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第四章 军事高技术

2024-06-10 14:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

第四章 军事高技术 第四章 军事高技术

学习目标

了解军事高技术的基本概况,明确高技术对现代战争的影响。树立“科学技术是第一生产力”的观点,充分了解军事高技术给我国国防建设提出的新课题,激发学习科学技术的热情,为我国国防事业作出自己的贡献。

在愈演愈烈的世界各国特别是各大国和强国综合国力的竞争中,以高技术为先导和制高点的科学技术的发展起着关键作用。实际上,高技术的发展不但对整个科学技术进步和经济建设产生深远影响,而且导致崭新的军事高技术领域的不断开拓和不断成长,因而促使军事技术日益走向高技术化。

20世纪60年代以来,一大批高技术武器装备相继问世并用于战争,深刻地改变了战争的面貌。因此,无论是谁,不了解高技术武器装备对现代战争所带来的巨大影响,就不可能在高技术战争中掌握主动权,将难以在战争中立于不败之地。

第一节 军事高技术概述 一、军事高技术的基本概念

军事高技术又称军用高技术、国防高技术,是指用于军事领域、能在军事领域产生重大影响的那些高技术。具体地说,军事高技术是建立在现代化成就基础上,处于当代科学技术前沿,对武器装备发展起巨大推动作用的那部分高技术的总称。

为了深入理解军事高技术的概念,应该明确:

(1)军事高技术是处于当代科学技术前沿的高水平的技术或尖端技术,它们能够满足军事上的需要,对武器装备的发展起巨大推动作用。

(2)军事上的需要是军事高技术发展的主要推动力。军事上的需要或国家安全的特殊重要性决定了科学技术成就或者首先应用于军事,或者产生于军事,这已成为一种普遍的历史规律。

(3)军事高技术是当代高技术的主要组成部分,甚至可以认为,当代高技术主要体现为军事高技术,当代高技术主要产生于军事高技术。

(4)随着新技术革命的深入发展和国际形势的变化,和平与发展愈来愈成为当代世界的两大主题,主要为经济建设及商业应用目的发展和应用的高技术已成为许多国家经济与科技发展战略的重点,在“军转民”的同时,有些高技术的民用已超过军用,有些军事高技术发展有待于民用技术的发展,因此出现了“民转军”的新动向。展望未来,军民结合将是军事高技术发展的主要途径和基本模式。

二、军事高技术的形成与发展

第二次世界大战结束以后,军事高技术形成并得到了快速的发展。

(一)世界军事高技术的形成和发展的三个阶段

1.形成时期(20世纪40年代~60年代末)

在第二次世界大战中,为满足战争需要制造出雷达、核武器和导弹(V1和V2),稍后于1946年研制成功电子计算机。“二战”结束后的“冷战”时期,美、苏两个超级大国进行激烈的军备竞赛,以核武器技术、导弹技术、计算机技术、微电子技术、航天技术为代表的军事高技术群体在20世纪60年代以后异军突起。

2.发展时期(20世纪70年代~80年代)

在计算机技术、航天技术发展的影响下,20世纪70年代,美国、前苏联、西欧诸国、日本以信息产业为代表的高技术产业迅速成长壮大,促使这些国家国防科技和军事工业开始全面走向高技术化。

主要标志:精确制导武器、军用卫星、电子战装备、C31(指挥、控制、通信和情报)系统被大量研制成功,并应用于战场。许多传统常规武器因采用高新技术手段加以改造而使战术技术性能得到极大提高。军事高技术因此引起了世界各国更加高度重视。

据伦敦国际战略问题研究所估计,20世纪80年代中期,世界各国每年用于高技术武器装备研制的军事科研经费累计达800亿美元以上。

3.继续发展时期(20世纪90年代至今)

在20世纪90年代初的海湾战争中,大量高技术武器装备在战场上的广泛应用及所取得的惊人作战效果,更使各国普遍认识到:未来战争将是高技术战争,如果不掌握高技术手段,将难以在高技术战争中立于不败之地。

总之,“冷战”结束后,国际形势总体趋于缓和,各主要国家都调整军事战略,缩小军队规模,减少军费开支,但对军事高技术的发展却紧紧抓住不放松。一些大国和强国制定并实施了满足新需要的军事高技术发展计划,而一些小国也从维护本国的安全出发,购买大批高技术武器装备。军事高技术因此而进入了一个新的发展时期。

(二)我国的高技术与军事高技术发展概况

从建国到现在,我国发展以生命科学技术、信息科学技术、新能源与可再生能源科学技术、新材料科学技术、空间科学技术、海洋科学技术、有利于环境的高新技术等为内容的高技术产业,经历了艰难而又曲折的过程。

建国初的一段时期,党中央和国务院根据当时的国际、国内情况,作出了发展我国航空工业和核工业的重要决策,制定和实施了我国第一个科学技术发展的长远规划。该规划倾向于军事方面,主要强调对核技术、喷气技术、无线电技术、自动化技术、计算机技术、半导体技术等技术领域采取紧急措施加以发展。

在20世纪80年代,面对世界性的高技术竞争大潮,邓小平同志指出:“世界各国都在制定实施高技术发展计划,下个世纪将是高科技世纪。任何时候,中国都必须发展自己的高科技,在世界高科技领域占有一席之地。”1986年3月3日,王大珩、王淦昌、杨家犀、陈方允四位老科学家上书党中央,提出跟踪世界高技术发展的建议。3月5日,邓小平同志即作出批示:“这个建议十分重要。”并强调指出:“此事宜速决断,不可拖延。”国务院迅速组织200多位专家全面论证反复修改,11月18日,中共中央、国务院正式批准实施《高技术研究发展计划纲要》,这就是著名的“863计划”。其主要内容涵盖了高技术的六大领域。

我国军事高技术发展始于20世纪50年代,经过几十年努力,先后研制出原子弹、氢弹、各种战术导弹和战略导弹、核潜艇,发展了军事航天技术、电子战技术、指挥自动化技术和精确制导技术,常规武器战术、技术性能也得到长足改进。

三、军事高技术的分类及主要领域

(一)军事高技术的分类

军事高技术包括两个层次,即军事基础高技术和军事应用高技术。

(1)军事基础高技术是指武器系统和国防科技装备的研制所需要的各种共性基础理论和技术,主要包括军用微电子技术、军用光电子技术、军用计算机和人工智能技术、军用新材料技术、军用生物技术、军用航天技术、军用信息技术、军用核技术、海洋开发技术、定向能技术等。

(2)军事应用高技术是利用各种科技成果研制和生产武器装备的技术,以及军队充分发挥武器装备效能的综合应用技术。军事应用高技术的内容非常广泛,分类方法也多种多样。按其完成的军事任务的性质可分为战略武器装备技术、战役战术武器装备技术、后勤保障装备技术、军事工程技术、军事系统工程技术等;按其研制的武器装备的种类可分为侦察监视技术、隐身技术、夜视技术、激光技术、电子对抗技术、制导技术、作战平台及常规武器技术、军事航天技术、军用计算机技术、军队指挥自动化技术、核生化武器技术、新机理武器技术等。

(二)军事高技术的六大领域

采用高技术的分类方法,将军事高技术划分为以下六大领域:

(1)军事信息技术。主要包括微电子、光电子、计算机、自动化、卫星通信和光纤通信技术等。

(2)军用新材料技术。主要包括信息材料、能源材料、新型结构材料和功能材料技术等。

(3)军用新能源技术。主要包括核能、太阳能、风能、地热能、海洋能和生物能技术等。

(4)军用生物技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程技术等。

(5)军用海洋开发技术。主要包括海水淡化、海水提铀、海底采矿以及海底工程建设技术等。

(6)军事航天技术。主要包括航天器的制造、发射和测控技术、航天遥感(空间侦察、监视)、空间通信以及空间工业技术等。

如果从高技术应用的角度来划分,现代军事高技术的主要领域有侦察监视技术、伪装与隐身技术、夜视技术、军事激光技术、电子战技术、军事航天技术、精确制导技术、核生化武器技术、指挥自动化系统技术,此外,还有目前正在探索中的新概念武器与新技术(包括定向能武器、动能武器、军用机器人、多种反装备武器等)。

四、军事高技术对未来战争的影响

军事高技术对武器装备的影响最迅速、最明显,它将直接促进武器装备的改进和发展。其影响主要表现在以下几个方面:

(1)提高了武器的杀伤效能。高技术在军事上的应用,将使各类武器向重量轻、体积小、射程远、精度高、机动能力强的方向发展,从而极大提高了武器的杀伤破坏效能。

(2)提高了武器系统的综合作战能力和自动化水平。以计算机为中心的C41系统,把各种武器系统连为一体,把各军兵种连为一体,促使战场指挥控制一体化,从而提高了武器系统的综合作战能力,并实现了武器管理、控制、指挥的自动化。

(3)提高了武器装备的生存能力。主要是运用高技术对武器装备进行抗毁加固,并提高其灵活机动和防探测的性能,以提高其生存能力。

(4)提高了武器装备全天时、全天候的作战能力。夜视技术、红外热成像和雷达成像等各种高技术的广泛应用,大大提高了武器装备夜间和不良气象条件下的作战能力。

(5)提高了武器装备的可靠性和可维修性。可靠性和可维修性是武器系统持续作战能力的两个关键条件。高技术的发展,为提高可靠性和可维修性提供了有效的手段,如采用模块设计技术、故障诊断技术、计算机辅助设计技术及内部自测技术等,可减少武器装备的故障和返修率,并便于检查和维修。

(6)促使新型武器系统的诞生。军事高技术的应用,将直接促使新型武器系统的诞生,如人工智能武器系统、隐身武器、计算机病毒武器、基因武器等,已经部分应用或即将装备部队。

20世纪是科学技术飞速发展的世纪,是科技成果应用于军事领域数量最多、速度最快的世纪,也是革新战争手段和改变战争面貌极其激烈而深刻的世纪。

第二节 精确制导技术

精确制导技术是指按照一定规律控制武器的飞行方向、姿态、高度和速度,引导武器系统的战斗部准确攻击目标的军用技术。精确制导技术是以微电子、电子计算机和光电转换技术为核心,以自动控制技术为基础发展起来的高新技术。精确制导技术的应用主要体现在精确制导武器系统中,精确制导武器已成为当今高技术局部战争中的主战武器,其直接命中概率大于50%。精确制导技术对现代战争产生了巨大影响,是现代战争的标志之一。

一、精确制导技术的分类

制导系统是精确制导武器的关键组成部分,是精确制导技术的载体。精确制导技术是指按照一定规律控制武器的飞行方向、姿态、高度和速度,引导其战斗部准确攻击目标的军用技术。在各类制导系统中,控制系统的基本原理大同小异,而导引系统的工作原理则差别较大。按照导引系统工作原理的不同,精确制导技术可分为自主制导、遥控制导、寻的制导和复合制导形式。

(一)自主制导

自主制导是导引指令由弹上制导系统按照预先拟定的飞行方案控制导弹飞向目标的制导。自主制导的特点是导引信号由导弹本身的制导系统产生,制导过程完全在导弹内自主完成,故不需要任何弹外设备的配合。导弹和目标、指挥站不发生任何关系,因而隐蔽性好,抗干扰能力强。由于在发射前就将目标的特征数据与规划的弹道存放在弹上的计算机内,导弹在飞行过程中以此为基准,也就存在导弹一经发射,飞行弹道就不能再改变的弊端。所以,其只适于攻击固定目标或运动轨迹已知的活动目标。自主制导包括惯性制导、天文制导、程序制导、图像匹配制导、和卫星制导等。

1.惯性制导

惯性制导是利用惯性测量设备测量导弹的运动参数,获得导引信息,控制导弹飞向目标的制导。惯性制导必须事先根据发射点和目标的位置,计算出一条标准弹道数据,并存入弹上计算机。发射后,导弹自行按照预定的弹道控制射程和方向,直至准确命中目标。惯性制导仅靠弹上设备独立工作,不易受干扰,不受距离限制,可全天候工作,同时发射的导弹数量不受限制。缺点是存在积累误差,故常与其他制导方式组成复合制导,对惯性制导进行校准,提高导引精度。

2.天文制导

天文导航系统是根据导弹、地球、星体三者之间的运动关系来确定导弹的运动参量,将导弹引向目标的一种自主制导系统。

3.程序制导

又称“方案制导”。这是利用预先给定的弹道程序,控制导弹飞向目标的制导。程序制导的优点是设备简单,制导与外界没有关系,抗干扰性好,但导引误差随飞行时间的增加而增加。常用于弹道导弹的主动段、有翼导弹的初始段和中段制导以及无人驾驶侦察机和靶机的全程制导。

4.图像匹配制导

图像匹配制导是指通过遥感特征图像把导弹自动引向目标的制导。图像匹配制导,如图4-1所示,是事先把测得的目标地形或地貌特征,即基准图的信息储存在弹上计算机中。导弹在飞行过程中,弹上的图像遥感装置在预定空域内摄取实际地表特征图像(即实时图),在相关器内将实时图与基准图进行比较。如果实时图与基准图一致,就叫“匹配”,表示导弹是按预定弹道飞行;如果实时图与基准图不一致,就说明不“匹配”,表示导弹的飞行方向有偏差。这时,弹上计算机便会自动算出偏差的大小,导引系统发出修正指令,控制系统改变发动机的矢量,或改变弹翼、尾翼的方向,控制导弹飞回正确弹道。

图4-1 图像匹配制导示意图

(二)遥控制导

遥控制导是由设在导弹以外的地面、水面或空中制导站控制导弹飞向目标的制导技术。制导站根据测得的目标和导弹的相对位置和运动参数,形成导引指令发送给导弹,导弹接到指令后,由自动驾驶仪控制导弹飞行,直至命中目标。由于制导站时刻跟踪目标,随时测量目标运动参数,故遥控制导导弹常运用于攻击活动目标。一般遥控作用距离较远,但导引精度随导弹飞行距离的增加而降低,而且易受干扰。按指令传输方式和手段的不同,遥控制导可分为指令制导和波束制导两大类。

1.指令制导

指令制导分为有线指令制导、无线指令制导和电视指令制导。

有线指令制导是通过导线将导引信号(指令)传输给导弹,操纵导弹飞向目标的制导。无线指令制导是将制导指令以无线电波的形式发送至导弹的制导。其跟踪探测系统主要是雷达。无线指令制导在中远程地对空导弹上得到广泛的应用。电视指令制导是利用弹上电视摄像机获取目标信息,由制导站产生指令控制导弹飞向目标的制导。

2.波束制导

波束制导又称驾束制导,是由制导站发射波束照射目标,弹上导引装置控制导弹沿波束中心飞向目标的制导。主要用于地对空、舰对空、空对空和空对地导弹攻击活动目标的武器系统。

