劉 箴，吳馨遠(yuǎn)，陳士超，王衛(wèi)平，胡曉明

(1 西安現(xiàn)代控制技術(shù)研究所，西安 710065；2 西安導(dǎo)引科技有限責(zé)任公司，西安 710065)

0 引言

在現(xiàn)代戰(zhàn)場的復(fù)雜環(huán)境中，各種精確制導(dǎo)武器不斷涌現(xiàn)。其中，紅外精確制導(dǎo)武器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)、制導(dǎo)精度高等特點而受到廣泛關(guān)注，紅外制導(dǎo)技術(shù)已廣泛用于空空導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈、潛射導(dǎo)彈、制導(dǎo)炸彈、制導(dǎo)火箭等領(lǐng)域。隨著多模復(fù)合制導(dǎo)武器的發(fā)展，紅外制導(dǎo)技術(shù)還與電視、激光、毫米波制導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合，不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域，提高制導(dǎo)武器的作戰(zhàn)效能。

1 國外典型紅外制導(dǎo)武器發(fā)展現(xiàn)狀

自20世紀(jì)50年代紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈問世以來，紅外制導(dǎo)技術(shù)一直是精確制導(dǎo)武器發(fā)展的一個重要方面。近年來，隨著紅外探測技術(shù)、圖像處理與識別技術(shù)、人工智能技術(shù)以及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，紅外制導(dǎo)武器不斷更新?lián)Q代，展示出更廣闊的應(yīng)用前景。下面根據(jù)武器類別分別對典型的紅外精確制導(dǎo)武器進(jìn)行闡述。

1.1 導(dǎo)彈

1.1.1 空空導(dǎo)彈

紅外導(dǎo)引頭用于制導(dǎo)武器是由空空導(dǎo)彈開始的，在空空導(dǎo)彈領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。空空導(dǎo)彈的主要特點是制導(dǎo)精度高、機(jī)動能力強(qiáng)、攻擊速度快等。目前世界上第四代主流空空導(dǎo)彈均采用了紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，導(dǎo)引頭探測能力得到了很大的提升，可以全方位探測目標(biāo)，具備很強(qiáng)的抗干擾能力，代表性的有響尾蛇、阿斯拉姆、米卡、怪蛇等。

1)AIM-9X響尾蛇(Sidewinder)導(dǎo)彈

美國AIM-9X是AIM-9響尾蛇導(dǎo)彈系列的第四代最新型號，2003年服役。導(dǎo)彈長3 m，彈徑127 mm，射程18.53 km，最大速度為3，配有一個9.36 kg的殺爆戰(zhàn)斗部，可攻擊近超視距和視距內(nèi)目標(biāo)。

圖1 AIM-9X響尾蛇空空導(dǎo)彈

AIM-9X Block II為其升級型，具有發(fā)射后鎖定的特點，配有重新設(shè)計的引信和單向前部數(shù)據(jù)鏈，也被美國陸軍確定為對付巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)威脅的最佳解決方案。

2)阿斯拉姆(ASRAAM)導(dǎo)彈

ASRAAM為英國第四代近程空空導(dǎo)彈，于20世紀(jì)80年代末開始研制，2002年初開始裝備皇家空軍狂風(fēng)F3機(jī)隊。

ASRAAM導(dǎo)彈長2.9 m，彈徑166 mm，翼展0.45 m，全彈重88 kg，最大飛行速度為3，射程為0.3～25 km，配備一個10 kg的大威力殺爆戰(zhàn)斗部，由觸發(fā)/近炸引信起爆。

采用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航+末端紅外成像制導(dǎo)組合制導(dǎo)體制。導(dǎo)彈的發(fā)射距離遠(yuǎn)，紅外成像導(dǎo)引頭可在導(dǎo)彈飛行末段對目標(biāo)實施全向精確攻擊。武器系統(tǒng)具有較強(qiáng)的目標(biāo)探測跟蹤、識別與鎖定能力，抗干擾能力強(qiáng)，能從視距到近超視距范圍執(zhí)行任務(wù)，飛機(jī)發(fā)射后可離開，大大提高了載機(jī)的戰(zhàn)場生存能力，是現(xiàn)今世界上最先進(jìn)的空空導(dǎo)彈之一。

3)紅外型米卡(MICA-IR)導(dǎo)彈

米卡是法國的第四代空空導(dǎo)彈，分為紅外型和射頻型，兩型導(dǎo)彈的設(shè)計具有高度通用性，紅外型于2000年服役，主要用于裝備狂風(fēng)、幻影2000-5等最新一代的法國戰(zhàn)機(jī)。紅外型米卡導(dǎo)彈采用模塊化結(jié)構(gòu)，性能獨特，通用性強(qiáng)，既可近距離格斗，也可執(zhí)行中距離攔截任務(wù)。米卡導(dǎo)彈長3.10 m，重112 kg，彈徑160 mm，射程0.5～60 km，配備一個12 kg的定向殺爆戰(zhàn)斗部，飛行速度為4。導(dǎo)彈尾端配有數(shù)據(jù)鏈，具備發(fā)射后目標(biāo)鎖定能力。

