国外武装直升机红外对抗技术的发展＊

2012-01-14范文洁夏新欣

舰船电子工程 2012年7期

刘波范文洁夏新欣

（1.陆军航空兵学院北京 101123)（2.北京航空工程技术研究中心北京 100076)

1 引言

由于武装直升机飞行高度低、机动性较差，且紫外、红外暴露特征明显，红外/紫外双色制导导弹对武装直升机构成了严重威胁。为了有效躲避红外/紫外双色制导导弹的跟踪和攻击，提高武装直升机自身的生存能力和安全性，深入开发和研究武装直升机载红外对抗技术是势在必行。本文就武装直升机载红外对抗技术、发展动向、发展分析等，作进一步的探讨［1］。

2 直升机载红外对抗技术

武装直升机载红外对抗技术，主要包括：红外诱饵弹、前视红外（FLIR)、定向红外（DIRCM)［2］。

2.1 新型红外诱饵弹

1)MJU47B是一种运动型红外诱饵弹，它采用改进的MAGTEF颗粒（镁与特夫隆的混合物)作为烟火材料。这种烟火材料既产生诱使敌方导弹远离飞机的红外能量，同时也起推进剂的作用，能产生足够的推力，使诱饵弹跟随飞机飞行而不会迅速下落。MJU47B的尺寸为50mm×62.5mm×200mm，可从美国空军的标准投放系统，AN/ALE47上投放。

2)MJU48B采用了两种材料产生红外辐射，除了传统的MAGTEF材料外，还使用了合金表面公司发明的自燃材料，该材料通过氧化而产生红外辐射。

3)MJU50B是为运输机、战斗机和直升机应用而研制的。它采用自燃材料，在发射甚至点火前完全密封，当氧化金属薄片从圆筒中弹出后与空气接触就迅速氧化并辐射热量。在生效持续时间上，MJU50B与标准燃烧式诱饵弹相差无几，但它辐射热量时不会产生可见光。该弹尺寸为25mm×25mm×200mm，可与美国空军的标准投放系统配用。

4)AD7红外诱饵弹。据称它是一种多频谱诱饵弹，采用了特殊的复合材料，可针对特定的威胁而在选定的频谱区燃烧。AD7弹尺寸与 MJU51B相同，为25mm×25mm×200mm。

5)采用氧化材料的红外诱饵弹。由瑞典BOL投放系统投放的一种新一代红外诱饵弹。该诱饵弹外形如同1.4兆比特的计算机软盘，其表面涂有一层塑料。

2.2 前视红外（FLIR)

直升机载的前视红外（FLIR)系统，能够不受夜间或不良气象条件的限制进行作战。FLIR系统可使作战飞机出勤率提高2～2.5倍；可使精确制导武器命中率提高3～4倍；生存能力提高3～6倍；FLIR系统还可以很清楚地辨别目标（隐藏在沙漠中的坦克)。

前视红外（FLIR)系统具有：高性能、通用性、系统性和低成本。

1)高性能。高性能是对前视红外装置的目标捕获性能方面的要求，主要是作用距离要远。

2)通用性。通用性好是指前视红外装置使用的部件应尽可能在其它作战平台之间通用，如AH64A“阿帕奇”武装直升机装备的TADS/PNVS目标捕获瞄准系统也能适用于“科曼奇”直升机及地面车辆，这样便于模块化设计和降低成本。

3)系统性。系统性则要求改进的前视红外系统与其它配用武器和装置要匹配，例如导弹、头盔瞄准具等。如果不匹配会大大降低它们的作战能力，如在“沙漠风暴”行动中，AH1W“眼镜蛇”武装直升机飞行员在夜间用夜视镜能看到敌方车辆，但直升机载的“陶”式导弹配用的是白昼瞄准具，用于瞄准车辆。

4)低成本。低成本是要求其造价低廉便于大量装备。

例如，洛克希德马丁电子与导弹公司为RAH66“科曼奇”武装侦察直升机研制的新一代EOSS机载光电探测系统。其主要功能是在低能见度下进行目标搜索。

为降低风险，该公司先预研了EOTADS光电目标截获/指示系统和NVPS夜视导航系统，现已开始飞行试验。EOTADS系统装在具有隐身性能的RAH66机头内，用于捕获目标和用激光指示目标；NVPS则用于在复杂天气条件下观察机外景物，为飞行导航服务。EOTADS前视红外系统采用480元焦平面阵列红外探测器。它有三种视场：2°×1.5°、8°×6°、30°×40°，具有很高的信噪比。NVPS子系统的作用是保证飞机能在夜间及不良天气下执行任务。它的视场为：水平52°，垂直39°，比“阿帕奇”的综合头盔显示与瞄准系统的视场更宽。

虽然“阿帕奇”直升机所装备的TADS/PNVS目标捕获瞄准系统和驾驶员夜视系统也具有上述功能，但是“科曼奇”的红外探测器采用的是第二代闪视红外技术，因此它比“阿帕奇”的作用距离更远、分辨率更高。