(三)寻的制导

寻的制导是导弹自己寻找、跟踪并击毁目标的制导。它利用弹上设备接收目标辐射或反射的能量,如电磁波、红外线、激光、声波等,自动跟踪并导引控制武器飞向目标。寻的制导的主要特点是导引精度不受导弹飞行距离的影响,但制导距离较近,且易受敌方干扰。常用于短程导弹的制导及中远程导弹的末制导,适合打击高机动的运动目标。

寻的制导按接收的能量来源不同分为主动寻的制导、被动寻的制导和半主动寻的制导三种基本类型。

1.主动寻的制导

主动寻的制导是利用弹上装置向目标发射某种能量,并接收目标反射回来的这种能量,形成导引信号,控制导弹飞向目标的制导方式。主动寻的制导的导弹,在锁定目标之后便自动地、完全独立地去攻击目标,具有载机“发射后不用管”的优点,能从任何角度攻击目标,命中精度高。但制导作用距离受到弹上发射机功率的限制,弹上装置复杂。

2.被动寻的制导

被动寻的制导是弹上导引装置接收目标辐射的能量(如雷达波、声波和红外线等),形成导引信号,控制导弹飞向目标的制导。如红外制导的空空导弹,如图4-2所示,被动寻的制导也具有“发射后不用管”的能力和全向攻击能力,但需要依靠目标辐射能量才能工作。

图4-2 红外制导示意图

3.半主动寻的制导

半主动寻的制导是利用制导站向目标发射能量,弹上设备接收目标反射回来的能量,形成导引信号,控制导弹飞向目标的制导。半主动寻的制导的照射能源不在导弹上,弹上设备简单。缺点是需弹外照射设备连续不断地工作。

(四)复合制导

复合制导是在一种武器中采用两种或两种以上制导方式组合而成的制导技术。先进的精确制导武器系统往往采用复合制导技术。

采用复合制导是未来导弹制导系统的发展趋势。它的优点是:可有效地发挥各种传感器的优势;提高精度,减小误差;保持系统的可靠性;抗干扰能力强;降低成本;提高武器系统的快速反应能力等。

二、精确制导技术在军事上的应用

精确制导技术广泛应用于导弹和制导炸弹、炮弹、鱼雷、地雷等武器系统中。其中,导弹是精确制导武器中研制最早、发展最快、种类最多、生产和装备使用数量最大的一类,约占精确制导武器总数的90%以上。

(一)导弹的组成与分类

1.导弹的组成

导弹是依靠自身动力装置推进,由制导系统导引和控制,将战斗部导向目标的武器。导弹通常由战斗部(弹头)、动力装置(推进系统)、制导系统和弹体四大部分组成,如图4-3所示。

(1)战斗部。战斗部也就是弹头主要是用来摧毁和杀伤目标的专用装置。战斗部对目标的破坏机理有物理(机械)破坏效应、化学毁伤效应、光辐射杀伤效应、放射性杀伤效应以及其他毁伤效应(如细菌、微生物等)。根据装填物质及使用目的的不同可分为常规战斗部、核战斗部和特种战斗部。

图4-3 导弹组成示意图

常规战斗部装填普通高能炸药,依据对目标的破坏方式不同,它主要分为杀伤弹头、爆破弹头、燃烧弹头、聚能破甲弹头和子母弹头等。常规战斗部装一般用于战术导弹。

核战斗部装填裂变物质(原子弹)、聚变物质(氢弹)或强辐射低当量聚变物质(中子弹)。TNT当量可以从几千吨到千万吨级。核战斗部通常用于战略导弹。

特种战斗部装填化学战剂(毒剂)、生物战剂(细菌、病毒、遗传工程武器)、光电无源干扰物质(箔条、红外烟幕剂和消光剂等)、燃烧剂以及激光和X射线弹头等。有的战略导弹能释放多个弹头。一枚导弹携带两颗以上的弹头称为多弹头,主要有集束式、分导式和全导式多弹头等。

(2)动力装置。为导弹飞行提供动力的系统是动力装置。发动机是动力装置的关键设备。导弹使用的发动机都是根据喷气推进原理工作的,分为火箭喷气发动机和空气喷气发动机两大类。火箭喷气发动机自带燃烧剂和氧化剂,不需要外界空气助燃,可在大气层外工作,不受导弹飞行高度的限制,主要有液体火箭发动机和固体火箭发动机。空气喷气发动机自带燃烧剂,需要空气中的氧气助燃,只能在大气层内工作,常用的有涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机和冲压式喷气发动机。

(3)制导系统。制导是按选定的规律对精确制导武器进行导引和控制,调整其运动轨迹,直至命中目标。各种制导方式已如前文所述。

(4)弹体。导弹的弹体是把战斗部、动力装置、制导系统和弹翼、舵面连接在一起,构成一个结构紧凑、具有良好的空气动力外形的整体。弹体所用的材料要求具有强度高、重量轻、耐高温等性能。

2.导弹的分类

导弹的种类很多,名称各异,可以从多种角度分类。

(1)按射程分类,可分为近程导弹、中程导弹、远程导弹和洲际导弹。

近程导弹:射程在1000千米以内;中程导弹:射程在1000~3000千米;远程导弹:射程在3000~8000千米;洲际导弹:射程在8000千米以上。

(2)按发射点和目标位置分类,可分为四类。

从地面发射的导弹有地地导弹、地空导弹、地舰(潜)导弹。

从空中发射的导弹有空地导弹、空空导弹、空舰(潜)导弹。

从水面发射的导弹有舰地导弹、舰空导弹、舰舰(潜)导弹。

从水下发射的导弹有潜地导弹、潜空导弹、潜舰导弹、潜潜导弹。

(3)按作战使命分类,可分为战略导弹和战术导弹。它们都有进攻和防御两种使命。

战略导弹——用于遂行战略任务,由国家最高统帅部掌握使用,用于摧毁敌方纵深目标和反击来袭的战略导弹。

战术导弹——用于遂行战役战术任务,由战场指挥员掌握使用,用于袭击敌方兵力集结地,摧毁敌方飞机、军舰、坦克和雷达目标等。

(4)按飞行弹道分类,可分为弹道式导弹和飞航式导弹两类。

弹道式导弹由火箭发动机推送到一定高度后,发动机自行关闭,导弹在空气阻力和地心引力作用下,依靠惯性,沿弹道曲线(抛物线)飞向目标。弹道导弹具有飞行距离远、飞行速度快等特点,故射程较远的导弹大多是弹道式导弹。

飞航式导弹也称巡航式导弹。飞航式导弹靠发动机的推力和导弹的弹翼气动升力在大气层内飞向目标。其最大优越性是能超低空飞行,突防能力强。

(5)按攻击目标分类。按攻击目标分类的导弹如反坦克导弹、反舰导弹、反潜导弹、防空导弹、反辐射导弹等。

(二)精确制导弹药的分类与应用

1.精确制导弹药的分类

精确制导弹药可分为末制导弹药和末敏弹药两类。前者主要有制导炸弹、制导炮弹、制导雷等;后者主要是一些反装甲子弹药。精确制导弹药与导弹的区别在于自身没有动力装置。

制导炮弹、制导炸弹等末制导弹药武器系统通常由弹头、弹体、弹上制导系统、弹上电源等构成,一般无动力系统,但少数装有大射程的助推器。如美国研制的XM782型X—ROD火箭增程末制导贫铀穿甲弹,在其弹上传感器探测到目标后,弹上火箭助推器立即点火使炮弹加速,同时利用传感器修正弹道使之准确命中目标。这种炮弹最大有效射程在10千米,不带助推器的炮弹射程仅为2.2千米。末敏子母弹药也无动力系统,但都装有子弹药抛撒器。

2.精确制导弹药的应用

(1)制导雷。制导雷是在普通地雷、水雷上加装制导系统即成为制导雷。制导雷是一种把自毁破片技术、遥感技术和微处理技术结合在一起的新型雷。其基本原理是根据目标产生的物理场(如坦克、舰船等自身产生的声音、震动、热辐射、磁场等)来启动雷体战斗部使之爆炸。它使地(水)雷由一种完全被动的防御性武器变成能主动攻击目标的新型火力。一般将制导雷分为三类:第一类是反坦克、反装甲车辆和直升机的制导地雷;第二类是执行反潜、反舰任务的制导水雷;第三类是执行反卫星的太空雷。

(2)制导炸(航)弹。制导炸弹是在普通炸弹的基础上,加装制导装置后即为制导炸弹。它没有动力装置,是由飞机投掷时给予的势能和初速滑翔飞行,在制导系统的作用下,自动修正偏差,控制导弹准确命中目标。制导炸弹是对地面目标实施精确打击的重要武器。

(3)制导炮弹。制导炮弹是由地面火炮发射,弹丸带有制导装置的炮弹的总称。打击对象主要是远距离的坦克、装甲车和舰艇等点状目标。目前,炮射制导炮弹主要有激光制导炮弹、毫米波制导炮弹和红外寻的制导炮弹等。

三、精确制导武器的作战特点

精确制导武器与传统武器相比,主要特点表现在以下几个方面:

(1)命中精度高。“一打就中”,一枚导弹就能摧毁一个目标已不再是神话。不论是导弹还是精确制导弹药,不论是战术导弹还是战略导弹,都有很高的命中精度。

(2)作战效能高、效费比高。精确制导武器的效能是用精度、威力、射程、效费比、可靠性、全天候作战能力等主要战术技术性能指标来衡量的。虽然单发(枚)武器成本较高,但由于其具有较高的直接命中率、威力大、可靠性好,使用后加快了战争进程,因而作战效能好。就效费比而言,常规武器也是无法与之相比的。

(3)自动化程度高。随着电子技术的发展,高性能的毫米波制导系统、红外探测器以及计算机的采用,精确制导武器能够完全依靠弹上的制导系统自主地捕捉、跟踪和击中目标,不需要人工或其他辅助设备进行干预,具有“发射后不用管”的自主制导能力。

此外,精确制导武器还具有较高的机动能力和较强的全天候作战能力,以及射程远、速度快、打击威力大等特点。

第三节 航天技术

航天技术又称空间技术,是一项探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术。航天技术在军事领域里主要是用以完成军事侦察、通信、预警、监测、导航、定位、测绘和气象测报等各种军事航天任务。

一、航天技术的组成

航天技术主要包括运载火箭技术、航天器技术和航天测控技术。

(一)运载火箭技术

1.运载火箭的组成

运载火箭是由多级火箭组成的航天运载工具。运载火箭主要由动力系统、控制系统、箭体组成。

运载火箭所用的动力装置是火箭喷气发动机。按使用的燃料不同,分为固体燃料火箭发动机和液体燃料火箭发动机。

控制和无线电测量系统的作用是接收来自测控网和内部系统的修正信号,控制火箭的飞行姿态,使火箭稳定地飞行,适时控制多级火箭点火和实现航天器与火箭的分离。

箭体由航天器舱、仪器舱、推进剂舱、动力装置舱等组成。箭体必须具有良好的空气动力外形,具有高质量的内部空间,采用具有足够强度的结构和材料。

2.各国的运载火箭

前苏联于1957年10月4日,用由洲际导弹改装的运载火箭“东方”号将世界上第一颗人造卫星送入近地轨道。尔后,在1965年前苏联研制出“质子”号大型运载火箭,随后,前苏联又在“质子”号运载火箭的基础上,发展出一种推力更大的“能源”号运载火箭,总起飞重量为2400吨,可将100吨载荷送入近地轨道,是目前世界上起飞质量和推力最大的火箭,曾将前苏联的“暴风雪”号航天飞机成功地送上天。此外,前苏联或俄罗斯的运载火箭还有“联盟”号、“闪电”号。

美国的运载火箭也经历了由弹道导弹改装到专门研制的历程。1959年以后,在“雷神”中程导弹基础上发展第二代“雷神”系列运载火箭。闻名于世的“大力神”运载火箭系列也来自于“大力神一2号”洲际导弹。1961年,美国开始研制“土星”系列运载火箭,其中,“土星号”运载火箭将重达46吨的“阿波罗”载人飞船送入绕月球飞行的轨道。此外,美国还有“德尔它”系列运载火箭和“宇宙神”系列运载火箭。

1973年7月,法国等西欧国家共同研制了名为“阿里亚娜”的大型三级液体运载火箭。日本发展的运载火箭主要有M、N、H三个系列。印度、巴西、以色列等国也都在发展本国的大型火箭。

我国从20世纪50年代中期开始,独立自主地发展运载火箭。我国的运载火箭以“长征”系列火箭为代表,如图4-4所示。我国已有酒泉、西昌、太原三个卫星发射中心。1970年4月24日,我国成功地用自行研制的长征1号运载火箭发射了第一颗人造地球卫星。至今,我国已经发射成功的长征系列火箭有16种,在这些火箭中,主要用于低地球轨道发射的有6种(长征1、2、2C、2D、2E和2F),主要用于中轨道(如太阳同步轨道)发射的有4种(长征1D、2C/SD、4A和4B),主要用于高轨道(如地球静止转移轨道)发射的有6种(长征3、3A、3B、3C、4C和5)。对应这三种典型轨道的运载能力分别为0.2~8.0吨(低地轨道)、0.4~2.8吨(太阳同步轨道)、1.5~5.1吨(近地转移轨道)。

2012年6月16日18时37分,“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2012年6月18日约11时左右转入自主控制飞行,14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接,这是中国实施的首次载人空间交会对接。

2013年6月11日17时38分“神舟十号”顺利发射,并首次开展中国航天员太空授课活动,这意味着中国载人飞船天地往返运输系统已经建成,未来中国航天将进入空间站时代。

图4-4 长征系列火箭

中国新一代运载火箭长征系列运载火箭是中国独立自主研制的具有完全自主知识产权的高科技产品,火箭总体技术性能达到国际先进水平,并在国际商业卫星发射服务市场中占有一席之地。为满足未来航天技术发展的需求,将加快研制新一代无毒、无污染、高性能、低成本的运载火箭,增强进入空间的能力,同时促进国民经济建设,提高我国的综合国力。

(二)航天器技术

航天器是在地球大气层以外的宇宙空间,执行探索、开发或利用太空等航天任务的飞行器。

1.航天器的分类

(1)人造地球卫星。在地球大气层以外,基本上按照天体力学的规律,环绕地球,沿一定轨道运行的人造天体叫做人造地球卫星,简称人造卫星。它是数量最多的航天器。按用途可分为用于科学探测和研究的科学卫星、直接为国民经济和军事服务的应用卫星、进行新技术试验的技术试验卫星。

