(空軍駐錦州地區(qū)軍事代表室 錦州 121000)
紅外誘餌對抗是在紅外光區(qū)產(chǎn)生強烈輻射的一種光效應煙火劑,用于制備各類紅外誘餌彈及紅外干擾器材。它能夠模擬出飛機、艦艇、裝甲車輛等目標的紅外輻射特征,對各種輻射的偵查、紅外瞄器材和紅外尋的導彈,它是一種以欺騙為目的的紅外干擾器材,大多屬于煙火型,主要通過煙火藥劑的燃燒產(chǎn)生紅外輻射來模擬各種戰(zhàn)場軍事目標,起引誘、迷惑和擾亂敵方作用以達到保護自己系統(tǒng)不被侵犯。本文就紅外誘餌對抗技術、發(fā)展動向、發(fā)展分析等,作進一步的研究和探討[1]。
紅外誘餌對抗技術是一項利用煙火藥的光、聲、煙、熱及其電磁效應來應對敵人的高科技新概念煙火對抗技術。敵對雙方在紫外光、可見光及紅外光的波段范圍內,利用這種光電對抗技術的設備,對敵人光電觀瞄器材和光電制導武器等進行觀察、干擾或摧毀、誘騙迷惑、消弱或軟殺傷破壞其作戰(zhàn)效能,同時做到保護己方光電武器的有效使用[2]。
當紅外誘餌被拋射點燃后產(chǎn)生高溫火焰,并在規(guī)定光譜范圍內產(chǎn)生強紅外輻射,從而欺騙或誘惑敵紅外探測系統(tǒng)或紅外制導系統(tǒng)。目前,普通的紅外誘餌的藥柱由鎂粉、聚四氟乙烯樹脂和粘合劑等組成。
紅外誘餌的輻射特性:由于紅外導引頭的工作波段一般在1.8μm~3.5μm 和3.0μm~3.5μm,所以理想的紅外誘餌的紅外輻射光譜特性也應具有與被保護目標相似的光譜分布(在紅外導引頭的工作波段內),并且其輻射強度一般要大于目標輻射強度的兩倍以上,這樣才能有效地保護目標。紅外誘餌的干擾波段一般是1μm~5μm。一般噴氣式飛機發(fā)動機尾噴口的溫度約900K,尾噴口面積是數(shù)千平方厘米,如果是兩臺發(fā)動機,則飛機發(fā)動機尾噴口處等效的輻射強度約為500W/sr~3000W/sr,因此,紅外誘餌的輻射強度至少應為1000W/sr~6000W/sr。紅外誘餌的輻射強度指標一般是由目標的紅外輻射強度所決定的。紅外輻射主要在1μm~3μm,3μm~5μm 波段內產(chǎn)生。
紅外誘餌要達到干擾效果就是要使紅外導彈攻擊目標時產(chǎn)生脫靶。干擾成功的判別準則是使導彈的脫靶量大于導彈的殺傷半徑,并且要加上一定的安全系數(shù)。紅外誘餌的戰(zhàn)術使用主要包括紅外誘餌投放的時間間隔、投放的時機和一次投放的數(shù)量。紅外誘餌投彈間隔時間和導彈攻擊方位、載機的飛行速度、載機的飛行高度和威脅特征有關。在威脅特征中主要涉及到的是制導的類型和紅外導彈的導引頭紅外視場角。導彈攻擊方位主要影響載機飛出紅外視場角的時間及在該方位上載機紅外輻射特性;載機的速度決定載機飛出紅外視場角的時間;導引頭紅外視場角主要決定角度分辨單元的寬度,決定載機飛出該分辨單元時間。
紅外誘餌的戰(zhàn)術運用主要包括誘騙、分散、淡化。
1)誘騙。誘騙紅外導彈脫靶。紅外干擾彈能在紅外導引頭的工作波段輻射出比目標更強的信號,而紅外導彈往往是跟蹤最強的紅外輻射源,這就造成導彈因跟蹤紅外干擾彈而脫靶。
2)分散。分散紅外導彈錯覺。主要用于艦載,其目的是在反艦導彈的紅外尋的器未跟蹤目標之前就投放紅外干擾彈,使反艦導彈優(yōu)先跟蹤紅外干擾彈。
3)淡化。淡化紅外成像制導導彈跟蹤目標。發(fā)射多個紅外誘餌彈,使紅外成像制導導彈無法跟蹤真正的目標。
4)間隔投放。在飛機持續(xù)攻擊目標時,可以以一定時間間隔(以近似等于紅外誘餌燃燒時間)投放紅外干擾彈,這樣的戰(zhàn)術可以破壞導彈尋的器的跟蹤或者使導彈尋的器中斷截獲。
5)箔條/紅外投放。紅外/箔條彈同時投放,以對付不同種類的導彈。將紅外干擾彈和箔條干擾彈設計成具有相同的外形尺寸,或者是箔條干擾彈外形尺寸的兩倍。
