按照美國(guó)空軍的說(shuō)法,過(guò)去25年里90%的美國(guó)空戰(zhàn)傷亡都?xì)w咎于紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈。許多戰(zhàn)斗機(jī)都攜帶曳光彈和紅外干擾器摧毀這種威脅,但定向紅外對(duì)抗系統(tǒng)(DIRCM)得到更普遍的使用。在大多數(shù)情況下,它們?nèi)〈伺f的系統(tǒng)。因此過(guò)去十年,市場(chǎng)上DIRCM系統(tǒng)的數(shù)量不斷擴(kuò)大。
圖1 美國(guó)ANG KC-135R飛機(jī)上裝載的諾?格公司的LAIRCM。LAIRCM是激光基DIRCM系統(tǒng),可以對(duì)紅外制導(dǎo)地對(duì)空導(dǎo)彈進(jìn)行探測(cè)和對(duì)抗。軍用飛機(jī)面臨著紅外制導(dǎo)武器和反飛機(jī)火炮的巨大威脅。諾?格公司稱在1958-1992年間僅20%飛機(jī)被雷達(dá)制導(dǎo)武器擊落,第一次海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間,75%的美國(guó)飛機(jī)因雷達(dá)告警接收器未探測(cè)到威脅而損失。過(guò)去十年伊拉克和阿富汗戰(zhàn)斗中損失的大多數(shù)直升機(jī)是被紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈而不是火炮擊落,即使小彈藥攻擊和反飛機(jī)火炮仍是更為普遍的威脅。除了軍用戰(zhàn)斗機(jī)面臨的空-空導(dǎo)彈和威脅外,商用和軍用飛機(jī)還要關(guān)注便攜防空系統(tǒng)(MANPADS)的發(fā)展,據(jù)估算自20世紀(jì)60年代以來(lái)25個(gè)國(guó)家已裝備了約70萬(wàn)到100萬(wàn)枚MANPADS。許多MANPADS落入到***之手,特別是2011年利比亞沖突事件之后,成千上萬(wàn)次搶劫中的導(dǎo)彈都來(lái)自卡扎菲政府的儲(chǔ)備。許多軍用機(jī)及越來(lái)越多的民用機(jī)都配備了金屬條/曳光彈復(fù)式發(fā)射系統(tǒng),作為其防御輔助子系統(tǒng)的一部分來(lái)對(duì)抗地-空導(dǎo)彈。但是,金屬條和曳光彈的最大弱點(diǎn)是不能保護(hù)飛機(jī)免遭來(lái)自其前方的導(dǎo)彈的襲擊。1、紅外導(dǎo)彈干擾器定向紅外導(dǎo)彈干擾器是傳統(tǒng)曳光彈的有效補(bǔ)充。BAE系統(tǒng)公司的AN/ALQ-157(生產(chǎn)了800枚)和AN/ALQ-144紅外干擾器就是很好的例子。后者早已用在許多直升機(jī)上——為多個(gè)國(guó)家生產(chǎn)了6000多枚并且約3000枚仍服役于美國(guó)部隊(duì)。該裝置采用一個(gè)由調(diào)制屏包圍的大角度熱閃光燈,使能量指向?qū)棇さ钠?。但是,這種系統(tǒng)不能在所有方向都輻射足夠的能量,因此不能進(jìn)行全方位干擾,且其輻射經(jīng)常受到飛機(jī)機(jī)身的阻擋。結(jié)果,DIRCM系統(tǒng)由于全方位防護(hù)能力比曳光彈更有效而逐漸普及。該項(xiàng)表明紅外對(duì)抗系統(tǒng)可以跟蹤并將能量指向目標(biāo)。定向能使得指向?qū)椀墓β矢?,可摧毀裝有曳光彈抑制軟件以及忽略寬光束干擾器的第二和第三代導(dǎo)彈。2、DIRCM技術(shù)為了迷惑入侵導(dǎo)彈,DIRCM系統(tǒng)一般將經(jīng)過(guò)調(diào)制的紅外或激光束指向?qū)椀募t外導(dǎo)引頭。一代導(dǎo)引頭主要采用帶紅外調(diào)制器的旋轉(zhuǎn)十字線,以告知導(dǎo)彈紅外能源(目標(biāo))的位置。二代系統(tǒng)大多采用旋轉(zhuǎn)光學(xué)元件和靜止十字線或可以產(chǎn)生脈沖信號(hào)的一組靜止探測(cè)器。目前的三代系統(tǒng)增加了色彩和形狀識(shí)別以躲避曳光彈。