(2)空间探测器。脱离地球引力飞往其他星球或在星际间运行的空间飞行器叫做空间探测器。按探测目标可分为月球探测器、金星探测器、火星探测器等和星际探测器。

(3)载人航天器。载人航天器是指环绕地球运行的载人空间飞行器。它分为航天飞船、航天飞机和空间站。

2.航天器的运行轨道

航天器在太空运行的轨道可用轨道参数来说明。轨道参数主要有运行周期、轨道高度和轨道倾角。运行周期是指航天器绕地球一周的时间。轨道高度是轨道到地球表面的距离。轨道距地面最近的位置叫近地点,该点至地面的距离称近地点高度;轨道距地面最远的位置叫远地点,该点至地面的距离称远地点高度。

轨道倾角是指航天器运行的轨道平面与地球赤道平面的夹角。

当轨道倾角为0度,轨道平面与赤道平面相重合,这种轨道称为赤道轨道。

地球同步轨道是指航天器沿赤道轨道自西向东顺着地球自转方向运行,高度为35800千米,运行周期正好为地球自转一周时间(23小时56分4秒)的运行轨道,又称静止轨道。通信卫星、气象卫星、广播电视卫星、预警卫星大多采用这种轨道。

太阳同步轨道是指轨道平面绕地球自旋轴旋转的方向与地球公转的方向相同、角速度为地球公转的平均速度(360°/年)的轨道。在此轨道上运行的航天器每次从同一地点上空经过,都基本保持同一地方时、同一方向。当轨道倾角介于0°~90°、90°~180°之间,这些轨道称为倾斜轨道。

(三)航天测控技术

航天测控是指对航天器飞行状态进行跟踪测量并控制航天器的运动和工作状态。航天测控分为陆、海基测控和天基测控。陆、海基测控系统由分布在全球各地的测控台、站及测量船组成。

我国航天测控网包括北京航天指挥控制中心,西安卫星测控中心,酒泉、西昌、太原发射控制中心,以及若干个固定与机动测控站和6艘“远望”号测量船。

二、军用航天器

航天器按应用领域划分为民用航天器、军用航天器和军民合用航天器。以军事应用为目的的称为军用航天器,如侦察卫星、导弹预警卫星等。既可军用又可民用的称为军民合用航天器,如载人航天器、通信卫星、导航卫星、气象卫星、海洋监视卫星、测地卫星等。

(一)军用卫星

军用卫星是指专门用于各种军事目的的人造卫星的统称。它是数量最多的卫星,约占世界各国航天器数量的2/3左右。军用卫星按用途可分为侦察卫星、通信卫星、导航卫星、测地卫星、气象卫星、反卫星卫星等。在近几年发生的几场高技术局部战争中,军用卫星在支援陆上、海上和空中作战中发挥了显著的作用。

1.侦察卫星

侦察卫星是用于获取军事情报的人造卫星。按不同的侦察设备和任务,可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星、海洋监视卫星和核爆炸监测卫星等。

侦察卫星具有侦察面积大、传递速度快、直观效果好、生存能力强和不受国界与地理条件限制等优点。

(1)照相侦察卫星。照相侦察卫星是利用光电遥感设备摄取地球表面图像的侦察卫星。卫星上通常装有可见光相机、红外相机、多光谱相机和微波相机等。

(2)电子侦察卫星。电子侦察卫星是侦收敌方电子设备辐射的电磁信号,以获取军事情报的人造卫星。电子侦察卫星上装备有电子侦察设备,用于截获雷达、通信、遥测等系统的传输信号,从而探明军用电子系统的性质、位置和活动情况以及新武器的试验和装备情况等。其具体任务一是侦察敌方雷达的位置和性能参数,二是侦查敌方电台和发射设施的位置,便于窃听和破坏。电子侦察卫星一般运行在高度约500~1000千米的近地圆轨道或静止轨道上。为了连续监视某一地区,往往采取多颗卫星组网的方法。

目前,只有美国和前苏联或俄罗斯发射和使用了电子侦察卫星。

(3)导弹预警卫星。导弹预警卫星是用于对导弹的发射进行监视、跟踪和报警的侦察卫星。通常在地球同步轨道或周期约为12小时的大椭圆轨道上运行,并由多颗卫星组成预警网。它是国家导弹防御系统的组成部分。美国在地球同步轨道上部署了5颗导弹预警卫星,如图4-5所示;俄罗斯在大椭圆轨道上部署了由9颗“宇宙”号卫星组成的预警网。

(4)海洋监视卫星。海洋监视卫星用于监视海洋中舰船和水下潜艇的活动,侦察海洋战场情报。海洋监视卫星有雷达型和电子型。雷达型就是利用卫星上的雷达向海面发射无线电波,根据海面与舰船反射波的差异发现海洋上的舰船目标,并测量其

图4-5 美国导弹预警卫星(DSP)

航向、航速、类别、规模等,以监视舰船活动。电子型是利用电子侦察设备截获敌方舰船辐射的电磁情报,从而确定其规模和位置。

2.通信卫星

通信卫星是用作无线电通信中继站的人造地球卫星。军用通信卫星分为战略通信卫星和战术通信卫星。战略通信卫星提供全球性战略通信。战术通信卫星提供地区性战术通信或军用飞机、舰船、装甲车辆及单兵用移动通信。卫星通信与其他通信方式相比,具有通信距离远、传输容量大、覆盖区域广、通信质量好、机动性能好和生存能力强等优点。在军事应用上,它还具有抗干扰性强、保密性好等优点,成为军事通信中不可缺少的通信手段。通信卫星通常采用静止轨道或大椭圆轨道。

美国、前苏联在20世纪60年代初相继发射了通信卫星。欧洲、日本也独立发射了自己的通信卫星。我国从1986年2月开始,已成功发射了三代实用型“东方红”系列的通信卫星。

3.导航卫星

导航卫星是为地面、海洋、空中和空间用户提供导航定位的人造卫星。它以固定的频率按规定的时间间隔发送导航信号,告诉用户它此时在太空的位置和发信时刻。用户使用相应的无线电接收设备和计时器接收这些数据,并经自动化处理后,就能确定自己的准确位置。利用卫星导航具有精度高,能覆盖全球,可全天时、全天候使用和用户设备简单等特点,在军事领域有着极为重要的意义。

美国于1973年12月制定了一项三军统一使用的导航卫星计划,命名为“导航星”全球定位系统,简称GPS。该系统于1994年建成,共有21颗卫星。用户在全球任何位置上至少可同时收到其中4颗卫星的信息,测出卫星与用户间的电波传播时间进行测距,实时测得用户的三维位置坐标、三维速度和时间。GPS是当今世界最先进的导航定位系统,它提供的三维定位精度可达米级,测速精度优于0.1米/秒。

前苏联1982年开始研制全球卫星定位系统——GLONASS系统,1995年初步建成。目前系统由俄罗斯控制使用。

欧盟1999年初正式推出“伽利略”计划,该方案由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成,可以覆盖全球,位置精度达几米,亦可与美国的GPS系统兼容。

中国独立研制了一个区域性的卫星定位系统——北斗导航系统。该系统的覆盖范围限于中国及周边地区,不能在全球范围提供服务,主要用于军事用途,它的定位精度为9~12米。

4.测地卫星

测地卫星是专门用于大地测量的人造卫星。测地卫星上装备有光学观测系统、无线电测距系统、雷达测高仪等设备。测地卫星的任务是测量地面目标的位置坐标、地球形体和地球引力场的分布等参数。地球不是标准球体,地面上有山、湖、河、海,高低不平,地球重力场的分布是不均匀的。由于测量误差等原因,地图上原有标明的各种地理位置常与实地不符。这对导弹弹道的计算,对飞机和导弹的惯性制导及巡航导弹的地形数字匹配制导都会造成很大的影响。如果不消除或减小这些影响,就会产生误差,降低武器的命中精度。而使用测地卫星正是解决这一问题的有效方法。测地卫星的测量精度可达厘米级,这对精确制导技术的应用具有十分重要的意义。

5.气象卫星

气象卫星是从外层空间对地球及其大气层进行气象观测的人造卫星。大多数气象卫星为军民合用,按运行轨道可分为太阳同步轨道气象卫星(也称为极地轨道气象卫星)和地球静止轨道气象卫星。

美国是世界上第一个将气象卫星用于战场气象保障的国家。20世纪50年代末期,美国开始研制第一代军民合用的气象卫星“泰罗斯”号,并在20世纪60年代将其用于越南战争的气象保障。1965年,美国开始正式部署工作型的国防气象卫星。

我国已有“风云”系列气象卫星。第一颗“风云一号”气象卫星于1988年9月7日由“长征四号”火箭发射成功。该卫星采用太阳同步轨道,每天定时经过同一地区上空两次,可进行全球气象观测。1997年6月,成功发射“风云二号”气象卫星,该卫星采用地球静止轨道。1999年5月10日发射的我国“风云一号”C星,由于其云图质量优越,分辨率高,2000年9月被世界气象卫星组织正式列入世界业务应用卫星序列,表明我国自行研制的气象卫星已经达到了国际先进水平。

6.反卫星卫星

反卫星卫星又称拦截卫星,是用于打击、破坏敌方航天器或使其失效的共轨式军用卫星。这种卫星本身就是一种攻击性的武器,卫星上安装有轨道机动发动机,目标搜索、跟踪、识别和引导系统以及必要的攻击装备等。现有拦截卫星的拦截手段可分为两大类:一类是利用自身的爆炸与敌方卫星“同归于尽”。在这种状态下,拦截卫星相当于一枚部署在外层空间的反卫星炸弹或太空雷;另一类是利用星载武器去摧毁敌方卫星或使其失去作用。星载武器有导弹、火箭、粒子束武器、微波武器等。

军用卫星在现代高技术局部战争中具有重要作用,设法摧毁或使其失去作用就成为一个重要的课题。

(二)军用载人航天器

载人航天器包括载人飞船、空间站、航天飞机,在军事上有广泛的应用。

1.载人飞船

载人飞船是能保障航天员在空间轨道上生活和工作,执行航天任务并返回地面的航天器。它仅能一次性使用,可独立进行航天活动,也可以往返于地面和空间站之间,还能与空间站或其他航天器在轨道上对接后联合飞行。载人飞船作为地面与空间站的军事运输工具,可向空间站运送各种军事补给物资及接送人员,试验新的军用航天设备,用于特定目标的侦察与观察等。

前苏联是世界上发展航天飞船最早的国家,1961年,世界上第一艘载人飞船“东方”号发射成功。后来又发射了“上升”号飞船和“联盟”号飞船,性能优越的“联盟TM”载人飞船至今仍在使用。

美国紧随前苏联之后,先后实施了“水星”和“双子星座”计划,并且随着“阿波罗”计划成功,人类第一次登上月球。

中国是世界上第三个掌握载人航天飞船技术的国家,先后实施了“神舟”号系列飞船的发射计划,并于2003年10月15日,“神舟五号(如图4-6所示)”将中国第一名宇航员送上太空。紧接着于2005年10月12日,

图4-6 “神舟五号”发射

发射了第二艘载人飞船——“神舟六号”,并首次进行多人多天飞行试验。2008年9月25日,我国成功发射“神舟七号”载人飞船,将三名宇航员送入太空。2011年11月1日,中国“神舟”系列飞船的第八艘飞船,顺利发射升空,即“神舟八号”成功发射。2012年6月16日“神舟九号”在酒泉卫星成功发射中心发射升空,是中国实施的首次载人空间交会对接实验。2013年6月11日中国第五艘搭载太空人的飞船顺利升空,并首次开展中国航天员太空授课活动。目前,我国还积极酝酿月球探测计划,即“嫦娥工程”。

2.空间站

空间站是一种大型的、可供多名宇航员长期居住和工作的航天器,又叫航天站、轨道站、太空站。空间站与载人飞船相比,具有容积大、载人多、寿命长和可供综合利用的优点。

空间站有广阔的军事应用前景,将对高技术局部战争产生巨大的影响。以空间站为基地可以对付任何卫星式作战平台,并随时对全球任何地方构成威胁。空间站可以部署、组装、维修和回收各种军用航天器,并可试验、部署和使用空间武器等。空间站可以俯瞰全球,直接参与跟踪、监视、捕获和拦截敌方航天器和弹道导弹的作战行动。

自1971年以来,前苏联发射了7个“礼炮”号空间站、1个“和平”号空间站。美国发射了1个“天空实验室”空间站。1993年9月,美国与俄罗斯签署协议,欧空局成员国和日本、加拿大、巴西参加,16国共同承担费用,联合建造一个国际空间站。2000年11月2日,首批宇航员登上国际空间站。

3.航天飞机

航天飞机是指可往返于地球表面与近地轨道之间运送人员和有效载荷,并能重复使用的航天器。它既能像火箭一样垂直起飞,像航天器一样在轨道上飞行,又能像普通飞机一样滑翔着陆,是一种新型的多功能航天飞行器。

航天飞机比火箭、卫星和飞船具有更多的优点,在军事上有巨大的应用潜力。航天飞

图4-7 航天飞机发射

机可用于部署、维修、回收各种卫星;可实施空间机动、拦截摧毁或俘获敌方卫星;可执行空间侦察、对地面目标进行监视跟踪,对敌方导弹发射和飞机进行预警;作为武器发射平台,对敌方飞行的导弹和飞行器进行攻击;作为从地面到空间站的交通工具,为空间站接送人员和物资,为建立永久性空间军事基地和军事工厂提供服务,如图4-7所示。

美国是世界上最早研制航天飞机的国家,从1972年开始,先后研制了6架航天飞机,它们分别是“开拓者”号、“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰迪斯”号和“奋进号”航天飞机。前苏联也进行了航天飞机的研制,1988年11月15日,“暴风雪”号航天飞机发射升空,进行了试飞。

第四节 电子对抗技术

1876年,俄国军官波波夫拍发了世界上第一封无线电报,拉开了无线电通信的序幕。在第一次世界大战及其前后,以获取和反获取无线电通信机密为中心的电子对抗便悄然产生。在第二次世界大战中,无线电通讯对抗和雷达对抗在交替和结合的使用中激烈进行,使电子对抗发展到一个新的阶段。现在,电子对抗作为陆、海、空、磁、天五维战场之一,已成为现代战争中不可或缺的重要组成部分。

一、电子对抗技术的基本概念

电子对抗是指军事上为削弱、破坏敌方电子设备(系统)的使用效能,保护己方电子设备(系统)正常发挥效能而采取的各种措施和行动的统称。电子对抗在射频、光电、声频等整个电磁频谱范围内展开,通过侦察—反侦察、干扰—反干扰、摧毁—反摧毁的方式进行。