此外，法國在米卡空空導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上研制了地空導(dǎo)彈、艦空導(dǎo)彈、潛空導(dǎo)彈。米卡系列也成為世界第一種能在空中、地面、水面、水下4個空間作戰(zhàn)的導(dǎo)彈。MBDA公司將米卡空空導(dǎo)彈與垂直發(fā)射、分散部署、模塊化結(jié)構(gòu)等概念相融合，推出了垂直發(fā)射型米卡防空導(dǎo)彈系統(tǒng)，包括陸基和海基型，仍具備紅外和主動雷達(dá)制導(dǎo)兩種模式。

圖2 紅外型米卡導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭

4)怪蛇(Python)5導(dǎo)彈

怪蛇5空空導(dǎo)彈，由以色列拉斐爾公司于1997年開始研制，它是以色列空軍最新一代最具能力的近程空空導(dǎo)彈,也是世界上最先進(jìn)的空空導(dǎo)彈之一，2003年巴黎航展首次亮相，在2006年黎巴嫩戰(zhàn)爭中首次用于實戰(zhàn)。

怪蛇5導(dǎo)彈長3.1 m，翼展640 mm，直徑0.16 m，重量105 kg，配備激光近炸引信的高爆破片戰(zhàn)斗部重11 kg。導(dǎo)彈由一個固體火箭發(fā)動機(jī)提供動力，射程超過20 km，飛行速度為3.5。導(dǎo)彈采用紅外成像末制導(dǎo)體制，集成了第五代紅外成像導(dǎo)引頭、先進(jìn)的處理軟件以及紅外對抗和飛行控制系統(tǒng)，具有全向發(fā)射能力，其離軸發(fā)射能力遠(yuǎn)超目前服役的主流空空導(dǎo)彈。

圖3 怪蛇5導(dǎo)彈

除了空空作戰(zhàn)之外，怪蛇5導(dǎo)彈還有防空配置，具備防空能力，可用于蜘蛛近程/中程機(jī)動防空系統(tǒng)。

5)IRIS導(dǎo)彈

IRIS-T為德國近程紅外成像制導(dǎo)空空導(dǎo)彈，于1996年開始研制，2005年服役,取代AIM-9L/M響尾蛇空空導(dǎo)彈，與響尾蛇導(dǎo)彈可共用載機(jī)平臺，是響尾蛇導(dǎo)彈的最佳替代武器。

IRIS-T導(dǎo)彈采用了大量響尾蛇導(dǎo)彈的部件，與美國最新的AIM-9X具有高度通用性。IRIS-T導(dǎo)彈在重量、彈長、彈徑和重心方面與響尾蛇導(dǎo)彈基本相同，彈長2.94 m，彈徑127 mm，彈重89 kg。IRIS-T最大飛行速度為3，最大射程25 km，飛行海拔高度20 km。導(dǎo)彈配備一個由近炸引信起爆的高爆破片戰(zhàn)斗部，因采用推力矢量控制方案，所以具有高機(jī)動性，可承受60的轉(zhuǎn)彎過載，幾乎不可能被紅外誘餌干擾。

圖4 IRIS-T空空導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭

IRIS-T導(dǎo)彈目標(biāo)探測距離遠(yuǎn)，制導(dǎo)精度高，可由飛機(jī)內(nèi)埋武器艙攜帶。導(dǎo)彈能瞄準(zhǔn)發(fā)射平臺后方的飛機(jī)，命中率高。目前，IRIS-T導(dǎo)彈已經(jīng)有了3種改型：用于海軍的潛射型IDAS、IRIS-T SL面發(fā)射型、SAM面對空型。

6)A-Darter導(dǎo)彈

A-Darter導(dǎo)彈是由南非丹尼爾公司于2006年開始研制的近程空空導(dǎo)彈，2007年與巴西聯(lián)合投資研發(fā)。A-Darter導(dǎo)彈長2.98 m，彈徑166 mm，彈重93 kg，與響尾蛇導(dǎo)彈武器站兼容。A-Darter導(dǎo)彈配有兩級固體火箭發(fā)動機(jī)，采用推力矢量控制。導(dǎo)彈具有獨特的無翼彈體空氣動力學(xué)設(shè)計，阻力低，射程可達(dá)22 km，遠(yuǎn)于傳統(tǒng)的近程空空導(dǎo)彈。

A-Darter導(dǎo)彈未來的改型包括：A-Darter Mk2、A-Darter Mk3、垂直發(fā)射型A-Darter、輕型A-Darter、A-Darter ASM(反艦導(dǎo)彈)以及增程A-Darter。

圖5 A-Darter導(dǎo)彈

表1 世界上先進(jìn)的空空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭性能對比[10]

