激光技术对现代防空作战影响研究
李宗良
(空军空降兵学院 广西 桂林 541003)
摘要:激光技术在现代防空作战中的广泛应用,对现代防空的作战方式和作战效能产生了重要影响。主要就激光测距、激光通信、激光制导和激光干扰技术入手,论述了其对现代防空作战的影响,并对激光武器和技术的未来发展进行了展望。
关键词:激光技术,激光应用,现代防空战
Research on the impact of laser technology for Modern antiair warfare
Li Zong-liang
(Air Force Paratrooper College,Guilin 541003,China)
Abstract:Laser technology in modern air defense operation in a wide range of applications,to modern air defense combat and operational effectiveness has produced important influence. This paper mainly on laser rangefinder,laser communication,laser guidance and laser jamming technology proceed with,discussed its to modern air defense combat effects on laser weapons and technology,and the future development are discussed.
Keywords:laser technology,Laser applications,Modern antiair warfare
引言
自1960年7月,美国科学家梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器以来,人们对激光技术的研究已有50多年的历史。激光以其方向性强、单色性好、高亮度和高度的时空相干性,被广泛应用到军事上,提高了军队在高技术战争条件下的打击与防御能力。激光技术在现代防空作战中的应用,也对现代防空的作战方式和作战效能产生了重要影响,
1 激光技术在现代防空作战中的应用
激光技术在现代防空作战中的运用贯穿到作战的每一个环节,激光测距、激光通信、激光制导、激光干扰等激光技术已成为现代防空作战的重要手段,并在不断的改进和完善,并朝着更加成熟和适应战场需要的方向发展。
1.1 激光测距
激光测距是通过测量激光光束在待测距离上往返传播的时间求出目标距离的。激光测距可分为脉冲激光测距和相位激光测距两种。激光测距技术是现代防空作战中侦察和距离探测的重要手段,同时也是激光在防空作战上最早应用的项目。激光测距使得防空作战中的测距侦测更加实时、深入的进行,并能够实时实地发回给后方,以供指挥系统的决策。现有激光测距设备的改进,未来防空武器系统的发展及其命中精度的提高均依赖于激光测距技术的发展。
1.2 激光通信
激光通信是以激光光束作为信息载体的一种通信方式,它可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。其中,有线激光通信就是近年来发展迅猛并且被广泛应用的光纤通信。无线激光通信也可称为大气激光通信。与目前广泛使用的无线电通信方式相比,大气激光通信具有传输保密性好、安装使用方便、信息容量大、抗电磁干扰能力强、性价比高、组网机动灵活的特点,但由于容易被地形地物遮挡、通信节点之间必须能够直视、通信距离近、易受天气条件的影响、对准困难等缺点。
1.3 激光制导
激光制导技术是用来引导武器击中目标的一种激光技术。激光制导方式主要有半主动寻的式和主动寻的式两种。激光制导具有结构简单、作战成本低、抗干扰性能好、命中精度高等优点。与其他制导方式相比具有很大优势。主要应用在现代防空作战中敌方作战飞机的空袭武器或空空对抗中,大大提高了敌方精确制导武器的命中精度。目前国外导弹、炸弹和炮弹都已经采用这种制导技术。此外激光还可与红外、雷达、GPS等实现复合制导,更有利于提高制导精度和应付各种复杂的战场环境,从而发挥全天候作战的优势。
