中國船舶重工集團公司第710研究所 姜文歡 王 俊

新紅外材料在干擾裝備中的應(yīng)用

中國船舶重工集團公司第710研究所 姜文歡 王 俊

紅外干擾彈以其使用便利、性價比高、干擾效果明顯而成為無源光電對抗中各國爭相發(fā)展的熱點，紅外干擾材料在干擾裝備中不斷的推陳出新以適應(yīng)未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和局部戰(zhàn)爭中有效對抗紅外制導(dǎo)武器的需求。

紅外材料；干擾裝備；應(yīng)用

0 引言

紅外技術(shù)水平的提高極大的促進(jìn)了紅外制導(dǎo)武器的快速發(fā)展。目前，精確制導(dǎo)技術(shù)從單一紅外制導(dǎo)擴展到遠(yuǎn)紅外及紅外熱成像制導(dǎo)、雙波普尋的制導(dǎo)和雙模雙色制導(dǎo)等，紅外導(dǎo)彈的制導(dǎo)性能大大提高。與之相對應(yīng)的干擾對抗技術(shù)也不斷發(fā)展和改進(jìn)，其中干擾手段之一的紅外誘餌彈以其性價比高、使用便利、干擾效果明顯成為各國爭相發(fā)展的熱點。從早期單一的點源紅外到現(xiàn)行正大力發(fā)展的面源、復(fù)合型以及多模成像等新型紅外誘餌，紅外干擾材料在干擾裝備中不斷的推陳出新。

1 典型的紅外誘餌材料

紅外誘餌彈作為最早投入無源光電對抗作戰(zhàn)使用的干擾器材之一，用來對抗技術(shù)日益先進(jìn)、品種和數(shù)量日益增多的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈。它可從地面、飛機或艦艇上發(fā)射，通過迷惑、誘惑、沖淡、轉(zhuǎn)移、質(zhì)心等多種干擾方式，有效地干擾敵方作戰(zhàn)平臺的偵察設(shè)備，干擾空地、地空、空空和反艦導(dǎo)彈的雷達(dá)、紅外、激光、電視、成像等搜索和跟蹤系統(tǒng)，使其脫離對目標(biāo)的跟蹤，從而保護目標(biāo)。為了達(dá)到更好的干擾效果，紅外誘餌彈應(yīng)當(dāng)具有與真實目標(biāo)近似的紅外頻譜特征、能迅速地形成高強度的紅外輻射源、持續(xù)時間長、可多載多投、具備較高的效費比等特點。

1.1 MTV型紅外誘餌材料

早期的紅外誘餌都是點源輻射型，用來對抗紅外點源制導(dǎo)導(dǎo)彈。典型的點源紅外誘餌藥劑配方主要由鎂（magnesium）、聚四氟乙烯（Teflon）組成，因此也稱之為MT煙火劑，它具有很高的單位能量，被廣泛應(yīng)用于紅外誘餌彈。在MT煙火劑中加入膠粘劑——氟橡膠（Viton），可使紅外火炬單元的成型性更好，貯存安定性也更高，此類煙火劑也稱為MTV煙火劑。研究表明，MTV煙火劑燃燒時可在近、中、遠(yuǎn)紅外波段內(nèi)產(chǎn)生強烈的紅外輻射，對點源紅外制導(dǎo)、探測及觀瞄系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行干擾、欺騙或誘惑。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和戰(zhàn)場環(huán)境的變化，現(xiàn)代導(dǎo)彈的射程不斷增大、速度不斷加快、制導(dǎo)模式不斷更新、目標(biāo)探測識別能力不斷提高、抗干擾能力不斷增強，使其作戰(zhàn)方式已由視距攻擊轉(zhuǎn)變?yōu)槌暰喙?，運行速度已由亞音速變?yōu)槌羲俸透叱羲伲茖?dǎo)模式已由單模制導(dǎo)變?yōu)閺?fù)合制導(dǎo)等，對飛機、艦艇和地面等軍事目標(biāo)構(gòu)成了致命的威脅。尤其是紅外成像技術(shù)的應(yīng)用，使紅外制導(dǎo)系統(tǒng)能夠從外形上識別一般紅外誘餌和被保護目標(biāo)，導(dǎo)彈的抗干擾能力和作戰(zhàn)效能大大提高，從而使點源型紅外誘餌失效。為此，各國都在爭先發(fā)展能夠有效對抗如利用成像制導(dǎo)方式等性能不斷提升的紅外導(dǎo)彈的干擾誘餌，新型的面源型干擾材料也不斷出現(xiàn)。