1.1.2 反坦克導(dǎo)彈和多用途導(dǎo)彈

1)FGM-148標(biāo)槍(Javelin)反坦克導(dǎo)彈

FGM-148標(biāo)槍反坦克導(dǎo)彈于1996年服役，可肩扛發(fā)射，也可通過三角架或輪式/兩棲車輛發(fā)射，主要摧毀各種輕重裝甲目標(biāo)，兼有反直升機(jī)能力。導(dǎo)彈采用紅外制導(dǎo)模式，可全天時作戰(zhàn)，“發(fā)射后不管”，具有直接攻擊和頂部攻擊模式，在伊拉克戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、敘利亞內(nèi)戰(zhàn)中均投入使用。導(dǎo)彈現(xiàn)已發(fā)展形成一個系列，包括FGM-148A～F。

標(biāo)槍導(dǎo)彈重22.3 kg，彈長1.08 m，彈徑127 mm，最大射程2.5 km，配備8.4 kg的帶觸發(fā)引信的串聯(lián)破甲戰(zhàn)斗部，破甲威力超過800 mm。

標(biāo)槍導(dǎo)彈是紅外成像制導(dǎo)反坦克導(dǎo)彈的典型代表，配有紅外焦平面陣列導(dǎo)引頭。導(dǎo)引頭采用64×64元碲鎘汞凝視紅外焦平面陣列，抗干擾能力強(qiáng)，可對目標(biāo)進(jìn)行發(fā)射前/后鎖定。

2)MMP反坦克導(dǎo)彈

MMP是第五代陸地作戰(zhàn)導(dǎo)彈系統(tǒng)，用于徒步步兵，也可集成到作戰(zhàn)車輛以及海上船只，將取代米蘭和標(biāo)槍反坦克導(dǎo)彈，2017年服役。

MMP導(dǎo)彈長1.3 m，彈徑140 mm，筒裝導(dǎo)彈重15 kg，射程為0.15～4 km，配有一個多用途戰(zhàn)斗部，可攻擊各種裝甲目標(biāo)或永固工事，能穿透1 000 mm厚的鋼裝甲或2 000 mm厚的混凝土。MMP采用電視/非制冷紅外雙模導(dǎo)引頭，導(dǎo)引頭采用非制冷紅外傳感器。導(dǎo)彈還集成了基于MEMS技術(shù)的慣性測量裝置。導(dǎo)彈及其制導(dǎo)系統(tǒng)有3種不同的作戰(zhàn)模式：發(fā)射后不管、帶光纖數(shù)據(jù)鏈的人在回路中控制、非瞄準(zhǔn)線發(fā)射后鎖定和組網(wǎng)使用以及第三方目標(biāo)指示。MMP能全天候使用，可從狹窄的密閉空間發(fā)射，有兩種攻擊模式——反裝甲頂部攻擊和反掩體直接攻擊。

圖6 陸軍使用MMP導(dǎo)彈

2020—2021年，MBDA公司對MMP導(dǎo)彈進(jìn)行了大量試驗，將其集成到艦船、直升機(jī)和地面車輛等多種平臺。

3)以色列長釘(Spike)系列多用途導(dǎo)彈

近程長釘(Spike-SR)導(dǎo)彈為肩扛式發(fā)射，專為機(jī)動步兵而設(shè)計，操作簡單，一次性使用，免維護(hù)，能快速攻擊靜止和運動目標(biāo)。導(dǎo)彈的主要特點是采用了第三代CCD/非制冷紅外雙模導(dǎo)引頭，并配備優(yōu)化的跟蹤器，可發(fā)射后不管。

圖7 近程長釘導(dǎo)彈

表2 長釘系列導(dǎo)彈技術(shù)特點[1,15-19]

中程長釘(Spike-MR)導(dǎo)彈配有CCD電視/紅外成像雙模導(dǎo)引頭，導(dǎo)引頭作用距離為2 500 m，可發(fā)射后不管。

遠(yuǎn)程長釘(Spike-LR)導(dǎo)彈是中程長釘?shù)母倪M(jìn)型，增加了雙路光纖數(shù)據(jù)鏈。除了便攜式發(fā)射外，發(fā)射平臺還有地面車輛以及輕型直升機(jī)。

遠(yuǎn)程長釘2是基于遠(yuǎn)程長釘?shù)牡谖宕_、遠(yuǎn)程、光電制導(dǎo)導(dǎo)彈系統(tǒng)，用于步兵、裝甲車輛、海軍船只和直升機(jī)，多平臺，多用途，滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的復(fù)雜需求。導(dǎo)彈的最大特點是采用了新型導(dǎo)引頭，非制冷紅外傳感器帶靈巧目標(biāo)跟蹤器，采用人工智能技術(shù)，具有極高的精度，可攻擊直瞄、間接瞄準(zhǔn)或超視距目標(biāo)。導(dǎo)彈可采用慣性測量裝置對第三方分配的目標(biāo)進(jìn)行攻擊。

增程長釘(Spike-ER)導(dǎo)彈是一種多用途導(dǎo)彈，基于遠(yuǎn)程長釘導(dǎo)彈發(fā)展而來?？砂惭b于直升機(jī)、戰(zhàn)車和小型水面艦艇及三角架上發(fā)射。