EOTADS子系统与“阿帕奇”的TADS相比，在良好天气下探测距离提高40%，雾、雨天气下的视距提高了50%。

由于“科曼奇”直升机采用的EOTADS系统能提供高分首席率、高清晰度的图像，从而减少了瞄准子系统误伤己方的概率，后方指挥员亦可获得更多的有用信息，任务计算机的辅助目标检测/分类算法也能充分发挥作用。

目前，休斯公司正在研制第四代FLIR系统。第一代和第二代FLIR系统都采用碲镉汞探测器，能覆盖远红外波段（两代分别覆盖8～12和8～10.5μm)，第四代也将采用碲镉汞探测器，但可以覆盖从可见光（0.4～0.7μm)到远红外整个波段，这样可获得更多的目标信息，加上采用先进的数字信号处理技术，可获得较高的分辨率。

2.3 定向红外

定向红外对抗是将红外干扰光源的能量集中在导弹到达角的小立体角内，瞄准导弹的红外导引头定向发射，使干扰能量聚焦在红外导引头上，从而干扰或饱和红外导引头上的探测器和电路，使导弹丢失目标。

例如，定向红外对抗系统（DIRCM)，它依靠两种截然不同的系统来防御导弹攻击。一个系统里有紫外线传感器，以检测来袭的导弹。另一个装置里有发射器，它可以向导弹的导引头发射红外光束。这两个系统被封在机身下侧的吊舱里。

该系统工作流程如下：

1)便携式导弹被发射后会产生覆盖整个电磁频谱的各种形式能量。定向红外对抗系统（DIRCM)检测到紫外线后就会给发射器发送信号。

2)追踪器一旦收到导弹警戒系统的信号，就会追踪导弹。

3)然后追踪器通过一个高强度气体弧光灯向导弹的引导头发射红外线光束。

4)此时导弹的引导头就像是被强光照到“眼睛”一样。定向红外对抗系统（DIRCM)不只是简单地令导弹“失明”，它发出的激光束中有一种特殊的波形可以进入导弹导引头的导航环里，产生错误信号，使导弹的制导系统认为导弹偏离了航线。

5)制导系统将进而调整导弹的飞行路径。

6)导弹将最终偏离航线，不再构成威胁。

7)这整个过程需要2～5s，不需要机组人员操作。一旦飞机达到大约5500m的高度－大多数便携式导弹的极限射程，该系统就会关闭，直到飞机降落时才会开启。

3 发展动向

1)意大利空军部分运输机和直升机将配备定向红外对抗设备。英国《国际飞行》2011年1月7日报道：意大利电子公司近日获得一笔价值2540万欧元（3370万美元)的合同，将为意大利空军的运输机和直升机提供ELT/572型定向红外对抗设备（DIRCM)［3］。

根据这笔为期三年的合同，意大利电子公司将负责DIRCM的开发、集成和地面测试，并将其安装在意大利阿莱尼亚飞机制造公司研制的C27J运输机、美国洛克希德·马丁公司研制的C130J运输机和意大利意大利/英国阿古斯塔·韦斯特兰公司研制的AW101直升机上。

据披露，在面临便携式地空导弹的攻击时，ELT/572型DIRCM设备可为飞机（直升机)提供360°的防护，甚至当来袭导弹是从飞机上方发射时也同样有效。

2)美国ITT公司开发了保护直升机免受便携式热寻的导弹袭击的新型对抗系统。法国《防务宇航》2011年5月30日报道：新系统采用创新的开放式系统结构和耐用型光纤技术，减轻重量的同时增强了系统可靠性。该系统最近成为了美军通用红外对抗项目的候选系统，通用红外对抗项目的潜在总价值估计高达15亿美元［4］。

ITT公司已经在美军工厂进行了4轮试验，系统达到了通用红外对抗项目的可靠性、温度和模块化要求。试验还演示了ITT公司的模块化开放式系统结构的有效性，系统可以与大量现有的组件集成，并能适应变化的威胁环境。在政府监督的野外演习中，该系统成功与几种不同的导弹告警系统和对抗激光器一起工作。

此外，系统通过采用先进的光纤技术，可以更有效地传输激光能量，提高了系统可靠性的同时大大减轻了重量。

3)俄罗斯展出新一代直升机定向红外对抗系统。据英国《简氏防务周刊》2011年8月25日报道：在近期举办的2011年莫斯科国际航空航天展览会上，俄罗斯Ekran研究和开发中心展出了最新一代“总统S”（PresidentS)吊舱式直升机载防御系统［5］。

系统由两部吊舱组成，可实现360°方位和＋90°到－60°俯仰覆盖。每部吊舱重100到150千克，采用两个紫外传感器，可探测和分类红外和非红外导弹。其激光器采用了氟化氢/氟化氘（Hydrogen Fluoride/Deuterium Fluoride，HF/DF)技术，可在几个红外波段工作。该系统已成功在“米26”直升机上进行了试验。该系统可应付多枚导弹，可有效对抗任何红外导引头，包括成像导引头。它适用于多种直升机、大型运输机和战术快速喷气机。

