國外武裝直升機紅外對抗技術的發展＊

劉 波 范文潔 夏新欣

（1.陸軍航空兵學院 北京 101123)（2.北京航空工程技術研究中心 北京 100076)

1 引言

由于武裝直升機飛行高度低、機動性較差，且紫外、紅外暴露特征明顯，紅外/紫外雙色制導導彈對武裝直升機構成了嚴重威脅。為了有效躲避紅外/紫外雙色制導導彈的跟蹤和攻擊，提高武裝直升機自身的生存能力和安全性，深入開發和研究武裝直升機載紅外對抗技術是勢在必行。本文就武裝直升機載紅外對抗技術、發展動向、發展分析等，作進一步的探討［1］。

2 直升機載紅外對抗技術

武裝直升機載紅外對抗技術，主要包括：紅外誘餌彈、前視紅外（FLIR)、定向紅外（DIRCM)［2］。

2.1 新型紅外誘餌彈

1)MJU47B是一種運動型紅外誘餌彈，它采用改進的MAGTEF顆粒（鎂與特夫隆的混合物)作為煙火材料。這種煙火材料既產生誘使敵方導彈遠離飛機的紅外能量，同時也起推進劑的作用，能產生足夠的推力，使誘餌彈跟隨飛機飛行而不會迅速下落。MJU47B的尺寸為50mm×62.5mm×200mm，可從美國空軍的標準投放系統，AN/ALE47上投放。

2)MJU48B采用了兩種材料產生紅外輻射，除了傳統的MAGTEF材料外，還使用了合金表面公司發明的自燃材料，該材料通過氧化而產生紅外輻射。

3)MJU50B是為運輸機、戰斗機和直升機應用而研制的。它采用自燃材料，在發射甚至點火前完全密封，當氧化金屬薄片從圓筒中彈出后與空氣接觸就迅速氧化并輻射熱量。在生效持續時間上，MJU50B與標準燃燒式誘餌彈相差無幾，但它輻射熱量時不會產生可見光。該彈尺寸為25mm×25mm×200mm，可與美國空軍的標準投放系統配用。

4)AD7紅外誘餌彈。據稱它是一種多頻譜誘餌彈，采用了特殊的復合材料，可針對特定的威脅而在選定的頻譜區燃燒。AD7彈尺寸與 MJU51B相同，為25mm×25mm×200mm。

5)采用氧化材料的紅外誘餌彈。由瑞典BOL投放系統投放的一種新一代紅外誘餌彈。該誘餌彈外形如同1.4兆比特的計算機軟盤，其表面涂有一層塑料。

2.2 前視紅外（FLIR)

直升機載的前視紅外（FLIR)系統，能夠不受夜間或不良氣象條件的限制進行作戰。FLIR系統可使作戰飛機出勤率提高2～2.5倍；可使精確制導武器命中率提高3～4倍；生存能力提高3～6倍；FLIR系統還可以很清楚地辨別目標（隱藏在沙漠中的坦克)。

前視紅外（FLIR)系統具有：高性能、通用性、系統性和低成本。

1)高性能。高性能是對前視紅外裝置的目標捕獲性能方面的要求，主要是作用距離要遠。

2)通用性。通用性好是指前視紅外裝置使用的部件應盡可能在其它作戰平臺之間通用，如AH64A“阿帕奇”武裝直升機裝備的TADS/PNVS目標捕獲瞄準系統也能適用于“科曼奇”直升機及地面車輛，這樣便于模塊化設計和降低成本。

3)系統性。系統性則要求改進的前視紅外系統與其它配用武器和裝置要匹配，例如導彈、頭盔瞄準具等。如果不匹配會大大降低它們的作戰能力，如在“沙漠風暴”行動中，AH1W“眼鏡蛇”武裝直升機飛行員在夜間用夜視鏡能看到敵方車輛，但直升機載的“陶”式導彈配用的是白晝瞄準具，用于瞄準車輛。