增程長釘2導(dǎo)彈是改進(jìn)型，為第五代增程多用途、多平臺、多域光電制導(dǎo)導(dǎo)彈系統(tǒng)，用于地面、海上作戰(zhàn)。導(dǎo)彈增加了雙向射頻數(shù)據(jù)鏈，光纖鏈路延長，增加了射程，而僅重34 kg。

圖8 非瞄準(zhǔn)線長釘導(dǎo)彈

非瞄準(zhǔn)線長釘(Spike-NLOS)導(dǎo)彈最大射程達(dá)25 km，與增程長釘導(dǎo)彈相比，進(jìn)行了大量改進(jìn)，但仍采用CCD電視/紅外成像復(fù)合導(dǎo)引頭，用無線數(shù)據(jù)鏈路替換了增程長釘?shù)墓饫w數(shù)據(jù)鏈路，導(dǎo)彈可在飛行過程中改變目標(biāo)或取消攻擊。

1.1.3 防空導(dǎo)彈

1)毒刺(Stinger)便攜式防空導(dǎo)彈

毒刺是一種紅外制導(dǎo)的便攜式防空導(dǎo)彈，1981年服役。導(dǎo)彈具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便、精度高、發(fā)射后不管等特點，主要攻擊快速低空飛行的飛機(jī)，對于直升機(jī)和運輸機(jī)也具有很大的威力，現(xiàn)已形成一個多型號系列。

毒刺導(dǎo)彈長1.57 m，彈徑69 mm，翼展90 mm，彈重10.1 kg,射程為0.5～4.5 km，發(fā)射高度為3.5～3.8 km，配備一個3 kg的高爆環(huán)型殺爆戰(zhàn)斗部。導(dǎo)彈配有高靈敏度的紅外導(dǎo)引頭，工作波段為4.1～4.4 μm。第四代FIM-92C 毒刺導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭采用環(huán)狀掃描光學(xué)系統(tǒng)和紅外/紫外雙色探測器，有效提高了探測能力和抗紅外干擾能力。

毒刺導(dǎo)彈還可部署于多種軍事平臺上，包括超過20種車輛和直升機(jī)。

2)斯塔納(Stunner)中程防空系統(tǒng)攔截導(dǎo)彈

Stunner是大衛(wèi)投石索(David’s Sling)中程防空系統(tǒng)的攔截導(dǎo)彈，主要用來攔截中程彈道導(dǎo)彈、大口徑火箭彈、巡航導(dǎo)彈以及無人機(jī)，位于以色列導(dǎo)彈防御體系的中層，介于鐵穹和箭防御系統(tǒng)之間，經(jīng)濟(jì)實用，可作為愛國者-3防空系統(tǒng)導(dǎo)彈的低端替代武器。斯塔納導(dǎo)彈于2017年4月與大衛(wèi)投石索防空系統(tǒng)一同投入使用。

Stunner導(dǎo)彈重100 kg，長4.6 m,采用兩級三脈沖發(fā)動機(jī)，射程為70～250 km，目標(biāo)攔截高度最大為15 km，攔截半徑大于250 km，最大飛行速度為7.5。導(dǎo)彈采用了分口徑設(shè)計的雙波段CCD/紅外導(dǎo)引頭+毫米波雷達(dá)雙模導(dǎo)引頭，頭部采用了“海豚鼻”的不對稱設(shè)計。

Stunner導(dǎo)彈采用怪蛇5空空導(dǎo)彈的光電/紅外復(fù)合外傳感器作為主傳感器，CCD/紅外導(dǎo)引頭位于彈體最前端，斜著側(cè)向一邊，毫米波有源共形雷達(dá)相控陣天線則位于彈體的另一側(cè)。光電傳感器在白天捕獲目標(biāo)信息，紅外傳感器在微光條件下定位目標(biāo)。光電/紅外+毫米波雙模制導(dǎo)模式使導(dǎo)彈抗干擾能力更強(qiáng)，命中精度更高，還可“發(fā)射后不管”，大大增強(qiáng)了防空系統(tǒng)的抗飽和攻擊能力。

圖9 Stunner導(dǎo)彈(下)與AIM-9X 響尾蛇(上)和AIM-120 AMRAAM(中)導(dǎo)彈的對比

1.1.4 AGM-158 JASSM(聯(lián)合空對面防區(qū)外導(dǎo)彈)

AGM-158是美國新一代的通用防區(qū)外空對面隱身巡航導(dǎo)彈，主要攻擊地上/地下、以及海上移動的多種高價值目標(biāo)，2009年服役，發(fā)射平臺有B-52、F-15E、F-35閃電Ⅱ等。導(dǎo)彈現(xiàn)已發(fā)展為幾個改型。

