航展上那些裝備間的聯(lián)系之“攻頂”和“紅外”

與期

兩年一度的珠海航展如期舉行，不只是軍事愛好者、航空攝影愛好者的盛會(huì)，也是我軍裝備發(fā)展的對(duì)外展示窗口。對(duì)于這屆航展，筆者的身份也由過去的軍事愛好者逐步向職業(yè)的軍事媒體人過渡，也由此得以在航展現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)了近一個(gè)禮拜。雖然有了更多與展方工作人員的交流機(jī)會(huì)，不過涉及到的一些技術(shù)細(xì)節(jié)或因敏感或有些涉密，彼此也心照不宣不便細(xì)說了。所以這篇“航展文”并不會(huì)有所謂的“爆料”，這些裝備的信息，或是來自現(xiàn)場(chǎng)的宣傳材料、或是展方發(fā)言人的介紹，以及綜合多方面的采訪實(shí)錄。

2016年的“珠海航展”，在微博微信等平臺(tái)上大家不禁調(diào)侃著，這難道不是“珠海防務(wù)展”嗎？的確，本屆珠海航展兵器集團(tuán)的參與度更高了。正是地面裝備的加入，讓筆者對(duì)這些參展裝備的思考多了“聯(lián)系”之感。雖然有些裝備是“天上”的、有的是“地上”的，有些裝備是炮兵的、有的是防空兵的，有些裝備是分屬進(jìn)攻方與防御方，有些小裝備、子系統(tǒng)裝在地面重型裝甲車輛上但也裝在了轟炸機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)上，有些裝備是……它們之間也因此有了技術(shù)上的共通性，或因矛與盾中的“魔高一尺、道高一丈”的對(duì)抗進(jìn)而引發(fā)了“聯(lián)系”。

那么，就先從兵器館內(nèi)的一型裝備說起。

攻頂

從兵器館的“紅箭”-12說起。在與旁邊的“紅箭”-9A的對(duì)比中，“紅箭”-12尺寸體積顯得很小巧?！凹t箭”-12在上屆珠海航展上就展出過，以“攻頂”和“紅外凝視焦平面”（包括由此帶來的“發(fā)射后不用管”特點(diǎn)）的鮮明標(biāo)簽，讓筆者念念不忘。這樣特點(diǎn)的反坦克導(dǎo)彈，或許大家第一個(gè)想到的就是美國(guó)的“標(biāo)槍”。筆者也是，猶記得在FPS游戲大作《使命召喚4》中發(fā)射“標(biāo)槍”時(shí)，導(dǎo)彈出筒陡然攀升，然后就是俯沖“一頭扎向”老蘇式T系坦克的炮塔頂部。望著畫面里“標(biāo)槍”高拋物線式攻頂彈道，著實(shí)被驚艷到了，也是暗生“羨慕”之情，什么時(shí)候國(guó)內(nèi)才有？轉(zhuǎn)眼到了珠海航展上一看，“攻頂”早已經(jīng)不是什么黑科技了。在兵器館內(nèi)，能“攻頂”的也不只“紅箭”-12，還有末敏彈。

從戰(zhàn)斗部看“，紅箭”-12的聚能裝藥破甲戰(zhàn)斗部與末敏彈的自鍛破片戰(zhàn)斗部算是技術(shù)同源了，只不過自鍛破片戰(zhàn)斗部是破甲戰(zhàn)斗部的異化，其戰(zhàn)斗部?jī)?nèi)的藥型罩的錐角很大，這樣裝藥引爆后，爆轟作用在金屬藥型罩上形成的不再是破甲戰(zhàn)斗部的射流，而是將藥型罩?jǐn)D壓、翻轉(zhuǎn)、拉伸“鍛造”成2 000米/秒的高速?gòu)椡瑁ㄒ簿褪恰白藻懗尚螐楊^”）。這樣的自鍛破片戰(zhàn)斗部就成了包括末敏彈在內(nèi)的靈巧彈藥的戰(zhàn)斗部，用于攻擊坦克等目標(biāo)的頂部較薄弱裝甲。

而在制導(dǎo)上，對(duì)比“紅箭”-12反坦克導(dǎo)彈的紅外或電視制導(dǎo)，末敏彈上用于“制導(dǎo)”的叫“敏感器”。末敏彈的敏感器在技術(shù)上更為復(fù)雜，已經(jīng)是紅外/多元紅外、激光雷達(dá)、主/被動(dòng)毫米波敏感器的多?！皬?fù)合”。年初官方媒體曾報(bào)道過兵器工業(yè)第203研究所已突破了紅外/激光/毫米波的三模復(fù)合敏感器技術(shù)。而在本屆航展上，不只是展出了與155毫米榴彈炮適配的炮射型末敏彈GP155G（GS1）型155毫米末敏彈，還展出了通過120毫米迫擊炮發(fā)射的末敏彈GP120B（GS2）型120毫米末敏彈，“迫擊炮也可以打坦克”現(xiàn)在是絕非虛言了。這也是航展現(xiàn)場(chǎng)諸多展品都在體現(xiàn)的，某項(xiàng)昔日的“黑科技”在我們突破掌握后，就開始不斷擴(kuò)散，并應(yīng)用自如。

