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信
2019-10-17 11:12:00 来源:科普中国

出品:科普中国

作者:鸿爪雪梨

策划:武玥彤

监制:光明网科普事业部

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信

从最原始的引爆炸药,到成为弹药的安全保险,再到具备了近距探测功能,引信的发展伴随着弹药的作战使命要求、战术技术发展动向和战场环境的变化,其功能在此过程中逐渐完善,尤其是在地空作战或空空作战中,近炸引信代表了引信技术的最前沿水平。未来战争具有高度立体化、机动化和信息化的特点,进一步对近炸引信提出了更高的要求。

一、力量越大,责任越大

首先,未来战场是天地一体化的立体作战,这意味着看似辽阔的空域其实并不空旷,真实的战场中,各种突防兵器、防空导弹或空地导弹种类繁多,目标特性非常复杂,这就要求近炸引信具有多功能、自适应的能力。不能仅对某种特定的目标或信号源敏感,而必须更加的“耳聪目明”,对于火力覆盖类的或者被动防御类的弹药来说,要求能对多个目标特性同样反应,而对于点对点“手术刀式”精确打击的弹药,则要求能在多个目标中准确辨别出预定目标的特性。

  

  图1 无线电近炸引信实物半剖图(图片来源于网络)

同时,突防兵器的一大发展趋势就是弹药速度和机动性能的极大提升,如果不考虑俄制米格-25这种速度可达3马赫(1马赫为1倍空气声速,海拔不同数值不同,地面约为340m/s)以上的极端特例,目前世界上的主流现役有人战机的最高速度已达2马赫;空空导弹的速度也不低于这个量级,而近中程的战术导弹最大飞行速度已经达到3-4马赫以上。弹药速度水平的快速提升,使弹目交汇的窗口时间瞬息即逝,而弹药机动性的提高,又使交汇姿态变化复杂,无论是同向追击还是对向拦截,一旦错失了作用窗口,那么弹药就很难再次开展二次打击,这就要求引信具有快速分析、准确判断并果断动作的能力。

  

  图2 米格25战斗机(图片来源于网络)

另外,未来战争更是信息化的和高科技的战争,各种隐身技术、光电干扰技术、诱饵弹技术、主动或半主动式干找技术的广泛运用,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。过去的近炸引信对目标的所谓探测,仅通过判断探测器的扫描范围是否存在目标来断定是否发出起爆指令。如果目标特性和干扰源(尤其是主动式干扰)的物理场性质相似,并且处于引信的探测场内时,引信就很难分辨目标的真伪,从而造成了引信早炸或者不炸。因此近炸引信的发展还应着力于提高抗干扰能力,不仅要“耳聪目明”,更要有“火眼金睛”。

二、百尺竿头,更进一步

随着末段精确制导的毫米波导引头的出现,弹药的命中精度越来越高,如果引信与导引头实现信息共享和接口通用,既有利于提高引信精确辨别能力和增强引信抗干扰能力,又可大大减少引信系统的电路设计,提高设备的利用率和系统的可靠性,使引信向模块化、小型化发展。

目前为止,绝大多数武器系统中引信的设计定位还停留在“命中+摧毁”的阶段,但事实上导弹、飞机等空中目标或装甲车辆等地面目标的防御性能也在逐渐提高,尤其通过舱段隔离设计、受弹侧重点防护等方法极大的提高了上述目标的生存能力。

因此人们寄更多期望于引信,希望引信能具备对目标易损部位的识别能力,通过导引头、引信、先期情报等获得的目标信息,引信可以分析目标性能特征,判断目标要害部位和易损部位,自适应地调节引信在最佳区域起爆,从而达到对目标的最大杀伤效果。例如用于打击敌方战机的空空导弹,可“聪明”的选择在飞机的油箱、发动机或驾驶舱等部位精确引爆,则导弹的毁伤效应会大大提高,同时还可显著降低全弹质量,以提高我方载机的装弹量。

  

  图3 我国霹雳(PL)-10E空空导弹(图片来源于网络)

引信已成为融入光、电、声、磁、信息科学等多种学科的一门综合性学科,未来引信不再满足于仅仅作为战斗部的附庸,它更可以在武器的智能化、信息化改造方面谋求建树,而现代引信在提高弹药毁伤威力、打击效费比、抗干扰能力等方面早已初露头角。

责编:汉网

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