JASSM導(dǎo)彈長4.27 m，翼展2.41 m，重975 kg，彈徑655 mm，配備一個450 kg的常規(guī)殺爆戰(zhàn)斗部，射程為370 km，速度為亞音速，制導(dǎo)系統(tǒng)為GPS/INS中制導(dǎo)+紅外成像末制導(dǎo)，精度高(CEP只有3 m)。導(dǎo)彈采用模塊化設(shè)計，還可使用不同的戰(zhàn)斗部、導(dǎo)引頭。在末制導(dǎo)段，JASSM由一個紅外成像導(dǎo)引頭和一個通用模式匹配自主目標(biāo)識別系統(tǒng)制導(dǎo)。因具有低雷達(dá)散射截面和低紅外信號特征，導(dǎo)彈很難被S-300和S-400等防空系統(tǒng)探測和攔截。

圖10 JASSM導(dǎo)彈

1.1.5 NSM(海軍打擊導(dǎo)彈)

NSM是挪威康斯伯格公司基于企鵝導(dǎo)彈而研制的，是目前世界上先進(jìn)的紅外制導(dǎo)反艦導(dǎo)彈，能全天時打擊海上機(jī)動目標(biāo)及內(nèi)陸縱深固定目標(biāo)，可通過艦艇、岸基平臺發(fā)射。艦載型NSM于2012年服役，空射型NSM(JSM聯(lián)合打擊導(dǎo)彈)于2018年形成初始作戰(zhàn)能力，預(yù)計潛射型NSM將于2026年形成初始作戰(zhàn)能力。

NSM導(dǎo)彈長3.96 m，彈徑0.35 m，發(fā)射后翼展1.36 m，發(fā)射質(zhì)量407 kg，飛行速度為0.7～0.95，射程3～185 km，配備一個120 kg的鈦半穿甲爆破戰(zhàn)斗部，采用可編程智能多用途引信。導(dǎo)彈采用兩級動力系統(tǒng)，飛行速度為亞/高亞音速，可超低空掠海飛行，突防能力強(qiáng)。NSM的隱身性能極佳，具有出色的掠海能力和末端機(jī)動性，并具有復(fù)雜航路規(guī)劃技術(shù)。

圖11 發(fā)射中的NSM導(dǎo)彈

NSM導(dǎo)彈中制導(dǎo)段采用INS/GPS+激光雷達(dá)高度表+地形匹配制導(dǎo)方式，雙波段(3～5 μm和8～12 μm)紅外成像導(dǎo)引頭用于末制導(dǎo)段，其自動目標(biāo)識別(ATR)技術(shù)具有很強(qiáng)的目標(biāo)識別能力。導(dǎo)引頭最大搜索距離為20 km,自動匹配距離為12 km，精度小于0.61 m。NSM任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)有3種模式:自動模式、人工模式、緊急投放模式。

1.2 炸彈

1.2.1 杰達(dá)姆紅外制導(dǎo)炸彈

美國杰達(dá)姆(JDAM聯(lián)合直接攻擊彈藥)紅外制導(dǎo)炸彈是第四代制導(dǎo)炸彈的代表，2001年服役，主要攻擊炮兵陣地、碉堡、導(dǎo)彈發(fā)射裝置、指揮控制中心等目標(biāo)，可全天時、全天候、防區(qū)外使用，具有發(fā)射后不管、多目標(biāo)攻擊能力，在阿富汗、伊拉克等局部戰(zhàn)爭中大量使用，成為明星武器。

杰達(dá)姆紅外制導(dǎo)炸彈是由采用INS/GPS制導(dǎo)體制的基本型發(fā)展而來的，采用了Damask紅外成像導(dǎo)引頭，用來探測、識別目標(biāo)并修正制導(dǎo)炸彈的末段彈道。

制導(dǎo)炸彈投擲后，位標(biāo)器在距目標(biāo)距離約2 km處啟動，導(dǎo)引頭使用相關(guān)極值算法來識別目標(biāo)，將紅外波段內(nèi)得到的圖像與數(shù)字格式的目標(biāo)照片進(jìn)行比較識別，傳回的信息在1～2 s內(nèi)實現(xiàn)自動分析，圖像刷新速率為30幀/s。

1.2.2 GBU-53 SDB-Ⅱ小直徑制導(dǎo)炸彈

GBU-53 SDB-Ⅱ小直徑制導(dǎo)炸彈(暴風(fēng)之錘)是目前唯一成熟的三模精確制導(dǎo)武器，現(xiàn)已批量生產(chǎn)，計劃2022年4月進(jìn)入大批量生產(chǎn)，將首次裝備F-15E戰(zhàn)機(jī)，并計劃到2022年集成到F-35戰(zhàn)機(jī)。

GBU-53 SDB-Ⅱ基于GBU-39 SDB炸彈而研制，保留了INS/GPS系統(tǒng)，采用了激光半主動/紅外/雷達(dá)三模復(fù)合導(dǎo)引頭，能在防區(qū)外全天時、全天候攻擊機(jī)動目標(biāo)。