4)低成本。低成本是要求其造價低廉便于大量裝備。

例如，洛克希德馬丁電子與導彈公司為RAH66“科曼奇”武裝偵察直升機研制的新一代EOSS機載光電探測系統。其主要功能是在低能見度下進行目標搜索。

為降低風險，該公司先預研了EOTADS光電目標截獲/指示系統和NVPS夜視導航系統，現已開始飛行試驗。EOTADS系統裝在具有隱身性能的RAH66機頭內，用于捕獲目標和用激光指示目標；NVPS則用于在復雜天氣條件下觀察機外景物，為飛行導航服務。EOTADS前視紅外系統采用480元焦平面陣列紅外探測器。它有三種視場：2°×1.5°、8°×6°、30°×40°，具有很高的信噪比。NVPS子系統的作用是保證飛機能在夜間及不良天氣下執行任務。它的視場為：水平52°，垂直39°，比“阿帕奇”的綜合頭盔顯示與瞄準系統的視場更寬。

雖然“阿帕奇”直升機所裝備的TADS/PNVS目標捕獲瞄準系統和駕駛員夜視系統也具有上述功能，但是“科曼奇”的紅外探測器采用的是第二代閃視紅外技術，因此它比“阿帕奇”的作用距離更遠、分辨率更高。

EOTADS子系統與“阿帕奇”的TADS相比，在良好天氣下探測距離提高40%，霧、雨天氣下的視距提高了50%。

由于“科曼奇”直升機采用的EOTADS系統能提供高分首席率、高清晰度的圖像，從而減少了瞄準子系統誤傷己方的概率，后方指揮員亦可獲得更多的有用信息，任務計算機的輔助目標檢測/分類算法也能充分發揮作用。

目前，休斯公司正在研制第四代FLIR系統。第一代和第二代FLIR系統都采用碲鎘汞探測器，能覆蓋遠紅外波段（兩代分別覆蓋8～12和8～10.5μm)，第四代也將采用碲鎘汞探測器，但可以覆蓋從可見光（0.4～0.7μm)到遠紅外整個波段，這樣可獲得更多的目標信息，加上采用先進的數字信號處理技術，可獲得較高的分辨率。

2.3 定向紅外

定向紅外對抗是將紅外干擾光源的能量集中在導彈到達角的小立體角內，瞄準導彈的紅外導引頭定向發射，使干擾能量聚焦在紅外導引頭上，從而干擾或飽和紅外導引頭上的探測器和電路，使導彈丟失目標。

例如，定向紅外對抗系統（DIRCM)，它依靠兩種截然不同的系統來防御導彈攻擊。一個系統里有紫外線傳感器，以檢測來襲的導彈。另一個裝置里有發射器，它可以向導彈的導引頭發射紅外光束。這兩個系統被封在機身下側的吊艙里。

該系統工作流程如下：

1)便攜式導彈被發射后會產生覆蓋整個電磁頻譜的各種形式能量。定向紅外對抗系統（DIRCM)檢測到紫外線后就會給發射器發送信號。

2)追蹤器一旦收到導彈警戒系統的信號，就會追蹤導彈。

3)然后追蹤器通過一個高強度氣體弧光燈向導彈的引導頭發射紅外線光束。

4)此時導彈的引導頭就像是被強光照到“眼睛”一樣。定向紅外對抗系統（DIRCM)不只是簡單地令導彈“失明”，它發出的激光束中有一種特殊的波形可以進入導彈導引頭的導航環里，產生錯誤信號，使導彈的制導系統認為導彈偏離了航線。

5)制導系統將進而調整導彈的飛行路徑。

6)導彈將最終偏離航線，不再構成威脅。

7)這整個過程需要2～5s，不需要機組人員操作。一旦飛機達到大約5500m的高度－大多數便攜式導彈的極限射程，該系統就會關閉，直到飛機降落時才會開啟。

3 發展動向

1)意大利空軍部分運輸機和直升機將配備定向紅外對抗設備。英國《國際飛行》2011年1月7日報道：意大利電子公司近日獲得一筆價值2540萬歐元（3370萬美元)的合同，將為意大利空軍的運輸機和直升機提供ELT/572型定向紅外對抗設備（DIRCM)［3］。

根據這筆為期三年的合同，意大利電子公司將負責DIRCM的開發、集成和地面測試，并將其安裝在意大利阿萊尼亞飛機制造公司研制的C27J運輸機、美國洛克希德·馬丁公司研制的C130J運輸機和意大利意大利/英國阿古斯塔·韋斯特蘭公司研制的AW101直升機上。

