紅外格斗導(dǎo)彈將是四代機(jī)空戰(zhàn)主要武器

從目前的情況來看，第四代戰(zhàn)斗機(jī)之間的空戰(zhàn)將可能以格斗為主，主要武器也會(huì)是紅外成像格斗導(dǎo)彈（簡稱紅外格斗導(dǎo)彈），因此如果能夠成功干擾對(duì)方的紅外格斗導(dǎo)彈就有可能在未來空戰(zhàn)之中占據(jù)先機(jī)。

世界上第一枚空空導(dǎo)彈采用的制導(dǎo)方式就是紅外制導(dǎo)，與其他制導(dǎo)方式相比，紅外制導(dǎo)不需要輻射電磁波，因此體積和重量較低，最初的紅外格斗導(dǎo)彈采用點(diǎn)光源制導(dǎo)，它是將目標(biāo)做為一個(gè)點(diǎn)來探測(cè)，因此靈敏度較低，抗干擾能力差，對(duì)方采用照明彈、熱焰彈就可以對(duì)它進(jìn)行干擾，另外還容易受太陽的影響，所以作戰(zhàn)能力較差。

新型紅外格斗彈靈敏度高 探測(cè)距離遠(yuǎn)

隨著技術(shù)的發(fā)展，紅外成像制導(dǎo)方式出現(xiàn)，它采用了多元線列陣或者面隊(duì)替代原來的單元導(dǎo)引頭，由于敏感元件的增多，所以紅外成像導(dǎo)引頭可以根據(jù)目標(biāo)表面溫度的差異來繪制目標(biāo)的大致形狀，并且將相關(guān)圖像數(shù)字化，在屏幕上顯示，或者交給信號(hào)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，利用圖像處理或者增強(qiáng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行提取，區(qū)分背景和目標(biāo)，從而得到制導(dǎo)信息，與點(diǎn)光源制導(dǎo)系統(tǒng)相比，紅外成像制導(dǎo)的靈敏度更高、探測(cè)距離更遠(yuǎn)，尤其是它可以繪制出目標(biāo)的外形，這樣傳統(tǒng)的熱焰彈、照明彈對(duì)它的干擾基本上是無效，這樣就大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和制導(dǎo)精度。因此新世紀(jì)，近距格斗空空導(dǎo)彈由紅外成像制導(dǎo)一統(tǒng)天下就是這個(gè)原因。

新型紅外格斗彈制導(dǎo)精度高 難被干擾

紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展了兩代，第一代是線列陣，由多元器件排列而成，它的器件少，結(jié)構(gòu)比較簡單，成本也比較低，但是掃描需要光機(jī)系統(tǒng)來完成，因此導(dǎo)引頭的重量和體積較大，另外掃描速度和精度相對(duì)較低，屬于比較早期的制導(dǎo)系統(tǒng)，德國的IRST-E近距格斗空空導(dǎo)彈就使用這樣的制導(dǎo)系統(tǒng)。

目前比較使用比較廣泛的是凝視型陣列器件-紅外焦平面陣列，它由數(shù)百個(gè)器件排列而成，如美國的AIM-9X導(dǎo)彈采用了128*128銻化銦陣列，實(shí)現(xiàn)了電子掃描，這樣就省去了機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)，從而降低了導(dǎo)引頭的休積和重量，時(shí)間延遲和積分時(shí)間更長，相應(yīng)的探測(cè)距離、靈敏度更高，制導(dǎo)精度、抗干擾能力顯然也就更強(qiáng)。使用凝視型紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)還有法國的MICA-IR、以色列的怪蛇-5等導(dǎo)彈。