圖12 GBU-53 SDB-Ⅱ小直徑制導(dǎo)炸彈

GBU-53 SDB-Ⅱ 重93 kg，彈徑180 mm，彈長1.76 m，無動力系統(tǒng)，最大射程為100 km。炸彈投放后，先由GPS引導(dǎo)飛向目標(biāo)區(qū)域，在末制導(dǎo)初期由激光導(dǎo)引頭捕獲目標(biāo)，然后毫米波雷達(dá)持續(xù)跟蹤目標(biāo)，最后通過紅外導(dǎo)引頭對目標(biāo)進(jìn)行辨別以實施精確攻擊。

GBU-53 SDB-Ⅱ具有3種作戰(zhàn)模式：標(biāo)準(zhǔn)攻擊、協(xié)同攻擊和即時攻擊，三模導(dǎo)引頭可使炸彈適應(yīng)復(fù)雜的作戰(zhàn)場景，具有精度高、附帶毀傷低、作戰(zhàn)方式靈活等特點，可滿足多種作戰(zhàn)需求。

2 國內(nèi)典型的紅外精確制導(dǎo)武器

2.1 前衛(wèi)單兵防空導(dǎo)彈

中國的前衛(wèi)單兵防空導(dǎo)彈在1994年范堡羅航展首次亮相。目前，前衛(wèi)已經(jīng)發(fā)展為一個系列，包括前衛(wèi)-1、前衛(wèi)-2、前衛(wèi)-3、前衛(wèi)-11、前衛(wèi)-18、前衛(wèi)-19等多種型號，是野戰(zhàn)防空的重要裝備。

其中，前衛(wèi)-18是一種新型全天候的便攜式防空導(dǎo)彈，基于前衛(wèi)-11改進(jìn)而來，于2002年在珠海航展首次亮相。前衛(wèi)-18采用了許多先進(jìn)技術(shù)，特別配備了一個雙波段紅外被動導(dǎo)引頭，不僅能夠通過熱尾氣，還可通過目標(biāo)蒙皮的溫度差跟蹤目標(biāo)。這些改進(jìn)使導(dǎo)彈具有更好的識別能力，來對抗受地形環(huán)繞的超音速巡航導(dǎo)彈。前衛(wèi)-18的外形與前衛(wèi)-11相同。

表3 前衛(wèi)-18防空導(dǎo)彈的基本性能參數(shù)

前衛(wèi)-18導(dǎo)彈的抗干擾能力更強(qiáng)，具有很高的精度和靈敏度，是典型的第三代便攜式防空導(dǎo)彈。因最小攔截高度為10 m，基本上可以突破超低空目標(biāo)的低空飛行限制。前衛(wèi)-18導(dǎo)彈能夠?qū)Ω冻涂诊w行的超音速巡航導(dǎo)彈、旋轉(zhuǎn)翼和固定翼飛機(jī)等威脅目標(biāo)。前衛(wèi)-18的作戰(zhàn)性能目前在國際上處于領(lǐng)先地位。

圖13 前衛(wèi)-18便攜式防空導(dǎo)彈系

2.2 QN-202單兵紅外制導(dǎo)微型導(dǎo)彈[20]

目前，在非傳統(tǒng)作戰(zhàn)的全球局部沖突中，戰(zhàn)場環(huán)境地形復(fù)雜，目標(biāo)更加多樣化，小尺寸、高精度、低附帶毀傷、低成本的彈藥需求增加,陸軍步兵、特種部隊、海軍陸戰(zhàn)隊等地面作戰(zhàn)部隊需要這樣的彈藥，以彌補(bǔ)地面部隊精確武器的不足。微型精確制導(dǎo)彈藥因其獨特的優(yōu)點能夠滿足這樣的作戰(zhàn)需求。

QN-202是武漢高德紅外有限公司研制的一種單兵紅外成像制導(dǎo)微型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，于2018年在珠海航展首次亮相，是目前全球最小的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈。導(dǎo)彈系統(tǒng)由一個發(fā)射器和一個儲彈6枚的背包組成。

圖14 QN-202導(dǎo)彈發(fā)射器及六聯(lián)裝導(dǎo)彈背包

QN-202發(fā)射裝置與AK-12步槍尺寸近似。導(dǎo)彈配有紅外成像導(dǎo)引頭，采用紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)，動力系統(tǒng)為兩個固體火箭發(fā)動機(jī)，成本低廉，能夠自動搜索和跟蹤目標(biāo)，發(fā)射前鎖定，發(fā)射后不管。導(dǎo)彈還采用了圖像識別技術(shù)，當(dāng)目標(biāo)鎖定按鈕被按下后，導(dǎo)彈會記住目標(biāo)圖像，飛行中不斷修正彈道，直至命中目標(biāo)。

圖15 QN-202導(dǎo)彈

表4 QN-202導(dǎo)彈的性能參數(shù)

QN-202的手持式發(fā)射裝置頂端有一個光學(xué)瞄準(zhǔn)鎖定裝置，發(fā)射前，射手通過這個裝置觀察導(dǎo)引頭顯示的圖像。射手擊發(fā)后，導(dǎo)彈起飛發(fā)動機(jī)點火，賦予導(dǎo)彈一定初速，使導(dǎo)彈快速脫離發(fā)射裝置。當(dāng)導(dǎo)彈到達(dá)安全距離后，主發(fā)動機(jī)啟動，導(dǎo)彈加速飛向目標(biāo)。此時，射手可以撤離或搜索攻擊下一個目標(biāo)。固體火箭發(fā)動機(jī)采用了低信號特征的少煙發(fā)射藥，提高了射手的生存率。

