新红外材料在干扰装备中的应用

中国船舶重工集团公司第710研究所 姜文欢 王 俊

新红外材料在干扰装备中的应用

中国船舶重工集团公司第710研究所 姜文欢 王 俊

红外干扰弹以其使用便利、性价比高、干扰效果明显而成为无源光电对抗中各国争相发展的热点，红外干扰材料在干扰装备中不断的推陈出新以适应未来现代化战争和局部战争中有效对抗红外制导武器的需求。

红外材料；干扰装备；应用

0 引言

红外技术水平的提高极大的促进了红外制导武器的快速发展。目前，精确制导技术从单一红外制导扩展到远红外及红外热成像制导、双波普寻的制导和双模双色制导等，红外导弹的制导性能大大提高。与之相对应的干扰对抗技术也不断发展和改进，其中干扰手段之一的红外诱饵弹以其性价比高、使用便利、干扰效果明显成为各国争相发展的热点。从早期单一的点源红外到现行正大力发展的面源、复合型以及多模成像等新型红外诱饵，红外干扰材料在干扰装备中不断的推陈出新。

1 典型的红外诱饵材料

红外诱饵弹作为最早投入无源光电对抗作战使用的干扰器材之一，用来对抗技术日益先进、品种和数量日益增多的红外制导导弹。它可从地面、飞机或舰艇上发射，通过迷惑、诱惑、冲淡、转移、质心等多种干扰方式，有效地干扰敌方作战平台的侦察设备，干扰空地、地空、空空和反舰导弹的雷达、红外、激光、电视、成像等搜索和跟踪系统，使其脱离对目标的跟踪，从而保护目标。为了达到更好的干扰效果，红外诱饵弹应当具有与真实目标近似的红外频谱特征、能迅速地形成高强度的红外辐射源、持续时间长、可多载多投、具备较高的效费比等特点。

1.1 MTV型红外诱饵材料

早期的红外诱饵都是点源辐射型，用来对抗红外点源制导导弹。典型的点源红外诱饵药剂配方主要由镁（magnesium）、聚四氟乙烯（Teflon）组成，因此也称之为MT烟火剂，它具有很高的单位能量，被广泛应用于红外诱饵弹。在MT烟火剂中加入胶粘剂——氟橡胶（Viton），可使红外火炬单元的成型性更好，贮存安定性也更高，此类烟火剂也称为MTV烟火剂。研究表明，MTV烟火剂燃烧时可在近、中、远红外波段内产生强烈的红外辐射，对点源红外制导、探测及观瞄系统能够有效地进行干扰、欺骗或诱惑。

随着科学技术的发展和战场环境的变化，现代导弹的射程不断增大、速度不断加快、制导模式不断更新、目标探测识别能力不断提高、抗干扰能力不断增强，使其作战方式已由视距攻击转变为超视距攻击，运行速度已由亚音速变为超音速和高超音速，制导模式已由单模制导变为复合制导等，对飞机、舰艇和地面等军事目标构成了致命的威胁。尤其是红外成像技术的应用，使红外制导系统能够从外形上识别一般红外诱饵和被保护目标，导弹的抗干扰能力和作战效能大大提高，从而使点源型红外诱饵失效。为此，各国都在争先发展能够有效对抗如利用成像制导方式等性能不断提升的红外导弹的干扰诱饵，新型的面源型干扰材料也不断出现。

1.2 自燃金属粉红外诱饵材料

美国“先进战略与战术一次性干扰器材”（ASTE）计划发展的是为战术飞机研制可对抗先进红外导弹的新型红外诱饵弹。该计划研制工作主要由英国马可尼宇航公司和合金表面公司承担，其中前者研制的MJU-48B采用了两种材料产生红外辐射，除了传统的镁-聚四氟乙烯材料外，还使用了合金表面公司发明的所谓自燃材料。这种自燃材料在发射甚至点火前完全密封，当氧化金属薄片从圆筒中弹出后与空气接触就迅速氧化并辐射热量且不会产生可见光。

1.3 自燃液体红外诱饵材料

自燃液体红外诱饵最早是由加拿大Valcartier国防防御研究机构研制，主要用于机载红外干扰对抗。它与传统红外诱饵弹不同之处在于其中的化学药剂暴露在空气中后能够产生高温热源并形成一种可控的双波段信号。产生的红外辐射与燃烧航空汽油排出的主成分（CO2和水）产生的红外辐射相似；产生的火焰长度与喷气式飞机的羽烟尺寸相近，紫外辐射强度与喷气式飞机排出的羽烟光谱相似；由于这种化学药剂能够与空气中的氧气自发反应，不需要专门的点火机构。