另外，在兵器館還能看到另一型可“攻頂”的93毫米單兵掠飛攻頂火箭彈。相對(duì)于“紅箭”-12和末敏彈的彈道攻頂，這型火箭彈展牌上的“掠飛攻頂”在解讀上，或許就可以參考世界上第一型裝備入役的攻頂式反坦克導(dǎo)彈瑞典RBS-56“比爾”?！氨葼枴钡摹奥语w攻頂”是指：反坦克導(dǎo)彈以平緩的彈道飛到裝甲目標(biāo)上方，通過傳感器啟動(dòng)戰(zhàn)斗部，利用炸藥爆炸形成的金屬射流或爆炸成型戰(zhàn)斗部“垂直”向下攻擊目標(biāo)最薄弱的頂部裝甲。

所以，對(duì)于“93毫米單兵掠飛攻頂火箭彈”基本可以理解為，瑞典“比爾”上的掠飛攻頂打擊方式通過適當(dāng)?shù)慕蹬洌ū热缟涑探档?、制?dǎo)系統(tǒng)更低廉）后應(yīng)用在了這型火箭彈上，以提高傳統(tǒng)的單兵火箭筒對(duì)坦克等重裝甲目標(biāo)的命中精度和毀傷能力。但當(dāng)筆者向現(xiàn)場(chǎng)人員求證掠飛攻頂是否如“比爾”一般時(shí)，答案是不置可否。不過，當(dāng)問道這個(gè)彈出的彈翼看著比較脆弱，估計(jì)沒法承受高拋物彈道攻頂時(shí)的大過載、高速俯沖時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員卻也微微點(diǎn)了頭。所以，這個(gè)可以“攻頂”打坦克的單兵火箭彈，應(yīng)該是表里如一像展牌所示的“掠飛攻頂”。

紅外

那么，再看“紅箭”-12的另一技術(shù)標(biāo)簽——“紅外”。紅外制導(dǎo)技術(shù)在空空導(dǎo)彈上的應(yīng)用是非常早的，1948年第一枚紅外制導(dǎo)的導(dǎo)彈就是美國(guó)的“響尾蛇”空空導(dǎo)彈。但紅外制導(dǎo)技術(shù)在反坦克導(dǎo)彈上的應(yīng)用卻相對(duì)滯后，這主要受限于紅外制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展。紅外制導(dǎo)包括紅外點(diǎn)源制導(dǎo)和紅外成像制導(dǎo)兩大類。在技術(shù)發(fā)展上，相對(duì)早的成熟應(yīng)用的是紅外點(diǎn)源制導(dǎo)。

紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)單概括就是，紅外探測(cè)器能從背景中識(shí)別出一個(gè)目標(biāo)的“亮點(diǎn)”，這樣的性能對(duì)于反坦克導(dǎo)彈來說顯然是不夠的，但在早期的空對(duì)空作戰(zhàn)中是“夠用”的。紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的空空導(dǎo)彈，只要能在天空的大背景下識(shí)別出目標(biāo)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)噴口等“發(fā)熱”部位即可。

只不過第一代紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的探測(cè)器采用的是不制冷的硫化鉛，靈敏度差、抗干擾能力不足、跟蹤角速度低，所以當(dāng)時(shí)紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的空空導(dǎo)彈只能算是能用，只能跟蹤鎖定速度慢的飛機(jī)。到了第二代，紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的探測(cè)器采用的是制冷的硫化鉛或銻化銦，探測(cè)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(duì)高速目標(biāo)的攻擊能力，雖然這一代的空空導(dǎo)彈還只能是對(duì)目標(biāo)的尾追攻擊。而到了上世紀(jì)70年代，紅外探測(cè)器進(jìn)一步升級(jí)為高靈敏度的制冷銻化銦，出現(xiàn)了圓錐掃描、玫瑰線掃描等信號(hào)調(diào)制方式，這才使得紅外點(diǎn)源制導(dǎo)做到探測(cè)距離遠(yuǎn)、探測(cè)范圍大、跟蹤角速度高，具備對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)搜索和截獲能力，才使得近距空空導(dǎo)彈具備了大角度離軸發(fā)射、全向攻擊、對(duì)付高機(jī)動(dòng)目標(biāo)等能力。