微型導(dǎo)彈雖然體積小，重量輕，戰(zhàn)斗部裝藥量較少，但是對于重要的非裝甲目標(biāo)，如軍事指揮官、機(jī)槍射手、電子設(shè)備具有很強(qiáng)的破壞作用。更重要的是，因?qū)椛涑踢h(yuǎn)于一般步兵武器，攻擊精度高，所以一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，可立即攻擊而無需召喚后方部隊，具有很強(qiáng)的時效性。QN-202導(dǎo)彈達(dá)到國際上同類武器技術(shù)水平，會在很大程度改善步兵、特種部隊等地面部隊火力不足的現(xiàn)狀。

3 紅外精確制導(dǎo)武器的特點及發(fā)展趨勢

3.1 紅外精確制導(dǎo)武器的特點

現(xiàn)代紅外精確制導(dǎo)武器應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭及地區(qū)沖突中占據(jù)重要的地位，特點鮮明，主要包括：

1)最新一代的紅外精確制導(dǎo)武器以紅外成像制導(dǎo)為主。通過目標(biāo)與背景的溫度差異探測目標(biāo)，制導(dǎo)信息源是目標(biāo)圖像，具有分辨率高、靈敏度高等特點，具有更遠(yuǎn)的全向探測距離，能對付高速機(jī)動小目標(biāo)、遮蔽地形中的運動目標(biāo)或隱蔽目標(biāo)。

2)采用先進(jìn)的圖形信息處理技術(shù)，能在復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境和背景干擾下，對目標(biāo)進(jìn)行自動識別，并自動選擇命中點，發(fā)射后不管，提高毀傷效應(yīng)。

3)可全天時工作，特別在夜間作戰(zhàn)時，具有很高的制導(dǎo)精度，而且煙霧穿透能力強(qiáng)，接近全天候使用。

4)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可與其它制導(dǎo)方式組合形成多模制導(dǎo)體制，增加作戰(zhàn)靈活性，增強(qiáng)抗干擾能力。

3.2 紅外精確制導(dǎo)武器的發(fā)展趨勢[10,21-22]

1)紅外導(dǎo)引頭多光譜成像制導(dǎo)

目前，主流紅外導(dǎo)引頭的探測器工作于中遠(yuǎn)紅外波段(3～5 μm和8～12 μm)，多種紅外成像制導(dǎo)武器采用了多光譜成像技術(shù)，某些波段圖像丟失不影響對目標(biāo)的繼續(xù)跟蹤和識別，提高了武器的抗干擾能力和戰(zhàn)場適應(yīng)能力。第四代FIM-92C毒刺防空導(dǎo)彈采用了紅外/紫外雙色探測器，NSM反艦導(dǎo)彈采用雙波段紅外成像導(dǎo)引頭，A-Darter、米卡紅外型、怪蛇5等空空導(dǎo)彈均采用了雙色紅外探測器，增大了探測距離，提高了目標(biāo)分辨率，從而提高了武器的制導(dǎo)精度。

2)多平臺、多用途應(yīng)用

多平臺、多用途應(yīng)用是精確制導(dǎo)武器未來的發(fā)展方向。目前，多種陸?？諔?yīng)用的紅外制導(dǎo)武器都在拓展發(fā)射平臺，包括便攜、地面車輛、直升機(jī)、無人機(jī)、船只等，滿足多種目標(biāo)攻擊需求。

MMP導(dǎo)彈為步兵設(shè)計，也可集成到艦船、直升機(jī)和陸地車輛。標(biāo)槍導(dǎo)彈既可肩扛使用，也可以安裝在三角架或輪式/兩棲車輛上發(fā)射。毒刺便攜式防空導(dǎo)彈也可部署于多種車輛和直升機(jī)平臺。NSM導(dǎo)彈可通過艦艇、岸基平臺和飛機(jī)發(fā)射，與潛射平臺的集成正在進(jìn)行。第五代遠(yuǎn)程長釘2和增程長釘2導(dǎo)彈系統(tǒng)可用于地面、海上和直升機(jī)平臺。Stunner導(dǎo)彈可在陸基、?；涂栈喾N平臺上部署。

3)發(fā)展多模復(fù)合制導(dǎo)體制

現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境日趨復(fù)雜多變，單一制導(dǎo)體制已很難應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境作戰(zhàn)需求，多模復(fù)合制導(dǎo)體制可以利用各種制導(dǎo)體制的優(yōu)勢，是精確制導(dǎo)武器未來的發(fā)展趨勢。紅外導(dǎo)引頭在制導(dǎo)精度、抗干擾能力、隱蔽性等方面優(yōu)勢明顯，易與電視、激光、毫米波制導(dǎo)技術(shù)結(jié)合形成多模復(fù)合制導(dǎo)體制。長釘系列導(dǎo)彈、MMP、JAGM、Stunner導(dǎo)彈以及暴風(fēng)之錘制導(dǎo)炸彈是目前世界上典型的包含紅外制導(dǎo)的復(fù)合制導(dǎo)武器，代表了紅外復(fù)合制導(dǎo)武器的發(fā)展方向。

