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弹药安全守护神系列专题稿件(五)从耳聪目明到火眼金睛的先进引

发布时间:2019-11-23 09:30:51
点击数: 4231

制作:科普中国

作者:赵红·悉尼

规划:吴月彤

监督单位:光明网络科普部

弹药安全卫士系列特辑(5)先进引信从听、看到看

从炸药最原始的引爆,到成为弹药的安全保障,再到具有近距离探测功能,引信的发展伴随着弹药的作战任务要求、战术技术的发展趋势和战场环境的变化,其功能在此过程中逐渐提高。特别是在地对空作战或空对空作战中,近距离引信代表了引信技术的最先进水平。未来战争高度的三维化、机动化和信息化,进一步对近炸引信提出了更高的要求。

首先,力量越大,责任就越大

首先,未来的战场是一个天地一体的三维作战,这意味着看似广阔的空域并不是空的。在真实战场上,渗透武器、防空导弹或空对地导弹种类繁多,目标特性非常复杂,要求近炸引信具备多功能和自适应能力。它不仅能对特定的目标或信号源敏感,而且必须对“耳朵和眼睛都敏感”。对于火力覆盖型或被动防御型弹药,要求能够对多个目标的相同特征做出反应,而对于点对点“手术刀型”精确打击的弹药,要求能够准确识别多个目标中预定目标的特征。

图1无线电近炸引信的半剖面图(图片来自网络)

与此同时,渗透武器的主要发展趋势之一是大大提高弹药的速度和机动性。如果不考虑俄罗斯制造的米格-25,速度可以达到3马赫(1马赫是空气声速的两倍,不同高度的值不同,地面约为340米/秒)。目前,世界上主流载人战斗机的最高速度已经达到2马赫。空对空导弹的速度不低于这个数量级,而战术导弹在近中距离的最大飞行速度已经达到3-4马赫或以上。弹药速度水平的快速提高使得导弹-目标交会的窗口时间飞逝,而弹药机动性的提高使得交会姿态的变化变得复杂。一旦错过了行动窗口,弹药很难进行第二次打击,这就要求引信具备快速分析、准确判断和果断行动的能力。

图2米格25战斗机(互联网图像)

此外,未来的战争将是一场信息化和高科技的战争。各种隐身技术、光电干扰技术、诱饵技术和主动或半主动干搜索技术的广泛应用对近炸引信的生存能力和全天候持续作战能力提出了新的要求。过去,所谓的近炸引信探测目标只判断探测器扫描范围内是否有目标,以判断是否发出了起爆命令。如果目标的特征与干扰源的物理场(特别是主动干扰)相似,并且目标在引信的探测场,引信很难分辨目标的真伪,从而导致引信是否提前爆炸。因此,近炸引信的发展也应注重提高抗干扰能力,不仅要“听得见,看得清楚”,还要有“金眼”。

二、一百英尺的竿头,更远

随着毫米波末制导导引头的出现,弹药的命中精度越来越高。引信与导引头实现信息共享和共用接口,不仅有助于提高引信的精度识别能力,增强引信的抗干扰能力,而且大大减少引信系统的电路设计,提高设备利用率和系统可靠性,使引信向模块化和小型化发展。

迄今为止,大多数武器系统中引信的设计和定位仍处于“命中摧毁”阶段。然而,事实上,导弹等空中目标、飞机或装甲车等地面目标的防御性能也在逐步提高,特别是通过座舱隔离设计和导弹的聚焦保护,上述目标的生存能力大大提高。

因此,人们对引信期望更高,希望引信能够识别目标的易受攻击部分。通过从导引头、引信、推进信息等获得的目标信息。引信可以分析目标的性能特征,判断目标的关键部位和易损部位,并在最佳区域自适应调整引信起爆,从而达到对目标的最大杀伤效果。例如,用来打击敌机的空对空导弹可以被“智能地”选择在飞机的油箱、发动机或驾驶舱中精确引爆,这样导弹的破坏效果将会大大提高,同时整体导弹质量可以显著降低,以提高我们飞机的装载能力。

图3中国雷电(pl)-10e空对空导弹(互联网图片)

引信已成为光、电、声、磁、信息科学等学科的综合学科。未来,引信不再满足于仅仅是弹头的附属物,它还可以在武器的智能化和信息化改造方面寻求成就。现代引信在提高弹药的毁伤能力、打击效率与成本之比和抗干扰能力方面已经初露端倪。

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