二、电子对抗的基本手段

电子对抗的手段主要包括电子侦察与反侦察、电子干扰与反干扰和电子摧毁与反摧毁。

(一)电子侦察与反电子侦察

电子侦察是利用电子装备获取敌方电子情报的侦察活动。侦察手段有地面电子侦察站、电子侦察飞机、电子侦察船、电子侦察卫星和投掷式电子侦察器材等。

反电子侦察是为了防止敌方截获、利用己方电子设备发射的电磁信号而采取的措施。目的是使敌方难以截获己方的电磁辐射信号,无法从截获的信号中获得有关情报。

1.无线电通信侦察

无线电通信侦察是指为获取敌方无线电通信设备的战术技术参数而实施的电子侦察。无线电通信侦察的基本方式为:

(1)侦听、侦收。侦听、侦收是接收敌方无线电通信信号,并直接从中获取有关情报的一种侦察方式。侦听接收的是手工电报、电话等有声信号;侦收接收的是电传电报、传真电报和图像等无声信号。

(2)测向。无线电通信测向按使用方法可分为固定测向和移动测向,按终端显示方法可分为听觉测向和视觉测向。使用一部测向机只能测定电台的方位,使用两部配置在不同地点的测向机可以测定一个电台的位置。

2.无线电通信反侦察

无线电通信反侦察是指己方无线电通信为防止敌方无线电通信侦察而采取的措施。它的任务是防止敌方截收、破译己方无线电通信的内容和掌握无线电通信设备的战术技术性能,隐蔽己方无线电通信台、站的配置与使用情况,减少对己方无线电通信的干扰,保障无线电通信的安全。采用的主要措施有:

(1)加强无线电通信保密。要求无线电通信人员严格执行有关保密规定,严格使用规定的呼号、频率,按时更换和正确使用联络规定;使用密语和密码通信;设立专门的监察台,监视和制止非加密通信内容的传递。

(2)控制无线电发信。为了保证部队行动的隐蔽性,应控制无线电发信。在保证通信的前提下,使用小功率发信机和使用定向天线,减少电磁信号在空间的传播范围。

(3)进行无线电通信伪装,实施无线电佯动和欺骗。

(4)发展现代通信技术。快速通信是一种速率极高的通信方式。如猝发通信,以比正常通信高许多倍的速度发送出去,从而降低了被敌方侦收的可能性。

3.雷达侦察

雷达侦察是为获取敌方雷达的战术、技术参数而实施的电子侦察。主要收集敌方雷达

图4-8 雷达

的频率、脉冲宽度、脉冲重复频率、天线转速、波束宽度和雷达的位置、用途、工作体制等,如图4-8所示。

4.雷达反侦察

雷达反侦察的目的是为了防止敌方侦察己方雷达的位置、数量、性能和各种技术参数。这样才可能使敌方在战时不能对己方各种雷达实施摧毁和干扰,不致过早地暴露己方兵力的活动和作战意图,以赢得战役战斗的主动权。采取的主要措施有:

(1)控制雷达的工作时间。要明确区分现用站和隐蔽站。平时,隐蔽站的雷达开机要严格控制,现用站的雷达在保证发现和掌握敌情的情况下,尽量缩短雷达开机时间。

(2)限制雷达的工作方向。当知道敌人概略方向时,雷达应使用扇形搜索。经过敌占区域附近时,严禁向敌占区域、敌舰、敌机方向发射电磁信号,完成任务后立即关闭雷达。

(3)限制雷达频率和功率的使用。雷达频率分为现用频率和保密频率两种。平时严禁使用保密频率。可以改频工作的雷达,应按照规定的常用频率工作,不得擅自改变雷达的发射频率等。

(4)发射假雷达信号。设立假雷达站,发射假信号,可以造成敌方真假难分,增加雷达侦察的困难。

(二)电子干扰与反电子干扰

电子干扰是为削弱敌方电子设备的使用效能或使其完全失效所采取的电波扰乱措施。反电子干扰是在敌方施放电子干扰的情况下,为确保己方电子设备的有效使用而采取的措施。

1.无线电通信干扰

无线电通信干扰是指妨碍或阻止敌方无线电通信发挥正常效能的电子干扰。要有效地实施干扰,在技术上必须做到干扰频率对准敌方接收设备的工作频率,干扰信号功率超过敌方通信信号的功率,干扰信号的样式与敌方接收机的工作样式相同。

2.无线电通信反干扰

无线电通信反干扰是指为削弱或消除敌方通信干扰对己方无线电通信设备的影响,保证己方通信发挥正常效能而采取的措施。采用强方向性天线,增大发射机辐射功率,使干扰信号压制不住工作信号。

3.雷达干扰

雷达干扰是指为削弱或破坏敌方雷达的探测和跟踪能力而实施的电子干扰。雷达干扰可形成强杂波背景或假目标回波,给雷达操纵员或收录设备发现、测定目标造成严重困难,自动跟踪设备出现错误或中断。按干扰产生的方法分为有源雷达干扰和无源雷达干扰,按干扰的作用性质分为压制性雷达干扰和欺骗性雷达干扰。

4.雷达反干扰

雷达反干扰是指为削弱或消除敌方干扰对己方雷达的影响,保障雷达发挥正常效能而采取的措施。

(1)反雷达干扰的战术措施如下:

①做好反雷达干扰的准备。

②及时发现和判断干扰情况。

③合理部署和使用雷达。

(2)反雷达干扰的技术措施如下:

①增大雷达的发射功率。雷达的发射功率增大,目标回波强度就会增强,雷达就容易从干扰波中识别出目标,因而提高了雷达抗干扰能力。

②改变雷达的工作频率。改频反干扰常用的方法有跳频反干扰、频率捷变反干扰和使用多波段雷达等。

③提高雷达天线的方向性。

④使用动目标显示雷达。动目标显示雷达可以在干扰“箔条”、地物和海浪等无源干扰情况下发现和测定运动的目标。

(三)电子摧毁与反电子摧毁

现代高技术局部战争中的电磁斗争,不仅使雷达、通信及其他光电设备难以发挥效能,而且也对作战飞机、舰船、装甲车辆、精确制导武器等大量应用电子技术装备的武器系统构成严重威胁。战争中的电子对抗形式由“软”杀伤发展成为“软硬”兼施,电子作战方法由使敌方电子装备失效发展为直接打击。

1.摧毁敌方电子设备的方法

摧毁是指在查明敌方电子设备及其对抗装备工作情况的基础上,用直接毁伤的方法使其瘫痪,并在短期内难以恢复正常工作的一种电子对抗手段。主要有火力摧毁、派遣兵力摧毁。

2.反电子摧毁的措施

反摧毁是针对敌方攻击手段,保障己方雷达生存而采取的措施。反电子侦察是反摧毁的重要环节,对电磁辐射加强管制是反电子摧毁的有效措施之一。电磁管制方法包括部分或全部停止电磁信号的发射活动,控制开机时机和发射方向等。使用雷达、红外、激光、电视等跟踪方法,并根据反辐射导弹制导的方式灵活变换跟踪手段。修筑坚固的防护工事,适当增大雷达观察室与天线的距离,即使导弹命中雷达站,也可减少兵器和人员的损伤。

三、电子对抗在现代战争中的地位与作用

(一)电子对抗在现代战争中的地位

(1)电子对抗是战争的前奏,并贯穿战争的全过程。电子对抗已成为高技术战争的重要组成部分,是控制战场主动权的重要手段。在战争爆发前,以电子侦察与反侦察、干扰与反干扰、摧毁与反摧毁为基本内容的隐形战争早已展开。战争开始后,电子对抗在更加激烈的程度上进行,直至战争结束。

(2)对战争进程和结局将产生重大影响。制电磁权的斗争严重地影响着战场火力的发挥,没有可靠的制电磁权,即使拥有火器数量优势,也难以获得火力运用的主动权。正确应用电子战手段,不仅可以为攻防的顺利进行创造有利条件,还可以大大加快战争进程。在海湾战争中,多国部队以极小的代价取得巨大的胜利,很大程度上得益于电子战方面的成功。

(二)电子对抗在现代战争中的作用

(1)获取敌方军事情报。在现代战争中,通过各种电子侦察手段,查明敌方电子设备的工作性能、技术参数以及兵器属性、类别、数量和部署情报,从而判断敌军作战行动企图。这不仅为实施电子对抗提供了技术依据,也是己方制定作战计划的重要依据。

(2)破坏敌方作战指挥。无线电通信是军队作战指挥的主要手段。在适当时机,有效地施放干扰,使敌方的无线电通信中断、指挥瘫痪,将严重削弱敌军战斗力,为取得战役、战斗的胜利创造有利条件。

(3)掩护突防和攻击。在高技术战争中,雷达是对空、对海警戒,对飞机、舰艇引导和导航,对火炮控制和导弹制导的重要手段。对敌雷达实施有效的电子干扰,从而减少被敌打击的机会,达到掩护己方部队进攻和突防的目的。还可采取无线电通信静默、佯动等措施,造成敌方错觉,隐蔽作战意图,从而保证战役和战斗的顺利进行。

(4)保护重要目标。在机场、桥梁、指挥所等重要目标附近部署雷达干扰设备,干扰敌方轰炸机的瞄准雷达,可以降低其投弹精度;干扰敌方全球卫星定位系统和精确制导武器的末制导雷达,可以使导弹和制导炸弹失控。在地面炮兵阵地附近部署雷达干扰设备和干扰器材,干扰敌炮位侦察雷达,可使敌难以发现我炮兵阵地的位置。使用伪装器材对机场、桥梁、火炮阵地、坦克集群等目标进行反可见光、反红外、反雷达的伪装,可以隐真示假,减少被敌人打击摧毁的机会,达到防御作战的目的。

(5)保障己方电子设备正常工作。战时,要采取多种行之有效的反侦察、反干扰、反摧毁等防御措施。造成敌方使用的电子设备暂时或永久地失去效能,同时,保障己方无线电通信迅速、准确、保密、不间断,使雷达探测及时、准确,制导兵器控制自如,对于保障作战任务的顺利完成具有重要意义。

第五节 侦察监视技术

侦察是军队为获取军事斗争特别是战争所需敌方或有关战区的情况而采取的措施。侦察是实施正确指挥、取得作战胜利的重要保障。

一、侦察监视技术概述

(一)侦察监视技术的基本概念

侦察监视技术是将目标与背景加以区分,从而发现、识别、监视、跟踪目标并对目标进行定位的技术。它是信息技术的重要组成部分。侦察监视是为获取军事斗争所需情报而进行的活动。在高技术条件下,现代侦察监视技术是获取对方信息的最主要技术手段,它可以为指挥人员的决策提供及时、全面、准确的情报信息,是夺取战争胜利的重要保障。

(二)影响侦察监视技术的基本因素

1.目标的特征信息

目标所产生的声、光、电、磁、热、力等信息,称为目标的特征信息。现代侦察监视是以目标特征信息的暴露为前提的。目标不同,其特征信息必然不同。目标特征信息的强弱与背景反差等,都是影响侦察识别探测距离的重要因素。战场目标最主要、最直接、最便于使用遥感方式探测的特征信息是目标本身辐射或发射的各种波(电磁波、声波等)。各种目标辐射或反射波的形式和能力是不同的,几乎所有的目标都能够辐射红外线,并且有反射电磁波的特性,某些目标(雷达、电台)还能够辐射强烈的电磁波。目标在运动时还不可避免地发出声波,从而为现代侦察监视技术设备的探测提供了目标的特征信息。

2.地形、地物条件

各种光学侦察设备、地面侦察雷达都要求通视条件良好,而地形起伏、高大地物遮障、地球曲率都会给这部分侦察设备观察目标带来障碍。

3.气象条件

侦察器材受暗夜和气象条件的影响程度,取决于它们采用的工作波长。波长越短,频率越高,受到的影响越大。如暗夜,使工作在电磁频谱最高段的光学器材失去作用;烟、雾、雨、雪则能降低红外器材的效能,而对雷达的影响较小;大的降水影响高频雷达的工作,而对低频雷达的影响较小。因此,要具备全天候、大空域、全时辰的侦查监视能力,就必须综合运用各种技术侦察手段,才能完成侦察监视任务。

4.人为条件

现代战争战场瞬息万变,对方又采用各种手段千方百计地干扰己方侦察。随着科学技术的发展,反侦察手段也有所进展,比如隐身技术、伪装技术等。这就对侦察监视技术提出了更高的要求,不仅要具备全天候、大空域、全时辰的侦查监视能力和必须综合运用各种技术侦察,而且还要不断运用高技术,改进侦察设备,只有这样才能及时、准确、全面地掌握对方信息。

(三)现代侦察技术的分类及侦察系统的工作过程

1.现代侦察技术的分类

现代侦察技术已成为一个复杂的技术系统。按侦察所达到的军事目的可分为战略和战术侦察;按侦察装备所在的空间地域可分为地面(水面)侦察、水下侦察、航空侦察、航天侦察;按照侦察监视所采取的手段可分为观察、窃听、搜索、捕俘、火力侦察、照相侦察、雷达侦察、无线电侦察、调查询问、搜索文件资料等;按照实现探测知识的技术原理可分为光学侦察、电子侦察、声学侦察三类。现代侦察技术主要是指应用现代高技术手段而进行的侦察。

2.现代侦察系统的工作过程

现代侦察系统的工作过程是目标的特征信息,直接或以波式(声波、电磁波等)通过介质(空气、海水、大地)向外的传输,被侦察器材接受后,经过加工处理信息显示记录设备,经分析、判读后进而获取准确情报。

二、现代侦查监视技术的主要种类

(一)无线电侦察技术

无线电侦察技术分为无线电通信信号接收、测向和无线电非通信信号接收、测向两大类。

(二)照相侦察技术

照相侦察是指依靠照相机摄取目标图像来获取情报资料的一种技术。照相侦察包括可见光照相侦察、红外线照相侦察、紫外线照相侦察、多光谱照相侦察、微波照相侦察、激光照相侦察等。

(三)雷达侦察技术

雷达侦察技术是利用物体对无线电波的反射特性来发现目标和测定目标状态(距离、高度、方位角和运动速度)的一种侦察技术。雷达侦察的优点:探测距离远;探测速度快,即时性强;不受天候、天时限制;探测精度高,并能自动搜索跟踪目标;使用附属设备可以识别敌我。

1.雷达的组成及工作原理

雷达由天线、天线控制设备、调谐机构、接收机和终端设备等部分组成。雷达侦察的基本原理为:用雷达对抗侦察设备,对敌方各种雷达设备所发射的信号进行侦收、检测、识别、分析、定位和处理,以查明敌方的类型、用途、性能和配置,并测定其各种参数,实施警告和引导干扰或为火力摧毁提供坐标。

