气象环境对红外制导反舰导弹使用的影响＊

陈圣秋 寇红超 吴惠民

（1.92383部队 福州 350003）（2.海军兵种指挥学院 广州 510430）

1 引言

使用反舰导弹对宽阔海面舰船实施远程精确打击已经成为现代海战基本作战样式，早期这类反舰导弹通常采用雷达末制导，倘若攻击港口驻泊舰船或近岸机动目标，雷达制导的缺陷就暴露出来。因此，近年来，许多国家海军已经研制和换装红外或红外／雷达复合制导的反舰导弹，从而拓展了海军部队战术打击任务，如打击近岸机动舰船、港口驻泊舰船、港岸一定纵深范围内的地面目标[1～2]。

战场天候条件主要包括能见度、雨、积雪、风力等[3]。在实际作战中，红外导引头一般工作在大气窗口波段[4]，气象环境因素对红外成像导引头的使用影响很大，如大气、气溶胶、雨、雾等对目标红外辐射的衰减，目前有很多种模型和软件用于研究大气传输特性。Modtran4由美国空军地球物理实验室研制，能够进行复杂大气环境下多种辐射传输量计算[5]。通过实测分析，用模型得到的各种参数在误差允许范围内可以授受[6]。本文利用该软件的部分模式与假定作战环境结合，研究在2.5μm～5.5μm波段目标红外辐射在传输过程中的透射情况，进而分析反舰导弹打击时机的确定。

2 参数设定

Modtran4有卡片形式的界面输入模式，其输入参数存储在安装目录下tape5文件中，用记事本打开该文件，可以看到每行所对应的参数，使用过程中可以对相应参数进行修改再解算[7～9]。本文仅设定季节、战区现场风速、降雨量、导弹末段飞行高度等四个变量，见表1，来探讨气象环境对红外辐射传输过程中透射率的变化。

表1 透射率计算过程中的变量

3 计算分析

3.1 季节的影响

表1中，取变量X＝｛V2；R1；H2｝，当S＝S1、S2时透过率情况如图1：

图1 季节因素的影响

从图1得出，在2.5μm～5.5μm波段，季节因素对目标红外辐射在传输过程中的衰减影响不大。

3.2 风的影响

文献[11]把我国近海与西北太平洋海域划分为80个区块，设作战海域处在Y2区块，其风和浪统计平均值见表2。另外，按风速大小划分为0至17级的蒲福风力等级见表3。

表2 西北太平洋各区块的风和浪要素全年不分向统计平均值（部分）

表3 蒲福风力等级（部分）

图2 现场风速的影响

表1中，取变量X＝｛S1；R1；H2｝，当V＝V1、V2、V3时透过率情况如图2所示：由图2可以得出：在2.5μm～5.5μm波段对红外探测器而言，打击区域的现场风速对目标红外辐射在大气传输中总透射率影响不大。

3.3 云雨影响

图3 降雨量的影响

表1中，取变量X＝｛S1；V2；H2｝，当R＝R1、R2、R3时透过率情况如图3所示：

对图3进行分析可以得出，目标区域的降雨量对2.5μm～5.5μm波段红外辐射传输衰减明显，当降雨强度达25mm／hr以上时，大气环境对2.5μm～5.5μm波段的红外辐射几乎是不透明的。

3.4 导弹末段飞行高度的影响

表1中，取变量X＝｛S1；V2；R1｝，当H＝H1、H2、H3时透过率情况如图4所示：

图4 末段高度的影响

图4所示的图形变化不大，导弹末段飞行高度在0.05km、0.1km、0.25km时大气总透射率的平均值分别用τ1、τ2、τ3表示，实际上在2.5μm～5.5μm 波段用 modtran4解算的大气总透射率的平均值τ1＝0.1339，τ2＝0.1347，τ3＝0.1372，可见探测器所处高度引起的大气环境变化对目标红外辐射的传输衰减是有影响的。

4 结语

大气内部环境组成复杂，要想实时准确获得战场气象数据比较困难。本文数据精度较低，但不影响对反舰导弹红外制导头受气象因素影响的定性研究。反舰导弹的选捕能力及突防效能受多种因素制约，包括现场风速对导弹飞行姿态的影响，末段高度对战场生存能力的影响，但可以判断的是，降雨对目标红外辐射的传输影响很大，应尽量避免在该情况下使用。

[1]江言林，刘铁军，陈雪徕.用于攻击近岸目标的反舰导弹技术发展[J].飞航导弹，2007，9（9）：20－22.

[2]周军，臧晓京.反舰导弹在近海作战中的战术[J].飞航导弹，2004，9（3）：13－17.

[3]陈建华.舰艇作战模拟理论与实践[M].北京：国防工业出版社，2002：148－150.

[4]陈岛.红外成像型反舰导弹目标区作战环境分析[J].飞航导弹，2008（9）：63.

[5]孙毅义.大气辐射传输模型的比较研究[J].强激光与粒子束，2004（2）：149－153.

[6]傅炳珊，马丽.利用MODTRAN3计算我国太阳直接辐射和散射辐射[J].南京气象学院学报，2001，2（1）：51－58.

[7]毛克彪，覃志豪.大气辐射传输模型及MODTRAN中透过率计算[J].测绘与空间地理信息，2004，8（4）：1－3.

[8]曹炳炜，刘健文，齐琳琳.大气环境对红外精确制导武器攻击效能的影响[J].航空气象科技，2006，2（1）：42－46.

[9]王毅，饶瑞中.空间斜程能见度的影响因素分析[J].强激光与粒子束，2003，10（10）：945－946.

[10]冯洋.基于联合概率数据关联算法的红外弱小目标跟踪[J].计算机与数字工程，2011（4）.

[11]方钟圣.西北太平洋波浪统计集[M].北京：国防工业出版社，1996.