據披露，在面臨便攜式地空導彈的攻擊時，ELT/572型DIRCM設備可為飛機（直升機)提供360°的防護，甚至當來襲導彈是從飛機上方發射時也同樣有效。

2)美國ITT公司開發了保護直升機免受便攜式熱尋的導彈襲擊的新型對抗系統。法國《防務宇航》2011年5月30日報道：新系統采用創新的開放式系統結構和耐用型光纖技術，減輕重量的同時增強了系統可靠性。該系統最近成為了美軍通用紅外對抗項目的候選系統，通用紅外對抗項目的潛在總價值估計高達15億美元［4］。

ITT公司已經在美軍工廠進行了4輪試驗，系統達到了通用紅外對抗項目的可靠性、溫度和模塊化要求。試驗還演示了ITT公司的模塊化開放式系統結構的有效性，系統可以與大量現有的組件集成，并能適應變化的威脅環境。在政府監督的野外演習中，該系統成功與幾種不同的導彈告警系統和對抗激光器一起工作。

此外，系統通過采用先進的光纖技術，可以更有效地傳輸激光能量，提高了系統可靠性的同時大大減輕了重量。

3)俄羅斯展出新一代直升機定向紅外對抗系統。據英國《簡氏防務周刊》2011年8月25日報道：在近期舉辦的2011年莫斯科國際航空航天展覽會上，俄羅斯Ekran研究和開發中心展出了最新一代“總統S”（PresidentS)吊艙式直升機載防御系統［5］。

系統由兩部吊艙組成，可實現360°方位和＋90°到－60°俯仰覆蓋。每部吊艙重100到150千克，采用兩個紫外傳感器，可探測和分類紅外和非紅外導彈。其激光器采用了氟化氫/氟化氘（Hydrogen Fluoride/Deuterium Fluoride，HF/DF)技術，可在幾個紅外波段工作。該系統已成功在“米26”直升機上進行了試驗。該系統可應付多枚導彈，可有效對抗任何紅外導引頭，包括成像導引頭。它適用于多種直升機、大型運輸機和戰術快速噴氣機。

4)美國諾·格公司演示直升機載第五代紅外對抗系統。美國諾斯羅普·格魯曼公司2011年9月12日報道：諾斯羅普·格魯曼公司成功演示了專用于保護軍用旋翼平臺的第五代紅外對抗系統［6］。

該系統能有效接收從導彈告警系統發來的指令，轉動指示/跟蹤器捕獲快速移動目標，并持續干擾直至使先進的紅外導彈失效。

第五代紅外對抗技術是美國陸軍通用紅外對抗自衛系統的核心技術。與當前的定向紅外對抗系統相比，第五代紅外對抗系統重量減輕了三分之一，所需的電源輸入功率僅為現在的四分之一。

系統采用開放式界面和嵌入式高分辨率紅外攝像機，可快速升級。

5)賽峰公司和泰利斯公司簽署光電領域合作協議。法國《航宇防務》2011年12月21日報道：法國賽峰公司和泰利斯公司于12月20日簽署了建立各自持有相同股份的光電系統與裝備合資公司的諒解備忘錄，法國國防部長隆蓋出席了簽字儀式［7］。

通過這一合資公司，泰利斯和賽峰將聯合各自在光電領域的專業能力，擴展其提供的產品和服務，以滿足包括現代化項目和原始設備在內的新的防務系統需求。目前考慮中的新系統包括用于現代化的“大西洋2”海上巡邏機的光電吊艙、用于即將到來的英法聯合研制的中空長航時無人機的圖像系統、用于陸軍地面車輛的模塊化光電系統，以及用于未來直升機的光電設備。

6)美國陸軍透露通用紅外對抗項目經費細節。英國《簡氏防務周刊》2012年1月12日報道：近日，媒體公布了國防部2011年12月28日簽署的一份內部備忘錄，文中提到美國國防部批準了陸軍繼續開發新型直升機對抗防護系統的請求［8］。

根據這份文檔，陸軍獲準在通用紅外對抗項目（CIRCM)技術開發階段投資57億美元。這份文檔由國防部負責采購的高級官員簽署，數據來源于國防部成本評估與項目估算辦公室。其中，系統的研究和開發經費為8.15億美元，采購經費為33億美元，運行和維護經費為16億美元。