1.4 激光干扰
激光干扰就是用发射、转发的激光来欺骗或压制敌方光电设备或遮挡、削弱敌方光电信号造成假象,诱骗敌方武器攻击到其他方向,使其失去目标。激光干扰技术在现代防空战争中的应用主要可分为有源干扰和无源干扰两大类。无源干扰是利用本身不发光的器材,对激光进行散射、吸收,从而干扰激光信号,以削弱敌方的光电设备和武器系统效能。有源干扰是一种主动式干扰方式,利用我方的光电设备发射或转发激光,以欺骗或压制敌方光电设备和武器系统。
2 激光技术对现代防空作战的影响
2.1 激光测距对现代防空作战的影响
在激光测距技术应用到现代防空作战之前,现代防空作战中的测距方式主要是光学测距和雷达测距。与其他测距仪相比,激光测距机具有测距精度高、测距速度快、测距时间短、轻小灵活、测量距离数字显示、操作简单、训练容易等优点。激光测距的应用,不仅提高陆地和海上防空作战能力,而且也在很大程度上提高了防空作战的中近程精确打击以及防空武器的攻击命中精度。此外,激光测距技术对提高侦察系统能力起着更加突出的作用。激光测距技术的应用,不仅减小了测距机的体积和重量,而且使激光测距机的种类更加多样,既可以应用于车载平台和机载平台,也可以发展成为便携式激光测距机。激光测距机的高测距精度,为现代防空作战中精确打击武器提供了更高的目标指引精度。其更快的测距速度,使我方更加易于掌握战机,为防空作战中赢得战场主动权,取得防空作战的胜利奠定了更加有利的基础。
2.2 激光通信对现代防空作战的影响
现代防空作战中,由于多兵种多部门的联合参与,使得信息的传输与交换数量都非常巨大,原有的有线通信和无线通信已不能满足需要,而光纤通信的大量传输性能就适应了这一作战需求,加之其良好的保密性能,使防空作战的保密性得到了基本的保障。且光纤通信的通信质量清晰可靠,为现代防空作战的信息传输提供了质量保障。在现代防空作战的无线通信方面,大气激光通信凭借其巨大优势,也在逐步建立起让人日益瞩目的通信地位。
2.3 激光制导对现代防空作战的影响
目前,地面防空系统面临的威胁已转向巡航导弹以及防区外发射的各种远程精确制导武器,激光制导已成为主要的制导方式。与其他制导方式相比,激光制导技术有着非常突出作战优势,对现代防空作战的影响也非常突出,其特点主要表现在以下几个方面。
2.3.1 命中目标精度高
激光制导炸弹命中率比手控投放无制导的普通炸弹高200倍,比计算机投放无制导炸弹命中率提高50倍,把航空炸弹的命中精度从原来的圆周误差90~100m,提高到3~4m。而美国研制的“铜斑蛇”激光制导炮弹,命中精度0.4~0.9m,命中率可达80%以上。
2.3.2 抗干扰能力好
激光制导武器的另外一个鲜明特点就是良好的抗干扰能力。由于激光的单色性好,光束的发散角小,所以激光制导武器的抗干扰性能非常好,现如今使用的电磁干扰手段很难使激光制导武器受到干扰。这也造就了其他制导武器所无法媲美的优势。而且这一优势在防空作战中,为空袭武器在飞行末端精确命中目标提供了进一步的保障。
2.3.3 结构简单、成本低
激光制导武器的制导部分结构比较简单,且在各种武器上面所用的制导部分结构也大体相似。所以现代防空作战武器的更新升级和换代都没有受到激光制导部分的限制,而且在原有的制导结构上能衍生出多种防空武器。
现代防空作战的激烈对抗程度在防空兵器的直接接触中尤为明显,激光制导武器的精确性、抗干扰性、简便性和低成本性为我方防空作战能力的提升发挥了巨大作用。同时也使我方防空力量有了一个质的跨越。但是在一定程度上,敌方激光制导武器的应用也给我防空力量增加了很大压力。所以,如何最大限度地保存我方作战力量,消灭敌方作战力量,已成为我们必须面对的课题。
2.4 激光干扰对现代防空作战的影响