對(duì)于摧毀導(dǎo)彈光學(xué)元件的典型DIRCM系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它將采用各種不同的干擾算法并通過(guò)分析導(dǎo)彈飛行路線的變化來(lái)確定最有效的飛行路線。更先進(jìn)的閉環(huán)系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量導(dǎo)彈旋轉(zhuǎn)紅外導(dǎo)引頭反射的能量來(lái)正確識(shí)別導(dǎo)彈類(lèi)型。一旦認(rèn)識(shí)了導(dǎo)彈類(lèi)型,就可以在第一次行動(dòng)中發(fā)送最佳干擾信號(hào)。
圖2 Elbit光電系統(tǒng)公司旗下Elop公司研制的J-MUSICTM是一種DIRCM系統(tǒng),旨在分布式安裝在小到中型噴氣機(jī)平臺(tái)上??梢耘c各種導(dǎo)彈告警系統(tǒng)(MWS)集成。由于大多數(shù)紅外地對(duì)空導(dǎo)彈以2-4馬赫的速度飛行,發(fā)射后,典型交戰(zhàn)持續(xù)時(shí)間不足8秒。因此,人們十分重視研發(fā)既輕又適合安裝在飛機(jī)上的快速移動(dòng)轉(zhuǎn)塔。舊的DIRCM系統(tǒng)笨重且功率強(qiáng)大,過(guò)去幾年在減輕DIRCM系統(tǒng)重量上取得了巨大進(jìn)步。量子級(jí)聯(lián)和泵浦光纖激光器是這一領(lǐng)域的新進(jìn)展。DIRCM性能的主要限制因素是導(dǎo)彈告警系統(tǒng)。可以選擇一些不同的方案。導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)采用主動(dòng)傳感器(雷達(dá))全方位探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射,虛警率幾乎為零,而被動(dòng)紫外/紅外傳感器僅探測(cè)射彈的發(fā)射和助推羽煙,激光告警系統(tǒng)僅工作在激光波段。紅外傳感器提供更遠(yuǎn)的距離但虛警率高。相比主動(dòng)系統(tǒng),被動(dòng)傳感器考慮更周全且復(fù)雜性低,因此更普遍。3、AAQ-24大型飛機(jī)紅外對(duì)抗(LAIRCM)系統(tǒng)諾?格公司的AAQ-24“復(fù)仇女神”/LAIRCM系統(tǒng)采用紫外AN/AAR-54(V)或雙色紅外被動(dòng)導(dǎo)彈告警傳感器來(lái)探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射??刹倏v的跟蹤/干擾轉(zhuǎn)塔利用激光功率來(lái)自動(dòng)損壞導(dǎo)彈尋的頭。從2002年開(kāi)始,初始等離子體閃光燈基轉(zhuǎn)塔被人眼安全“毒蛇”激光器取代。BAE系統(tǒng)公司(Selex Galileo公司)和波音公司參與研制,2001年開(kāi)始為英國(guó)生產(chǎn),系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的改進(jìn),變得更輕,更緊湊和更便宜;新的輕型發(fā)射機(jī)單元包括Selex公司的小型激光發(fā)射機(jī)裝置(SLTA),諾?格公司的“毒蛇”和“守護(hù)者”激光發(fā)射機(jī)裝置(GLTA)及微型標(biāo)示器/跟蹤器裝置(MPTA)。諾?格公司研發(fā)的AAQ-24大型飛機(jī)紅外對(duì)抗(LAIRCM)系統(tǒng)用以保護(hù)大型軍用飛機(jī)。公司在2001年9月獲得研發(fā)合同,并于2004年7月完成了C-130H機(jī)載系統(tǒng)的初始作戰(zhàn)測(cè)試和評(píng)估。多種美國(guó)飛機(jī)都裝備了該產(chǎn)品,包括美國(guó)空軍的C-17、C-130、KC-135、KC-10及C-5運(yùn)輸機(jī)和加油機(jī),美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的CH-46E及CH-53D/E(海軍型采用兩個(gè)激光干擾頭,飛機(jī)每側(cè)裝有一個(gè),并裝有五個(gè)告警傳感器)。由于LAIRCM硬件的有限利用率,因此用于美國(guó)飛機(jī)如C-17的早期型號(hào)的LAIRCM組合了曳光彈和激光干擾器。