也是到了70年代，第一代紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)出現(xiàn)。相對(duì)于紅外點(diǎn)源制導(dǎo)識(shí)別呈現(xiàn)出的目標(biāo)是個(gè)“亮點(diǎn)”，紅外成像制導(dǎo)呈現(xiàn)的則是個(gè)“面”，可以反映目標(biāo)和周圍景物分布特征的圖像輪廓，這就是紅外制導(dǎo)技術(shù)上由“點(diǎn)”到“面”的進(jìn)步。而隨后的紅外成像制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展歷程，核心就是如何更好的呈現(xiàn)這個(gè)“面”。在第一代紅外成像制導(dǎo)上給出的解決方案是，線列陣紅外探測(cè)器+旋轉(zhuǎn)光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)，也就是說線列陣紅外探測(cè)器是“線”，通過機(jī)械裝置的掃描來由“線”生“面”。到了第二代紅外成像制導(dǎo)，則是個(gè)“小面”生“大面”的關(guān)系，紅外探測(cè)器是平面陣列排布的，這種小規(guī)模的紅外焦平面陣列探測(cè)器是以串并掃描的方式來工作，由此來將小的紅外圖像“生成”完整的目標(biāo)紅外圖像。

而在解決了紅外探測(cè)單元的體積和成本的問題后，第三代紅外成像制導(dǎo)的特點(diǎn)就是將紅外焦平面陣列進(jìn)一步做大，集成更多的紅外探測(cè)元件，比如128×128單元、256×256單元、512×512單元等。在信號(hào)掃描上，焦平面陣列是電子自掃描，沒有了光機(jī)掃描機(jī)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)掃描時(shí)帶來的時(shí)間延遲，也就可以做到對(duì)目標(biāo)目不轉(zhuǎn)睛的“凝視”（這樣的陣列優(yōu)勢(shì)，可以類比“相控陣?yán)走_(dá)”）。所以凝視焦平面陣列，就成了新一代紅外成像制導(dǎo)技術(shù)的代名詞，它在探測(cè)靈敏度、抗干擾能力、空間分辨率等方面有著全面優(yōu)勢(shì)，不僅能探測(cè)遠(yuǎn)程小目標(biāo)和鑒別多目標(biāo)，甚至可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別和選擇命中點(diǎn)。

因此，紅外成像技術(shù)上的突破，才有了紅外制導(dǎo)在“紅箭”-12這類攻頂反坦克導(dǎo)彈上的應(yīng)用。只有紅外成像焦平面陣列才能做到在地面復(fù)雜背景中搜索發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，鎖定目標(biāo)，乃至對(duì)目標(biāo)局部特定部位（坦克炮塔頂部）的鎖定，以及在發(fā)射后持續(xù)跟蹤鎖定機(jī)動(dòng)中的目標(biāo)。

在與現(xiàn)場(chǎng)人員的交流中也了解到，焦平面陣列是紅外技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)高端的領(lǐng)域，技術(shù)被國(guó)外封鎖，是買不來的。而這些年來國(guó)內(nèi)的技術(shù)發(fā)展非?？?，不僅在觀瞄領(lǐng)域，在制導(dǎo)上的應(yīng)用也開始規(guī)?；?。焦平面陣列技術(shù)，是紅外成像制導(dǎo)在硬件層面上的基礎(chǔ)，軟件層面的比如說制導(dǎo)上的跟蹤算法也同樣關(guān)鍵。導(dǎo)彈在飛行過程中，導(dǎo)彈與目標(biāo)之間的距離、角度等都是不斷變化的，目標(biāo)在制導(dǎo)系統(tǒng)中的成像也是時(shí)刻變化的，那么“跟蹤算法”就要保證能夠適應(yīng)導(dǎo)彈飛行過程中的劇烈變化，保證對(duì)目標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的跟蹤鎖定。

航展上的裝備，當(dāng)然不只“紅箭”-12反坦克導(dǎo)彈的紅外制導(dǎo)技術(shù)是“紅外凝視焦平面成像”。中航工業(yè)展區(qū)首次公開亮相的新一代空空導(dǎo)彈PL-10E，其身上諸多新特點(diǎn)中就包括了“凝視焦平面陣列”，這也是國(guó)際上第四代近距空空導(dǎo)彈的標(biāo)配技術(shù)。

不僅如此，從1號(hào)館中航工業(yè)展區(qū)一直向前走到盡頭的7號(hào)館的航天科技集團(tuán)展區(qū)，還會(huì)發(fā)現(xiàn)這次以數(shù)字模擬訓(xùn)練系統(tǒng)展出的FN-16便攜式防空導(dǎo)彈，它采用的也是紅外凝視焦平面成像技術(shù)。由此帶來的直觀性能提升就是，目標(biāo)在導(dǎo)引頭上呈現(xiàn)的是清晰的紅外圖像輪廓，這種信號(hào)特征是敵機(jī)施放任何干擾彈都難以模擬的，幾乎是無法被干擾的。同樣，這樣的性能優(yōu)勢(shì)也會(huì)在PL-10E空空導(dǎo)彈上體現(xiàn)。