2.军用侦察雷达介绍

(1)战场侦察雷达。战场侦察雷达又称地面活动目标侦察雷达,主要供陆军侦察分队使用,可用于侦察监视地面的兵器、车辆、人员和地空飞行器的活动情况。这种雷达按照作用距离可分为近程侦察雷达(探测距离10千米以内)、中程侦察雷达(探测距离30千米以内)和远程侦察雷达(探测距离30千米以上)。

(2)测距警戒雷达。警戒雷达通常配置在沿海、边防和广大纵深的敌机、导弹和舰艇,以保证我方有充分的空间和时间来发现敌人并准备进行战斗。警戒雷达的特点是探测距离远,但是测量精度不很高。

(3)超视距雷达。超视距雷达是根据短波电磁波不能穿透电离层而反射回地面产生跳跃式传播的特点,开发的不受地球曲率限制,可探测不能直视目标的装备。超视距雷达能提供更多的预警时间,在战略防空系统中占有重要地位。

(4)侧视雷达。侧视雷达是一种空中侦察雷达,其天线安装在飞行器的下方两侧,可观测到飞行器下方两侧各几十千米地带目标,而在飞行器正下方的目标反而看不到,故称为侧视雷达。侧视雷达用于战场地图测绘非常方便快捷,还具有很高的分辨率。

(5)相控阵雷达。相控阵雷达是集多种功能于一身的新型雷达。它既可用于远程警戒,又可对不同目标进行引导、跟踪、制导,多项任务可同时进行,效率非常高。美国“爱国者”防空导弹系统装备的AN/MPQ-53型相控阵雷达的作用距离达160千米,可同时掌握100多批目标,跟踪8批目标,制导8枚导弹,一般空中目标很难从它眼睛下溜走。

(四)传感器侦察技术

1.地面传感器侦察

地面侦察传感器是一种能够对地面目标所引起的战场环境的物理场变化进行探测的小型侦察设备。它能够适应各种环境,全天候、全时辰、被动式地连续工作。它可用飞机空投、火炮发射,或人工埋设到交通线上和敌人可能入侵的地段,侦察敌人地面目标活动情况,或者在己方要地担任警戒任务。地面传感器依据探测器的工作原理,可分为声响传感器、震动传感器、磁性传感器、红外传感器等类。

2.水下传感器侦察

水下传感器侦察主要指“声呐”侦察。声呐是指利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。主要用于对水中目标的搜索、警戒、识别、跟踪、监视和运动要素的测定;进行水下通信和导航,保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。

声呐的基本原理是捕捉、接收水声信息,将水声信号转换成电信号,经过放大处理后,由显示控制台显示定位。声呐按工作方式不同可分为被动式声呐和主动式声呐,按战术用途不同可分为攻击声呐、警戒声呐、探雷声呐、导航声呐和通信声呐,按使用对象的不同可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐和海岸声呐。

(五)其他侦察技术

(1)战场窃听侦察。战场窃听侦察是以窃听对方语音来获取情报的一种手段,可分为声音窃听、电话窃听和激光窃听。

(2)战场电视侦察。战场电视侦察是利用电视技术获取图像情报的一种技术。其特点有:一是音像共存,形象直观;二是情报传递速度快、传播面广、时效性强;三是可搭载各种平台实现立体侦察;四是具有全天候侦察能力。

(3)炮位声测侦察。炮位声测侦察是利用声音探测装置发现敌人正在发射的炮兵阵地,确定其位置以引导我炮兵或火箭兵以火力进行压制或摧毁。声测设备是一组(至少有两个)分开配置的听音器,假设火炮发出的声音以已知速度均匀地向外传播,到达各听音器时就会出现时间差,根据每两个听音器之间的距离(声测基线)和听到声音的时间差,就可以确定火炮位置。

声测侦察的特点:一是不受能见度限制,可全天候侦察;二是不受通视条件限制,可在山地、森林实施侦察;三是受战场无关声音的影响较小;四是既可侦察敌方的炮位,又可以为己方火炮校正弹着点;五是属于被动式侦察设备,隐蔽性较好。

三、侦察监视技术在军事上的应用

现代侦察监视技术在军事上的应用,按空间地域及其运载工具的不同,主要包括以下方面。

(一)地面侦察

地面侦察监视是指在陆地上进行侦察与监视,具有设备多、范围广、使用方便等特点。地面侦察目前仍然是侦察监视的主要手段,可分为便携式侦察、固定侦察和机动侦察。装甲侦察车是常见的地面侦察装备系统。现代化装甲侦察车上装备有各种侦察观测设备,如大倍率光学潜望镜、主动红外观察镜、微光观瞄仪、激光测距仪、地面导航仪、红外报警仪、战场侦察雷达、核生化探测器等先进的侦察设备。

(二)海上侦察

海上侦察主要分为水面舰艇侦察、潜艇侦察、海军航空兵侦察和两栖侦察,可用于执行战略、战役、战术侦察任务。常用的技术装备有:舰艇警戒雷达、声呐,各种红外、微光、激光、电视等光电侦测设备;潜望镜等光学观察设备;红外搜索仪、水声侦察仪、雷达侦察仪、磁力侦察仪以及电子侦察设备等。

(三)航空侦察

航空侦察是指使用航空器在环绕地球的空气间,对敌方的活动和阵地等情况进行侦察与监视。航空侦察使用的平台有飞机、飞艇、飘浮气球、系留气球和旋翼升空器等,其中又以有人驾驶侦察机、侦察直升机、无人驾驶侦察机和预警机为主,用以执行战略、战役、战术侦察任务。

航空侦察具有时效性强、机动灵活等特点,它不仅可为各级军事指挥官提供实时的战场情报信息,而且还可对目标进行跟踪识别,直至目标被摧毁。

(四)航天侦察

航天侦察是利用航天器上的光电遥感器和无线电接收机等侦察设备获取侦察情报的技术。航天侦察是现代战略侦察的主要手段,也可以进行战役、战术侦察。

第六节 隐身与伪装技术

由于现代侦察技术的快速发展,使与之相抗衡的反侦察技术也发生着巨大变化,在侦察与反侦察的对抗中,由于任何侦察手段都有其自身的局限性,如通信侦察易受假信号的欺骗;可见光照相侦察卫星受天气影响较大,只能发现露天部署的武器装备;电子侦察卫星在地面电台和雷达关机的情况下无法收到信号等。侦察手段的这些局限性为反侦察提供了可能。反侦察的基本措施主要有伪装、隐蔽、隐身、保密、机动、佯动、干扰、摧毁等。本节主要讲述隐身与伪装技术。

一、隐身技术

(一)隐身技术概述

隐身技术在军事上又称隐形技术或低可探测技术,它是通过各种技术措施,降低武器装备等目标的信号特征,使其不易被敌方发现、识别或遭到攻击。

隐身技术是第二次世界大战后出现的重大军事技术之一,它在现代战争中起着举足轻重的作用,是新一代突防兵器取胜的关键。

第二次世界大战期间,德国曾设计制造飞翼式喷气试验机,在潜艇上尝试使用吸波材料,这便是当今雷达隐身技术中的外形隐身和材料隐身的首次应用。

战后美国率先开始了对隐身技术的研究,但当时对这一技术的重要性尚缺乏全面和足够的认识,基础理论研究也未被重视,因此发展缓慢。美国仅在SR-71和U-2高空侦察飞机上进行雷达隐身和红外隐身的尝试。

进入20世纪60年代,以美、苏为代表的包括部分西方国家有计划地开始了隐身技术的研究和试验工作,特别是把基础理论研究放到了重要的位置。其中,电磁散射机理、雷达散射截面计算、目标红外辐射特征和雷达吸波材料的研究都获得了重要进展。从20世纪70年代中期,美国提出的各种隐身飞行器的方案设计成功地应用了上述各项研究成果,并开始设计研制F-117A型隐身战斗机。

隐身技术基础研究的快速发展,有力地推动了应用研究。从20世纪80年代初期开始,美国在各种新设计的武器系统中,如先进巡航导弹(ACM)计划,将隐身技术列为武器系统战术技术要求的重要组成部分。美、法、英、瑞、以等国还开展了隐身舰艇的研制,特别是如何应用声频隐身技术。如美国研制了“海影”号隐身试验艇,瑞典研制了“司米奇”隐身试验艇,而法国制造的“费耶特”号隐身护卫舰和以色列制造的“埃拉特”护卫舰已开始服役,俄罗斯成功地在现役坦克上采用了毫米波和红外隐身涂料,美国还成功研制了举世瞩目、隐身能力极强的F-117A隐身战斗机和B-2隐身战略轰炸机等。从20世纪80年代开始,隐身技术的发展进入了快车道。

(二)隐身技术的基本原理

由于现代战场上的侦察探测技术主要使用雷达、红外、电子、可见光和声波等作为工具,所以隐身技术也主要体现在反雷达、反红外、反电子、反可见光和反声波五个方面,也可简称为雷达隐身技术、红外隐身技术、电子隐身技术、可见光隐身技术和声波隐身技术。

1.雷达隐身技术

雷达隐身是最受重视且发展较快的隐身技术。要了解雷达隐身,必须首先了解雷达在侦察探测过程中是如何工作的。雷达要探测某一方位上的军事目标,必须对该目标发射一雷达波束实施照射,雷达波遇到目标后,由于军事目标(如舰艇、导弹、飞机等)形状各异,波束将向四面八方散射,其中与入射波方向一致的那一小部分反射波被雷达接收机接收,经放大处理后在显示器上显示出目标的有关数据或图像。目标要增强自身的隐身能力,就必须使与入射波方向一致的那部分反射波尽可能减弱,即减小目标的雷达散射截面积。

为了减少目标对雷达波的反射,世界各国主要通过改变外形与结构设计,使用各种吸波、透波材料等手段。

2.红外隐身技术

红外隐身重要性仅次于雷达隐身。温度高于绝对零度(即-273℃)的任何物体都在不停地向外辐射红外线,通常情况下,物体的温度越高,辐射红外线的能力越强。飞机、坦克、舰艇、导弹等军事目标均属于强红外辐射目标。目前研究发展的红外探测技术,就是利用目标和背景辐射红外线的差异,即辐射的强度和频率不同,将目标和背景区分开来,从而达到侦察的目的。

与红外探测相对应的红外隐身技术,就是寻找对抗红外探测系统的技术措施。要使对方的红外探测系统难以发现目标,就要设法隐蔽目标的红外信息特征,核心是隐蔽目标的红外辐射强度和辐射波段。

3.电子隐身技术

各军用目标除了容易被对方的雷达和红外探测系统发现外,它们自身所携带的电子设备因不停地辐射电磁波,也容易被对方的电子侦察系统发现。为了使目标不被性能越来越高的电子侦察系统发现,作为抑制目标本身所产生的电磁信号特征的反电子侦察隐身技术,也就成为一项重要的隐身技术。

武器装备自身的电磁辐射源主要为其构成中的各种电子设备,如雷达、通信设备、控制系统、电子对抗系统、电子探测系统等。

4.可见光隐身技术

可见光探测系统的探测效果取决于目标与背景之间的亮度、色度、运动这三个视觉信号参数的对比特征,其中目标与背景之间的亮度比是最重要的因素。目标的结构体和表面的光反射,发动机喷口的喷焰、尾流和烟迹,灯光和照明光等均为目标的亮度源。当目标亮度与背景亮度对比非常大时,就容易被视觉探测发现;如果双方的亮度比相当,但色度比大,也容易被视觉探测发现;当目标对背景呈现强烈的亮度、色度时,目标相对于背景的运动很容易被探测。可见光隐身技术就是通过减少目标与背景间的亮度、色度和运动的对比特征,达到对目标视觉信号的控制,从而降低敌方可见光探测系统发现的概率。

5.声波隐身技术

声波隐身技术也叫声频特征信号控制技术,就是控制目标的声波辐射特征,以降低敌方声波探测系统对目标的探测概率的技术。许多武器装备(如飞机、坦克和潜艇等)都要向周围介质(如空气、大地和水等)辐射高能级噪声声波,易被敌方噪声传感器、声呐等声波探测系统发现。目标的噪声源主要是发动机等机械的工作噪声,目标及其部件(如螺旋桨)运动和排气对周围介质的扰动声,以及目标体与构件的振动噪声等。

(三)几种隐身兵器简介

当前,隐身技术已由基础理论研究阶段进入实用阶段,特别是20世纪80年代以来,由于各种隐身技术取得重大突破,加之战争对武器装备的隐身要求,使得隐身武器装备异军突起。各种隐身技术的综合运用,导致一系列新型隐身武器装备的问世。目前,美国和欧洲一些发达国家已先后研制出隐身轰炸机、隐身战斗机、隐身侦察机、隐身巡航导弹、隐身舰艇和隐身坦克等。

1.隐身飞机

飞机隐身技术代表了当前隐身技术应用于军事领域的最高水平。隐身飞机综合运用了多种隐身技术,主要表现在降低飞机的雷达截面积、红外辐射及电磁辐射特征,控制飞机的可见光目视信息特征及降低飞机的噪音。

美国的飞机隐身技术的研究领先于其他国家,它的F-117A、B-2、F-22等飞机代表了当今世界隐身兵器的先进水平。

F-117A,如图4-9所示,是世界上第一种按低可探测性技术设计原则研制并投入实战使用的隐身战斗机。它采用了独特的多面体外形,整架飞机几乎全由直线构成,连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的菱形翼型,全机干净利索,导弹、炸弹全在机身或机翼内,机体下没有突出物和外挂物;取消了发射功率强大的微波雷达;大量使用各种吸波(或透波)材料和表面涂料,雷达反射截面积仅有0.01~0.1平方米,比常规飞机缩小2-3个数量级。此外,还采用了减弱热、声、光、烟等信号的隐身技术。飞机整体的隐身性能极佳,在1989年美国入侵巴拿马的战争和1991年的海湾战争中一鸣惊人。

B-2A隐身轰炸机,如图4-10所示,是美国第二代隐身轰炸机,具有更好的隐身效果。据报道,B-52轰炸机的雷达反射截面积为1000平方米,米格-29为25平方米,而B-2A只有不到0.1平方米,仅仅相当于天空中的一只飞鸟的雷达反射截面,这就使一般雷达很难发现它。

图4-9 F-117A隐身战斗机图

图4-10 B-2A隐身轰炸机

2.隐身舰艇

作为海上特定环境中的目标,舰艇的可探测信息特征主要是雷达的散射回波、自身的红外辐射、噪声、舰载无线电台和雷达的电磁辐射、可见光散射等。所以,舰艇的隐身就是控制舰艇的上述可探测信息特征,以降低其可探测概率,提高生存力。目前较多采用的舰艇隐身技术措施主要有:

