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別總被薩德迷惑,美國正在悄悄突破軍用激光技術

原標題:坦克如何躲避激光制導武器的攻擊


作者:劉曉峰


在諸多反坦克武器的瞄準方式中,激光瞄準作為一種可靠性較高、成本較低的瞄準方式一直被廣泛使用。為了應對激光瞄準、制導的反坦克武器,坦克上也安裝了相應的激光告警器。但是這一系統究竟是如何工作的?有哪些特點?還需要自己了解和研究。


別總被薩德迷惑,美國正在悄悄突破軍用激光技術



現代戰爭中,步兵指引炮兵攻擊敵方陣地的效率比以前高得多。


現在世界上仍然有很多國家裝備使用的反坦克導彈以激光瞄準和指導,與雷達制導相比,激光制導方式具有成本低廉、操作簡便、人員培訓容易等特點,窮國打仗打不起,平時養軍隊更是費勁,這種上手快的武器很容易被第三世界國家接受。

當己方車輛遭到敵方激光瞄準器瞄準時,感測器能夠感應到激光光束的照射並判斷激光波長和光源方向。此時需要注意一點,激光瞄準告警在車輛收到激光光束照射時即開始工作,德國「豹」2坦克使用的敵我識別系統是一款基於激光通信原理開發的激光問答裝置,如果戰場上遭到這種識別系統照射,理論上敵我識別系統激光照射功率很低,但會不會有特殊情況,錯誤觸發激光告警器。(轉載請註明:本文載於《總說裝甲》,作者:劉曉峰)


有些時候激光告警器自動連接煙幕彈或激光觀瞄壓制系統,關閉自動模式坦克得不到保護,打開自動模式又要預防誤報警,這一點需要加大測試力度,把問題消滅在試驗場上。所以,一部理想的激光告警器必須具備一下幾種特性:



別總被薩德迷惑,美國正在悄悄突破軍用激光技術



步兵也可以隱蔽在叢林中,利用單兵反坦克武器對附近的公路進行伏擊。

1、擁有足夠寬的視場。激光告警裝置表面上看上去幾乎不分前後,但它並不是360度全向工作的。目前世界各國都在極力擴大激光告警器的監視角度,除了單純增加單個激光告警器感應單元,使其極力接近半球形空域外,也有的國家乾脆在坦克裝甲車輛上安裝3部視場寬度為120度的激光告警器。裝一部告警器的優勢是總體結構簡單,方便設計;裝三部告警器的特點是哪裡壞了拆哪裡,維修更換起來成本低。選用哪一種設計方案,需要設計師根據自己的坦克特點具體問題具體分析。


2、能夠接收寬頻激光光譜。由於反坦克導彈的研製單位五花八門,而且同一公司生產的不同型號導彈瞄準機構的激光波長也不盡相同。所以激光告警裝置能夠接收的激光光譜頻率要盡量豐富,只有預先估計敵方激光瞄準具可能發出的激光波長,並將其納入到自己的光譜內,才能做到有效預警。(轉載請註明:本文載於《總說裝甲》,作者:劉曉峰)



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激光光譜就像學生的錯題本,凡是收錄進去的都不怕再碰見。

3、能夠有效地抑制環境及背景雜光,降低誤報概率。激光告警裝置的靈感主要來源於飛機,但空中的環境比地面簡單得多,能夠在空中使用的激光告警裝置在地面上不一定能夠適用。地面環境更加複雜,其中對於激光告警裝置影響比較大的是水汽和霧對於激光的散射作用。這有可能讓激光告警裝置對敵方瞄準的激光射束造成方向誤判等情況,而且地面能夠對激光造成干擾的手段比空中更多。比如在80年代,就有國外陸軍發明出了瞄準器用反射鏡,即便激光告警裝置對來襲激光光束的方向識別正確,但激光告警裝置對輔助自動武器發出開火命令後,攻擊到的也只能是一個反射鏡而已。從激光瞄準方式問世的那天起,複雜地面環境的攻防戰就從來沒有停止過。



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國外很多廠家對激光瞄準器具的小型化下了很大功夫,也是看準了這塊大蛋糕。

4、定向精度高、反應速度快。這是體現激光告警裝置性能的重要指標。隨著計算機技術的不斷提高,運算方式可以逐漸變得複雜,速度也會提高,當年一些沒有實現的願望放在今天的技術環境中,就已經不再是夢想。(轉載請註明:本文載於《總說裝甲》,作者:劉曉峰)


5、為了避免誤判,激光告警裝置必須能夠識別來襲光束的目的,通過分析接收到的光束波長和脈衝特性,從光譜資料庫中找到與之對應的項目種類,從而判斷接收到的光束是瞄準的、制導的、還是激光測距的。如果來襲的激光光束是測距的,則可以基本認為是地方火炮武器鎖定了自己,從而提前做出防護措施。雖然這個時間很短,但是對於未來裝有主動防護系統的坦克來講,對付穿甲彈的攻擊,半秒鐘都顯得十分寶貴。



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海軍使用的多數攔截導彈用的防護系統,反應時間僅僅達到了毫秒級水平,而穿甲彈的飛行速度能夠達到1700米/秒以上,遠高於反坦克導彈200-300米/秒的飛行速度,防護系統的反應時間至少要被提升至微秒級。