盡管F-22雷達(dá)隱身性能出眾，但其紅外隱身性能遠(yuǎn)不及雷達(dá)隱身強(qiáng)，圖為F-22開后燃器加力飛行。

F-22雷達(dá)反射截面僅為三代機(jī)百分之一

第四代作戰(zhàn)飛機(jī)最主要的一個(gè)特點(diǎn)就是采用了隱身技術(shù)，包括波束控制、隱身涂料等，這樣就讓戰(zhàn)機(jī)的RCS比第三代作戰(zhàn)飛機(jī)有大幅度的下降，一般認(rèn)為第四代戰(zhàn)斗機(jī)的典型代表F-22，在攻擊航線主要姿態(tài)角上的RCS大約只相當(dāng)于三代作戰(zhàn)飛機(jī)的1%，那么根據(jù)雷達(dá)探測(cè)距離公式，普通雷達(dá)對(duì)它的探測(cè)距離大約只有三代的三分之一，就是說常規(guī)雷達(dá)對(duì)于三代機(jī)探測(cè)距離為100公里的話，那么對(duì)于F-22只有35公里左右。

現(xiàn)代隱身技術(shù)除了讓機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、火控雷達(dá)的探測(cè)距離下降較大之外，對(duì)于主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈的影響更大，這是因?yàn)楝F(xiàn)代主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈的孔徑、功率比較有限，對(duì)于三代作戰(zhàn)飛機(jī)的探測(cè)距離本來就十分有限，一般在20-30公里左右，那么對(duì)于F-22這樣的隱身目標(biāo)大約只有8-10公里，加上對(duì)方采用電子干擾等手段之后，探測(cè)距離就更近，雖然現(xiàn)在一些國家開始考慮為主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈換裝有源相控陣末制導(dǎo)雷達(dá)，以期提高末制導(dǎo)雷達(dá)的探測(cè)距離，但是考慮到主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈內(nèi)部空間、散熱、能源供應(yīng)等因素，所以提高的程度能否達(dá)到人們的期望還有待觀察。

四代機(jī)重視雷達(dá)隱身 紅外隱身性能有限

F-35在配備新型AIM-9X紅外導(dǎo)彈后，甚至具備了超視距攻擊四代機(jī)能力，圖中F-35翼下掛有2枚AIM-9X。

戰(zhàn)斗機(jī)最主要的超視距空戰(zhàn)手段就是主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈，由于末制導(dǎo)雷達(dá)效能的下降，那么在第四代作戰(zhàn)飛機(jī)之間的空戰(zhàn)當(dāng)中，它發(fā)揮的作用可能就沒有三代戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)代那么大，這樣的話，紅外格斗導(dǎo)彈的作用就更加顯著一些。從目前的情況來看，四代戰(zhàn)斗機(jī)在雷達(dá)隱身方面進(jìn)步突出，但是在紅外隱身方面卻沒有太多的進(jìn)步，戰(zhàn)斗機(jī)采用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，而噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的原理就是將空氣加熱，膨脹，然后噴出，利用反推力推動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)，因此噴氣戰(zhàn)斗機(jī)的尾噴口、尾焰的溫度非常高，而溫度越高，紅外信號(hào)特征越強(qiáng)，這些都是紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈理想的路標(biāo)。#p#分頁標(biāo)題#e#

從噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的原理就可以看出紅外隱身的難度，如果想降低戰(zhàn)機(jī)的紅外信號(hào)特征，那么就必須降低飛機(jī)的相關(guān)部件的溫度，這樣不可避免的會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，從而影響飛機(jī)的推重比，而推重比是關(guān)系到戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動(dòng)性能、飛行性能非常關(guān)鍵的一個(gè)參數(shù)，所以現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)在雷達(dá)隱身方面可謂下足了功夫，但是在紅外隱身方面著墨不多，就是這個(gè)原因。

F-35可用紅外格斗彈超視距打四代機(jī)

