激光技术在机载武器上的应用

柴嘉奇?诸德放?孙鹏飞

摘 要：结合激光的产生、特点、分类等特性，从激光近炸引信、激光制导炸弹、机载瞄准吊舱三方面对于激光技术在机载武器上的应用进行分析。

关键词：激光技术；机载武器

20世纪60年代，美国科学家梅曼博士在实验室里研制出了世界上第一台激光器-红宝石激光器，标志着激光的诞生。从此，经过几十年的研究，激光技术日趋成熟并得到了广泛的应用。特别是在军事上，激光被应用到各种领域。例如，利用激光进行测距、通信、制导等。自海湾战争以来，机载武器得到了世界各国的重视。正是由于作戰样式与战训模式的转变，更多的激光技术也被应用与机载武器上。近年来，随着我国与周边国家由于海洋利益不断产生摩擦，未来我军将更多的会在海上进行作战。一些传统的机载武器的作用方式将不能满足海上作战的需求。所以利用激光能量高、方向性好等特性，使激光技术更多的应用于机载武器上，会使机载武器的性价比和作战效能大大提高。

1 激光近炸引信

激光近炸引信是一种主动式光电引信。它通过发射光学系统将特定幅值、时域和空域特性的激光光束对目标进行照射，光电接收系统接收目标反射回波，并进行实时的识别和处理。当引信在预定距离内检测到目标，当导弹或战斗部处在最佳炸点位置时，就通过电子系统产生起爆信号启动战斗部。其主要采取激光近感探测技术，通过红外的激光源实现对于目标进行探测[1]。

激光技术应用在于激光的收发组件。激光组件的主要作用是实现激光的发射与接收。其工作原理为激光激励源提供的大电流重复脉冲注入到激光二极管，以形成发射激光束。发射光学系统用简单的凸透镜，使激光束以一定的方向和角度发射出去。激光束遇到目标发生漫反射，有一部分反射的激光被引信接收器接收。接收光学系统由目标反射回来的激光束聚焦于光敏元件上。光电转换器采用光敏元件使接收到的信号转换成为电信号，并对其进行放大。前置放大器保证系统有足够的信噪比，增强探测能力。除了将信号放大外，还可改善波形，并进一步提高信噪比[2]。

正是由于激光近炸引信体积小、重量轻、弹上配置简便等特点，自其出现以来，变得到了很好的发展。特别是它的一些特性能适应现代战争中引信电子对抗技术的发展变化，所以倍受重视，应用领域日趋广泛。未来激光近炸引信向着大功率小型化、复合体制的引信、制导引信一体化、及仿真技术等方面发展。

2 激光制导炸弹

所谓制导，是指控制和导引飞行器，使其按照选择的基准飞行路线进行运动的过程[3]。而激光制导是指以激光作为传递信息的工作物质的制导。从激光制导方式来看，激光制导分为主动式和半主动式制导。由于技术上的原因，目前主动式激光制导难以实现。现装备的激光制导炸弹多为半主动式。半主动式激光制导的激光指示器与激光接收系统是相互分离的。

激光制导炸弹主要由导引头舱、战斗部舱、制导舱、气动控制面以及机弹间的机械接口和电气接口等组成。激光制导炸弹一般都是在原来武器系统的基础上装上一个激光半主动式导引头和特殊的尾翼。而激光半主动式导引头是由弹外的激光照射到目标上，弹上的导引头利用目标的漫反射的激光能量，实现对目标的跟踪和对炸弹的控制[8]。其作战使用过程为：先跟踪锁定目标后投弹，初始阶段弹体靠惯性制导飞向预定方向，当导引头接收的激光信号超过阈值时，转为激光制导。激光制导武器具有命中精度高、抗干扰能力强、破坏力大、使用简单等特点，是迅速发展的精确制导武器之一。

激光制导炸弹得到了世界各国的高度重视。激光制导炸弹自其研制成功以来，通过数次的靶试实验与战争的检验发现其可以大大提高武器的命中率、并进而降低成本，提高效费比。并且，激光制导炸弹可同时攻击多个来袭目标，即把激光信号经过编码以数个指示器分别控制数枚导弹，打击来袭目标。激光制导技术是以激光为信息载体，把炸弹引向目标而实施精确打击的先进技术。精准是激光制导武器的鲜明特点，由于激光的单色性好，光束的发散角小，敌方很难对制导系统实施有效干扰，因而使它具有了其他制导方式无法匹敌的优势，在精确制导武器中占有重要地位[4]。

3 机载瞄准吊舱

机载瞄准吊舱主要用于对地面目标实施精确打击。其主要包含一个用于观察景物的摄像机和一个采用吊舱形式同轴激光照射器来照射目标。机载瞄准吊舱必须能给飞行员提供足够详细的视景图像，这样才能决定是否对目标进行连续照射。目前世界各国空军都装备有许多现役的瞄准吊舱，主要与导弹配合使用，达到精确指示目标的作用。瞄准吊舱的主要功能是：利用前视红外和电视传感器，在昼夜条件下完成对地面目标的搜索、发现和识别。识别目标后，自动跟踪目标并实时为载机火控系统提供目标位置信息。通过激光测距，为火控系统提供目标距离信息。通过激光照射，引导激光制导武器精确命中目标。这种瞄准吊舱的特点是体积小、质量轻，且分辨率高识别能力强。同时它可以在防区外对各种目标进行自动探测、跟踪、识别和交战[5-6]。

激光技术在机载武器上的应用，使得机载武器的武器性能得到大幅度的飞跃，大大提高了载机的精确打击能力，进而提高了作战效能。未来机载武器激光技术的应用将向着新体制、新领域、新应用不断发展。

参考文献

[1] 王明东， 窦志国.高能激光在武器装备中的应用[J].装备指挥技术学院学报，2004.04

[2] 王瑞凤，张彦朴.许志艳.激光技术军事应用的现状及发展趋势[J].红外与激光工程，2007.06，第36卷

[3] 朱棋，郭倩，钟云鹏.激光技术在高技术国防战争中的应用[J].西安航空技术高等专科学院学报，2011.05，第29卷

[4] 郭纲，周伟，叶名兰. 激光技术在导弹和空天对杭中的应用[J].控制与制导，2009.03

[5] 陈洪钧，石治国.激光近炸引信发展述评[J].四川兵工学报，2012.06，第33卷

[6] 潘爱民.激光技术的军事应用[J].控制与制导，2013.09