1)雷聲公司的干擾型小型空射誘餌投產(chǎn)。美國《軍事與航空航天電子學》2011年11月29日報道:美國空軍的小型空射誘餌(MALD)改型項目達到了里程碑C節(jié)點,授權雷聲公司開始該系統(tǒng)的低速初始生產(chǎn)。美國空軍還授予雷聲公司一項價值500萬美元的合同,用于將生產(chǎn)的第四批基本型MALD 改成MALD-J型。MALD 是一種模塊化、空中發(fā)射的可編程飛行裝置,重量不足136kg,航程約500海里。MALD-J在基本型MALD 上增加了雷達干擾能力[3]。
2)美國空軍利用空射誘餌為B-52H 轟炸機提供突防能力。美國空軍巴克斯代爾空軍基地網(wǎng)站2012年3月23日報道:美國空軍正在為B-52H 轟炸機和F-16戰(zhàn)斗機綜合微型空射誘餌(MALD)和微型空射誘餌-干擾機(MALD-J)。MALD 裝有小型渦噴發(fā)動機,用來吸引敵方雷達和欺騙敵方指戰(zhàn)員;MALD-J 是MALD 的改進型,可提供與MALD 相同的功能,同時還增加了干擾敵方雷達的能力,使友機能夠在不被敵方雷達探測到的情況下飛入敵防區(qū)[4]。
B-52H 轟炸機能夠在飛行中對它所搭載的MALD/MALD-J進行重新編程,是目前美國空軍唯一具備這一能力的軍機。每架B-52H 轟炸機能夠攜帶16 枚MALD/MALD-J,每架F-16飛機則能夠攜帶4枚(在裝機之前已經(jīng)編好程序)。通過編程,多枚MALD/MALD-J 可以飛行不同的路線,以便為B-52H 飛機飛入敵方領空提供更多的選擇。在被投放出去之后,MALD/MALD-J會按照編入的程序飛行預定的路線,執(zhí)行欺騙敵方防空體系的任務。它能夠對付一體化防空系統(tǒng),因此美國空軍將其視為力量倍增器;它能夠擾亂敵方對空情的感知,而使B-52H 或F-16飛機不被發(fā)現(xiàn)—因此,如果一枚MALD 被敵方防空體系擊落了,反而說明它成功完成了自己的任務。
在B-52H 轟炸機和F-16 戰(zhàn)斗機撤出戰(zhàn)斗之后,未被擊落的MALD/MALD-J仍將繼續(xù)飛行。此后,該誘餌將減速,此時敵方才會發(fā)現(xiàn)它不是來襲的飛機;最后,該誘餌可蜿蜒飛向某處空地并加速落到地面。
3)美國空軍裝備干擾型微型空射誘餌。美國《防務內部》2012年10月4日報道:美國空軍將在F-16戰(zhàn)斗機和B-52轟炸機上裝備該公司的干擾型微型空射誘餌(MALD-J)[5]。
雷聲公司表示,MALD-J已完成了發(fā)展測試階段工作。MALD-J是一個空射誘餌,可飛入敵方雷達威脅圈內,從而將敵方注意力從其載機中引開。每架F-16可以攜帶4 枚誘餌,而B-52 可攜帶16枚誘餌,MALD-J與微型空射誘餌(MALD)在尺寸和外形上一致,因此載機可以攜帶相同數(shù)量的MALD-J。
雷聲公司還研制了一種MALD 貨運飛機發(fā)射系統(tǒng)(MCALS),可從運輸機上發(fā)射MALD。該系統(tǒng)去年三月已在C-130 運輸機上完成了發(fā)射MALD 的試驗。
4)美國空軍微型空射誘餌干擾機進入工作飛行試驗。美國《空軍雜志》網(wǎng)站2012年9月25日報道:雷聲公司9月24日宣布,美國空軍與該公司開始對微型空射誘餌干擾機進行工作試驗,并已成功完成四次飛行[6]。
這種干擾機在原有微型空射誘餌平臺基礎上添加了雷達干擾性能。美國空軍空戰(zhàn)司令部已批準該平臺進入實際運行。雷聲公司空戰(zhàn)系統(tǒng)副部長說:微型空射誘餌滲入敵方綜合防空系統(tǒng),導致他們跟蹤瞄準錯誤目標,而不是對準我們的飛機,從而可以保護飛行員的生命。這種誘餌已經(jīng)經(jīng)過作戰(zhàn)考驗。微型空射誘餌干擾機在此基礎上為作戰(zhàn)人員提供了更多性能。到目前為止,在13次試驗中,誘餌和干擾機試飛全部成功。