這樣就給紅外格斗導(dǎo)彈的發(fā)揮提供了空間，因此在第四代作戰(zhàn)飛機(jī)的時(shí)候，紅外格斗導(dǎo)彈的作用將會(huì)顯著增加，從目前的趨勢(shì)來看，利用機(jī)載光電系統(tǒng)探測(cè)隱身飛機(jī)，然后紅外格斗導(dǎo)彈攻擊，可能會(huì)成為四代作戰(zhàn)飛機(jī)一個(gè)主要的手段。美國空軍已經(jīng)計(jì)劃發(fā)展AIM-9X-BLOCK3改進(jìn)型導(dǎo)彈，它采用更大的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，射程更遠(yuǎn)，配備有雙向數(shù)據(jù)鏈，可以接收載機(jī)的目標(biāo)指示，F(xiàn)-35利用機(jī)載分布式光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)目標(biāo)，可以在更遠(yuǎn)的距離上攻擊第四代隱身戰(zhàn)斗機(jī)，甚至具備了一定的超視距能力，這個(gè)趨勢(shì)值得人們關(guān)注。

激光定向干擾系統(tǒng)可以顯著降低紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)的效能，圖為激光干擾紅外傳感器示意圖。

激光定向干擾可使紅外彈命中率降至10%

“有矛必有盾”，紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)展的同時(shí)，有關(guān)國家也在發(fā)展它的對(duì)抗手段，由于紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)可以利用目標(biāo)熱輻射來繪制目標(biāo)外形，然后進(jìn)行相應(yīng)的信息處理，這樣的話傳統(tǒng)的熱焰彈、照明彈就失去了干擾效能，人們開始尋找其他對(duì)抗手段，這就是激光定向干擾，我們知道紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)需要持續(xù)不斷的對(duì)進(jìn)行跟蹤，以便進(jìn)行了成像和制導(dǎo)，這樣就為激光定向干擾創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，激光最大的特點(diǎn)就是高強(qiáng)度、發(fā)散角小，可以在能量集中很小的一個(gè)區(qū)域之內(nèi)，這樣的話就可以精確的干擾、壓制遠(yuǎn)距離上的光電探測(cè)系統(tǒng)。

激光定向干擾紅外成像制導(dǎo)武器的原理，當(dāng)激光束照射到紅外成像系統(tǒng)上面的時(shí)候，激光的能量會(huì)導(dǎo)致元件的溫度的上升，這樣就會(huì)造成系統(tǒng)溫度的升高，初始電量提供信號(hào)電荷的額外電荷增加，同時(shí)系統(tǒng)各種噪聲也迅速增加，從而降低系統(tǒng)的信號(hào)噪聲比，降低它的信號(hào)提取能力，這樣的話輸出的圖像質(zhì)量也會(huì)隨之下降，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到飽和閥值的時(shí)候，就會(huì)造成系統(tǒng)敏感元件的失靈，從而讓制導(dǎo)系統(tǒng)完全失去作用，當(dāng)激光能量持續(xù)增加，還有可能造成造成系統(tǒng)元件的永久性損壞，如激光能量擊穿紅外器件、燒熔一些元件等。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)均進(jìn)行過激光定向干擾紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)的試驗(yàn)，從相關(guān)試驗(yàn)的結(jié)果來看，采用激光定向紅外干擾系統(tǒng)，可以讓紅外格斗導(dǎo)彈的命中概率從80%以上降低到10%以下，甚至可以降低到5%左右，可以謂效果顯著。

激光定向干擾也有缺陷 干擾距離有限

不過激光定向干擾系統(tǒng)也有自己的缺點(diǎn)，那就是激光在大氣層之中的傳播能力受到限制，我們知道激光的波長極短，因此即使是細(xì)小的灰塵也會(huì)阻攔它的前進(jìn)，這樣激光在大氣傳播的時(shí)候，許多能量就被吸收轉(zhuǎn)化成了其他能量，因此它的傳播距離就顯著下降，現(xiàn)代紅外成像制導(dǎo)采用的是波門跟蹤模式，它起到空間濾波的作用，因此要求激光束盡可能的落在波門之內(nèi)，并且要大于目標(biāo)亮度，才能達(dá)到最好的效果，這些都增加了系統(tǒng)對(duì)于能量的需要，但是目前作戰(zhàn)飛機(jī)能夠提供的能量供應(yīng)還比較有限，所以現(xiàn)在激光定向干擾系統(tǒng)的干擾距離，特別是在惡劣氣候條件下的干擾距離比較有限。

