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特种车辆主动防护技术发展研究

时间:2018-08-01 21:22作者:admin打印字号:

 
特种车辆主动防护技术发展研究
北京航天发射技术研究所  王丽伟 刘相新 卢卫建 张建军 余慧娟
 
摘要:为了满足新形势下的作战需求,需要研制针对特种车辆主动防护系统,论证主动防护技术实现的可能性,分析可能采用的系统方案,提出了面向作战使用的特种车辆主动防护方案,为特种车辆主被动一体化防护系统研制提供依据。
关键词:特种车辆 主动防护 生存
 
1.引言
现代侦察监视技术、精确制导武器以及C4KISR技术的发展,使得侦察、监视、指挥、控制和精确打击一体化,对导弹发射车的生存构成了极大的威胁。伪装隐身和抗核加固是提高导弹发射车生存能力的重要途径,即尽量做到不被发现和遭到核打击时不被摧毁。然而,随着超宽带合成孔径雷达、三维激光雷达、GPS/INS、成像匹配和地图匹配等多种方式技术的发展,特别是雷达/红外/光学组网主动探测技术、雷达/红外/光学/激光复合制导系统的发展成熟和综合应用,特种车辆被侦察和攻击的环境更加恶劣,现有伪装隐身不能完成满足光电防护需求,对抗现有精确制导武器则显得更加艰难。
外军精确制导武器在中段主要采用GPS、惯性或GPS/惯性组合制导,末制导采用地图匹配、红外成像、电视制导、雷达制导、激光制导等手段,其中红外成像、雷达制导、激光制导的末制导方式能够攻击机动目标。由于精确制导武器的末制导范围较近,此时制导设备的分辨力和精度都比较高,导弹发射车的现有伪装措施不能完全避免目标不被跟踪,因此需要通过主动防护系统对制导系统的红外、雷达、激光和数据链的通信能力实施干扰和对抗,降低敌方武器的攻击效能。
本论文结合现代战争对武器系统的要求,论证主动防护技术实现的可能性,分析可能采用的系统方案,为导弹地面武器系统主动防护系统方案确定提供依据。
2.国内外主动防护研究状况
2.1 国外研究情况
发展集传感器、干扰装置、假目标(诱饵)装置、烟幕、伪装网等多种技术手段于一体,汇光电侦察、告警和干扰功能于一身的综合主动防护系统,实现伪装防护的多样化、配套化、智能化和体系化,已成为外国陆军主动防御系统发展的主要目标。例如,俄罗斯发展了具有烟雾迷盲和红外干扰功能的“窗帘”主动防御系统,以及采用定向破片弹药摧毁来袭导弹的“竞技场”主动防御系统,并由这三套系统配套形成T-90等主战坦克的综合一体化主动防御体系。法国在设计其“勒克莱尔”2015隐形坦克时,在做好车体隐身设计的同时,也将采用由KDFM车载伪装系统(被动伪装)、KBCM车载伪装防护系统(软杀伤)和SPATEM车辆主动防御系统(硬杀伤)组成的一体化综合防御体系。美军在研的陆军综合主动防御系统(IAAPS)同样采用了被动隐蔽伪装、主动迷盲干扰和弹药反击的综合一体化方案,其被动式传感器系统发现来袭目标后能提示计算机,由其对目标进行分类,而后选择是用干扰方式或拦截弹方式或是同时采用以上两种方式保护其自身免遭打击。以色列采用POMALS防护系统与Trophy主动防御系统组成了装甲车辆主/被动防护相结合的一体化综合防护系统。外军研制的首脑工程等固定目标防激光制导武器打击系统也多采用一体化综合防护的方案。如英国的“壁垒”电子对抗系统是集遮蔽剂与空中系留障碍物等为一体的多功能无源防护系统,当来袭导弹距离目标15km时,可紧急启动各种防御措施的任意组合,对付激光制导等精确制导武器的打击。
2.2国内研究情况
中国98式主战坦克安装了JD-3综合激光测距仪/警告/自己防卫装置。JD-3系统使用一种高功率激光直接地攻击敌人的武器光学系统和炮手。当坦克被敌人的距离-探测或武器-制导激光照时,该系统的激光告警接收机能对产生告警信号。然后将坦克的炮塔横向旋转面向敌人的威胁方向,用激光自防卫武器对抗敌人的激光源。RCG541-2型激光告警器是国产轻便式激光侦察告警设备,工作波段为10.6微米,是一种车载激光告警设备。可安装在多种作战车辆上,为车辆提供光电保护,作用距离达到15公里以上。国产某型激光距离欺骗干扰设备,属于车载激光干扰设备。可对激光测距的定向激光进行干扰,使激光测距机不能得到确定的目标距离,使敌方的火力打击失去“准星”。
3.新型主被动一体化伪装子系统总体方案
主动防护系统主要包括威胁报警分系统、决策与指挥控制分系统、主动对抗分系统组成,特种车辆所面对的威胁主要来自于空中,因此通过对主动防御需求的分析,目的是能够提出建设一套适合导弹发射车主动防御系统,使敌方的侦察设备和精确制导武器失去应有的侦察定位精度和作战效能。主要通过综合告警、光电干扰、主动对抗等功能,实现在可见光、红外、雷达、激光波段范围内的自主防御,使敌方的侦察设备丧失原有的侦察定位精度;当导弹发射车制导武器跟踪锁定时,通过综合告警设备提出警告,采用复合干扰技术、雷达干扰与对抗技术、GPS 干扰技术、激光干扰技术使敌方的精确制导武器的制导系统和引信装置受到干扰,丢失真实目标而攻击假目标、引信早炸或失效的方式逃脱敌方精确制导武器的攻击。
威胁告警分系统是主动防护系统的“眼睛”,用于探测导弹、火箭弹等来袭目标,主要有激光告警装置、雷达告警装置、红外告警装置等。决策控制分系统是主动防护系统的“大脑”,用来筛选、判断袭来目标,并选择相应的命令,由计算机、控制软件、控制面板和指挥信号换流器等组成。主动对抗分系统是主动防护系统实现最后致命一击的“铁拳”,分硬、软杀伤两大类。硬杀伤主要是各种弹药发射器,软杀伤则主要有诱饵弹、干扰弹等。告警装置识别威胁,然后通过数据处理,确定来袭威胁的大小、形状和矢量。控制分系统数据决定适当的对抗方法,计算射击单元。对抗装置对来袭威胁进行实际拦截,它一般由拦截弹发射器和拦截弹组成。
 