(1)减少舰艇的雷达散射截面积。首先是改进舰体及上层建筑形状。如美国“宙斯盾”驱逐舰的舰体和上层建筑尽可能采用了圆弧形的表面和棱角,避免镜面强反射。又如英国的“海上幽灵”隐身护卫舰,舰面上除了两座毫米舰炮外,其余武器装备全部装入一个怪异的多面型舰体内。其次,大量使用各种吸波(或透波)材料和表面涂料。

(2)降低舰艇的噪声辐射。舰艇的主要噪声源是发动机、电动机、各机械部件的振动噪声和螺旋桨的空泡噪声等,这些噪声向空中和水下传播,极易被声测系统探测。

(3)抑制舰艇的红外辐射。对于水面舰艇来说,红外辐射具有明显的可探测特征。其红外辐射源主要是烟囱、主机舱及其排出的废气和热水等。舰艇的红外隐身就是抑制红外辐射。

(4)控制舰艇自身的电磁特征。如采用低截获概率技术改进电子设备;减小电缆的电磁辐射;对电子设备进行屏蔽;用全球导航星定位系统代替无线电导航系统;采用非磁性或低磁性材料建造舰体和设备等。

3.隐身坦克

随着坦克在地面作战中“主将”地位的确立,各种高科技反坦克武器也获得了飞速发展。在现代作战中,坦克一经被发现就很容易被击毁。因此,提高坦克的隐身性能,使其不易被发现是提高坦克生存力的首要因素。20世纪80年代中期以来,美、英等国都在秘密进行隐身坦克技术的研究,并取得了较大进展。目前,尽管隐身坦克尚处于预研阶段,但相信不久的将来主战坦克都将尽可能采用隐身技术。

隐身技术除了用于上述各种武器装备之外,还用于其他技术装备。如隐身导弹、隐身无人侦察机、隐身机器人、隐身作战服等。预计在今后若干年内将会有更多的隐身技术装备问世。

二、伪装技术

(一)伪装技术概述

伪装就是对军事目标实施隐真示假,为欺骗和迷惑敌人而采取的各种隐蔽措施。具体说,伪装是通过设置假目标、散布假情报、实施佯动和将真目标隐蔽起来等措施,使敌方的侦察器材(包括人员)降低侦察效果,从而造成敌方的判断以及指挥失误。

1.伪装的基本原理

伪装的基本原理有两条:第一是减小目标与背景在可见光、红外、微波等电磁波波段的散射或辐射特性的差别,以隐蔽目标或降低目标的可探测特征;第二是模拟或扩大目标与背景的上述差别,以构成假目标欺骗敌人。

任何目标都处于一定的背景之中。目标与背景之间在形状、颜色、阴影、声音、痕迹(如坦克行驶后留下的痕迹)、电磁波(指目标和背景辐射或反射的电磁波)和热辐射(目标和背景辐射的红外线)等方面,都存在一定的差异。这种差异为敌方的侦察提供了可能性。军事伪装就是通过电子的、光学的、声学的、热学的技术手段,或改变目标本身的原特征信息,缩小目标与背景的差异,实现目标的“隐真”;或模拟目标的可探测特征,扩大假目标与背景的差异,仿制假目标以“示假”。

2.伪装的分类

军事伪装有各种不同的分类,其中最基本的有两种:一种是按军事伪装在战争中的运用范围分类,可分为战略伪装、战役伪装和战术伪装;另一种是根据侦察器材的工作波段的不同采用不同的伪装技术,它可分为雷达波段伪装、可见光波段伪装、红外波段伪装和防声测伪装等。

(二)伪装技术在战争中的应用

现代战争的实践证明,伪装是对付各种雷达设备的侦察,对付各种光学相机、电视摄像机、红外扫描仪、热像仪等光电设备侦察的有效手段。下面重点介绍防雷达侦察伪装和防光电侦察伪装。

1.防雷达侦察伪装

防雷达侦察伪装主要是使用各种防雷达伪装器材,消除、破坏和干扰雷达回波在雷达荧光屏上的光标信号,造成敌方的判断错误。目前,防雷达侦察伪装的技术措施主要有:

(1)设置防雷达伪装网,构成反雷达隔绝遮障。

(2)设置假目标,以假乱真。

2.防光电侦察伪装

防光电侦察伪装技术主要是对付敌方各种可见光、红外激光侦察器材的侦察。常见的防光电侦察伪装技术有:

(1)实施迷彩伪装。对目标实施迷彩伪装,就是在目标表面涂敷迷彩。对目标迷彩斑点、花纹的设计,一种是与背景融合,难以区分;另一种是与背景形成强烈反差,并将目标外形“歪曲”,这都造成敌方光电侦察器材难以发现和识别。

(2)使用伪装遮障。防光电伪装遮障是一些具有可见光、激光、紫外、红外综合遮蔽性能的制式伪装网,其遮障原理是利用网中编织的各种伪装饰物,散射入射电磁波,或吸收电磁波,或衰减热辐射,使敌方的光电侦察器材难以探测目标,从而达到防光电侦察的目的。

(3)设置假目标。为防敌方光电侦察而设置的假目标,最为重要的是其外形、尺寸应与真目标一致,另一种是在红外辐射及电磁波反射特性上,与真目标的特征相同。在1991年海湾战争中,伊拉克军队制作了大量假导弹、假高炮、假飞机、假坦克等,给多国部队的侦察及打击效果判定都造成了一定困难。

(4)施放烟幕。由于广泛使用高分子材料、轻质材料、红外吸收材料以及空心技术,使烟幕既可遮挡可见光,又可遮挡激光、红外光等。这种烟幕在遮挡、伪装己方部队的战斗行动和重要目标方面效果极为明显。在1999年的科索沃战争中,南联盟军队就制造和施放了大量烟幕,采用土洋结合的方法,把重要目标隐藏起来,使北约部队的打击效果大打折扣。

第七节 自动化指挥技术

军队指挥自动化系统是军队的重要军事装备,是军队现代化的关键标志之一。1991年海湾战争以来发生的历次高技术局部战争,特别是伊拉克战争,向世人表明,只有建立并正确使用军队指挥自动化系统,才能最大限度地发挥各种武器的效能,增强军队的战斗力。因此,军队指挥自动化系统被人们看成是战场上的“力量倍增器”。现在,研究、发展和有效使用这一系统,已成为各国国防建设的一项重要而迫切的任务。

一、自动化指挥技术的基本概念

自动化指挥技术是指在军队指挥体系中,使用以电子计算机为核心的各种技术设备,通过通信网络,与各部门的技术终端相连接的自动化指挥和控制系统,也称作自动化指挥系统,或称指挥自动化系统。它的本质是在军事指挥体系中,采用以电子计算机为核心的技术装备与指挥人员相结合,对部队和武器实施指挥与控制的“人—机”系统。

自动化指挥系统是用电子计算机将指挥、控制、通信和情报各分系统紧密联在一起的综合系统,也称C41SR系统。其中,C4指的是Command(指挥)、Control(控制)、Communication(通信)、Computer(计算机);I指的是Intelligence(情报);S指的是Surveillance(监视);R指的是Reconnaissance(侦察)。

二、自动化指挥技术系统的组成

尽管各种自动化指挥技术系统的规模大小各不相同,但就它们的功能来说,都必须具有与人体的大脑、神经和感官这三个器官相似的部分,即相当于大脑的电子计算机中心、相当于神经系统的通信网络和相当于感官的信息终端。一个自动化指挥技术系统是由若干个分系统组成的。对同一个系统,从不同的角度考虑和认识,划分出的分系统是不相同的。如从构成系统的基本要素的角度考虑,可分为人、机、网三个分系统;从自动化指挥技术系统的基本功能的角度考虑,可分为探测预警分系统、指挥控制分系统和通信分系统;从自动化指挥技术系统的信息流程角度考虑,可分为信息收集、信息传递、信息处理、信息显示、决策监控和执行分系统,如图4-11所示。

图4-11 自动化指挥技术系统

(一)信息收集分系统

信息收集分系统(也称探测系统或情报系统),由配置在空间、空中、地面、海面和水下的侦察设备,如侦察卫星、光学仪器、侦察飞机、遥控飞行器、侦察船和声呐等各种侦察、探测设备组成。它的作用是及时收集敌我双方的兵力部署、作战意图、作战行动、战场地形和气象等情报信息,并发出警报。该分系统的性能和效率对作战的指挥控制极为重要。

(二)信息传递分系统

信息传递分系统主要由传输信息的各种信道、交换设备和通信终端等设备组成,俗称通信网。通信信道主要包括有线载波、微波中继(接力)、散射、卫星通信及光通信等。交换设备主要有电话自动交换机、电报和数据自动交换机等。通信终端设备主要是电传机、传真机、文字终端机、电话机、图形显示器等。上述设备组成的具有各种功能的通信网,可迅速、准确、保密和不间断地传输各种信息,并能自动进行信息交换、加密、解密和选择路由。

信息传递的自动化是实现军队自动化指挥的基础。没有先进的通信网,就不可能实现军队的自动化指挥。

(三)信息处理分系统

信息处理分系统由计算机硬件、软件及其输入、输出设备组成,用于进行文字、图形和数据的处理,并输出文字、图形(像)、声像等信息。它是自动化指挥技术系统的核心部分。

信息处理分四步进行:第一步,对获取的信息进行分类、编码,去除其中的重复、虚假和错误,使信息完整、一致;第二步,对第一步获得的战场态势进行分析、判断,弄清敌方企图;第三步,根据分析判断的结果,自动提供多种作战方案,并对其进行比较,供指挥员决策参考;第四步,根据选定方案,制定出作战计划,并以报表或命令形式下达。

(四)信息显示分系统

信息显示分系统主要是由各种显示技术设备组成。其功能是把信息处理分系统输出的各种信息,包括军事情报、敌我态势、武器装备情况、作战方案、命令及其执行情况等,以文字、符号、图表等形式,按指挥员的要求直观地显示在用户的屏幕上。信息显示分系统主要的硬件设备有大屏幕显示器、计算机显示设备、管面显示器、光学投影仪和记录仪等。

(五)决策监控分系统

决策监控分系统由监视器、键盘、打印机、多功能电话机、记录装置等组成,通常以工作台的形式组装在一起,以便实现人—机对话。它的作用是辅助指挥人员决策、下达命令、实施指挥控制,并可用于改变自动化指挥系统的工作状态及监视系统的运行情况。

(六)执行分系统

执行分系统可以是下属部队的自动化指挥系统,也可以是自动执行命令的装置,如导弹的制导装置、火炮的火控系统等。执行分系统的工作情况,如武器的打击效果等信息,可通过信息收集分系统反馈给决策监控分系统,以便指挥员随时作出新的判断。

三、自动化指挥技术系统的分类

自动化指挥技术系统可从不同角度进行分类。

按系统执行的任务划分有战略自动化指挥系统、战役自动化指挥系统和战术自动化指挥系统。

按使用系统的军种、兵种划分有陆军自动化指挥系统、海军自动化指挥系统、空军自动化指挥系统、战略导弹部队自动化指挥系统和各兵种自动化指挥系统(如美国的炮兵战术射击指挥系统)等。

按用途划分有作战自动化指挥系统、武器控制自动化指挥系统、防空自动化指挥系统和后勤指挥自动化系统等。

按部队编成和指挥级别划分有国家级自动化指挥系统、战区级自动化指挥系统和战场级自动化指挥系统等。

总体上来讲,自动化指挥技术系统主要有两类:作战自动化指挥系统和武器控制自动化指挥系统。

四、自动化指挥技术系统的工作过程

自动化指挥技术系统的工作过程或运行原理,包括六个主要环节。

(1)获取情报。这是系统工作的首要步骤,通过情报设备的侦察、监视跟踪,提供敌方有关情报、天气和地理数据信息,在指挥员指导下,经过计算机辅助,由情报人员和机器共同完成分析、综合情报,得到敌方兵力及其部署,最后输出战场态势图,传送给整个战场。

(2)评估。系统通过输入战场态势、本方通报和数据库信息以及上级下达的战斗任务,由指挥员、作战和情报参谋一起,在计算机帮助下,判断敌方意图,分析敌我双方兵力对比,确定敌方威胁和我方机遇,并根据作战任务,判定是否作出反应,如果需要作出反应,输出评定结果。

(3)方案产生。系统在输入敌方兵力部署、意图、双方兵力对比及敌方的威胁与己方的机遇后,指挥人员与机器合作,制定多个可能方案,并对其进行计算机模拟和评估,最后得出各个方案的优劣。

(4)方案选择。根据输入的方案好坏,指挥员根据自己的经验,在机器的帮助下,选出最好的方案。这一选择实际上就是决策。

(5)制定计划。按照作战方案和指挥控制模式,由专门人员制定作战计划。实际上,除遭遇战外,各种作战方案与执行这些方案的作战计划都已事先存放在计算机中。需要时,便可从中选出对应方案的计划,打印或直接传给下级或武器控制系统。

(6)命令下达。这一环节由指挥员、参谋人员和机器合作完成,最后通过指挥员核定后下发执行并报上级。

五、自动化指挥技术系统的功能

自动化指挥技术系统已广泛应用到作战指挥、武器控制、情报处理、后勤指挥及军务管理等各个领域。现代战争对军队自动化指挥技术系统的基本要求是:缩短收集情报、判断情况、定下决心、拟制作战计划和下达命令的时间并提高它的准确性,辅助参谋作业,保证实时处理,提高指挥效率。军队自动化指挥技术系统的基本功能主要有以下几个方面。

(一)情报的收集和处理功能

在现代高技术条件下作战,情报不仅信息量大、来源广泛,而且瞬息万变,为保障指挥员能在尽可能短的时间内做出判断、定下决心,必须对大量情报实时、准确地进行分析和处理,军队指挥自动化系统能大量、准确、迅速地收集、处理、传输情报,以适应现代作战指挥的要求。由于自动化指挥技术系统便于和现代化的各种探测、侦察设备相连接,或者使后者作为一个终端,成为军队自动化指挥技术系统的一部分。这样,就能将无论采用何种途径、何种手段获取的情报直接并及时地汇集起来。如在防空技术方面,过去由人工读取雷达情报。现在的三维坐标雷达和相控阵雷达不但探测距离远、精度高、抗干扰能力强,而且具有自动录取情报的能力。目标一旦进入荧光屏规定的某一区域,录取设备即自动跟踪目标,将目标的方位、距离、高度、速度、航向等数据传到指挥中心,使指挥人员实时掌握情况,确定对策。

