机载红外诱饵技术的发展＊

赵非玉 马春孝 卢 山 蒋 冲

（东北电子技术研究所 锦州 121000）

1 引言

几十年来，红外制导导弹一直是军用飞机的最大威胁，因此，如何保护飞机免遭红外导弹攻击，始终是各国军方面临的重大课题。目前，利用红外诱饵产生假目标将来袭导弹诱离飞机，仍是目前，应用广泛、效费比最高的对抗手段［1］。随着复合制导、成像制导技术的日益进步，红外制导导弹抗干扰能力得到不断提高，红外诱饵技术也在随之改进和创新，各种新型红外诱饵相继诞生。经过多年发展，机载红外诱饵技术取得了多项重大突破，红外诱饵产品经过改进、改型、升级、换代已达到较高的水平，大量列装，已成为一种有效的机载自卫装备［2～10］。

2 新体制红外制导导弹抗干扰技术

2.1 上升速率判别

当红外诱饵作为反应式红外对抗措施来投放时，诱饵与平台间的空间分离速度很快，这就要求诱饵在离开导引头视场前迅速达到辐射强度峰值。目前快速点火技术可使诱饵迅速达到辐射峰值，其辐射强度的变化约大于药柱本体部分一个数量级。点火完成后，诱饵辐射强度的快速上升及随后的陡降都为导引头的识别提供了可能。为了克服这种识别的方法，诱饵采用向上或向前投放，以便延长诱饵在导引头视场内的滞留时间。

2.2 轨迹鉴别

红外导引头对运动点目标进行跟踪时，识别目标和诱饵的运动特性是红外空空导弹实现抗干扰的一种重要方法。传统红外诱饵由于没有相应的气动措施，当其从目标发射后会由于阻力和重力的作用迅速与飞机分离，并可能由于翻滚而具有较快的气动减速，很快滞后于目标，真正的目标则继续水平直线飞行或进行规避机动。因此导弹可以通过对目标运动特性的判断来识别出真目标，从而使诱饵失效。

2.3 光潜鉴别

传统红外诱饵与典型目标的辐射波段分布特性明显不同，诱饵辐射能量在大气窗口波段内，近红外区比中红外区的能量大两倍以上；目标的辐射特性基本集中在中红外波段及远红外波段。双色成像导引头的跟踪模块包含单色成像探测系统的目标形状、运动等目标特征提取功能，同时增加光谱特征作为对抗诱饵等干扰的有效参数，光谱特征在抗干扰决策时选取较大的权重。系统波段的选择要依据目标特性和系统的探测能力，通常针对空中日标的空空导弹则多采用短波、中波两个波段。在对抗诱饵干扰时，利用目标与诱饵干扰光谱特性的差异来提取真实目标，实现抗干扰的目的。

3 红外诱饵技术的发展

3.1 传统红外诱饵技术

传统红外诱饵的主要成分是能产生红外能量的烟火剂，以镁为燃料，聚四氟乙烯为氧化剂，氟橡胶作粘合剂，也可添加少量其它材料增加性能。这种类型的诱饵称为镁／聚四氟乙烯／氟橡胶诱饵（MTV）。红外诱饵的性能通常包括上升时间、峰值强度和持续时间。传统红外诱饵已经发展成多种型号产品以适应各类投放器，用来对抗红外制导导弹，这些诱饵对抗大多数红外制导导弹仍然非常有效，并且事实上对抗第一代红外制导导弹100%有效。

3.2 新型红外诱饵技术

由于先进的红外导引头采用了一些识别诱饵和目标的技术，传统点源MTV红外诱饵与目标在频谱特性、信号时域变化和气动运动特性等方面存在显著差异，因此MTV诱饵的对抗效果下降了。为了有效地对抗这些先进的导引头，必须改进目前的诱饵弹或采用新的方法。改进方向就是弥补红外诱饵与目标在上述三方面的差异，使其更逼真地模仿目标，从而使导引头的识别算法失效［2］。

为了干扰各种新体制红外制导导弹，国外研究和发展了多种体制新型红外诱饵，主要有：多元、运动型、面源、多光谱及多种体制复合红外诱饵。这些新型红外诱饵可以对新体制红外制导导弹进行有效的干扰。下面介绍几种新型红外诱饵。

3.2.1 多元红外诱饵

多元红外诱饵仍属于MTV诱饵范畴，通过重新设计弹体结构，控制上升时间、药柱分离速度和调整发射时序，能很好地模拟目标的光谱辐射分布特征，同时多个辐射源在空中分布，可以对抗采用多元扫描技术的第三代红外制导导弹。具有代表性产品有以色列IMI公司生产的MULTI－BLU红外诱饵，该弹含有三个独立的诱饵，在投放时可以按一定的时间间隔进行投放，提供三倍保护效能。

