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紅外干擾彈
來源:互聯(lián)網(wǎng)

紅外干擾彈(英文名:infrared decoy projectile)又稱為紅外誘餌彈、紅外曳光彈,是一種具有較高溫度的紅外輻射彈,用來誘騙敵方紅外制導武器脫離真目標,具有一定輻射能量和紅外光譜特性的干擾器材。

1973年,在越南戰(zhàn)場上,美國軍隊為了對付SA-7型單兵肩扛式地空紅外制導導彈,在戰(zhàn)機上裝備了紅外干擾彈,幾十美元的紅外誘餌彈使幾萬、十幾萬美元的紅外點源制導導彈失效。投放后的紅外干擾彈可使紅外制導武器在鎖定目標之前鎖定紅外干擾彈,致使其制導系統(tǒng)跟蹤精度下降或被引離攻擊目標。紅外干擾彈能夠逼真模飛機尾罩和尾噴流熱輻射或熱輪廓。由于紅外炬的光譜寬、輻射能量高,因此能誘騙近、中、遠程紅外制導導彈及單波段點源紅外和多光譜紅外等制導方式導彈。同時,此類干擾彈還能在雷達、紅外告警器的自動導引下,適時、多枚投放,并在空中穩(wěn)定飛行,使紅外炬與被保護目標始終保持最佳距離和飛行彈道。

紅外干擾彈由彈殼、拋射管、活塞、藥柱、安全點火裝置和端蓋等零部件組成。紅外誘餌彈大多數(shù)為投擲式燃燒型,內(nèi)裝的煙火劑多為鎂粉硝化纖維素F4混合物。燃燒時,能產(chǎn)生強烈的紅外輻射,在紅外尋的裝置工作的1~3微米和3~5微米波段范圍內(nèi)。

發(fā)展沿革

研制背景

物體本身的溫度越高,向外輻射的熱能就越強,其電磁波長在光譜中處于可見紅光的外側(cè),故名紅外線。雖然肉眼看不見,但科學家們就仿照蛇類的特殊器官研制出光電感應器來探測紅外線。進入噴氣時代后,飛機在天空中高速飛行時,發(fā)動機噴口排出的尾焰、機身與空氣的劇烈摩擦、蒙皮對陽光的吸收和反射等都會成為強烈的輻射源。而安裝有紅外制導系統(tǒng)的空空導彈就如同長了蛇的熱敏頰窩,在有效范圍內(nèi)通過光學部件接收到來自遠處目標的紅外輻射,并轉(zhuǎn)化為電信號,經(jīng)辨別確認后控制導彈進行跟蹤追擊。

針對紅外空空導彈的制導原理,可以從減少導引頭能接收到的目標紅外輻射能量和生成與目標紅外輻射特征相似的虛假目標這兩方面來使出“障眼法”,干擾方式就相應地分為無源干擾和有源干擾兩大類。其中,有源干擾分為欺騙性干擾和壓制性干擾兩種方式,前者是放出與受保護飛機紅外輻射特性相近的虛假信號以迷惑導彈的制導系統(tǒng),后者是讓對方的紅外傳感器接收到強烈的輻射量而受損失效。

紅外誘餌彈屬于欺騙性干擾的主要手段,是使用最為廣泛的紅外干擾裝置,最早是從偵察機上配備的照明彈發(fā)展而來的。當來襲的紅外導彈逼近時,受攻擊的飛機投放出誘餌彈,彈內(nèi)的化學藥劑或凝固油料燃燒后產(chǎn)生與飛機紅外特性相似的強輻射,從而將導彈誘開。作為一次性使用的干擾物,紅外誘餌彈體積小成本低,可多載多投,但投放的時機、數(shù)量、彈道和燃燒時間等因素都會影響干擾的效果。為了對付識別能力強的紅外導引頭,還出現(xiàn)了帶有推進器、可在一定時間內(nèi)模擬載機運動軌跡的伴飛式誘餌彈,能產(chǎn)生大面積紅外干擾云的面源式誘餌彈和可同時干擾紅外和微波的復合式誘餌彈等新品種。