(二)储存记忆和计算功能

军队指挥自动化系统能“记住”大量的数据,把来自不同信息源的原始数据经过处理的数据存于计算机存储器中,如美军大西洋总部监船航行监视中心的计算机有15000艘舰船的各种数据。现代战争中反导弹系统预警时间只有10分钟左右。在这样短的时间内,要从多个弹头中识别出真假弹头,算出真弹头的飞行弹道,分配和控制拦截武器实施拦截,只能求助自动化指挥技术系统。海湾战争中伊军的“飞毛腿”导弹从发射、升空、穿过大气层到击中目标,一共飞行7分钟。而美军的“爱国者”导弹是从“飞毛腿”导弹钻入大气层时的尾焰中捕捉“飞毛腿”的信息。此时“飞毛腿”离弹着点的飞行时间仅40秒。“爱国者”导弹对“飞毛腿”进行真假识别,计算导弹的弹道、速度、弹着点等,尔后发射导弹拦截,以上过程实际上只用了20秒左右。可见“爱国者”导弹系统的信息收集、数据处理和计算能力之强。

(三)拟制军事文书和辅助指挥功能

电子计算机是自动化指挥技术系统的核心技术设备,类似于人的大脑。它具有逻辑判断能力,可以把作战指挥的有关规则编成程序,预先存入计算机,当情报输入时,就按规则处理并显示处理结果,供指挥人员参考选用;既可协助指挥人员拟定各种作战方案、模拟战斗过程、评价效果、选择方案,也可以由指挥人员根据作战任务和已知情况,拟定几个作战方案,同时拟定几个敌方可能采用的反击方案,输入计算机“推演”,以便分析各个方案的优劣,否定和完善某些方案,最后选定最佳方案。这样,它不仅能协助指挥员制定作战方案,而且还能根据实际情况对各种预案进行比较,迅速选择出最佳方案供指挥员参考。可以说,它是指挥员决策的“高级参谋”。

(四)实时观察和决策监督功能

作为一个指挥员,必须实时了解和掌握战场情况。在战斗过程中,必要时指挥员可通过大屏幕显示,实时观察主要方向上某一地域的实况。指挥员根据观察的实时情况做出决策方案,利用自动化指挥技术系统生成的作战计划和作战命令,通过相关的操作按钮,把已确定的作战命令通过通信网络自动迅速下达,在执行命令的各个部队的终端设备上显示出来,部队据此立即展开行动,同时通过实时画面进行观察监督。

(五)武器自动控制功能

现代武器射程远、速度快、威力大,要求指挥员在十分短促的时间内就能定下对武器系统使用和控制的决心。自动化战略武器控制系统,可以在预警时间很短的情况下迅速完成预警、识别、跟踪、拦截等一系列步骤,保障指挥员不失时机地实施指挥。例如,预警卫星发现发射的导弹以后,立即报告给指挥中心的电子计算机,电子计算机进行处理后,能自动识别目标,区分敌我,并把处理结果显示在屏幕上,向指挥员报告面临的威胁。指挥员根据情况,或者发出警报,组织军民紧急疏散;或者命令己方的导弹起飞,组织拦截;或者针锋相对,用导弹回击敌方目标。同样,火炮射击、对空防御系统等,在实现指挥自动化后,效率大大提高。再如,炮兵射击自动化指挥技术可使10门火炮射击35个目标的时间由2小时压缩为1分26秒,单炮射击准备的时间由1分钟减少到6秒钟。

(六)提高后勤指挥保障功能

在高技术战争中,军队对各种物资供应的依赖性越来越大,后勤保障过程也更加复杂、紧张,从而对后勤指挥提出了更高的要求。若仍用人工方法处理,已远远不能满足需要。采用后勤自动化指挥技术系统,可以实时处理大量数据,迅速拟制各种报表、计划、方案。如20世纪70年代初,美军约有27%的电子计算机用于后勤。用来登记和清理陆军仓库中炮兵技术器材的计算机,能综合20万种物资的资料,使供给情报的处理效率提高30倍以上,文书往来减少85%。美军战场后勤保障由于采用了自动化指挥技术系统,总的开支减少了41%。实践证明,采用后勤自动化指挥系统后,不仅提高了管理的科学性,而且合理地解决了物资的储存和调运,可以减少物资储备,减少相应仓库的数量。

以上列举的只是军队自动化指挥系统的部分功能。自动化指挥技术系统在军事科研、行政管理等方面的应用也都有了迅速的发展。从未来发展看,任何可以用数学方法描述的有规律的智力活动,原则上都可以由自动化指挥技术系统来完成。

六、自动化指挥技术系统对作战的影响

(一)对作战指挥的影响

(1)使指挥机关的组织结构发生变革。自动化指挥技术系统装备里有大量的现代化办公设备,把指挥机关的指挥人员从繁忙的手工操作中解脱出来,提高指挥效率。这使得指挥机关更加精干、高效。同时,由于系统中的各种现代化的装备必须有技术人员维护,以保证其正常运转,这也使得指挥机关的人员构成必须由指挥人员和工程技术保障人员组成。

(2)使指挥工作方式发生变革。随着自动化指挥技术系统的应用,各级指挥员可以随时利用各种现代化的设备了解上级意图、收集各种战场信息、分析判断情况、优选可行方案、定下决策、下达命令以及向上级汇报情况等。为了使指挥机关的工作方式适应自动化指挥技术系统的运行节奏,必须简化工作程序,改革作战文书的写作格式和指挥方式。这种便捷的指挥方式无疑又是一种变革。

(3)使指挥决策更加科学化。在运用自动化指挥技术系统进行指挥决策中,指挥员除了能充分发挥主观能动性外,还可以最大限度地利用自动化系统的“智能”功能,对预定作战方案进行可行性验证,从中优选出最科学的方案,从而作出正确决策。

(4)使战场调控更趋完善。由于各种先进通信手段和设备的使用,使战场信息可以及时地反馈给指挥机关。指挥员可以依据这些信息,运用各种战场调控手段,控制战场节奏,也可以根据这些信息对战场的兵力部署作出及时的调整,控制战场态势朝着有利己方的方向发展,使战场上的兵力损失减少到最低程度。

(二)对军事技术的影响

自动化指挥技术系统的应用对作战、对军事技术具有很大的影响,共经历了三个革命性的过程,即军事工程革命、军事探测革命和军事通信革命。

军事工程革命是新军事革命的重要因素。通过新的工程工艺技术,使各种武器和作战平台的射程、航程和速度等指标或接近物理极限。

军事探测革命的主要表现是在出现了计算机控制的探测器材,以及单个作战平台和武器系统的自动化后,随着控制系统的自动化,武器性能也得到了相应的提高。由于信息搜集能力的增强,装有远程导弹武器的单个作战平台的性能指标成倍的提高。

军事通信革命的主要表现是出现了处理大量数据信息的指挥、控制、通信、情报与计算机系统,从而产生了“多系统的大系统”和“整体力量综合”等概念。导致军事通信革命的关键技术是数字化,它可以把原来在时间上连续的语言、图像信号,变成二进位数字式信号来传送,收到后再还原成连续信号。与模拟信号相比,数字信号抗干扰性更强,能够适时进行整形再生,能除噪音和防失真,能够保证远距离、高质量地传输数据。

(三)对武器装备的影响

武器控制自动化是军队自动化指挥技术系统的一个主要内容,对军事技术革命产生了很大的影响,也必然导致武器装备变革的发生。现代的武器系统,从观察、搜索目标到确定攻击方案、实施攻击,均可由计算机自动控制完成。不仅反应速度快,而且杀伤效果好、精度高。例如,法国研制的“阿迪拉”地炮自动指挥控制系统,不仅可以同时指挥6个炮兵连,同时处理3项射击任务,而且从观察员发出火力申请,到炮兵连完成发射准备,只需30~60秒。该系统具有处理前沿观察员的火力呼唤、确定最佳射击方案、为每门火炮计算确定射击诸元等功能。它的使用,可以发挥武器系统的最大效能。

随着计算机技术的发展及其在武器装备上的应用,使武器系统实现了信息化、智能化和一体化。无人驾驶坦克、飞机可以按照预先设置在计算机中的指令自动寻找攻击目标,并根据目标的位置、大小、防护能力、自身状态、安全界等因素,自动选择和确定攻击方案,然后将攻击效果反馈给战场指挥中心,初步实现了武器装备的“智能化”。

(四)对作战保障的影响

军队自动化指挥技术系统的应用加剧了对作战后勤保障技术的改革,主要体现在信息保障和后勤保障两个方面。

1.对信息保障的影响

现代军事的发展要求将信息、后勤和运输技术有机结合起来。现代战争是信息化战争。战场信息的收集、传输和处理,不仅渗透到战场的各个领域、各个环节,而且它在作战中的功能、地位和作用也不断提高。现代战争的信息保障特点是立体化、全球覆盖的侦察与监视,全方位、大纵深的预警,多样化、抗干扰的信息传输,高效率、全时空的信息处理手段。各种信息技术装备和战场信息系统构成了作战的“神经系统”。谁的“神经系统”更完善,对战场信息流利用得更好,谁就能掌握战场的主动权,控制战争的全局。也就是说,战场信息已经成为影响整个战争全局的巨大战略资源。对这种资源的掌握与利用的能力和水平,已经成为影响战争胜负的关键。

2.对后勤保障的影响

后勤保障的发展涉及后勤计划的科学性,军事行动的全局性。现代战争的立体化突击、全天候作战方式,要求后勤也必须实现全方位、全天候的保障。因此,必须前方和后方密切协同,科学、及时地制定保障计划。后勤保障如何做到既满足作战需要,又尽量减少战场过多储备,这是一大难题。而自动化指挥技术系统的应用和发展为解决这一难题开辟了有效途径。通过系统对作战的模拟和仿真试验,可以科学地预测不同规模作战的各种物资消耗量,制定后勤保障需求方案,有计划地组织生产、采购、运输和储备,使后勤保障在宏观上日趋科学化。同时,随着自动化指挥技术系统的不断完善和发展,也使得后勤补给系统的管理日趋自动化。

第八节 新概念武器 一、新概念武器概述

新概念武器是指与传统武器相比,在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上都有本质区别,尚处于研制或探索之中的一类新型武器。新概念武器的出现和陆续实用化,必将对21世纪的军事理论、作战方式、军队体制编制等产生一系列革命性的影响。

新概念武器主要包括定向能武器、动能武器和军用机器人。定向能武器是指武器的能量是沿着一定方向传播的,并在一定距离内,该武器有杀伤破坏作用,在其他方向就没有杀伤破坏作用。如激光武器、微波武器和粒子束武器。动能武器指的是一类能够发射高速(5倍于音速)弹头,利用弹头的动能直接撞毁目标的武器。主要有动能拦截弹(分为反卫星、反导弹两种)、电磁炮(分为线圈炮、轨道炮和重接炮三种)、群射火箭等。军用机器人(具有某种仿人功能的自动机器的总称),可以用于执行战斗任务、侦察情况、实施工程保障等。目前,正在研制的新概念武器还有气象武器、深海战略武器等。

新概念武器是相对于传统武器而言的高新技术武器群体,目前正处于研制或探索性发展之中。它在原理、杀伤破坏机理(杀伤效应)和作战方式上,与传统武器有显著的不同,投入使用后往往能大幅度提高作战效能与消费比,取得出奇制胜的作战效果。

高新技术的迅猛发展和广泛应用,正在引发世界范围的军事变革。军事大国特别是以美国为首的西方国家,都企图加快军事技术的创新发展,进一步拉大与其他国家在军事高新技术方面的差距。加速发展新概念武器,是它们确立军事高技术优势的重要手段之一,预计未来20~30年内将有一批新概念武器相继投入战场。

二、新概念武器的基本特征

新概念武器的主要特征通常表现为:

(1)创新性。与传统武器相比,新概念武器在设计思想、工作原理和杀伤机制上具有显著的突破和创新,它是创新思维和高新技术相结合的产物。

(2)高效性。一旦技术上取得突破,可在未来的高技术战争中发挥巨大的作战效能,满足新的作战需要,并在体系攻防对抗中有效地抑制敌方传统武器作战效能的发挥。

(3)时代性。新概念武器是一个相对的、动态的概念。随着时代的发展和科技的进步,某一时代的新概念武器日趋成熟并得到广泛应用后,也就转化为传统武器。

(4)探索性。新概念武器与传统武器相比,高科技含量大,技术难度高,在技术途径、经费投入、研制时间等方面不确定因素多,因而探索性强,风险也大。

三、新概念武器的分类

新概念武器主要是指在工作基本原理、杀伤破坏力和作战方式上与传统武器不同的新型武器。目前,世界上最具有代表性的新型武器有高能激光武器、粒子束武器、基因武器、微波武器、动能武器、军用机器人和人工智能车辆、环境武器和非致命武器等。

(一)高能激光武器

高能激光武器又叫强激光武器或激光炮。它是利用激光的能量直接摧毁目标或使其失去战斗力的定向能武器。根据激光功率大小和用途的不同,激光武器可分为激光干扰与致盲武器、战术激光武器、战区激光武器和战略激光武器。高能激光武器的杀伤力主要是烧蚀效应、微波效应和辐射效应。与常规武器相比,高能激光武器具有反应迅速、精确度高、无污染、效费比高、不受电磁干扰等特点。

对抗高能激光武器的常规措施有:破坏敌方的激光装置,使其不能正常发挥作用;在飞机上、导弹、卫星上采用相应的防御激光武器的抗激光加固和对抗措施;利用不良气象和烟幕等简易方法对抗激光武器。

激光武器的研制始于20世纪60年代末。经过40多年的发展,美、俄、英、德、法、以色列等国在激光武器研制方面均已取得长足进步。目前,强激光武器以发展高能氟化氘化学激光武器技术和高能氧碘化学激光武器技术为主,现已形成战术、战区和战略多层次防空、反导及反卫星激光武器技术体系。战术激光武器技术基本成熟,已研制出武器样机。战区防御机载激光武器关键技术已获突破,激光器单模块功率已达30万瓦,光束主动跟踪系统已经能锁定30~50千米远处飞行速度为1000米/秒的助推段导弹。

当前各国正在发展的第一代强激光武器体积和重量比较大,机动性和灵活性比较差。下一代强激光武器技术将向二极管泵浦固体激光武器技术、激光二极管相控阵列技术和自由电子激光武器技术等方向发展,器件将实现小型化,可实现在战斗机等小平台上使用。

(二)粒子束武器

粒子束武器是以利用高能加速器产生并发射的高能粒子束杀伤破坏目标的定向能武器。粒子束武器具有快速、高能、灵活、干净、全天候使用等特点。射击不用提前量,千分之一秒就能改变射向,在极短的时间内从容地对付多批目标,是打击空间飞行器、洲际导弹和其他高速运动点状目标的理想武器。