圖3 AN/AAQ-24(V)DIRCM系統(tǒng)將保護(hù)飛機(jī)免遭紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的摧毀。(圖片來(lái)源:諾?格公司)英國(guó)有11個(gè)不同平臺(tái)采用LAIRCM/AAQ-24系統(tǒng),包括C-17運(yùn)輸機(jī),洛?馬公司的TRISTAR加油機(jī)/運(yùn)輸機(jī),VIP BAE 146飛機(jī)和A330加油機(jī)。該DIRCM系統(tǒng)裝備北約的E-3A機(jī)群,被安裝或計(jì)劃安裝在500架以上的軍用飛機(jī)上,包括50架不同的固定翼和旋翼飛機(jī),如荷蘭陸軍的阿帕奇飛機(jī)。澳大利亞是LAIRCM的另一個(gè)大客戶,它選用了LAIRCM并集成到A330 MRTT,C-130J,C-17和737“楔尾”預(yù)警和控制飛機(jī)上。2008年為其C-130J訂購(gòu)LAIRCM系統(tǒng)后,澳大利亞成為除英國(guó)和美國(guó)后的第一個(gè)為非領(lǐng)先飛機(jī)采購(gòu)該系統(tǒng)的國(guó)家。根據(jù)AAQ-24“復(fù)仇女神”系統(tǒng),諾?格公司研發(fā)了GUARDIAN——一種用于商用機(jī)的自動(dòng)、獨(dú)立DIRCM吊艙。其重量小于500磅(225kg),改裝到商用機(jī)上后增加了40-95磅(20-40kg)。它通過(guò)產(chǎn)生虛假目標(biāo),利用激光能量摧毀入侵導(dǎo)彈,作為美國(guó)國(guó)土安全部項(xiàng)目的一部分已在某些商用噴氣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。它還在美國(guó)空軍國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)KC-135加油機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試。4、用于反紅外制導(dǎo)地對(duì)空導(dǎo)彈的MUSIC諾?格公司的LAIRCM占據(jù)著DIRCM的最大市場(chǎng)份額,但也出現(xiàn)了新的參與者。最接近LAIRCM中的同類(lèi)產(chǎn)品是Elbit系統(tǒng)公司生產(chǎn)的輕型(60磅/25kg)緊湊多光譜紅外對(duì)抗(MUSIC)系統(tǒng)。它可以對(duì)抗紅外制導(dǎo)地對(duì)空導(dǎo)彈,并裝備軍用和商用機(jī)。該系統(tǒng)包括處理器、導(dǎo)彈告警系統(tǒng)、捕獲和跟蹤導(dǎo)彈的熱成像攝像機(jī)以及使導(dǎo)彈傳感器致盲(迷惑導(dǎo)引頭遠(yuǎn)離飛機(jī)或使其傳感器過(guò)載)的光纖激光器。光纖激光技術(shù)采用一個(gè)光纖光纜將能量從單個(gè)二極管泵浦固態(tài)激光器饋送到多個(gè)轉(zhuǎn)塔,每個(gè)轉(zhuǎn)塔都裝有一個(gè)指示激光能量的旋轉(zhuǎn)反射鏡裝置。光纖激光DIRCM系統(tǒng)比采用以前的技術(shù)系統(tǒng)更輕、更便宜、更小,因?yàn)樗鼈兝脝蝹€(gè)激光器提供完整的球形DIRCM覆蓋范圍。MUSIC目前有幾個(gè)生產(chǎn)型號(hào),以色列運(yùn)輸部于2009年6月訂購(gòu)了民用MUSIC(C-MUSIC)系統(tǒng)以保護(hù)所有以色列商用機(jī)。Elbit系統(tǒng)公司去年發(fā)布了J-MUSIC DIRCM系統(tǒng),旨在用于中型到大型飛機(jī)。