激光干扰技术在现代防空作战中主要应用在通信干扰、侦查和探测干扰以及制导干扰三个方面。在激光通信干扰方面,激光干扰可以利用其独特的干扰特性和多样的干扰方式,给防空作战中的敌方通信系统适时、适地甚至是致命的干扰,使敌方的通信网络受阻直至瘫痪。在激光干扰侦查探测方面,激光也可以使敌方的侦查探测出现偏差,传递错误信息,或者使敌方的激光测距以及其他侦查设备无法正常工作。随着防空战争中的武器制导方式越来越先进,我方防空武器所面临的来自敌方的地地导弹和空地导弹的威胁越来越大,而这些空袭导弹的高精确制导又使防空武器所面临的威胁变得更为严峻。激光干扰在干扰制导方面的应用,就为减少精确制导武器威胁、保全我方有生作战力量带来了巨大转机,在防空作战中起到了举足轻重的作用。
3 激光技术在未来防空作战中的应用和发展方向
随着激光技术的不断发展,激光技术在未来防空作战中的重要性将会越来越大,激光技术的应用在未来防空作战中的应用成果也将会朝着更加适应战场需要的方向发展。合成孔径激光雷达、战术防空激光武器、战略防空激光武器将会从实验阶段逐步走向作战平台。
3.1 合成孔径激光雷达
合成孔径激光雷达是利用合成孔径技术,以激光器作辐射源的一种新体制激光雷达,它综合了合成孔径雷达和激光雷达的优势,可拍摄战术图像,满足远程战场的遥感需求。其方位向分辨率大大提高,达到厘米量级;同时所用的成像时间减少,而且利用较少数量的脉冲就可测得瞬时多普勒频移。合成孔径激光雷达可以利用聚束模式实现更高的分辨率,具有自身独特的优势。它不仅克服了普通激光雷达波束窄、搜索目标困难等缺点,还能提供比合成孔径雷达更高的方位分辨率,适合大面积的对地成像。
3.2 战术防空激光武器
战术防空激光武器是指用强激光束直接杀伤空中来袭的战术目标的武器。从当前的战术运用来看,这些战术目标主要是战术弹道导弹、巡航导弹、反辐射导弹、其他空对地精确制导导弹、炸弹和飞机等。防空激光武器的主要特点有:攻击目标速度快;转移火力快;效费比高;杀伤效率好。而且根据发射激光的强弱,防空激光武器破坏空中目标的能力也有所差别的。但是无一例外都能有效破坏飞机和各种精确制导导弹的战斗效能。
目前美、俄、德、法等国都在积极发展战术防空激光武器。经过多年的研究、试验,现在已经解决了各项关键技术,并正在向实用化的方向进行发展。
3.3 战略激光防空武器
随着各国在军事竞争和局部地区斗争的加剧,各国对战略防空的地位逐渐重视起来。激光技术在现代防空作战中的战略地位也越来越受到重视。一系列的战略防空激光武器不断在军事科学家的手中诞生、发展、应用和完善。
3.3.1 机载激光防空武器
机载激光器是美国导弹防御局目前正在大力推进的战区弹道导弹助推段拦截方案之一。该计划于2004年底成功完成了两个重要的“里程碑”试验,即“第一束激光”以及“第一次飞行”试验。目前该计划仍在发展用于杀伤性论证的系统部件。如果该系统能够实现对数百千米远的助推段弹道导弹有效拦截,它将具备摧毁低轨卫星的能力。虽然机载激光防空武器没有天基激光防空武器所具有的超高空优势,但是飞机这一搭载平台所具有的良好的机动性是其所不具备的。加之机载平台可实现直接操作,其可靠性比天基平台又提升了不少。所以机载平台的激光防空武器也是包括美国在内的其他各国大力研究的战略防空武器。
3.3.2 天基激光防空武器
天基激光器计划是美国远期、全球弹道导弹防御能力的一个重要组成部分。除美国外,英、法、德等国也都在致力于天基激光防空武器的科研发展之中。从天基激光防空武器所在的位置和其自身的结构,以及外太空对于激光削弱程度可以看出,它对轨道卫星和推进段的弹道导弹的毁伤非常明显。这也是各国致力于天基激光防空武器研究的原因。可以预见,未来防空作战中,控制着天基激光防空武器的一方,在反卫星和弹道导弹防御作战中将会有着决定性的优势。
4 结束语
激光技术在现代防空作战中的发展迅猛,对现代防空战争的贡献也是功不可没。但是激光技术的时代还远远没有结束。在不远的未来,通过装备的革新和技术的不断发展,激光技术会发挥其更大作用和贡献。
参考文献
[1] 周治伟.激光测距干扰与反干扰技术研究[J].红外与激光工程,2005年第12期.
[2] 王海晏,光电技术原理与应用[M].国防工业出版社,2008.
[3] 李云霞.蒙文等.光电对抗原理与应用[M].西安电子科技大学出版社,2009.
[4] 付伟.光电对抗概述[M].信息产业部电子第五十三研究所,2000.
作者简介
李宗良(1973—),山东平度人,讲师,主要从事光电探测、目标识别等方面的研究。