5)英國百人隊長艦載軟殺傷誘餌發(fā)射系統(tǒng)成功完成射擊試驗。英國《簡氏國際防務評論》2013年5月16日報道:英國凱姆龍干擾對抗系統(tǒng)公司在英國南部地區(qū)對其新型百人隊長(Centurion)可訓練的艦載軟殺傷誘餌發(fā)射系統(tǒng)進行了系列射擊試驗,表明第三階段研制工作已經(jīng)結束。該系統(tǒng)可發(fā)射多種效應器,包括聲誘餌彈,以及與雷聲公司導彈系統(tǒng)分部聯(lián)合研制的近程地對地導彈[7]。
凱姆龍干擾對抗系統(tǒng)公司自2009年9月開始獨立投資研制百人隊長艦載軟殺傷誘餌發(fā)射系統(tǒng),其阿爾法(Alpha)概念驗證樣機于2010年11月在克蘭菲爾德武器試驗與評估中心靶場成功進行了試驗。隨后公司決定投入更多資金開展第三階段研制工作,即設計、集成和測試博悅(Bravo)樣機,該樣機包含多項工程改進(從測試阿爾法樣機過程中獲取的初步經(jīng)驗),此外還汲取了凱姆龍干擾對抗系統(tǒng)公司羅克·曼勒研究分公司在系統(tǒng)和特征信號管理方面的專業(yè)技術。第三階段研制工作實現(xiàn)了巨大的工程優(yōu)化,包括:改進機械設計以擴大俯仰范圍;研制發(fā)射系統(tǒng)驅動裝置和作戰(zhàn)軟件;硬件和軟件射擊回路控制;以及設計和評估雷達截面減小方案等。其射擊試驗于5月8日在英國威爾特郡索爾茲伯里平原開展,試驗期間,百人隊長系統(tǒng)成功發(fā)射了12發(fā)130mm 誘餌彈。此外,此次試驗還演示了本地控制臺的功能。
凱姆龍干擾對抗系統(tǒng)公司稱,第四階段研制工作將重點開發(fā)軟件和研制預生產(chǎn)型百人隊長系統(tǒng),目的是在進入環(huán)境測試之前實現(xiàn)結構設計的優(yōu)化和增強。
6)美國完成了干擾型微型空射誘餌研制工作。美國雷聲公司網(wǎng)站2013年6月16日報道:最近,美國空軍和雷聲公司在預算范圍內完成了干擾型微型空射誘餌(MALD-J)持續(xù)4年的研制工作。作為研制工作的一部分,MALD(微型空射誘餌)和MALD-J一共進行了30次工程與作戰(zhàn)飛行測試,全部取得成功;其中MALD-J進行了15次飛行測試并全部取得成功。雷聲公司的官員表示,MALD項目在性能和能力方面一直超過預期,MALD-J可極大地提升為打擊作戰(zhàn)的生存力和戰(zhàn)術性電子攻擊(能力),將賦予美軍一種決定性的優(yōu)勢[8]。
MALD 是一種最先進的低成本、模塊化空射飛行器,具有自主性和可編程能力。它的重量不到136kg,航程達到926km 左右,通過復制作戰(zhàn)飛行剖面和美軍及其盟軍飛機的信號來保護飛機及其乘員。MALD-J在基本型MALD 平臺的基礎上增加了雷達干擾能力,可為美軍提供一種適應復雜電子戰(zhàn)環(huán)境的經(jīng)濟有效且獨特的能力。雷聲公司從2012年秋季開始交付MALD-J。現(xiàn)在,對于美國及其盟國的電子戰(zhàn)作戰(zhàn)行動而言,MALD-J已成為一種理想的力量倍增器選擇。
7)歐洲塞萊克斯公司成功測試可用于戰(zhàn)斗機的拋放式有源誘餌。英國塞萊克斯ES 公司網(wǎng)站2014年4月16日報道:意大利芬梅卡尼卡集團的子公司—塞萊克斯ES 公司已對其輝云(BriteCloud)可拋放式有源誘餌進行了多次成功的全程測試。該誘餌自備采用數(shù)字射頻存儲(DRFM)技術的有源干擾機,用于配裝高速噴氣機,誘騙雷達制導導彈和火控雷達[9]。
在2014年2月第一周進行的測試中,一架正被一部地面火控雷達跟蹤的戰(zhàn)斗機發(fā)射了數(shù)枚全狀態(tài)輝云誘餌,所有的誘餌都按照按規(guī)劃完成了任務,探測了威脅雷達信號并以其內置的干擾機進行干擾,地面火控雷達對戰(zhàn)斗機的鎖定頃刻被破壞,隨后開始跟蹤誘餌直至誘餌撞地。在這次測試之前,塞萊克斯ES 公司已對輝云進行了大量測試,包括大量的計算機建模和地面滑車試驗工作。塞萊克斯ES公司從2013年11月啟動輝云的研制,瑞典薩伯集團是其研制伙伴—該集團打算將輝云誘餌作為一種電子戰(zhàn)增強選項用于其各型鷹獅戰(zhàn)斗機。由于輝云的尺寸和外形與從標準的55mm曳光彈發(fā)射筒撒布的曳光彈相同,因此將能夠很好地適應包括鷹獅在內的許多戰(zhàn)斗機。