新型號(hào)基于C-MUSIC,是一種多光譜紅外光纖激光基DIRCM系統(tǒng)。它是一種分布式系統(tǒng)——在線可替換單元可以裝配在艦載機(jī)的各個(gè)位置。巴西航空工業(yè)公司選擇了J-MUSIC來(lái)保護(hù)其KC-390空運(yùn)機(jī)。MUSIC構(gòu)成了ELT/572的基礎(chǔ),由Elbit公司旗下Elop公司和意大利的Elettronica公司協(xié)作研制。光纖激光基系統(tǒng)一般包括干擾轉(zhuǎn)塔、激光發(fā)生器和電子組件,組合重量為100磅(45kg),如有必要可增加額外元件。由于整流罩是固定的,移動(dòng)部件可與氣流隔絕,使得旋轉(zhuǎn)速度很高。2011年1月,Elettronica公司獲得在意大利C-27J、C-130J及AW101飛機(jī)上安裝雙轉(zhuǎn)塔DIRCM系統(tǒng)的合同。5、通用紅外對(duì)抗(CIRCM)系統(tǒng)大多數(shù)DIRCM系統(tǒng)笨重且昂貴,因此美國(guó)陸軍計(jì)劃研發(fā)一種更有效更可靠的通用紅外對(duì)抗(CIRCM)系統(tǒng)。計(jì)劃要求于2017年服役,為阿帕奇、黑鷹、支奴干和基奧瓦勇士直升機(jī)采購(gòu)1076套系統(tǒng)。CIRCM系統(tǒng)重量?jī)H為85磅(40kg),小型直升機(jī)用的系統(tǒng)重量為35磅(15kg),完整安裝時(shí)重量小于120磅(55kg)。與之相比較,直升機(jī)用雙轉(zhuǎn)塔LAIRCM重量為196磅(89kg)。CIRCM系統(tǒng)可以與美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)未來(lái)導(dǎo)彈和火炮聯(lián)合威脅感知系統(tǒng)(JATAS)及美國(guó)陸軍當(dāng)前的AN/AAR-57通用導(dǎo)彈告警系統(tǒng)(CMWS)兼容。2012年2月,美國(guó)陸軍與諾?格公司及BAE系統(tǒng)公司簽訂了21個(gè)月的技術(shù)演示合同。諾?格公司于今年1月為美國(guó)陸軍交付了首批8套CIRCM系統(tǒng)。公司與Selex Galileo公司和Daylight Solutions公司合作,采用其VIPER DIRCM激光器,將它作為CIRCM的基礎(chǔ)。CIRCM系統(tǒng)是一種開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),可與目前的導(dǎo)彈告警系統(tǒng)和對(duì)抗投放器一起使用。同時(shí),BAE系統(tǒng)公司致力于研發(fā)CIRCM項(xiàng)目中的BOLDSTROKE系統(tǒng)。2010年10月,展出了BOLDSTROKE系統(tǒng),它是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的小型ATIRCM(CIRCM項(xiàng)目旨在取代ATIRCM)。6、其它各種系統(tǒng)美國(guó)陸軍已裝備了BAE系統(tǒng)公司的AN/ALQ-212高級(jí)威脅紅外對(duì)抗(ATIRCM)系統(tǒng),并取得了一些成功——據(jù)稱2009年支奴干裝備該系統(tǒng)后不久成功阻止了多枚導(dǎo)彈的伏擊。同時(shí),美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)CH-53E SEASTALLION運(yùn)輸直升機(jī)能再一次在阿富汗地區(qū)飛行,以前由于地對(duì)空導(dǎo)彈威脅而被拋棄。AN/ALQ-212系統(tǒng)利用紫外基AN/AAR-57通用導(dǎo)彈告警系統(tǒng)(CMWS)探測(cè)逼近導(dǎo)彈并提示紅外干擾頭。一旦干擾頭用紅外跟蹤系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈,它就發(fā)射紅外能束來(lái)摧毀導(dǎo)彈導(dǎo)引頭。一個(gè)或多個(gè)干擾頭可用來(lái)摧毀多個(gè)導(dǎo)彈。