馮海潮,張 健,趙志勇,田英慧
(1.32215部隊(duì),河北 張家口 075421;2.32211部隊(duì),北京 100093;3.32213部隊(duì),河北 張家口 075421)
隨著高技術(shù)偵察監(jiān)視裝備和精確制導(dǎo)武器被廣泛運(yùn)用,信息化戰(zhàn)場(chǎng)呈現(xiàn)出“戰(zhàn)場(chǎng)透明化”和“打擊精確化”等特點(diǎn),戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)生存受到嚴(yán)重威脅[1]。精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可見光、熱紅外、激光、GPS、雷達(dá)等多種模式的復(fù)合制導(dǎo),目標(biāo)一旦被發(fā)現(xiàn)、識(shí)別,就面臨被精確攻擊和摧毀的危險(xiǎn),戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)的生存受到嚴(yán)重的威脅。
作為骨干偽裝裝備之一,偽裝遮障是一種外加式的偽裝措施,具有質(zhì)量輕、防護(hù)波段寬、架設(shè)使用方便、適用面廣、使用靈活等特點(diǎn),能較好地模擬背景的反射、輻射和散射特性。廣泛適用于地面裝備、固定軍事設(shè)施的偽裝,是對(duì)抗高技術(shù)偵察的重要手段,各國(guó)軍隊(duì)非常重視其發(fā)展。在現(xiàn)役偽裝裝備中數(shù)量最大、使用最為普遍。發(fā)展偽裝遮障技術(shù)是滿足中國(guó)人民解放軍急需、符合中國(guó)人民解放軍實(shí)際、保護(hù)重點(diǎn)武器裝備、提高反擊作戰(zhàn)能力的實(shí)用、有效手段,是瞄準(zhǔn)“打勝仗”進(jìn)行軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備的現(xiàn)實(shí)需要。
偽裝遮障是能阻礙敵方偵察和干擾末制導(dǎo)武器捕獲目標(biāo)的遮蔽物,是通過(guò)改變目標(biāo)的波譜特征和空間特征,實(shí)施隱真?zhèn)窝b的一類裝備。偽裝遮障以其適應(yīng)目標(biāo)類型多、便于集成多波段偽裝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn),一直是偽裝裝備發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn)。
美軍掌握著全世界數(shù)量最多、種類最全、分辨能力最高的成像偵察衛(wèi)星,在軌的軍用成像偵察衛(wèi)星光學(xué)分辨率為0.1~0.15 m,紅外分辨率為0.6~1 m,雷達(dá)成像分辨率為0.3~1 m。未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上在高分辨率偵察監(jiān)視條件下,戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)的隱蔽將更加困難,暴露在敵方偵察監(jiān)視器材之下的可能性大大增加。高技術(shù)偵察和精確制導(dǎo)打擊對(duì)軍事目標(biāo)會(huì)構(gòu)成極大威脅,以網(wǎng)絡(luò)為中心的偵察、打擊一體化武器系統(tǒng)的發(fā)展,使敵作戰(zhàn)要素實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫聯(lián)接,精確制導(dǎo)武器已成為外軍實(shí)施全方位、高精度、縱深立體打擊的主要手段。近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍精確制導(dǎo)武器被使用的比例越來(lái)越高,海灣戰(zhàn)爭(zhēng)為8%,科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)為35%,阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)為60%,利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)接近100%。目前,各國(guó)裝備的偽裝遮障主要為覆蓋光學(xué)、熱紅外和雷達(dá)波段的多波段偽裝遮障。多波段偽裝遮障在光學(xué)波段通過(guò)與背景反射特性類似的顏色斑點(diǎn)來(lái)模擬背景的光學(xué)反射特征,在熱紅外波段通過(guò)不同發(fā)射率和熱慣量材料來(lái)模擬背景的熱紅外輻射特征,在雷達(dá)波段通過(guò)雷達(dá)波散射或吸收材料來(lái)降低目標(biāo)的雷達(dá)散射截面,從而實(shí)現(xiàn)偽裝遮障和背景在光學(xué)、熱紅外和雷達(dá)波段的融合,達(dá)到對(duì)抗多波段高技術(shù)偵察的目的。