裝備歷程

紅外干擾彈的前身是偵察機上的照明閃光彈。第一代的紅外導彈工作在短波紅外區(qū),一般的紅外干擾彈就能提供有效的保護。隨著第二代、第三代紅外導彈的出現(xiàn),雙色傳感器能夠識別紅外干擾彈與實際的目標,高級紅外導彈的計算機能夠根據(jù)紅外干擾彈的動態(tài)或運動特性區(qū)分目標和誘餌。

20世紀60年代起,紅外干擾彈自產(chǎn)生起就隨著紅外制導導彈不斷發(fā)展。

2020年11月,央視軍事頻道“我們在戰(zhàn)位”節(jié)目,報道了地處西北大漠的空軍某試驗訓練基地。其中出現(xiàn)了不少的新畫面,比如地面停放的7架殲-20隱身戰(zhàn)斗機,空中編隊飛行的7架殲-20,殲-20雙機編隊拋灑干擾彈等。

2024年1月,2022俄烏沖突中,一段俄羅斯Kh-101巡航導彈打擊烏克蘭重要目標的視頻在網(wǎng)絡(luò)上流傳。視頻顯示,一枚Kh-101巡航導彈一邊快速飛行,一邊不斷發(fā)射紅外誘餌彈。這種導彈突防的實戰(zhàn)案例,在全球尚屬首次。

基本設(shè)計

綜述

紅外干擾彈由彈殼、拋射管、活塞、藥柱、安全點火裝置和端蓋等零部件組成。彈殼起到發(fā)射管的作用,并在發(fā)射前對紅外干擾彈提供環(huán)境保護。拋射管內(nèi)裝有發(fā)射藥,由電點火起爆,產(chǎn)生燃氣壓力以拋射紅外誘餌。活塞用來密封火藥氣體,防止藥柱被過早點燃。安全點火裝置用于適時點燃藥柱,并保證在膛內(nèi)不被點燃。

設(shè)計原理

紅外干擾彈是通過燃燒鎂等低燃點金屬,配合四氟乙烯沒藥樹和其他黏合劑產(chǎn)生足夠熱量,來模擬氣動加熱后的戰(zhàn)機蒙皮和尾噴流熱輻射或熱輪廓,誘使紅外制導導彈轉(zhuǎn)而追擊干擾彈。

技術(shù)特點

輻射特性

紅外干擾彈紅外導引頭的工作波段一般在1.8~3.5μm(微米)和2.5~5.5μm(微米),艦載紅外干擾彈的光譜可以達到8~14μm(微米)。理想的紅外誘餌彈紅外光譜輻射特性應與被保護目標在這些導引頭工作波段內(nèi)有相似的光譜分布,但輻射強度應比目標的輻射強度大K倍以上。

起燃時間和燃燒持續(xù)時間

紅外干擾彈從引爆至達到額定輻射強度的一半所需時間稱為起燃時間。為保證誘餌形成時能處在導引頭視場內(nèi)而吸引著導引頭,一般要求起燃時間為0.5~1秒燃燒持續(xù)時間,即保持誘餌的額定紅外輻射強度的時間,對單發(fā)誘餌來說,必須大于敵方紅外導引頭的制導時間。紅外空空導彈在其常用射程內(nèi)的飛行時間為10~20秒;紅外誘餌彈的燃燒持續(xù)時間應為8秒以上。艦艇用誘餌彈燃燒持續(xù)時間需40~60秒。

射出速度和方向

紅外干擾彈射出速度和方向的選擇,應使敵方導彈在擊中誘餌或誘餌燃完時,導彈不能傷及目標或重新跟蹤目標。投放速度也不能過大,速度過大則可能超出導引頭的跟蹤能力,使導引頭無法跟蹤誘餌,起不到誘騙的作用,投放速度一般取15~30 m/s。