1.2 自燃金屬粉紅外誘餌材料

美國“先進(jìn)戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)一次性干擾器材”（ASTE）計劃發(fā)展的是為戰(zhàn)術(shù)飛機研制可對抗先進(jìn)紅外導(dǎo)彈的新型紅外誘餌彈。該計劃研制工作主要由英國馬可尼宇航公司和合金表面公司承擔(dān)，其中前者研制的MJU-48B采用了兩種材料產(chǎn)生紅外輻射，除了傳統(tǒng)的鎂-聚四氟乙烯材料外，還使用了合金表面公司發(fā)明的所謂自燃材料。這種自燃材料在發(fā)射甚至點火前完全密封，當(dāng)氧化金屬薄片從圓筒中彈出后與空氣接觸就迅速氧化并輻射熱量且不會產(chǎn)生可見光。

1.3 自燃液體紅外誘餌材料

自燃液體紅外誘餌最早是由加拿大Valcartier國防防御研究機構(gòu)研制，主要用于機載紅外干擾對抗。它與傳統(tǒng)紅外誘餌彈不同之處在于其中的化學(xué)藥劑暴露在空氣中后能夠產(chǎn)生高溫?zé)嵩床⑿纬梢环N可控的雙波段信號。產(chǎn)生的紅外輻射與燃燒航空汽油排出的主成分（CO2和水）產(chǎn)生的紅外輻射相似；產(chǎn)生的火焰長度與噴氣式飛機的羽煙尺寸相近，紫外輻射強度與噴氣式飛機排出的羽煙光譜相似；由于這種化學(xué)藥劑能夠與空氣中的氧氣自發(fā)反應(yīng)，不需要專門的點火機構(gòu)。

2 新型紅外誘餌

隨著導(dǎo)彈智能化水平的提高，已經(jīng)初步具備了傳統(tǒng)干擾物識別的能力，如變極化末制導(dǎo)雷達(dá)導(dǎo)引頭能夠利用目標(biāo)雷達(dá)回波和箔條云雷達(dá)回波的變極化特性來有效識別箔條云假目標(biāo)，相參導(dǎo)引頭具有較強的抗箔條干擾能力，紅外導(dǎo)引頭具有高溫區(qū)域濾除功能等。為進(jìn)一步提高干擾作戰(zhàn)的效能，對新型紅外誘餌干擾材料的研究更加深入，不斷推進(jìn)著紅外誘餌的快速發(fā)展。

2.1 新型面源紅外誘餌

為了對抗具有成像或亞成像功能以及光譜識別能力的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈，假目標(biāo)的紅外成像特征及光譜特征與真目標(biāo)應(yīng)當(dāng)盡可能接近，即面源型誘餌。國內(nèi)對面源型紅外誘餌的配方、輻射特性以及干擾機理等方面開展了較為深入的研究。林濤，李闊等人作了分布式面源型紅外誘餌建模研究。呂相銀，黃超超，凌永順等人做了面源型紅外誘餌對紅外成像制導(dǎo)干擾的評析。在對紅外誘餌劑光譜性能測試方面，蒲薇華，杜志明等將SR-5000型智能化光譜輻射計和AGEMA-900型圖示測溫?zé)嵯駜x聯(lián)用，提出了測試紅外誘餌劑等煙火藥劑光譜輻射性能的一種新方法。南京理工大學(xué)煙火研究室以可燃纖維素片作為基質(zhì)材料，制備了紅外/毫米波復(fù)合誘餌劑。國內(nèi)某單位以研制紅外光譜特性、形貌特性與被保護目標(biāo)相似的環(huán)境友好型面源誘餌為目標(biāo)，研究了誘餌劑配方及燃燒產(chǎn)物光譜特征。為研制集對抗紅外和毫米波于一體的多模誘餌奠定技術(shù)基礎(chǔ)。該研究屬光電對抗的前沿領(lǐng)域，多模誘餌藥劑一旦研制成功，可應(yīng)用于各種軍事目標(biāo)的自我防御系統(tǒng)中，提高我軍在高技術(shù)條件下對抗精確制導(dǎo)武器的能力，進(jìn)而提高保護重要軍事、政治目標(biāo)免遭敵方精確打擊的能力，具有重要的軍事意義。

