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空軍一號原本只是指美國總統專機的航空無線電臺呼號,後來習慣性地以此代稱美總統的專機。冷戰結束後,東西方對立的情緒才逐漸退潮,空軍一號才開始解密。空軍一號的光環從1997年上映的好萊塢電影《空軍一號》開始普遍被世人熟知。電影中為觀眾展示了空中一號先進的技術,可以抵禦核彈爆炸後所產生的核輻射,以及衝擊波。另外空軍一號還有先進的防干擾雷達,反地對空導彈系統。而且如果空軍一號遭到導彈襲擊,飛機還會發射紅外線誘導,箔條誘導等誘餌彈,從而讓紅外製導和雷達制導的飛彈錯認目標。

空軍一號的紅外對抗系統

對於空軍一號神乎其神的能力,第一個出來錘的就是美國總統克林頓。他曾表示空軍一號沒電影中那麼先進,而且還透露空軍一號沒有逃生門。限於篇幅,我們先探討空軍一號是否具備對一切紅外製導的導彈擁有免疫性。

初代紅外製導技術的限制

紅外製導技術在空空導彈的應用可以追溯到1948年的第一枚紅外製導的響尾蛇空空導彈。紅外製導包括紅外點源制導和紅外成像制導兩大類。在技術發展上,較早可以成熟應用的是紅外點源制導。

紅外點源制導的技術簡單地說就是,紅外探測器能從背景中識別出一個目標的亮點。紅外點源制導的空空導彈,在沒有紅外誘導的干預下,只要能在天空的背景下識別出目標飛機的發動機噴口等散熱部位,則可追蹤目標。

而之所以被類似空軍一號所發出的紅外誘導彈干擾,主要是因為受當時的技術限制。第一代紅外點源制導的探測器採用的是不製冷的硫化鉛,靈敏度差,抗干擾能力不足,跟蹤角速度低。所以當時紅外點源制導的空空導彈,只能算是實現從無到有。

到了第二代,紅外點源制導的探測器採用的是製冷的硫化鉛或銻化銦,探測器工作波段,敏感度都提升了,跟蹤角速度也提高了,具備了對高速移動目標的攻擊能力。儘管這一代的紅外製導技術還停留在對目標的尾隨攻擊。但是到了上個世紀70年代,紅外探測器進一步升級為高靈敏度的製冷銻化銦,出現了圓錐掃描,玫瑰線掃描等訊號調製方式,這使得紅外點源制導做到探測距離遠,探測範圍增大,跟蹤角速度高,具備對目標的自動搜尋和截獲能力,才使得紅外製導導彈具備了大角度離軸發射,全向攻擊,對付高機動目標的能力。

紅外製導的新里程碑

而也是在同時期,紅外製導開始進入了新時期,第一代紅外成像制導系統出現。相對於紅外點源制導識別呈現出的目標是個“亮點”,紅外成像制導上升為“面”,可以反映目標和周圍景物分佈特徵的大概輪廓,這就實現了紅外線制導技術上由“點”到“面”的飛躍。而隨後的紅外成像制導技術的發展歷程,技術攻堅的方向就是如何更好的呈現這個“面”。在第一代紅外成像制導上給出的解決方案是,線列陣紅外探測器與旋轉光機掃描的結合。

簡而言之就是線列陣紅外探測器是“線”,通過機械裝置的掃描來實現“線”成“面”。到了第二代紅外成像制導,則是從"小面“組成”大面“的進遞。紅外探測器是平面陣列排布的,這種小規模的紅外焦平面陣列探測器,是以串並掃描的方式來工作,由此來將小的紅外影象”生成“完整的目標紅外影象。

而在解決了紅外探測單元的體積和成本的難題後,第三代紅外成像制導的特點就是將紅外焦平面陣列進一步做大,整合更多的紅外探測元件,比如128×128,256×256單元,512×512單元等。

在訊號掃描上,焦平面陣列是電子自動掃描,沒有了光機掃描機器在旋轉掃描時帶來的時間延遲,也就可以做到對目標目不轉睛的地凝視,這種陣列的優勢,可以類比相控陣雷達。因此凝視焦平面陣列,就成了新一代紅外成像制導的技術門面。它在抗干擾能力,探測靈敏度,空間解析度等方面與之前相比,有壓倒性的優勢。不僅能探測遠端微小目標和識別多目標,甚至可以實現對目標的自動識別和選擇命中點。只有紅外成像焦平面陣列才能做到在複雜背景中搜索發現目標,鎖定目標,以及在導彈發射後持續地跟蹤鎖定機動目標。