投放時刻和時間間隔

工作時,如果飛機上有準確可靠的紅外報警設(shè)備,則一旦發(fā)現(xiàn)導彈來襲,便可盡快投放誘餌彈。如果飛機上無報警設(shè)備,則為了安全起見,一旦發(fā)現(xiàn)敵機占據(jù)攻擊位置,便可投放紅外誘餌彈,這時需多發(fā)定時投放。如果帶彈量允許,飛機進入戰(zhàn)區(qū)后,為了抑制敵方發(fā)射紅外導彈,也可盲目定時投放誘餌彈。在前面給出的燃燒時間和投放速度條件下,投放時間間隔取為5~10秒即可。定時多發(fā)投放可以對付敵方連續(xù)發(fā)射的紅外導彈。

主要分類

紅外干擾彈按其裝備的作戰(zhàn)平臺,可分為機載紅外干擾彈和艦載紅外干擾彈;按功能來分,又可分為普通紅外干擾彈、氣動紅外干擾彈、微波和紅外復合干擾彈、可燃箔條彈、無可見光紅外干擾彈,紅外和紫外雙色干擾彈、快速

充氣的紅外干擾氣囊等具有特定或針對性干擾功能的紅外干擾彈等。

對抗戰(zhàn)術(shù)

世界各國為了提高飛機在戰(zhàn)爭中的生存力,保護飛機免遭紅外制導導彈的攻擊,十分重視紅外對抗技術(shù)的開發(fā)。紅外對抗技術(shù)是指戰(zhàn)爭中敵對雙方在紅外頻段上進行的電磁斗爭,一方用多種手段破壞或削減對方紅外裝備,另一方采取對抗措施誘騙對方,消除對方干擾,以保證己方紅外裝備及武器能正常工作。

應對措施

紅外干擾彈像是戰(zhàn)機所用的分身術(shù),或者像鉛山壁虎斷尾求生時那根尾巴,只不過戰(zhàn)機所施放的“尾巴”可不止一根。實戰(zhàn)中,來襲的紅外制導導彈往往不止一枚。這就決定了戰(zhàn)機必須借助機載紅外告警系統(tǒng)和雷達告警探測器,根據(jù)實際情況適時、分批釋放紅外干擾彈,使所形成的紅外輻射假目標,在動態(tài)中與所保護的戰(zhàn)機保持最佳距離,發(fā)揮出最佳效用。

雙方作戰(zhàn)、對抗時,一方發(fā)射干擾彈后,另一方應該立即采取應對措施。一般來說,可能采取的手段無外乎這么幾種:攻擊方戰(zhàn)機應暫停發(fā)射紅外、雷達等制導方式的導彈,避免被對方誘偏、失效。當雙方戰(zhàn)機相距較近時,攻擊方戰(zhàn)機應立即采取機動措施規(guī)避撞上對方干擾彈的高速運動質(zhì)量體。同時,攻擊方戰(zhàn)機應采取機動措施重新占領(lǐng)有利陣位,在對方發(fā)射的干擾彈的干擾效應結(jié)束后,再鎖定對方戰(zhàn)機進行攻擊。攻擊方戰(zhàn)機也可以頻繁用雷達跟蹤定位鎖定對方戰(zhàn)機,誘使對方頻繁發(fā)射干擾彈直至耗盡后再攻擊。

降低威脅

戰(zhàn)斗中,除了進行飛機機動和投放紅外干擾彈外,還有其他紅外對抗措施可降低紅外威脅系統(tǒng)的效能。通過減小動力來降低飛機的熱輻射強度。發(fā)動機產(chǎn)生的紅外信號最強,這也是飛行員能夠控制的唯一紅外輻射源。通過減小動力,飛機輻射的紅外信號相應的就會減弱,從而對自衛(wèi)式紅外干擾彈輻射強度的要求也會降低。基于同樣的原因,應盡量少使用噴射式燃燒器,因為紅外干擾彈很難達到能覆蓋噴射式燃燒器產(chǎn)生的紅外信號所需要的輻射強度。不過,飛行員不應該將動力降得太小,否則無法保持足夠的機動速度。