2.2 紅外-紫外雙色匹配紅外誘餌

基于常規(guī)點源紅外誘餌輻射劑，針對目前智能化程度大大提高的雙波普尋的和雙色制導(dǎo)導(dǎo)彈，國內(nèi)對紅外-紫外雙色匹配誘餌材料展開了較為深入的研究，具有代表性的有南京理工大學(xué)煙火實驗室開展的煙光箔片的紅外-紫外輻射特性研究，該誘餌材料通過在箔片上涂覆鎂-聚四氟乙烯等煙火材料，拋出后能夠迅速燃燒產(chǎn)生強烈的紅外輻射，同時燃燒產(chǎn)物中含有大量的碳粒子能夠有效吸收紫外線產(chǎn)生紫外暗斑，該種材料可以用來干擾雙色制導(dǎo)武器。國內(nèi)某研究單位重點研究了紅外紫外誘餌劑8～14μm波段的輻射機理和藥劑配方的合理組合，提高材料8～14μm遠(yuǎn)紅外波段的輻射強度。同時參照固體推進(jìn)劑配方組成，對紅外-紫外匹配誘餌劑配方進(jìn)行適度調(diào)整，適應(yīng)誘餌劑對0.2～0.3μm紫外波段的輻射要求。為保持藥柱施射后的穩(wěn)定輻射和較長時間干擾目標(biāo)，紅外紫外匹配誘餌材料壓制成圓柱形藥柱后需要進(jìn)行表面包敷處理。表面包敷處理一方面可保證快的藥柱點燃能力，同時有利于不同波段輻射能量的恒定輸出。這種新型無源干擾材料還可廣泛應(yīng)用于陸海空多型無源干擾彈，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

2.3 多波段紅外誘餌

隨著導(dǎo)彈智能化水平的不斷提升，導(dǎo)引頭不僅可以從某一波段上進(jìn)行目標(biāo)識別，同時為了更好的辨別真假目標(biāo)提高抗干擾能力，很多導(dǎo)引頭都已經(jīng)具備對不同波段進(jìn)行光譜匹配性識別，從而使干擾失效。而多波段紅外誘餌彈的出現(xiàn)很大程度上提高了干擾對抗的成功率，它一般采用選擇性輻射材料作為誘餌的輻射劑，在1～3μm、3～5μm、8～14μm波段內(nèi)均能快速反應(yīng)輻射出遠(yuǎn)大于目標(biāo)的輻射強度，同時各波段的輻射強度具有與目標(biāo)相似的光譜輻射分布特征，持續(xù)時間大于導(dǎo)彈的制導(dǎo)時間，直到被保護目標(biāo)完全脫離導(dǎo)彈導(dǎo)引頭視場，可在最短時間內(nèi)對成像制導(dǎo)導(dǎo)彈以及亞成像制導(dǎo)導(dǎo)彈形成有效干擾。國內(nèi)多家單位探索了利用可膨脹石墨來制備紅外/毫米波干擾一體化材料，該干擾材料能夠機械噴灑、爆炸分散以及燃燒發(fā)煙等方式對紅外尋的導(dǎo)彈及毫米波制導(dǎo)導(dǎo)彈進(jìn)行有效干擾，德國利用膨脹石墨材料制備的“NG19”多波段發(fā)煙劑更是能夠有效遮蔽可見光、紅外及毫米波雷達(dá)，且作用時間達(dá)到1min，極大的提高了干擾作戰(zhàn)效能。

3 結(jié)束語

紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈由點源到面源、由單波段到多波段、由單色到雙色等制導(dǎo)技術(shù)的大力發(fā)展，極大的增加了干擾對抗的難度。隨著新材料、新技術(shù)在干擾材料領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，積極探索和提高干擾材料整體性能和技術(shù)含量，紅外對抗系統(tǒng)正朝著精確布放、大面積成型以及精確仿形方向快速發(fā)展，在未來現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和局部戰(zhàn)爭中，為對抗紅外制導(dǎo)武器的襲擊并提高干擾作戰(zhàn)效能提供有力保障。

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