在信息化戰(zhàn)場(chǎng)上,偽裝遮障能夠覆蓋偵察監(jiān)視的多個(gè)波段,防敵獲取真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)信息;能夠以防航天、航空偵察為主,兼顧地面?zhèn)刹?;能夠?qū)Ρ尘疤匦缘姆略炷M得更精細(xì),在時(shí)域、頻譜空間上能夠精確模擬背景特征,使軍事目標(biāo)偽裝后能有效與背景融合,有效降低目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)概率,增大平均瞄準(zhǔn)誤差。同時(shí),要取得戰(zhàn)爭(zhēng)勝利就必須保持信息優(yōu)勢(shì),信息化裝備的安全和生存直接關(guān)系到能否取得基于信息系統(tǒng)體系對(duì)抗的優(yōu)勢(shì),關(guān)系到戰(zhàn)爭(zhēng)的勝敗。用頻裝備在信息化戰(zhàn)場(chǎng)上扮演著重要角色,是作戰(zhàn)雙方非常倚重和重點(diǎn)打擊的對(duì)象,也是偽裝遮障的重要防護(hù)對(duì)象。用頻裝備偽裝遮障通過(guò)在用頻裝備電子信號(hào)工作的波段具備對(duì)電磁波的透過(guò)能力,在其他偵察波段具備對(duì)雷達(dá)波的衰減能力,進(jìn)而發(fā)揮偽裝遮障的偽裝作用。
目前國(guó)外現(xiàn)有偽裝遮障防護(hù)頻段已實(shí)現(xiàn)從可見光到長(zhǎng)波雷達(dá)的多譜段兼容,專用化、無(wú)鉤掛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、背景模擬精確化成為發(fā)展重點(diǎn),偽裝遮障輔助器材得到同步發(fā)展,偽裝手段日趨綜合化、多樣化,雪地偽裝遮障技術(shù)成熟并得到廣泛應(yīng)用。而針對(duì)特定波段透射,對(duì)其他偵察監(jiān)視波段實(shí)施多波段覆蓋的頻率選擇型偽裝遮障尚無(wú)研究報(bào)道。
國(guó)外具有代表性的典型偽裝遮障為瑞典和美軍的產(chǎn)品,如瑞典Barracuda公司的熱偽裝系統(tǒng)、BMS-C90 NET偽裝系統(tǒng)、ULCANS超輕型多波段偽裝遮障等產(chǎn)品,如圖1所示,這些產(chǎn)品大多具備全譜段防護(hù)能力,包括8~100 GHz雷達(dá)、熱紅外、近紅外和可見光波頻段;美國(guó)Brunswick公司研制的Brunswick Defence超輕型偽裝遮障,在6~140 GHz有雷達(dá)波散射能力。
圖1 Barracuda公司的偽裝遮障產(chǎn)品
美國(guó)完成了機(jī)動(dòng)裝備多光譜偽裝系統(tǒng)(MSCS—ME)的試驗(yàn)。多譜偽裝系統(tǒng)在坦克炮塔偽裝外形和裙板中都使用了超輕型偽裝遮障系統(tǒng),表面組織結(jié)構(gòu)墊席能抑制裸露的金屬表面的雷達(dá)暴露征候,并且在可見光波段提供一個(gè)自然的表面組織結(jié)構(gòu),同時(shí)允許武器裝備的全面操作。美軍研制的組合式輕型林地、荒漠和雪地合成材料偽裝遮障系統(tǒng),裝飾材料內(nèi)含有導(dǎo)電元(細(xì)微的不銹鋼纖維),這些導(dǎo)電元按各向同性的取向分布在裝飾材料內(nèi),散射并吸收部分雷達(dá)波能量,從而使被偽裝的目標(biāo)具有與地形物體大致相同的雷達(dá)反射特征,可達(dá)到防雷達(dá)偵察的目的。
德國(guó)Texplorer公司最新設(shè)計(jì)的多光譜偽裝系統(tǒng)旨在能夠適應(yīng)林地、沙漠和北極/冬季(如圖2所示)的環(huán)境。其中,遠(yuǎn)紅外型的偽裝遮障可用于對(duì)抗UV(紫外線)、VIS(可見光)、NIR(近紅外)、TIR(熱紅外)波段的探測(cè)。遠(yuǎn)紅外/雷達(dá)型可用于對(duì)抗8~12 GHz、35 GHz以及94 GHz的雷達(dá)波探測(cè)。
瑞典SAAB公司的超輕型冬季偽裝遮障用于冬季環(huán)境對(duì)抗紫外線、可見光、近紅外、熱紅外以及雷達(dá)探測(cè),如圖3所示。這種多光譜偽裝遮障可為車輛及其他靜止目標(biāo)提供防護(hù)。瑞典Barracuda公司的多光譜偽裝產(chǎn)品“高機(jī)動(dòng)性車載系統(tǒng)”,包括TOPCAM、COMCAM、COVCAM、RAPCAM等型號(hào),能給諸如火炮之類的裝備在其開火和重新部署時(shí)提供防護(hù),它最多可能減少90%的暴露征候,對(duì)熱發(fā)射的抑制可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)引擎和發(fā)電機(jī)保持在空轉(zhuǎn)狀態(tài)(便于能快速啟動(dòng))。如COMCAM組合式系統(tǒng)由容易操作的附加模塊組成。雖然附加組件的形狀會(huì)破壞目標(biāo)的勻稱性,但這樣可使目標(biāo)的圖像更適應(yīng)其環(huán)境。
圖2 德國(guó)雪地網(wǎng)
圖3 瑞典雪地網(wǎng)