很多公司目前都在研發(fā)DIRCM系統(tǒng),包括泰勒斯公司、Indra公司和ITT Exelis公司。今年2月,Selex公司的MIYSIS DIRCM系統(tǒng)投放市場(chǎng),旨在用于小型飛機(jī)和直升機(jī)——它采用小于500W的功率,重量小于110磅(50kg)。MIYSIS可作為設(shè)備的獨(dú)立項(xiàng)(可以裝在吊艙內(nèi))單獨(dú)工作,或作為大型防御輔助組件的一部分。在歐洲,Cassidian公司、Diehl BGT防御公司、泰勒斯光電公司和薩吉瑪公司協(xié)作研發(fā)閉環(huán)DIRCM系統(tǒng),它采用兩個(gè)激光器來(lái)同時(shí)干擾和損傷導(dǎo)彈導(dǎo)引頭——照明激光探測(cè)導(dǎo)引頭的掃描特性,使干擾更加有效。作為這個(gè)過(guò)程的一部分,這些公司在直升機(jī)和固定翼飛機(jī)上進(jìn)行了飛行激光自防御系統(tǒng)對(duì)抗導(dǎo)引頭導(dǎo)彈(FLASH)的試驗(yàn)研究。西班牙Indra公司研發(fā)了MANTA激光基DIRCM系統(tǒng),它采用閉環(huán)工作方式和通用干擾編碼,不需在發(fā)送干擾信號(hào)前導(dǎo)彈識(shí)別。其激光干擾器在一些波長(zhǎng)處發(fā)射能量以摧毀導(dǎo)彈的反對(duì)抗裝置。公司聲稱MANTA可以摧毀多枚導(dǎo)彈的攻擊,可安裝在固定和旋翼平臺(tái)上,它于2011年由北約測(cè)試。
圖4 CIRCM是BAE系統(tǒng)公司為美國(guó)陸軍研發(fā)的下一代集成式飛機(jī)生存和防護(hù)系統(tǒng),保護(hù)陸軍直升機(jī)機(jī)群免遭現(xiàn)有和改進(jìn)的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的威脅。以色列Rafael公司為直升機(jī)和輕型機(jī)研發(fā)了Jam-Air DIRCM系統(tǒng)。該系統(tǒng)重60磅(27kg),采用雙軸萬(wàn)向架、弧光燈和控制裝置。當(dāng)導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)(如GUITAR 350)探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射時(shí),Jam-Air系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)來(lái)襲威脅發(fā)射一束調(diào)制紅外光束,解除其對(duì)熱源的鎖定。這種干擾方式將導(dǎo)彈欺騙到一個(gè)不存在的目標(biāo)上。Jam-Air已安裝在以色列軍用機(jī)(如AH-1)上。在戰(zhàn)區(qū)工作的飛機(jī)不裝備某些自防御系統(tǒng)就難以飛行。由于硬件緊湊性增強(qiáng)和每架飛機(jī)上DIRCM系統(tǒng)價(jià)格從100萬(wàn)-200萬(wàn)美元開(kāi)始下降,DIRCM系統(tǒng)變得更加可行。但是,主要的DIRCM市場(chǎng)——美國(guó),由于預(yù)算縮減和國(guó)外戰(zhàn)爭(zhēng)逐步結(jié)束而導(dǎo)致訂購(gòu)量減少。雖然如此,全球市場(chǎng)上DIRCM系統(tǒng)的數(shù)量不斷增長(zhǎng),民用和商用飛機(jī)操作員對(duì)這些不可或缺的自防御系統(tǒng)有少量但穩(wěn)定的需求。
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紅外傳感器
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原文標(biāo)題:紅外對(duì)抗:各類(lèi)飛機(jī)定向紅外對(duì)抗綜述
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