2 新型红外诱饵

随着导弹智能化水平的提高，已经初步具备了传统干扰物识别的能力，如变极化末制导雷达导引头能够利用目标雷达回波和箔条云雷达回波的变极化特性来有效识别箔条云假目标，相参导引头具有较强的抗箔条干扰能力，红外导引头具有高温区域滤除功能等。为进一步提高干扰作战的效能，对新型红外诱饵干扰材料的研究更加深入，不断推进着红外诱饵的快速发展。

2.1 新型面源红外诱饵

为了对抗具有成像或亚成像功能以及光谱识别能力的红外制导导弹，假目标的红外成像特征及光谱特征与真目标应当尽可能接近，即面源型诱饵。国内对面源型红外诱饵的配方、辐射特性以及干扰机理等方面开展了较为深入的研究。林涛，李阔等人作了分布式面源型红外诱饵建模研究。吕相银，黄超超，凌永顺等人做了面源型红外诱饵对红外成像制导干扰的评析。在对红外诱饵剂光谱性能测试方面，蒲薇华，杜志明等将SR-5000型智能化光谱辐射计和AGEMA-900型图示测温热像仪联用，提出了测试红外诱饵剂等烟火药剂光谱辐射性能的一种新方法。南京理工大学烟火研究室以可燃纤维素片作为基质材料，制备了红外/毫米波复合诱饵剂。国内某单位以研制红外光谱特性、形貌特性与被保护目标相似的环境友好型面源诱饵为目标，研究了诱饵剂配方及燃烧产物光谱特征。为研制集对抗红外和毫米波于一体的多模诱饵奠定技术基础。该研究属光电对抗的前沿领域，多模诱饵药剂一旦研制成功，可应用于各种军事目标的自我防御系统中，提高我军在高技术条件下对抗精确制导武器的能力，进而提高保护重要军事、政治目标免遭敌方精确打击的能力，具有重要的军事意义。

2.2 红外-紫外双色匹配红外诱饵

基于常规点源红外诱饵辐射剂，针对目前智能化程度大大提高的双波普寻的和双色制导导弹，国内对红外-紫外双色匹配诱饵材料展开了较为深入的研究，具有代表性的有南京理工大学烟火实验室开展的烟光箔片的红外-紫外辐射特性研究，该诱饵材料通过在箔片上涂覆镁-聚四氟乙烯等烟火材料，抛出后能够迅速燃烧产生强烈的红外辐射，同时燃烧产物中含有大量的碳粒子能够有效吸收紫外线产生紫外暗斑，该种材料可以用来干扰双色制导武器。国内某研究单位重点研究了红外紫外诱饵剂8～14μm波段的辐射机理和药剂配方的合理组合，提高材料8～14μm远红外波段的辐射强度。同时参照固体推进剂配方组成，对红外-紫外匹配诱饵剂配方进行适度调整，适应诱饵剂对0.2～0.3μm紫外波段的辐射要求。为保持药柱施射后的稳定辐射和较长时间干扰目标，红外紫外匹配诱饵材料压制成圆柱形药柱后需要进行表面包敷处理。表面包敷处理一方面可保证快的药柱点燃能力，同时有利于不同波段辐射能量的恒定输出。这种新型无源干扰材料还可广泛应用于陆海空多型无源干扰弹，具有良好的推广应用前景。

2.3 多波段红外诱饵

随着导弹智能化水平的不断提升，导引头不仅可以从某一波段上进行目标识别，同时为了更好的辨别真假目标提高抗干扰能力，很多导引头都已经具备对不同波段进行光谱匹配性识别，从而使干扰失效。而多波段红外诱饵弹的出现很大程度上提高了干扰对抗的成功率，它一般采用选择性辐射材料作为诱饵的辐射剂，在1～3μm、3～5μm、8～14μm波段内均能快速反应辐射出远大于目标的辐射强度，同时各波段的辐射强度具有与目标相似的光谱辐射分布特征，持续时间大于导弹的制导时间，直到被保护目标完全脱离导弹导引头视场，可在最短时间内对成像制导导弹以及亚成像制导导弹形成有效干扰。国内多家单位探索了利用可膨胀石墨来制备红外/毫米波干扰一体化材料，该干扰材料能够机械喷洒、爆炸分散以及燃烧发烟等方式对红外寻的导弹及毫米波制导导弹进行有效干扰，德国利用膨胀石墨材料制备的“NG19”多波段发烟剂更是能够有效遮蔽可见光、红外及毫米波雷达，且作用时间达到1min，极大的提高了干扰作战效能。

3 结束语

红外制导导弹由点源到面源、由单波段到多波段、由单色到双色等制导技术的大力发展，极大的增加了干扰对抗的难度。随着新材料、新技术在干扰材料领域内的应用，积极探索和提高干扰材料整体性能和技术含量，红外对抗系统正朝着精确布放、大面积成型以及精确仿形方向快速发展，在未来现代化战争和局部战争中，为对抗红外制导武器的袭击并提高干扰作战效能提供有力保障。

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