就國(guó)外偽裝遮障采取的具體技術(shù)途徑而言,在雷達(dá)波段,采用金屬纖維類散射材料對(duì)入射雷達(dá)波形成屏蔽,同時(shí)配合三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增大漫反射是取得雷達(dá)偽裝效果的主要技術(shù)途徑;在紅外波段,第四代偽裝遮障均不同程度地使用了熱變形和熱屏蔽技術(shù),紅外發(fā)射率可調(diào)至0.5以下;在可見光和近紅外波段,先獲得所應(yīng)用背景的光譜參數(shù)再以相應(yīng)的顏色與之相匹配是通用的做法,此外,從結(jié)構(gòu)上提高偽裝遮障的三維起伏度也可提升其光學(xué)偽裝性能。
偽裝遮障是一種重要的偽裝遮障器材,在戰(zhàn)場(chǎng)上是兵器裝備、軍事設(shè)施等軍事目標(biāo)的“保護(hù)傘”。早在第一次世界大戰(zhàn)時(shí),為了隱蔽兵器,軍隊(duì)就將漁民用的舊魚網(wǎng)蓋在兵器上,并在網(wǎng)上設(shè)置一些遮蔽材料,這是偽裝遮障的雛形。在第二次世界大戰(zhàn)時(shí),制式偽裝遮障得到進(jìn)一步發(fā)展,在許多重要軍事目標(biāo)的偽裝上得到應(yīng)用。但那時(shí)的偽裝遮障僅能對(duì)抗可見光偵察,材料基本上以棉麻為主。隨著偵察技術(shù)的全波段化和新材料的不斷應(yīng)用,偽裝遮障也在不斷發(fā)展,其基礎(chǔ)材料和偽裝遮蔽性能及偽裝機(jī)理都發(fā)生了很大變化。
所謂自適應(yīng)偽裝遮障,是指能自動(dòng)感應(yīng)并適應(yīng)周邊變化的環(huán)境特性,將偽裝遮障“隱身”于背景之中,它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由信號(hào)采集子系統(tǒng)、信號(hào)處理與控制子系統(tǒng)和目標(biāo)可探測(cè)特征生成子系統(tǒng)組成,它可以感知不同背景條件下不同方位到達(dá)的電磁波或光波特性,對(duì)感知信息進(jìn)行處理,并通過(guò)自我指令對(duì)信號(hào)做出最佳響應(yīng)。
目前,新材料技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)偽裝遮障提供了可能。根據(jù)偽裝遮障在可見光、熱紅外、雷達(dá)等不同波段的偽裝技術(shù)指標(biāo),應(yīng)用新型材料,實(shí)現(xiàn)偽裝遮障的自適應(yīng)功能。可見光自適應(yīng)偽裝材料主要包括光致變色材料、光致亮度調(diào)節(jié)材料、熱致變色材料、電致變色材料[2]等,紅外自適應(yīng)偽裝材料主要包括相變控溫材料、電致變溫材料、電致變發(fā)射率材料、超吸水調(diào)溫材料等[3],雷達(dá)自適應(yīng)偽裝材料包括電致變電磁材料、雷達(dá)自適應(yīng)吸波材料等[4]。
隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,多頻譜、高精度的偵測(cè)手段對(duì)偽裝技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的偽裝遮障已顯得“力不從心”,發(fā)展自適應(yīng)的偽裝遮障,是實(shí)現(xiàn)偽裝效果比較理想的途徑。實(shí)現(xiàn)與背景融合的自適應(yīng)偽裝遮障,偽裝材料是基礎(chǔ),配套支持控制系統(tǒng)是關(guān)鍵,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在信息采集、控制系統(tǒng)等方面已沒有技術(shù)瓶頸,自適應(yīng)偽裝遮障是當(dāng)前重點(diǎn)發(fā)展方向。
偽裝遮障主要用于坦克、火炮、車輛等地面機(jī)動(dòng)裝備和指揮工程、陣地等固定軍事設(shè)施的遮障偽裝。根據(jù)目標(biāo)所處位置,偽裝遮障需要模擬不同地域背景特征,目前的偽裝遮障類型有植被型、荒漠型和雪地型等3種通用類型。根據(jù)目標(biāo)類型,偽裝遮障在適用不同形狀與大小目標(biāo)的同時(shí)需要模擬不同地物背景特征,目前的偽裝遮障網(wǎng)面主要由變形迷彩斑點(diǎn)或類似的數(shù)碼迷彩斑點(diǎn)圖案的正方形單一尺寸組成,在斑點(diǎn)大小、形狀上與石塊、樹冠等豐富的地物斑點(diǎn)類型相比,還有很大差距。為滿足不同目標(biāo)類型、不同地域特征的偽裝需求,專用偽裝遮障需要重點(diǎn)發(fā)展。
偵察與制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展改變了以往作戰(zhàn)方式,偵察設(shè)備與制導(dǎo)武器在信息化戰(zhàn)場(chǎng)起主導(dǎo)作用,偽裝遮障是對(duì)抗偵察與制導(dǎo)的重要手段之一。運(yùn)用新材料新技術(shù),增強(qiáng)現(xiàn)有偽裝遮障性能,發(fā)展專用偽裝遮障,豐富現(xiàn)有偽裝遮障應(yīng)用場(chǎng)景是提高偽裝遮障效果的重要突破口。偽裝遮障技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用在改變戰(zhàn)場(chǎng)信息、分散敵人偵察和打擊威脅方面發(fā)揮重要作用,必將成為未來(lái)軍事保障裝備發(fā)展的重要方向。