMU制導(dǎo)方式與三模引導(dǎo)方式，在炸彈背部裝置菱形滑翔翼或小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)所接收激光反射信號(hào)對(duì)炸彈飛行方向進(jìn)行修正，使其具備全天候打擊移動(dòng)目標(biāo)的能力。

（三）激光制導(dǎo)武器的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1.協(xié)同制導(dǎo)

為適應(yīng)復(fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，高質(zhì)量完成關(guān)鍵目標(biāo)打擊任務(wù)，需要加大對(duì)協(xié)同激光制導(dǎo)技術(shù)的研發(fā)力度。例如，由Raytheon公司研發(fā)的PAM協(xié)同制導(dǎo)系統(tǒng)，在武器中配置GPS+IIR引導(dǎo)頭，在發(fā)射裝置中同時(shí)設(shè)置多枚導(dǎo)彈。在導(dǎo)彈發(fā)射后，通過(guò)GPS系統(tǒng)進(jìn)行中程制導(dǎo)，當(dāng)導(dǎo)彈接近打擊目標(biāo)后，于戰(zhàn)場(chǎng)上方保持游弋狀態(tài)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)情況進(jìn)行搜索，快速生成三維成像，根據(jù)成像結(jié)果完成作戰(zhàn)任務(wù)，如直接打擊關(guān)鍵目標(biāo)、評(píng)估打擊效果、向指揮系統(tǒng)傳輸所捕捉目標(biāo)三維影像信息。

2.激光主動(dòng)成像制導(dǎo)

以上提及，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，激光主動(dòng)成像制導(dǎo)武器面臨著成像掃描速度慢、電源設(shè)備體積過(guò)大、引導(dǎo)頭工作不穩(wěn)定等技術(shù)難題。因此，相關(guān)機(jī)構(gòu)需要重點(diǎn)研發(fā)激光主動(dòng)成像制導(dǎo)技術(shù)的以下方面：第一，小型化。優(yōu)化配套零部件生產(chǎn)工藝，在不影響武器性能的前提下，盡可量縮小電源設(shè)備與目標(biāo)指示器等裝置的體積重量。第二，器件固體化。在激光制導(dǎo)武器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中貫徹集成化理念，將各類(lèi)零散器件與武器裝置集成為一體化結(jié)構(gòu)，以此改善引導(dǎo)頭工作穩(wěn)定性能。第三，非掃描工作方式。對(duì)激光主動(dòng)成像制導(dǎo)系統(tǒng)的工作方式進(jìn)行調(diào)整，如采取全新的高速采樣焦平面探測(cè)器陣列技術(shù)，通過(guò)三維成像雷達(dá)來(lái)滿(mǎn)足高幀頻成像需求，在短時(shí)間內(nèi)生成目標(biāo)三維影像。

3.多元化攻擊模式

在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中，原有的半主動(dòng)激光制導(dǎo)武器系統(tǒng)的攻擊方式較為單一，在打擊目標(biāo)期間易被攔截，作戰(zhàn)任務(wù)的實(shí)際完成度有待提升。