3.2.2 运动型红外诱饵

红外导引头引入轨迹识别目标算法以后，导致红外诱饵有了重大发展。为了对抗轨迹识别技术，一系列诱饵设计技术应运而生，通过改善诱饵弹结构、加装火箭发动机和采用拖曳方式，使其在发射后能在一定程度上克服阻力的作用，不至于与飞机很快分离，而是可以跟随载机继续飞行，从而在一定程度上增强对导引头的干扰效果。运动型红外诱饵主要包括空气动力学诱饵、自推进诱饵［3］和拖曳诱饵。

1）空气动力学诱饵

空气动力学诱饵（Aerodynamic）可以战胜具有轨迹识别或分离速率拒绝特性的导弹，诱饵前端具有流线型风帽，确保发射后与载机慢速分离，通常该型诱饵使用在直升机或低速运输机上，主要由于载机速度低，可以增强空气动力学诱饵对抗效能。具有代表性产品有Chemring公司生产的DSTL－22红外诱饵，尺寸为25mm×25mm×206mm，可与AN／ALE－40、45和47系列投放器配套使用，发射初速35～55m／s，反作用力最大2kN。

2）自推进诱饵

自推进诱饵（Kinematic）主要应用在高速飞行的战斗机上，采用复合材料装药，这种烟火材料既产生诱使敌方导弹远离飞机的红外能量，同时也起推进剂的作用，能产生足够的推力，使诱饵跟随载机飞行而不会迅速下落。其作用过程是：刚发射时，诱饵贴近载机飞行，其运动轨迹和红外辐射特征与载机相似，随着时间推移，受重力作用，逐渐与载机分离，引开来袭导弹。具有代表性产品有Chemring公司生产的K7红外诱饵，尺寸为25mm×52mm×206mm，可与AN／ALE－40、45和47系列投放器配套使用，发射初速26～54m／s，反作用力最大4.5kN，该弹发射后具有优化的弹道轨迹，可以战胜具有速率拒绝特性的导弹。其它典型自推进诱饵产品还有Esterline防御公司生产的MJU－47／B和ARM－024诱饵。

3）拖曳诱饵

拖曳红外诱饵特点：1）开始点燃时距离载机很近，辐射强度缓慢增加直到超过平台辐射强度，因此拖曳红外诱饵可以战胜上升时间识别；2）由于拖曳诱饵与载机连接，飞行速度与载机平台一致，因此导引头轨迹识别将不能工作。具有代表性产品有美国雷声公司和合金表面公司联合研制的 ALE－50（V）拖曳诱饵，ALE－50（V）拖曳诱饵具有被保护目标的运动特征。具有拖缆实时投放的能力，适应能力较强。其有效载荷为1.5mm厚的自燃箔片，与投放器和步进马达共同组成诱饵。发射时，步进马达转动，将自燃箔片推出，在空中与氧气发生氧化反应，其温度可达800℃以上，没有可见光辐射。拖曳诱饵通过1553B数据总线实时提供高度和运动参数，诱饵的红外信号特征可调，推出速度可调。根据被保护平台的红外信号特征，其干扰时间最长可达lmin。

3.2.3 面源红外诱饵

1）自燃箔片红外诱饵

自燃箔片红外诱饵［4］采用的干扰源是一种新材料—表面多孔合金材料（SMD），当暴露在空气中后，能在1s内温度达到800℃以上。在放热反应中，加入金属（如B、A1、Zr、Ti）或加入金属氧化物（即Si02、Al203）能升高或降低热效应，这种自燃材料通过氧化而不是通过燃烧产生红外辐射。由于合金材料燃烧时能够逼真模拟载机的羽烟温度和辐射光谱，可以很好地改善点源MTV诱饵在辐射光谱、辐射强度、空间形状与载机存在的明显差异，有效对抗红外成像制导导弹。具有代表性产品有合金表面公司生产的MJU－50／B和 MJU－51／B红外诱饵。MJU－50／B是为运输机、战斗机和直升机应用而研制的。它采用SMD材料，在发射甚至点火前完全密封，当箔片从弹筒中弹出后与空气接触迅速氧化并辐射热量。在有效持续时间上，MJU－50／B与标准MTV诱饵相差无几，但不会产生可见光。该弹尺寸为25mm×25mm×206mm，可与美国空军的标准投放系统配用。MJU－51／B是专为战斗机应用而研制的，也采用SMD材料，产生的红外辐射特征可很好地覆盖载机发动机红外频谱区，其尺寸为25mm×52mm×206mm。