利用太陽也是一種有效的紅外對抗措施。將飛機機動到陽光中,借助太陽光能夠遮蓋飛機的紅外信號,欺騙大部分的紅外威脅系統(tǒng)。

云或煙霧也可以迷惑紅外威脅系統(tǒng)。形成云的水蒸氣使紅外能量擴散,這使紅外威脅系統(tǒng)很難找到一個點去攻擊,這與太陽光在多云的天氣被擴散是一個道理。煙霧中的塵粒能夠?qū)t外能量產(chǎn)生同樣的效果。最后一個紅外對抗措施是通過精心設(shè)計飛機的發(fā)動機和排氣系統(tǒng)來降低其紅外信號輻射強度。

裝備國家

世界上主要有俄羅斯、美國、中國等裝備有紅外干擾彈。世界各國戰(zhàn)機裝備的干擾彈從工作原理上講大同小異,一般分為紅外干擾彈和箔條干擾彈兩種。

發(fā)展趨勢

為對紅外尋的導彈進行更有效欺騙和壓制,紅外干擾彈正朝下列幾方面進行改進和發(fā)展:

降低特征溫度

降低紅外干擾彈在雙波段所對應的特征溫度,使其盡可能接近被保護目標特征溫度,即紅外干擾彈的光譜特性應接近目標的紅外輻射光譜特性。例如,使用燃料誘餌,這種誘餌是利用飛機、艦艇等目標本身所使用的燃料和其他燃料,當目標受到紅外尋導彈威脅時,將燃料噴在空中或海面上空點燃,形成與發(fā)動機的紅外輻射光譜相似的紅外輻射源,以誘惑紅外尋的導彈。目前正在尋找新的固體酒精

面輻射源方向發(fā)展

從點輻射源向面輻射源方向發(fā)展,使其形成接近被保護目標熱圖的紅外輻射源。紅外尋的導彈為提高鑒別和控制能力,采用紅外成像跟蹤技術(shù),克服了熱點跟蹤的缺點,所以紅外干擾也向面輻射源方向發(fā)展。

研制復合干擾彈

隨著微波電子對抗和光電對抗的發(fā)展,導彈武器系統(tǒng)為提高抗干擾能力,采用復合制導技術(shù)。為對付采用復合制導的導彈,研制既能干擾紅外尋的又能干擾雷達尋的導彈的復合干擾彈非常重要。

研制自燃干擾彈

當目標受到近距離紅外尋的導彈攻擊時,要求紅外干擾彈投出后能夠立即點燃,迅速形成紅外輻射源,使導彈轉(zhuǎn)向跟蹤紅外干擾彈。美國航空電子學實驗室已將自然干擾彈列為研究重點。

多紅外干擾子彈頭

多紅外干擾子彈頭的火箭在飛行過程中可以連續(xù)彈射出紅外干擾子彈頭,形成一片模擬目標的誘餌煙云,以對抗紅外制導的導彈

參考資料 >

干擾彈 戰(zhàn)機逃脫時的絢爛煙火.中國軍事.2024-02-02

火控雷達和干擾彈是什么武器.中國數(shù)字科技館.2024-02-01

空中斗法——紅外空空導彈的干擾與抗干擾.天津和平國防動員.2024-02-01

罕見,殲-20雙機拋灑干擾彈畫面曝光!為什么隱身戰(zhàn)機還要發(fā)射干擾彈?.澎湃新聞.2024-02-01

關(guān)注!這種導彈突防方式首次在實戰(zhàn)中出現(xiàn).上觀新聞.2024-02-01

“誘惑”也是戰(zhàn)斗力.光明網(wǎng).2024-02-01

發(fā)射干擾彈說明日F-15處于被動狀態(tài).中國軍網(wǎng).2024-02-01

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