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综述激光制导武器发展与应用

2021-07-31 1055 上传者：管理员

摘要：激光制导武器作为现代战争中的一种重要武器，基于激光获取制导信息来控制导弹等武器按特定引导规律来精确打击敌方目标，被视作为决定战争态势及胜负的重要手段。而本文对激光制导武器的发展与应用现状进行研究，并探索激光制导武器的未来发展方向，借此提高激光制导武器的应用水平，以供参考。

关键词：
制导信息
制导技术
回波信号
武器制导系统
激光制导武器
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一、激光制导武器的发展

(一) 激光制导方式的发展

1. 激光半主动制导

激光半主动制导本质上归属于激光寻的制导技术，武器制导系统由目标指示器、半主动引导头与发射平台加以组成。在使用激光制导武器攻击目标时，所配置目标指示器向目标照射编码处理后的激光束。随后，制导武器上搭载的半主动引导头将会接收目标漫反射回波信息，持续跟踪目标激光光斑，并在飞向目标期间采集偏差信号，修正武器水平位置与飞行角度，最终命中目标。

根据实际应用情况来看，与其他激光制导方式相比，激光半主动制导方式具有优异的抗干扰性能、通用性以及极高制导精度，且具备组合应用其他制导方式的技术条件，是当前应用最为常见的激光制导武器。

2. 激光主动成像制导

激光主动成像制导武器凭借搭载的激光照射器，持续对所打击目标进行跟踪照射，且武器所搭载激光接收装置对回波信号加以接收处理，准确判断所打击目标的实时三维位置与基准信息，并运用识别算法来修正激光制导武器的飞行方向及角度，生成制导指令，最终打击目标。

与其他激光制导方式相比，激光主动成像制导具有可以自动获取目标三维几何信息与特性数据、环境适应能力强、成像精度高的优势，在真正意义上实现了智能化精确打击目标。但是，激光主动成像制导技术尚处于初期发展阶段，技术体系不成熟，面临着成像扫描速度慢、电源设备体积过大、引导头工作不稳定等技术难题。

3. 激光驾束制导

激光驾束制导武器凭借弹外搭载的瞄准装置来持续跟踪目标，并向目标发射导弹或火箭弹等武器。与此同时，在制导武器飞向打击目标时，所配置激光发射装置将持续向目标区域发射得到编码处理的连续激光束，在其基础上形成临时性控制场。随后，武器尾部激光信号接收器根据所接收激光信号，对武器飞行方向及角度进行修正，沿照射目标激光束飞行，最终打击目标。

与传统的激光半主动制导武器相比，激光驾束制导武器并不会受到导线束缚，平均飞行速度得到明显提升，且具有良好的机动性能。但是，唯有在通视条件下，激光驾束制导武器的打击精度方可得到有效保障，因此，这类激光制导武器主要被用于近程作战，射程普遍不超过3km。

(二) 激光制导武器种类

1. 激光制导导弹

激光制导导弹由空地导弹、反坦克导弹以及防空导弹等类型所组成。以21世纪10年代由美国国防部推出的联合空地导弹(JAGM)为例，该款导弹适用于旋转翼以及固定翼等多种机载平台，全面替代在役BGM-71陶与AGM-65幼畜等空地导弹，该款导弹采取半主动激光、毫米波雷达以及红外成像的三模复合引导头，各种制导模式具备协同作业的技术条件，在复杂战场环境中体现出优异的环境适应能力，在2016年，JAGM系列导弹装备美军。

2. 激光制导炮弹

激光制导炮弹是在原有武器结构上额外配置制导装置，在直升机、无人机或前沿观察所等区域中配置激光目标指示器，持续对所打击目标发射激光的一种新型炮弹。在炮弹制导系统运行期间，对反射信号进行接收，持续跟踪打击目标，对炮弹飞行方向进行修正，使得炮弹具备精准打击移动装甲目标的攻击能力。

以美国研制的155mm铜斑蛇激光制导炮弹为例，具有8组编码，工作波长1.064um,射程范围为4～16km,可攻击运动目标的极限速度为20m/s,命中率在85%左右，圆概率误差不超过1m。

3. 激光制导炸弹

激光制导炸弹是在原有炸弹装置上采取半主动寻的制导方式的全新炸弹，持续对打击目标进行跟踪监测，并对炸弹方向进行修正。例如，在21世纪初，美国空军服役一种全新的小直径炸弹(SDB),该款炸弹极限射程达到96km,先后采取GPS/IMU制导方式与三模引导方式，在炸弹背部装置菱形滑翔翼或小型涡喷发动机，根据所接收激光反射信号对炸弹飞行方向进行修正，使其具备全天候打击移动目标的能力。

(三) 激光制导武器的未来发展趋势

1. 协同制导

为适应复杂多变的战场环境，高质量完成关键目标打击任务，需要加大对协同激光制导技术的研发力度。例如，由Raytheon公司研发的PAM协同制导系统，在武器中配置GPS+IIR引导头，在发射装置中同时设置多枚导弹。在导弹发射后，通过GPS系统进行中程制导，当导弹接近打击目标后，于战场上方保持游弋状态，对战场情况进行搜索，快速生成三维成像，根据成像结果完成作战任务，如直接打击关键目标、评估打击效果、向指挥系统传输所捕捉目标三维影像信息。