只不過，“紅外凝視焦平面成像”千好萬(wàn)好有一個(gè)不好，那就是價(jià)格成本還不夠物美價(jià)廉。所以，“紅箭”-12在設(shè)計(jì)上采用了兩種制導(dǎo)模式，即紅外和電視圖像制導(dǎo)。據(jù)介紹，這兩種制導(dǎo)模式在發(fā)射的操作上基本相同，都是射手搜索捕捉到目標(biāo)后激活導(dǎo)引頭，紅外或電視導(dǎo)引頭在鎖定目標(biāo)后即可發(fā)射，發(fā)射后射手可以馬上轉(zhuǎn)移，做到了“發(fā)射后不用管”。在性能對(duì)比上，電視導(dǎo)引頭的像素更多、探測(cè)鎖定目標(biāo)的距離達(dá)4千米，因此射程就要比紅外的遠(yuǎn)很多，可在距目標(biāo)4千米的距離上對(duì)其進(jìn)行鎖定。但電視導(dǎo)引頭的劣勢(shì)也是明顯的，很容易受外界環(huán)境影響，只能在晝間作戰(zhàn)。紅外導(dǎo)引頭的“紅箭”-12雖然只能在距目標(biāo)2千米的距離上鎖定目標(biāo)，探測(cè)距離近了些，但基本不會(huì)受惡劣天候的影響，可全天候作戰(zhàn)。因此，兩種導(dǎo)引頭的“紅箭”-12可根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和任務(wù)需要靈活選擇，這樣的配置，既有性能上的考慮，也平衡了裝備采購(gòu)和使用成本。

兩種導(dǎo)引頭，這是“打坦克”的“紅箭”-12面對(duì)“紅外凝視焦平面成像”目前價(jià)格較貴所給出的比較理想的解決方案。那么采用紅外制導(dǎo)技術(shù)“打飛機(jī)打直升機(jī)”的便攜式防空導(dǎo)彈，在用不起“紅外凝視焦平面成像”的前提下，是怎樣做到性能不差價(jià)格不貴的呢？航展上航天科技展區(qū)的“前衛(wèi)”-18的紅外制導(dǎo)解決方案就頗為代表性。

通過航天科技展方人員的介紹了解到，過去的第二代便攜式防空導(dǎo)彈一般多采用單一波段的紅外點(diǎn)源制導(dǎo)，對(duì)目標(biāo)拋射出的紅外干擾彈以及色溫上的變化敏感度不夠強(qiáng)，很容易因干擾而丟失目標(biāo)。因此，“前衛(wèi)”-18采用的是雙波段紅外導(dǎo)引頭，也就是該導(dǎo)引頭可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)波段的紅外輻射信號(hào)進(jìn)行跟蹤，對(duì)目標(biāo)的紅外信號(hào)偵測(cè)范圍更寬，敏感度有很大提高。雙波段紅外導(dǎo)引頭，既可以探測(cè)到目標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口或尾焰較明顯的熱特征，也能探測(cè)到目標(biāo)機(jī)體蒙皮上相對(duì)不那么明顯的氣動(dòng)熱特征，從而牢牢地鎖定目標(biāo)。而且，“前衛(wèi)”-18的紅外導(dǎo)引頭還采用了比溫鑒別技術(shù)，導(dǎo)引頭能夠比較探測(cè)目標(biāo)與周圍背景溫度之間細(xì)微的差別，從而在較復(fù)雜的背景中仍能探測(cè)到目標(biāo)的熱特征。而便攜式防空導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭在靈敏度、抗干擾能力和精確度上的增強(qiáng)，也使得它對(duì)巡航導(dǎo)彈乃至超音速目標(biāo)具備了一定攔截能力。

同樣是打擊空中目標(biāo)的紅外制導(dǎo)空空導(dǎo)彈，比如與PL-10E擺在一起的PL-5DE空空導(dǎo)彈和TY-90多用途紅外戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，在沒有采用紅外凝視焦平面成像技術(shù)的情況下，也是通過采用與“前衛(wèi)”-18類似的方式來增強(qiáng)紅外制導(dǎo)的性能。中航工業(yè)的官方展牌上介紹，PL-5DE和TY-90的制導(dǎo)方式分別是“紅外多元雙色”和“多元紅外”。這其中的“多元”也就是上面介紹過的多個(gè)紅外探測(cè)器單元排列成線列或小的面陣列，“雙色”是指對(duì)目標(biāo)在兩個(gè)波段上的探測(cè)，最終的作用類比“前衛(wèi)”-18。而這種紅外點(diǎn)源制導(dǎo)的雙色多波段技術(shù)，與紅外凝視焦平面成像技術(shù)都是目前紅外制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的大方向。