T-50的激光干擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但可靠性有限。圖中紅圈處為T-50安裝的101KS-O激光定向干擾系統(tǒng)。

F-35激光干擾系統(tǒng)先進(jìn) 可快速干擾導(dǎo)彈

美國在上世紀(jì)90年代就開始研制激光定向干擾系統(tǒng)，這就是AN/AAQ-24紅外干擾系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：導(dǎo)彈發(fā)射告警分系統(tǒng)、信息處理分系統(tǒng)、成套對(duì)抗設(shè)備。導(dǎo)彈發(fā)射告警分系統(tǒng)配有光電傳感器，可對(duì)導(dǎo)彈探測(cè)和跟蹤；信息處理分系統(tǒng)可判別導(dǎo)彈的類型和確定摧毀的優(yōu)先級(jí)。系統(tǒng)首次在對(duì)抗設(shè)備中加入激光設(shè)備，這種激光設(shè)備可用激光束摧毀導(dǎo)彈紅外制導(dǎo)頭上的光電探測(cè)器。該對(duì)抗系統(tǒng)能夠探測(cè)10千米以內(nèi)、任何方向發(fā)射導(dǎo)彈的情況，跟蹤精確制導(dǎo)導(dǎo)彈，識(shí)別目標(biāo)，以及選擇有效的對(duì)抗設(shè)備并下達(dá)使用指令。由于該系統(tǒng)性能較好，已經(jīng)裝備在多種飛機(jī)上面。#p#分頁標(biāo)題#e#

目前美國已經(jīng)裝備了更先進(jìn)的激光對(duì)抗系統(tǒng)，那就是F-35的分布式光電系統(tǒng)，該系統(tǒng)構(gòu)成與其他戰(zhàn)斗機(jī)上安裝的反導(dǎo)系統(tǒng)類似，包括安裝在戰(zhàn)斗機(jī)上的4個(gè)或更多熱敏傳感器與1部處理傳感器采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)。通過該系統(tǒng)，F(xiàn)-35可快速判斷出導(dǎo)彈目標(biāo)，自動(dòng)發(fā)射干擾激光，使導(dǎo)彈偏離目標(biāo)。

T-50激光干擾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 可靠性有限

至于此次俄羅斯配備101KS-O激光定向紅外成像干擾系統(tǒng)，筆者注意到它獨(dú)立于機(jī)身之外，采用了AN/AAQ-24的轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)，這樣的好處是對(duì)于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)要求比較簡單，但是缺點(diǎn)就是轉(zhuǎn)塔需要機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，體積和重量增加，可靠性下降，同時(shí)對(duì)反應(yīng)能力有所影響，在機(jī)身下面還有一定的死角，需要在機(jī)背增加一個(gè)轉(zhuǎn)塔來實(shí)現(xiàn)全向的覆蓋，這樣的話飛機(jī)表面鼓包增多，對(duì)于飛機(jī)的隱身性能會(huì)造成一定的影響，這也反映了美俄兩國在飛機(jī)總體設(shè)計(jì)、光電系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備等方面的差距。

中國也已經(jīng)開始了激光定向干擾方面的研究，相關(guān)部門進(jìn)行了原理方面的探索，并進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，預(yù)計(jì)人們不久就會(huì)看到國產(chǎn)激光定向干擾系統(tǒng)，從機(jī)載系統(tǒng)來看，筆者注意到殲-20采用的是與F-35類似的分布式光電孔徑設(shè)計(jì)，因此可能會(huì)象F-35那樣，把激光定向干擾集成到光電系統(tǒng)當(dāng)中，從而提高飛機(jī)的光電對(duì)抗能力，又避免對(duì)于飛機(jī)隱身性能有較大的影響。