紅外誘餌對抗技術的發(fā)展趨勢:寬波段、雙色多元干擾、成像/復合干擾、一體化、多功能[10]。
1)寬波段。紅外覆蓋波段應向更寬的方向發(fā)展。目前采用紅外制導的導彈大多是雙波段和三波段復合制導體制,其中8μm~14μm 波段的紅外成像制導是其優(yōu)選波段。因此必須加快發(fā)展8μm~14μm 波段的紅外成像干擾和誘餌系統(tǒng),以覆蓋紅外波段范圍。
2)雙色多元干擾。發(fā)展紅外/紫外多元干擾技術,用于干擾雙色多元導引頭。
3)成像/復合干擾。紅外干擾體制應從點源向成像和復合干擾方向發(fā)展。采用4個紅外輻射源的復合干擾系統(tǒng),以及采用激光作干擾光源的大功率壓制式光電干擾系統(tǒng),可對紅外成像和復合制導的導彈導引頭發(fā)射大功率信號,強制探測器工作于非線性飽和區(qū)或者將其擊穿。
4)一體化。單一紅外對抗設備或系統(tǒng),不足以對抗未來發(fā)展的復合光電制導彈。必須與雷達、紅外、激光及可見光結合,向一體化/復合光電對抗方向發(fā)展。
5)多功能。紅外對抗系統(tǒng)向通用化、系列化、組合化及多功能方向發(fā)展。為了降低成本,提高單一設備和系統(tǒng)的可靠性、可維修行,以實現(xiàn)一機多用和系統(tǒng)的多功能化,如紅外干擾設備中的發(fā)射器和控制器,紅外誘餌系統(tǒng)中的誘餌彈及投放設備,復合光電對抗系統(tǒng)中的箔條彈、紅外誘餌彈、激光發(fā)射器以及投放系統(tǒng)等均采用系列化、組合化設計,可以達到各類裝載平臺設備或系統(tǒng)的通用化。
當紅外誘餌被拋射點燃后產(chǎn)生高溫火焰,并在規(guī)定光譜范圍內產(chǎn)生強紅外輻射,從而欺騙或誘惑敵紅外探測系統(tǒng)或紅外制導系統(tǒng)。文章分析了紅外誘餌的輻射特性、干擾效果和戰(zhàn)術運用,最后論述了紅外誘餌對抗技術的發(fā)展動向與分析。在未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭或部戰(zhàn)爭中,對于防空反導來說,適時運用紅外誘餌對抗技術,就能夠有效地保護自身目標的安全[11]。
[1]趙非玉,馬春孝,盧山.機載紅外誘餌技術的發(fā)展[J].艦船電子工程,2012(3):20-22.
[2]賈明永,董德新,陳勇.多元雙色紅外導引頭抗干擾技術研究[J].航空兵器,2006(3):19-22.
[3]雷聲公司的干擾型小型空射誘餌投產(chǎn)[N].每日防務快訊,2011-12-12.
[4]美國空軍利用空射誘餌為B-52H 轟炸機提供突防能力[N].每日防務快訊,2012-04-10.
[5]美國空軍將在2012年底前裝備干擾型微型空射誘餌[N].每日防務快訊,2012-10-10.
[6]美國空軍微型空射誘餌干擾機進入工作飛行試驗[N].每日防務快訊,2012-10-16.
[7]英國百人隊長艦載軟殺傷誘餌發(fā)射系統(tǒng)成功完成射擊試驗[N].每日防務快訊,2013-05-28.
[8]美國完成了干擾型微型空射誘餌研制工作[N].每日防務快訊,2013-06-20.
[9]歐洲塞萊克斯公司成功測試可用于戰(zhàn)斗機的拋放式有源誘餌[N].每日防務快訊,2014-04-25.
[10]淦元柳,蔣沖,劉玉杰,等.國外機載紅外誘餌技術的發(fā)展[J].光電技術應用,2013,28(6):13-17.
[11]趙非玉,盧山,蔣沖.面源紅外誘餌仿真建模方法研究[J].光電技術應用,2012,27(2):66-69.