煙幕對(duì)電視/紅外復(fù)合導(dǎo)引頭影響規(guī)律研究?

鄒佳歧 朱傳偉 付哲泉

（海軍大連艦艇學(xué)院 大連 116018）

1 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的作戰(zhàn)環(huán)境日益復(fù)雜，單一模式的制導(dǎo)方式在制導(dǎo)精度、抗干擾性能和可靠性等方面已經(jīng)難以滿足戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)的需要［1］。因此，復(fù)合制導(dǎo)方式成為精確制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的必然方向［2］?，F(xiàn)階段，在多種復(fù)合制導(dǎo)方式中，可見(jiàn)光/紅外復(fù)合制導(dǎo)方式是應(yīng)用較廣泛的一種［3～4］。為降低電視（可見(jiàn)光）/紅外復(fù)合制導(dǎo)武器的效率，保護(hù)己方重點(diǎn)設(shè)施、裝備，復(fù)合煙幕作為一種遮蔽、偽裝、掩護(hù)、支援各軍兵種作戰(zhàn)的高效費(fèi)比武器被廣泛地應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)［5］。針對(duì)煙幕干擾效果的評(píng)估有許多標(biāo)準(zhǔn)［6～9］，但是這些方法還是沒(méi)有充分考慮到真實(shí)的作戰(zhàn)對(duì)抗環(huán)境，而且大多研究都不是定量的研究［10］。

在眾多發(fā)煙劑中，赤磷發(fā)煙劑是一種對(duì)可見(jiàn)光能夠有效遮蔽的發(fā)煙劑［11～12］，而且有研究表明，赤磷發(fā)煙劑和銅粉的復(fù)合煙幕在煙箱中對(duì)紅外成像有較好的干擾效果［13］，但沒(méi)有在外場(chǎng)試驗(yàn)中進(jìn)行檢驗(yàn)?；谶@一情況，本文對(duì)赤磷發(fā)煙劑和銅粉復(fù)合煙幕在外場(chǎng)中對(duì)可見(jiàn)光和紅外成像的干擾性能進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。

2 試驗(yàn)條件及方法

2.1 儀器設(shè)備及場(chǎng)地布置

試驗(yàn)儀器包括紅外熱像儀（8μm～12μm）、攝像機(jī)、紅外熱源。試驗(yàn)場(chǎng)地按照?qǐng)D1 所示布置，每次試驗(yàn)共使用10kg 銅粉發(fā)煙劑彈體2 個(gè)和80g 赤磷發(fā)煙劑藥柱38 個(gè)，銅粉發(fā)煙劑彈體之間間隔10m，赤磷發(fā)煙劑藥柱均勻分布在20m×30m 的矩形范圍內(nèi)。攝像機(jī)和紅外熱像儀測(cè)試距離1000m。設(shè)置熱源溫度45℃，試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度15oC，環(huán)境濕度22%，風(fēng)速2.1m/s。

2.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)首先點(diǎn)燃赤磷發(fā)煙劑藥柱，當(dāng)赤磷煙幕形成后，起爆銅粉發(fā)煙劑彈體，使銅粉分散到赤磷煙幕中，形成復(fù)合煙幕。使用攝像機(jī)和紅外熱像儀全程記錄試驗(yàn)過(guò)程，試驗(yàn)重復(fù)3次。

3 結(jié)果與討論

3.1 煙幕對(duì)可見(jiàn)光干擾效果

使用攝像機(jī)記錄全部試驗(yàn)過(guò)程，圖2 為復(fù)合煙幕在赤磷發(fā)煙劑點(diǎn)火、成煙、最濃、結(jié)束四個(gè)階段效果圖。從圖中可以看到，赤磷煙幕形成后，對(duì)后方的物體進(jìn)行了有效的遮蔽，也就可以達(dá)到干擾電視（可見(jiàn)光）制導(dǎo)的效果。

圖2 煙幕各階段效果圖

根據(jù)錄像結(jié)果可得到每次試驗(yàn)煙幕的形成時(shí)間，以及煙寬煙高隨時(shí)間的變化的數(shù)據(jù)，根據(jù)此數(shù)據(jù)可做出煙幕有效遮蔽煙寬達(dá)到100m 后，煙寬和煙高隨時(shí)間變化的情況，如圖3所示。

圖3 煙幕煙寬和煙高隨時(shí)間變化情況

每次試驗(yàn)的煙幕形成時(shí)間，有效遮蔽時(shí)間，平均煙寬，平均煙高如表1所示。

表1 煙幕對(duì)可見(jiàn)光的遮蔽參數(shù)

由圖3 和表1 中的數(shù)據(jù)可知，3 次試驗(yàn)的煙幕形成有效煙寬的時(shí)間都在50s 以上，由于天氣原因平均煙寬和平均煙高會(huì)存在變化，但平均煙寬都大于130m，平均煙高都大于9m，煙幕有效遮蔽時(shí)間都大于130s。

3.2 煙幕對(duì)紅外熱源干擾效果

銅粉分散在赤磷煙幕中形成復(fù)合煙幕，這一部分復(fù)合煙幕對(duì)紅外熱源的遮蔽有較好的效果，所以重點(diǎn)分析復(fù)合煙幕對(duì)紅外熱源的干擾效果。使用紅外熱像儀記錄全部試驗(yàn)過(guò)程，圖4 為復(fù)合煙幕在銅粉發(fā)煙劑起爆、成煙、偏移、結(jié)束四個(gè)階段的效果圖。從圖中可以看到，復(fù)合煙幕可以將后方的紅外熱源完全遮擋，紅外熱源在紅外熱像儀中完全消失，也就可以有效干擾紅外制導(dǎo)的效果。

圖4 紅外熱像儀中復(fù)合煙幕各階段效果圖

根據(jù)紅外熱像儀記錄的數(shù)據(jù)，可以得到復(fù)合煙幕對(duì)紅外熱源有效遮蔽寬度和高度隨時(shí)間變化的曲線，如圖5所示。

圖5 復(fù)合煙幕煙寬和煙高隨時(shí)間變化情況

根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出復(fù)合煙幕對(duì)紅外熱源有效遮蔽的平均煙寬和平均煙高，如表2所示。

表2 復(fù)合煙幕對(duì)紅外熱源的遮蔽參數(shù)

由圖5 和表2 中的數(shù)據(jù)可知，銅煙的煙寬和煙高在測(cè)試時(shí)間范圍內(nèi)變化不大，且平均煙寬都大于30m，遮蔽時(shí)間都大于30s。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究測(cè)試了赤磷發(fā)煙劑/銅粉復(fù)合煙幕在外場(chǎng)環(huán)境中對(duì)可見(jiàn)光和紅外熱源的干擾效果，試驗(yàn)結(jié)果表明，在外場(chǎng)環(huán)境中，復(fù)合煙幕對(duì)可見(jiàn)光的有效遮蔽煙寬大于130m，煙高大于9m，遮蔽時(shí)間大于130s；對(duì)紅外熱源的有效遮蔽煙寬大于30m，煙高大于5m，遮蔽時(shí)間大于30s。因此，在外場(chǎng)環(huán)境中，通過(guò)控制赤磷發(fā)煙劑藥柱的空間分布，以及銅粉發(fā)煙劑彈體的起爆時(shí)間，可以使形成的復(fù)合煙幕對(duì)可見(jiàn)光和紅外熱源進(jìn)行有效遮蔽，并且達(dá)到較好的遮蔽面積以及遮蔽時(shí)間。