2. 激光主动成像制导

以上提及，根据实际应用情况来看，激光主动成像制导武器面临着成像扫描速度慢、电源设备体积过大、引导头工作不稳定等技术难题。因此，相关机构需要重点研发激光主动成像制导技术的以下方面：第一，小型化。优化配套零部件生产工艺，在不影响武器性能的前提下，尽可量缩小电源设备与目标指示器等装置的体积重量。第二，器件固体化。在激光制导武器结构设计方案中贯彻集成化理念，将各类零散器件与武器装置集成为一体化结构，以此改善引导头工作稳定性能。第三，非扫描工作方式。对激光主动成像制导系统的工作方式进行调整，如采取全新的高速采样焦平面探测器阵列技术，通过三维成像雷达来满足高帧频成像需求，在短时间内生成目标三维影像。

3. 多元化攻击模式

在现代化战争中，原有的半主动激光制导武器系统的攻击方式较为单一，在打击目标期间易被拦截，作战任务的实际完成度有待提升。

针对这一问题，需要重点研发激光制导武器的多元化攻击模式，根据现场情况与任务条件，快速切换至其他攻击方式，以此改善激光制导武器的生存能力以及攻击效能。例如，在2010年，法国研制一款垂直式激光半主动制导导弹，将激光照射点设置于目标周边区域，在控制周期结束前将照射点平移至目标点，使得导弹实际照射时间仅为2～3s,敌方主动干扰装置难以有效拦截激光制导导弹。

4. 抗干扰技术

随着军事科技的不断发展，为有效拦截激光制导武器，各国纷纷采取多元化的干扰措施，常见措施包括强激光压制干扰、欺骗式激光干扰、烟幕干扰等。

针对于此，为提高激光制导武器的实际命中率，有效完成精确打击任务，需要加大对抗干扰技术的研发力度。例如，可选择运用波门选通技术，在激光导引头中设置脉冲录取波门，在导引头接收反射信号时，在波门开启时间段，导引头信号处理电路采具备接收与处理同步信号的条件，以此避免杂波干扰。

二、激光制导武器的应用

(一) 激光半主动制导武器

现阶段，激光半主动制导武器主要包括制导导弹、炮弹以及炸弹。以美国所研制“海尔法”导弹为例，主要装备于AH-64“阿帕奇”武装直升机，负责打击地面军事目标。而AGM-65E“玛伐瑞克”导弹是一款当前服役的空对地导弹，主要型号包括AGM-65L与AMG-65E2等。

(二) 激光驾束制导武器

以上提及，受到通视条件限制，激光驾束制导武器的应用范围受限，当前世界范围内仅服役几十种激光驾束导弹，如瑞典RBS-70近程防低空导弹、以色列“玛帕斯”反坦克导弹、俄罗斯“短号”反坦克导弹等。

以瑞典RBS-70近程防低空导弹为例，导弹射程在200～7000m内，升限为4000m,极限速度为580m/s,配置有0.9μm半导体激光器。根据试验结果得知，该款导弹具有迎向射程远的优势，但发射平台与导弹的重量及体积较大，战斗使用不便。

(三) 激光主动成像制导武器

现阶段，得到广泛装备的激光主动成像制导武器包括LOCAAS武器与AASM空射激光制导炸弹。其中，LOCAAS武器是由美国洛克希德-马丁公司与美国空军共同研制的一款激光制导武器，该款武器配置有自主寻的供给系统，运用固体激光成像制导技术，在LOCASS武器抵达目标上空区域后，通过激光雷达引导头来识别各类型目标，从中锁定并攻击预先存储的军事目标。

AASM空射激光制导炸弹是由法国萨格姆公司所研制，极限射程为60km,精确度为1～10m,具备全天候打击能力，该款炸弹复合应用3～μm5被动红外制导技术与1.5μm激光主动制导技术，具有极高的制导精度，且雷达实际作用距离得到延伸。

三、结语

综上所述，为满足现代战争与高科技战争的迫切需求，相关部门必须积极借鉴国外成功的武器研发经验，加大对激光制导武器的研发力度，推动激光制导武器的小型化、复合制导化、主动成像化发展，确保激光制导武器可以在现代战争中发挥出更为重要的作用。

参考文献:

[1]张腾飞,张合新,惠俊军,孟飞,强钲捷.激光制导武器发展及应用概述[J].电光与控制,2015,22(10).

[2]周旭宜,刘满仓.国外激光制导武器现状与发展分析[J].飞航导弹,2013(11).

[3]夏新仁,冯金平.激光制导武器的现在与将来[J].中国航天,2009(12).

文章来源：史莉娜,赵建军,赵景旭,张益玮,张勇.激光制导武器发展与应用研究[J].科技风,2021(21):187-188.