图1 特种车辆主动防护系统的组成
4. 特种车辆主动防护系统的组成
4.1威胁告警分系统
威胁告警分系统快速发现对方侦察设备的存在,并测定其频率和方位、信号参数、分析和识别目标的性质,根据已经掌握的信号先验信息和知识,判断该侦察装备的功能、工作状态和威胁程度等;及时准确地探测敌方来袭目标,确定其来袭威胁方位、高度、距离等信息,将获取的信息传送给多传感器耦合装置进行数据处理,发出警报,同时将数据信息传给控制系统。
威胁告警分系统主要包括:雷达告警器、激光告警器、红外告警器。激光告警器用激光敏感器完成,安装在发射车四周,采集的信号发到指挥控制分系统,由指挥控制分系统进行分析决策。红外告警器安装于特种车辆的驾驶室与设备舱之间,既有效利用了空间,又能有效的保证告警器的正常工作。雷达告警器则安装于设备舱中。威胁告警系统一旦启动,将实时的将信号传送给决策与指挥控制分系统。
4.2 决策与指挥控制分系统
当接到告警器的预警信号时,控制系统的任务是将各种信息进行综合分析,确定最佳对抗方式和实施程序,控制各种对抗装置的启动。包括以下功能:
Ø 充分利用数据融合技术,把不同探测器对同一信号的跟踪信息融合在一起,并能够产生输出信号;
Ø 估计可能的威胁类型并确定其评估的可信度;
Ø 通过数据分析排出威胁的优先次序;
Ø 具有对干扰对抗单元的管理功能,根据现有的对抗措施、系统工作状态来安排对抗手段。从而实现对敌目标的干扰、欺骗、遮挡、压制及拦截,达到主动防御的目的。
4.3 主动对抗分系统
主动对抗分系统主要包括3个子系统,包括复合干扰弹、雷达红外诱饵和主动拦截系统。
主动对抗分系统按照控制命令产生多种合适的干扰或噪声信号进入对方侦察接收机,从而使对方难以从回波信号中检测出目标信息,达到干扰的目的。雷达红外诱饵是在目标已经暴露、并且威胁告警分系统已经告知有威胁来临时才开始工作的,是一种应急措施。威胁告警分系统能够提供来袭目标的方向和距离,自动向受到敌方威胁的方向发射复合干扰弹,削弱敌方探测系统的探测能力,破坏来袭弹药导引头的工作;同时向车体附近发送诱饵弹,而发射车则迅速机动,躲避来袭威胁,并转换阵地继续执行任务。
主动拦截装置就是利用诱饵弹来吸引干扰来袭目标的注意力,而发射车则启动拦截装置实施拦截并迅速转移。主动拦截装置的反应时间应该很短,以达到完成欺骗和打击过程, 否则只是徒增系统的复杂度和造价。
5 结束语
随着探测技术、制导技术与信息技术的发展,主动防护系统成为武器系统必需的配套,主动防护系统必须具备远距离探测能力和快速数据处理能力将由单一主动防护系统向综合主动防护系统发展,综合主动防护系统是主动防护技术的发展趋势,防护范围也将全面扩大,从拦截低速弹向拦截高速弹突破。
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