通用紅外對抗項目旨在開發一種重量較輕的直升機對抗防護系統，以替代美軍現役先進威脅紅外對抗系統（ATIRCM)。先進紅外對抗系統由BAE系統公司開發，體積較為笨重，僅用于CH47“支奴干”等中、重型直升機，無法裝備陸軍所有直升機。盡管2010年陸軍減少了先進紅外對抗系統的采購量，但考慮到在阿富汗戰場上的緊急作戰需求，陸軍仍然為“支奴干”直升機采購了83套系統。

國防部方面希望通用紅外對抗系統的年度經費不超過2.25億美元，每套系統的運行費用為7.24萬美元。成本評估與項目估算辦公室預計系統平均單價為250萬美元。目前，BAE系統公司、ITT公司、洛克希德·馬丁公司、諾斯羅普·格魯曼公司和雷聲公司等團隊均已提交競標方案。根據文檔提出的時間表，系統將于2018年進入部署。

4 發展分析

為了應對迅速發展和完善的光電偵察、火控設備，以及紅外成像、激光、電視、復合制導等光電制導武器，未來的武裝直升機載紅外對抗技術和裝備將向綜合化、一體化、多元化、立體化等方向發展［9］。

1)凝視型焦平面陣列。由于凝視型焦平面陣列紅外探測器中每個探測器在單位時間內接收到的目標光能量遠遠高于掃描型探測器，故它具有更高的熱靈敏度，其探測距離更遠。例如，諾斯羅普格魯曼公司研制的多功能紅外傳感器系統采用1000×1000元凝視陣列，其探測距離和空間分辨率得到進一步提高。

2)覆蓋多波段。頻譜響應覆蓋可見光、近紅外、中紅外和遠紅外波段，可以得到更多的目標信息，提高了探測能力。例如，新材料技術如致變色材料、智能型材料等逐漸成熟，新的干擾對抗手段和裝備不斷涌現，形成寬譜、高效的干擾體系。美、英等多方合作研制的定向紅外對抗系統就是一種多光譜一體化的對抗設備，它采用紫外波段做導彈逼近告警，并可實施定向紅外激光干擾。

3)新型激光紅外對抗。定向紅外對抗可以采用常規的紅外光源也可以采用激光，而激光能在干擾光束中集中更大的能量。同其它紅外對抗方法相比，相干光（激光)定向紅外對抗（CDIRCM)技術能提供更遠的作用距離和更大的靈活性，能有效干擾制導系統先進的新一代紅外導彈。例如，激光紅外對抗（LIFE)與先進的戰術紅外對抗不同，它采用的是閉環技術：首先發射激光，紅外導彈尋的器將激光反射回去，然后將反射波加以分析以確定紅外導彈的類型，最后選擇最有效的激光調制來對抗特殊類型的紅外導彈。這種閉環的相干光定向紅外對抗系統更具靈活性，且能更好地對抗新式紅外導彈，但結構較復雜。

5 結語

隨著光電技術、激光、紅外、傳感器技術的不斷研制的開發，武裝直升機機載紅外對抗技術越來越完善，已形成集成化、多光譜、高精度、多功能的作戰方式。在未來現代化戰爭或局部戰爭中，適時運用直升機機載紅外對抗技術，實施防空反導，達到保護自身目標的安全［10］。

［1］紀明，許培忠，徐飛飛.武裝直升機光電系統發展與對策［J］.應用光學，2010（1)：17.

［2］李紅民，王炬，郭蕾.國外武裝直升機光電系統的發展動態［J］.電光與控制，2005（1)：8689.

［3］意大利空軍部分運輸機和直升機將配備定向紅外對抗設備［N］.每日防備快訊，2011.

［4］美國ITT公司開發了保護直升機免受便攜式熱尋的導彈襲擊的新型對抗系統［N］.每日防備快訊，2011，6（27).

［5］俄羅斯展出新一代直升機定向紅外對抗系統［N］.每日防備快訊，2011，8（31).

［6］美國諾·格公司演示直升機載第五代紅外對抗系統［N］.每日防備快訊，2011，9（13).

［7］賽峰公司和泰利斯公司簽署光電領域合作協議［N］.每日防備快訊，2011，11（27).

［8］美國陸軍透露通用紅外對抗項目經費細節［N］.每日防備快訊，2012，1（3).

［9］吳斌，程剛，郭亮，等.直升機載光電穩瞄系統可靠性研究與分析［J］.應用光學，2011（6)：10721077.

［10］周家波，楊凱.武裝直升機現狀和發展趨勢分析［J］.國防科技，2007（1)：4044.