4)美国诺·格公司演示直升机载第五代红外对抗系统。美国诺斯罗普·格鲁曼公司2011年9月12日报道：诺斯罗普·格鲁曼公司成功演示了专用于保护军用旋翼平台的第五代红外对抗系统［6］。

该系统能有效接收从导弹告警系统发来的指令，转动指示/跟踪器捕获快速移动目标，并持续干扰直至使先进的红外导弹失效。

第五代红外对抗技术是美国陆军通用红外对抗自卫系统的核心技术。与当前的定向红外对抗系统相比，第五代红外对抗系统重量减轻了三分之一，所需的电源输入功率仅为现在的四分之一。

系统采用开放式界面和嵌入式高分辨率红外摄像机，可快速升级。

5)赛峰公司和泰利斯公司签署光电领域合作协议。法国《航宇防务》2011年12月21日报道：法国赛峰公司和泰利斯公司于12月20日签署了建立各自持有相同股份的光电系统与装备合资公司的谅解备忘录，法国国防部长隆盖出席了签字仪式［7］。

通过这一合资公司，泰利斯和赛峰将联合各自在光电领域的专业能力，扩展其提供的产品和服务，以满足包括现代化项目和原始设备在内的新的防务系统需求。目前考虑中的新系统包括用于现代化的“大西洋2”海上巡逻机的光电吊舱、用于即将到来的英法联合研制的中空长航时无人机的图像系统、用于陆军地面车辆的模块化光电系统，以及用于未来直升机的光电设备。

6)美国陆军透露通用红外对抗项目经费细节。英国《简氏防务周刊》2012年1月12日报道：近日，媒体公布了国防部2011年12月28日签署的一份内部备忘录，文中提到美国国防部批准了陆军继续开发新型直升机对抗防护系统的请求［8］。

根据这份文档，陆军获准在通用红外对抗项目（CIRCM)技术开发阶段投资57亿美元。这份文档由国防部负责采购的高级官员签署，数据来源于国防部成本评估与项目估算办公室。其中，系统的研究和开发经费为8.15亿美元，采购经费为33亿美元，运行和维护经费为16亿美元。

通用红外对抗项目旨在开发一种重量较轻的直升机对抗防护系统，以替代美军现役先进威胁红外对抗系统（ATIRCM)。先进红外对抗系统由BAE系统公司开发，体积较为笨重，仅用于CH47“支奴干”等中、重型直升机，无法装备陆军所有直升机。尽管2010年陆军减少了先进红外对抗系统的采购量，但考虑到在阿富汗战场上的紧急作战需求，陆军仍然为“支奴干”直升机采购了83套系统。

国防部方面希望通用红外对抗系统的年度经费不超过2.25亿美元，每套系统的运行费用为7.24万美元。成本评估与项目估算办公室预计系统平均单价为250万美元。目前，BAE系统公司、ITT公司、洛克希德·马丁公司、诺斯罗普·格鲁曼公司和雷声公司等团队均已提交竞标方案。根据文档提出的时间表，系统将于2018年进入部署。

4 发展分析

为了应对迅速发展和完善的光电侦察、火控设备，以及红外成像、激光、电视、复合制导等光电制导武器，未来的武装直升机载红外对抗技术和装备将向综合化、一体化、多元化、立体化等方向发展［9］。

1)凝视型焦平面阵列。由于凝视型焦平面阵列红外探测器中每个探测器在单位时间内接收到的目标光能量远远高于扫描型探测器，故它具有更高的热灵敏度，其探测距离更远。例如，诺斯罗普格鲁曼公司研制的多功能红外传感器系统采用1000×1000元凝视阵列，其探测距离和空间分辨率得到进一步提高。

2)覆盖多波段。频谱响应覆盖可见光、近红外、中红外和远红外波段，可以得到更多的目标信息，提高了探测能力。例如，新材料技术如致变色材料、智能型材料等逐渐成熟，新的干扰对抗手段和装备不断涌现，形成宽谱、高效的干扰体系。美、英等多方合作研制的定向红外对抗系统就是一种多光谱一体化的对抗设备，它采用紫外波段做导弹逼近告警，并可实施定向红外激光干扰。

3)新型激光红外对抗。定向红外对抗可以采用常规的红外光源也可以采用激光，而激光能在干扰光束中集中更大的能量。同其它红外对抗方法相比，相干光（激光)定向红外对抗（CDIRCM)技术能提供更远的作用距离和更大的灵活性，能有效干扰制导系统先进的新一代红外导弹。例如，激光红外对抗（LIFE)与先进的战术红外对抗不同，它采用的是闭环技术：首先发射激光，红外导弹寻的器将激光反射回去，然后将反射波加以分析以确定红外导弹的类型，最后选择最有效的激光调制来对抗特殊类型的红外导弹。这种闭环的相干光定向红外对抗系统更具灵活性，且能更好地对抗新式红外导弹，但结构较复杂。