4)非制冷型紅外制導(dǎo)武器發(fā)展前途廣闊

目前，中遠(yuǎn)程紅外制導(dǎo)武器的紅外導(dǎo)引頭大多采用高靈敏度的制冷型紅外探測器，但是非制冷型紅外導(dǎo)引頭因為結(jié)構(gòu)簡單、成本低、功耗小、使用方便，具有廣闊的發(fā)展前景。4 km射程的第五代MMP反坦克導(dǎo)彈采用了非制冷紅外成像導(dǎo)引頭。正在研制的海毒液(Sea Venom)反艦導(dǎo)彈采用非制冷紅外成像導(dǎo)引頭，具有先進(jìn)的圖像處理能力，能夠自動選擇和跟蹤目標(biāo)。近程長釘導(dǎo)彈采用CCD/非制冷紅外雙模導(dǎo)引頭，并優(yōu)化跟蹤器，可發(fā)射后不管。

因靈敏度不高，非制冷紅外導(dǎo)引只能用于導(dǎo)引頭作用距離近的武器上，而對于紅外成像/毫米波雷達(dá)雙模復(fù)合制導(dǎo)武器而言，毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭可以保證遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測，因此非制冷紅外制導(dǎo)體制在此類復(fù)合制導(dǎo)武器上具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

5)模塊化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化發(fā)展

現(xiàn)今的紅外精確制導(dǎo)武器朝著模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化方向發(fā)展。發(fā)達(dá)國家積極推行標(biāo)準(zhǔn)組件，以實現(xiàn)相同部件在不同武器上通用。

米卡空空導(dǎo)彈采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，射頻型和紅外型共用一些部件，除了導(dǎo)引頭之外，其他零部件通用程度很高。在此基礎(chǔ)上，法國還發(fā)展了米卡地空、艦空、潛空導(dǎo)彈，形成世界上第一種能在空中、地面、水面、水下作戰(zhàn)的導(dǎo)彈系列。JASSM導(dǎo)彈采用模塊化設(shè)計，可使用不同的戰(zhàn)斗部、導(dǎo)引頭，現(xiàn)已發(fā)展了3種改型，朝著系列化方向發(fā)展。即將服役的英法聯(lián)合研制的海毒液反艦導(dǎo)彈同樣采用模塊化設(shè)計，能適配多種直升機(jī)平臺，增強(qiáng)作戰(zhàn)能力。標(biāo)槍、毒刺導(dǎo)彈均已發(fā)展為多型號的導(dǎo)彈系列。

6)采用人工智能等新技術(shù)

近年來，人工智能等新技術(shù)越來越多地應(yīng)用于制導(dǎo)武器，能自主對目標(biāo)進(jìn)行識別。紅外精確制導(dǎo)武器正采用人工智能等先進(jìn)技術(shù)而得以快速發(fā)展，更加智能化，進(jìn)一步提高作戰(zhàn)靈活性。

遠(yuǎn)程長釘2導(dǎo)彈配有新型導(dǎo)引頭，其非制冷紅外傳感器帶靈巧目標(biāo)跟蹤器，采用人工智能技術(shù)，提高了目標(biāo)識別能力，精度極高。

以色列拉斐爾公司推出了破海者(Sea Breaker)第五代海陸基遠(yuǎn)程攻擊導(dǎo)彈系統(tǒng),配有先進(jìn)的紅外成像導(dǎo)引頭，非常適合反介入/區(qū)域拒止(A2/AD)作戰(zhàn)。導(dǎo)彈采用人工智能技術(shù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和基于大數(shù)據(jù)的場景匹配，能進(jìn)行自動目標(biāo)捕獲(ATA)和自動目標(biāo)識別(ATR)。

4 結(jié)束語

紅外精確制導(dǎo)技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢廣泛用于多種制導(dǎo)武器，隨著人工智能、自動控制技術(shù)、光電子技術(shù)、微電子元器件技術(shù)的飛速發(fā)展，紅外導(dǎo)引頭將向自動化和智能化方向發(fā)展，以更高的靈敏度和空間分辨率進(jìn)一步提高命中精度，適應(yīng)復(fù)雜的作戰(zhàn)需求。同時，隨著紅外探測技術(shù)、自動目標(biāo)識別技術(shù)、圖像實時處理技術(shù)的快速發(fā)展，紅外精確制導(dǎo)武器的綜合性能也在不斷提升，多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)廣泛應(yīng)用，武器正向著模塊化、系列化、通用化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多用途、低成本方向發(fā)展，并實現(xiàn)跨平臺裝備使用。