焦平面陣列技術是紅外成像制導在硬體上的基礎,軟體層面的比如說制導上的跟蹤演算法也同樣關鍵。導彈在追逐目標過程中,導彈與目標之間的距離,角度都是在追逐目標時不斷地變化,只有掌握一套跟蹤演算法,才能保證對目標持續穩定地跟蹤鎖定。在跟蹤演算法的加持下,紅外誘導彈的成功率則會降低,因為它會不斷地識別制導系統中的成像是否與現實目標中吻合。

凝視焦平面陣列,已經成為國際上第四代近距空空導彈的標配。由此帶來的效能最大的提升是,目標在導引頭上呈現的是清晰的紅外影象輪廓,這種訊號特徵是包括空中一號的所有敵機造施放任何紅外干擾彈都難以模擬的,幾乎是無法被幹擾矇騙。

紅外凝視焦平面成像的替代方法

但是紅外凝視焦平面成像也有個缺陷,就是過於昂貴。因此在很多紅外製導導彈一般會採用兩種制導模式,即紅外和電檢視像制導。在發射的操作上基本相同,都是在攻擊方在搜尋捕捉到目標後啟用導引頭,紅外或電視導引頭在鎖定目標後即可發射。發射後可以做到“發射後不用管”。

在效能上對比,電視導引頭的畫素更多,探測鎖定目標的距離可達4千米,因此射程就要比紅外製導遠,可在距目標4千米的距離上對其進行鎖定。但電視導引頭的劣勢也是非常突出,很容易受外界環境干擾,只能在白天作戰。

那麼想採用紅外製導技術打擊空中目標,在用不起紅外凝視焦平面成像的前提下,是否可以做到物美價廉。

過去的第二代行動式防空導彈,一般採用單一波段紅外點源制導,對目標拋射出的紅外干擾彈以及色溫上的變化敏感度不夠強,很容易因干擾而丟失目標。而採用雙波段紅外導引頭,也就是該導引頭可以同時對兩個紅外波段的紅外輻射訊號進行跟蹤,對目標的紅外訊號偵測範圍拓寬,從而使敏感度提高。

雙波段紅外導引頭,既可以探測到目標的發動機尾噴口或尾焰較明顯的熱特徵,也能探測到目標機體蒙皮上相對不那麼明顯的氣動熱特徵,從而不會丟失目標追蹤。而且紅外導引頭在採用了比溫鑑別技術後,導引頭能夠比較探測目標與周圍背景的細微溫差,從而在較複雜的背景中仍能找到目標的特特徵。

因此紅外製導在使用紅外多元雙色和多元紅外後,可以填補沒采用紅外凝視焦平面成像技術的劣勢。所謂的“多元”也就是前面提到的多個紅外探測器單元排列成線列或小的面陣列,而“雙色”則是指對目標在兩個紅外波段上的探測,而這種紅外點源制導的雙色多波段技術,與紅外凝視焦平面成像技術都是目前紅外製導技術發展的趨勢。

總結

空軍一號的紅外干擾彈的神話,或者說其號稱無法被擊落的神話,其實就是冒名頂替綜合徵的蔓延。在這種心理狀態下,在面對對手時,都會覺得自己是個靠運氣的冒牌貨,而對方是靠實力,久而久之就缺少了和對方亮劍的勇氣。

特別是在輿論和擁有話語權的西方有意引導下,空軍一號無法被擊落的認知就會更加地加深。世界並沒有什麼事物是絕對優秀的,只是裝得多了,顯得優秀的次數多了,也就真的優秀了。也就是喬布斯擅用的現實扭曲力場,混淆視聽後再也沒人細究事實的真相。

最新評論
  • 1 #

    很詳細,挺專業的。對沒有熱源的目標紅外成像技術了解嗎?了解的話請講講……

  • 2 #

    全民都會造地雷現在全民升級造各種未來高科技武器

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