激光告警器主要分為光譜識別型和相干識別型兩種。根據上文的介紹,我們可以得出一個概念,就是激光告警裝置可以識別來襲激光的類型,所以依靠這種原理工作的激光告警器就被稱為光譜識別型。目前軍用激光器一般採用有限的幾個波長,只要能探測到這幾種波長的激光輻射能量,就可確定巳經受到了激光照射,這就是光譜識別型激光報警系統所依據的原理。光譜識別型可以按照工作方式不同,再區分為光束攔截式和散射式和成象式三種。


光束攔截式激光告警系統依靠直接截獲激光束來實現探測和報警。它通常是用幾個探測器分別監視不同的方位,具有全方位探測能力。這種系統結構簡單、成本低,所以這也是目前適用範圍最廣的激光告警裝置。不足之處是方向解析度比較低,一般為15~45度。


當敵方激光光束照射到坦克時,探測器可以接收到光束髮出的信號,並將這種信號經過處理後,發送到顯示器上,由於這款激光告警裝置問世較早,所謂的顯示器就是9個發光二極體,八個在周圍、一個在重心,每一個發光二極體顯示其相對應的45度範圍;中央的一個顯示接收到來自上方空中的激光輻射。八個方向上哪個等亮起,就告知駕駛員來襲激光的大致方向,並同時發出持續2S的音響報警。西方國家早期的激光告警系統,如英國的451型、453型,法國的TMV518型,德國的「奧伯瑞奇」型、LAWA型,南斯拉夫的LID型等,都屬於這一類激光告警裝置。



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坦克用的激光告警器可以直接將其理解成一部激光感應/探測裝置。


光譜識別型激光告警系統的另一種工作形式是散射式。這種激光告警系統靠接收裝甲車輛自身表面、地面和大氣中的懸浮微粒等散射出來的激光來實現激光探測和報警的。


英國普萊賽雷達公司研製的坦克激光報警系統——一激光與紅外探照燈探測系統,採用一個裝在車頂的專門設計的散射探測器,探測器視場向外、向下展開,形成一個錐靶罩,將坦克完全罩住。當來自任何方向的激光照射到坦克上時,激光能量均能被探測器所接收,從而可實現報警。


成像式激光報警系統將廣角遠心光學系統與CCD攝象器件相結合。光學系統具有相當大的視場,可以將入射的激光成象在CCD面陣上,從而確定所探測威脅激光源的方位。美國陸軍光電武器對抗辦公室和仙童照相機公司共同研製的LAHAWS激光尋的與報警系統是其典型代表。LAHAWS系統採用CCD面陣,利用雙光通道方法消除背景干擾。通過試驗驗證發現,該系統以十分精確地確定激光源的方位,而且虛警率很低。


但不論是光束攔截式、散射式還是成像式,都是基於光譜識別技術發展而來的激光告警裝置,而光譜識別最明顯的問題就是不能提供激光波長參數,所以一種能夠測定激光波長的相干型識別法就應運而生。


相干型識別法激光報警系統主要是利用激光的時間相干性,依靠干涉儀原理來完成激光探測和實現報警。其核心部分是一塊透明平板構成的標準具。該標準具繞平行於表面的軸旋轉,形成與雷達相類似的機械掃描。當收到激光光束照射時,標準具後面的探測器開始識別按一定規律變化的輻射強度。根據這一變化規律即可測出其入射方向和波長。這種系統的結構複雜,美國陸軍早期使用的激光告警系統中,接收機就屬干這一原理。然而,利用這一原理的最初載具是直升機,後來稍加改裝後,便安裝在了坦克裝甲車輛上。(轉載請註明:本文載於《總說裝甲》,作者:劉曉峰)



別總被薩德迷惑,美國正在悄悄突破軍用激光技術



AN/AVR-2型激光告警接收機是美陸軍直升機的一種告警系統,主要用於對付敵方的激光制導武器的攻擊。能與AN/APR-39雷達告警接收機結合使用,可截獲、定位和識別激光制導武器的威脅,進行告警和目標顯示。


美國DARPA下屬的電子戰系統研究實驗室早在30多年前,就已經在探索激光波長分析技術。當時美國科學家利用兩個稜鏡,將激光光束分離,並藉助兩個球面反射鏡共同組成一部激光干涉儀。由於激光在照射時,會產生一種同心干涉環,於是設計師將一部用於探測干涉條紋的二維陣列探測器布置在觀察屏幕上,在激光照射的第一時間即可收到光束信號並分析其波長。整個系統整體性較強,拆裝方便,十分有利於安裝在老舊型號戰車上。


隨著激光告警器具備識別激光波長的能力,反坦克武器也做出了相應調整,逐步形成雷達、激光多種瞄準手段,由於激光告警裝置幾乎已經到達極限,所以對於雷達波的感知和探測。雷達報警就是探測對方雷達輻射的電波,提供威脅源的方位等信息,再與激光告警裝置相結合,組成全新的綜合告警裝置,成為了各軍事強國提搞坦克戰場生存能力的尖端課題。(轉載請註明:本文載於《總說裝甲》,作者:劉曉峰)

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