2）自燃液体红外诱饵

自燃液体红外诱饵（Liquid pyrophoric）采用羟基铝作为诱饵材料，一旦暴露在空气中就会产生一种可控的双波段红外信号。这种新型诱饵弹发射后，推动装置将弹体从投放器中推出，弹壳及固定电缆留在发射器内。弹体脱离发射器时，推动磨擦导线点燃气体发生器，打碎隔板，推动活塞，使羟基铝从喷嘴喷出，喷出的材料在气流中瞬间点燃并产生红外辐射。火焰可长达几米，与喷气式飞机羽烟的实际尺寸更接近。具有代表性产品有加拿大防御公司生产的MJU－5188和MJU－5130红外诱饵，前者为战斗机研制，后者为运输机研制，均为Φ36mm×158mm，燃烧时间为1.5s。

3.2.4 光谱均衡红外诱饵［5］

当今红外诱饵技术研究热点是专注于光谱适应（Spec－trally adapted）研究。喷气式飞机红外辐射主要取决于热羽烟选择性辐射，热羽烟在4～5μm波段具有较强的红外辐射，在2～3μm波段红外辐射较弱；而传统 MTV红外诱饵恰恰相反，因此红外导引头利用飞机目标和红外诱饵在光谱分布的差异，根据飞机目标和红外诱饵的各波段辐射强度积分之比相差较大来提取真实飞机目标的信号，剔除红外诱饵。通常有两种方法进行红外诱饵辐射光谱范围调整，第一，通过配方调整，选取在4～5μm波段具有较强辐射的材料；第二，降低诱饵燃烧温度。具有代表性产品有英国Wallop公司研制生产的DSTL 24红外诱饵，该弹尺寸为25mm×52mm×206mm，4～5μm 波段辐射强度大于3.0kW／sr，能有效地干扰双波段红外制导导弹，可装备在AN／ALE－40、45和47系列投放器上使用。其它光谱均衡红外诱饵产品还有M212和MJU－59／B红外诱饵。

3.2.5 复合红外诱饵

复合红外诱饵通常为两种体制复合，典型复合诱饵有点源／面源复合诱饵和伴飞／面源复合诱饵。

1）点面源复合红外诱饵

点面源复合红外诱饵是一项新的欺骗式复合红外干扰技术，具有两种干扰载荷，当载机使用红外诱饵来进行自卫干扰时，在作战时无法判断敌方导弹制导方式的前提下，采用“cocktail”模式进行投放，MTV诱饵可以干扰第一、二代红外制导导弹及带有一定抗干扰措施的第三代导弹，而SMD可以干扰红外成像制导导弹，能够大大提高载机的自卫能力和生存概率。点面源复合红外诱饵具有代表性产品为MJU－48／B，采用了两种载荷，除了传统的MTV诱饵外，还使用了合金表面公司的SMD材料，该弹尺寸为25mm×52mm×206mm，使用ALE－47投放器投放，适用于美国各种战斗机。

2）红外伴飞面源诱饵

红外伴飞面源诱饵采用伴飞与面源诱饵复合的技术体制，在光谱和强度上能够形成与飞机红外特征相似的红外辐射，并且在飞行速度和运动轨迹方面与载机相当，可以击败具有目标光谱鉴别和运动识别能力的红外制导导弹。红外伴飞面源诱饵具有代表性产品为Kilgore公司研制生产的MJU－39／40B，由推进／红外复合装药和SMD两种载荷组成，尺寸为52mm×65mm×260mm，该弹专为F－22飞机研制，由AN／ALE－52投放器投放。

3.2.6 其它红外诱饵技术

其它红外诱饵技术包括红外强光诱饵技术、红外气囊诱饵技术、喷雾延燃诱饵技术等，在此不再赘述。

目前欧美等国空军装备的机载红外诱饵情况见表1。

表1 欧美等国装备的机载红外诱饵

4 结语

综上所述，未来红外诱饵的技术和手段将随着红外制导体制和技术的发展不断改进和提高，由于导弹制导体制不断向复合制导方式发展，因此红外诱饵技术的发展及战术使用趋势是从单一体制→“cocktail”→多种体制复合的发展及使用模式。未来红外诱饵将在组分和结构设计方面变得更加复杂，但是层出不穷新型红外诱饵还不能完全代替传统红外诱饵，而仅仅作为红外诱饵对抗技术的补充。

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