高能粒子束主要有三种破坏作用:一是使目标物质结构材料汽化或融化。二是提前引爆目标中的炸药或破坏目标中的热核材料。三是使目标的电路被破坏,电子装置失灵。根据研究结果,粒子束武器在现代战争中的应用主要是识别和拦截洲际导弹。这是因为,洲际导弹在飞行中段除了释放弹头之外,还释放出大量的诱饵假弹头,只有中性粒子才能有效地对真假弹头进行识别,由此可见,粒子束武器是识别和拦截洲际导弹的最佳选择。

(三)基因武器

基因武器是指利用基因工程技术研制的新类型生物战剂,又称作第三代生物战剂。基因武器将是现代新概念武器的又一发展方向。20世纪70年代以来,由于生物学和细胞学迅速发展,现代生物技术异军突起,已经发展成为高技术群体中一朵绚丽的奇葩。生物技术具有鲜明的军民两用型,正在对社会的发展产生重大影响,并成为新世纪的主导技术。生物技术在军事领域的应用不仅大幅度地提高部队的作战能力和生存能力,同时也是一种前所未有的武器——基因武器。

基因武器,也称为遗传工程武器,是运用遗传工程这一新技术,按照人们的需要通过基因重组,人为地改变一些致病微生物的遗传基因,培育出新的危害性更大的生物战剂。利用遗传工程制造新的生物战剂,也就是往微生物体内转移一些有害的基因使人们产生病变,以达到有选择地杀死地方有生力量的目的,从而克服普通生物武器在杀伤区域上无法控制的缺点。因此,基因武器是现代生物技术制造出来的新型生物武器。

与其他武器系统相比,基因武器具有它们所不具备的特殊性能,一是成本低廉、制造简单、杀伤力大;二是使用方法简单多样;三是不容易被发现,并且难以防治。同时,基因武器作用过程是在秘密之中进行的,人们一般不能提前发现并采取有效的防护措施,而当觉察到伤害时,人已经中了基因武器的病毒。这一点正是基因武器与其他生物武器、化学武器的区别。

正是因为这些特殊的优点,一些好战分子把基因武器视为一种理想的“超级杀手”。虽然许多生物学家都极力反对基因武器,但少数国家正在积极进行实验和研究。可以预计,一旦基因武器用于战争,将使未来的情况发生难以想象的变化。

(四)微波武器

微波武器是利用定向发射的高功率微波束毁坏敌方电子设备或攻击敌方作战人员的一种定向能武器。它能以极高的强度或密度照射和轰击目标,利用强大高温、电离、辐射等综合效应,杀伤人员和破坏武器。它的主要作战对象是雷达、战术导弹(特别是反辐射导弹)、预警飞机、卫星、通信设备、军用计算机、隐身飞机、车辆点火系统和人员等。与激光武器和粒子束武器相比,微波武器受天候影响小。微波武器的作战效能主要表现在干扰作用、“软杀伤”作用、“硬杀伤”作用。

高功率微波武器对人员的杀伤分为“非热效应”和“热效应”两类。前者是由较弱的微波能量照射引起的,后者是由较强的微波能量照射引起的。当人员受到3~13毫瓦/平方厘米的微波束照射时,会产生神经错乱、行为错误、烦躁、致盲、心肺功能衰竭等现象;功率密度达10~50毫瓦/平方厘米,频率在10吉赫以下时,人员会发生痉挛或失去知觉,飞机驾驶员受到照射后会发生坠机事件;当功率密度达到0.5瓦/平方厘米时,可造成人员皮肤的轻度烧伤;功率密度达到20~80瓦/平方厘米时,仅需照射1秒钟,即可造成人员死亡。

(五)动能拦截武器

动能拦截武器即动能拦截弹,是以火箭发动机增速获得巨大动能,然后通过精确的直接碰撞方式毁伤目标的动能武器。动能拦截弹主要的特点有命中精度高、轻质小型、机动性好和杀伤力强,同时它可以采用直接侧向力控制,有效对付核、化、生等大规模杀伤性武器,在拦截弹道导弹时也不存在引战配合问题。

目前,美、英、法、俄和以色列等国都致力于发展动能拦截弹技术。美国是世界上最积极发展动能拦截弹技术的国家,主要用于导弹防御计划和动能反卫星(KE-ASAT)计划。

(六)军用机器人和人工智能车辆

军用机器人是一种用于军事领域的具有某种仿人功能的自动机。这些机器人,大多是自动机械作业手之类的工业机器人,外形像人并具有人的部分功能和工作能力的机器人还在进一步研制和完善中。最早应用于军事技术的机器人是在20世纪60年代的越南战场上,美国使用夜视机器人来站岗放哨,用来防止越军夜晚偷袭。从此以后,军用机器人技术获得了重大进展,如侦察机器人、警戒机器人、弹药装填机器人等;但由于技术上还不成熟,这些机器人大都未能真正在部队投入使用。不过,理论和实验已经证明,军用机器人具有超强的效能,以战斗机器人(所谓步兵机器人)为代表的军用机器人在未来的高技术战争舞台上必将发挥不可忽视的作用。

军用人工智能车辆从原理上讲也就是军用机器人,其运动速度比军用机器人要快很多。21世纪初期美国制造并装备这种人工智能车辆,最具有代表性的是“徘徊者”轮式无人车辆。它有3个系统,即用于侦察的遥控式50系列、用于巡逻和警戒的自主式60系列和用于反装甲和防空的自主式70系列。这些无人车辆均具有“人—机”一体的系统功能。

(七)环境武器

环境武器是指通过利用或改变自然环境状态所产生的巨大能量来打击目标的武器。战争总是在一定的环境中进行的,随着科学技术的发展,在未来的战争中,交战军队将有能力借助先进技术更大程度地利用自然环境中潜在的巨大能量呼风唤雨,让人工灾难降临到敌人头上。目前,环境武器主要分三种类型:一是气象型。即利用云和大气中微粒的微观不稳定性,人为地制造出干旱、闪电、冰雹和大雾;利用大气中的不稳定性人工引起飓风、龙卷风以及台风等自然灾害,进而对人和生物等造成危害。二是地震作用型。地壳中隐藏的热应力分布不均,具有极强的不稳定性,因此通过人为激发可以诱发“人造地震”。实验证明,当量为100万吨TNT的核爆炸可能引发里氏6.9级地震。三是生态型。即通过向敌方地区撒播能阻止地球表面热量散发的化学物质,使敌国的大地变成干燥的沙漠,导致生态环境变化;还可以把大量的溴或氯释放到敌方上空,破坏氧层,使之形成“空洞”,让大量的紫外线辐射到敌国地面。

目前,气象武器具备的作战技术性能主要包括:洪水技术、严寒技术、热风暴技术、水柱技术、浓云掩体技术和毛毛雨技术等。未来还可能利用纳米技术,制造更小的“雄蜂”,随心所欲地远距离改变敌方天空的云层状况,为自己向敌军进攻创造条件。

(八)非致命武器

非致命武器是指为达到使人员或装备失能,并使附带破坏最小化而专门设计的武器系统。由于它不以杀伤人员和毁坏装备、设施为目的,而是针对人员、装备、基础设施的薄弱环节,使其失去作战能力或不能正常发挥作用,从而达到作战目的,因此又称作失能武器或非杀伤武器。非致命武器按用途划分为反装备和反人员两大类非致命武器。

反装备非致命武器主要是通过破坏装备本身的材料结构或外部条件,使其无法正常发挥作用,通常以阻止装备快速实施机动为主要目的,主要包括强力粘结剂武器、特种润滑油武器、超级腐蚀剂武器、金属致脆剂武器和动力系统熄火弹等。

反人员非致命武器可使敌方战斗减员。目前,国外正在研究开发几种专门的反人员非致命武器,包括用于控制骚乱的非致命武器,使人员失能的武器,阻止人员进入某一(地面、海上和空中)区域的武器。主要有激光武器、次声武器、化学失能剂、刺激剂和粘性泡沫等类型。

从使用效果看,非致命武器在现代冲突中可以成为配合常规武器的重要补充手段,在某种条件下甚至可以起到战略性作用。例如,在冲突早期,非致命武器可以用作抑制冲突升级的压制性手段,从而能够有力地配合、支持经济制裁和军事打击。在高强度冲突中,非致命武器可以对敌方武器系统、侦察通信系统、指挥控制系统、交通要道等目标进行干扰破坏,取得直接的战略性效果,加快战争进程。

第九节 核化生武器 一、核化生武器概述

核化生武器是核武器、化学武器、生物武器的简称,都是大规模杀伤性武器,是高技术武器装备的重要组成部分,是现代战争的重要威胁力量和作战手段。其发生、发展和消亡,是不以人们的意志为转移的,在一定历史阶段内,它不会轻易退出战争舞台,随着科学技术的发展,核化生武器不断更新换代,这将严重威胁人类生命安全。

20世纪末,正当国际社会禁止核武器、化学武器和生物武器的呼声越来越高之时,印度、巴基斯坦两国在极短的时间内爆炸了11枚原子弹,被指称怀疑拥有或正在发展核化生武器的国家和地区越来越多,核化生灾难被国际社会公认为人类面临的三大威胁之一。进入21世纪,一场核化生风波又接踵而起,核化生武器扩散问题成了全世界关注的焦点。所有的动因都基于核化生武器具有巨大的破坏力和杀伤力,在和平年代,更应正确使用与对待核化生武器。

国际公约是禁止核化生武器的,但是国际公约的作用是有限的,并不能认为国际公约的签署使核化生武器的威胁消除,核化生武器从此就会退出历史舞台。在今后的相当长时间内,大规模毁伤武器的限制与发展将长期并存,对此我们必须有清醒的认识。

二、核化生武器的基本特征与防护

(一)核武器的性能与防护

核武器是利用原子核反应瞬间放出的巨大能量而起杀伤破坏作用的武器。核武器又称原子武器。原子弹、氢弹、中子弹统称为核武器。

1.核武器的基本特征

从1945年7月16日,美国进行的第一次核爆炸试验到现在,已发展到第三代。第一代(20世纪40~50年代)是原子弹(裂变),第二代(20世纪60~70年代)是氢弹(聚变),第三代(20世纪80年代以后)是中子弹。核武器向小型、多弹头、高精度、威力大的方向发展。

核武器的杀伤破坏因素有光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲和放射性沾染等。前四种杀伤破坏因素是在核爆炸最初的几十秒里产生的,因此又称瞬时杀伤破坏因素;而放射性沾染可以持续几个月、几年或更长的时间。

(1)光辐射:是核爆炸时从火球中放出的光和热。光辐射又叫“热辐射”,现在已知的热源中,只有太阳能够和它相比。核爆炸的光辐射比太阳还亮,释放的热量是太阳释放的热量的10000倍。可使人员皮肤烧伤,眼睛致盲,物体熔化或燃烧。

(2)冲击波:被称为“死亡之风”,是核爆炸产生的高速、高压气浪。它是由高温高压火球猛烈地膨胀,急剧地压缩周围空气而形成的。其“高压”气浪形成的“超压”作用,使人体器官破裂;巨大的“动压”使房屋倒塌、物体毁坏。如3万吨级的原子弹在空中爆炸时,距爆心投影点800米处,压缩区内气流的运动速度可达200米/秒。

(3)早期核辐射:形同X射线,就是核爆炸最初几十秒内放出的γ射线和中子流。人体一次全身照射量小于50拉德(医学上叫伦琴,1伦=0.9拉德),不会得放射病。但核爆炸瞬间,放射的剂量高达百万拉德。人体吸收的剂量不同,会造成不同程度的伤害。如果吸收的剂量为100~200拉德,为轻度急性放射病,虽有疲乏、头昏、恶心、脱发等症状,适当休息,可以恢复;如果吸收的剂量为350~550拉德,为重度急性放射病,会出现咳血、吐血、便血等出血症状和胃肠功能紊乱,有些人因全身衰弱而死亡。

(4)核电磁脉冲:就是核爆炸时产生的电磁脉冲,类似雷雨时闪电所发射的电磁信号。它能造成电子装备的功能损坏和失效。

(5)放射性沾染:是核爆炸时产生的放射性物质对地面、人员、空气、水和物体所造成的沾染。它与早期核辐射一样,也能使人体患放射病。放射性沾染的来源主要有三个,即核裂碎片、未裂变的核材料、感生放射性物质。

2.核武器的防护

核武器虽然具有巨大的杀伤破坏作用,但也具有局限性和可防性,只要掌握其致伤规律,做好防护工作,就能免疫或减轻核武器损伤。

对核武器的防护,从广义上讲,包括:战时积极摧毁敌人的核设施,拦截、摧毁来袭的核导弹和飞机,按防护要求部署和配置部队;组织城市人口疏散;构筑防护工事;研制和使用防护装备和措施;组织辐射侦察;组织抢救伤员;消除沾染,抢修被破坏的设施;采用医学手段防止或减轻核武器损伤。

除采用军事手段摧毁敌人的核力量的积极防御外,在各种防护措施中,以工事防护为主,工事防护是最重要和最有效的措施。工事防护又以防冲击波为主,凡能防冲击波,一般也能防其他杀伤因素。在整个防护中医学防护是辅助性的,但它是卫生部门的重要工作,主要是预防放射损伤。

对核武器损伤的防护,内容广泛,任务艰巨,必须做到军队防护与人民群众防护相结合,医学防护与其他各种防护相结合,群众性防护与专业技术分队防护相结合,使用制式装备防护与开展简易防护相结合。这样,军地实行统一指挥领导,组织协同,人力物力上互相支援;既放手发动群众,又发挥专业分队的骨干作用;既充分利用现有技术装备器材的优势,又能因地制宜发挥简易防护措施的作用。

对核袭击的最好防护措施是进入人防工事,来不及进入人防工事的人员应利用地形、地物就近隐蔽防护。室内人员发现闪光后,应避开门窗,立即在墙角或墙根处卧倒,也可在靠近墙角的桌下或床下卧倒。室外人员发现闪光后,要充分利用地形、地物(如花坛、土堆等)卧倒,重点保护头部,同时使尽可能多的身体部位处于地形、地物有效遮盖区。暴露人员卧倒防护动作的要领是:背向爆心卧倒,双手交叉垫胸前,脸部尽量夹于两臂之间,闭眼、闭口、停止呼吸。利用较大地形地物时,可横向爆心卧倒;地形地物较小时,可面向爆心卧倒,其动作要领与以上归纳相同。卧倒防护时,应注意避开高大建筑物和易燃、易爆物品。冲击波过后,无论是室内人员还是室外人员都应迅速起立。利用防护器材对呼吸道和暴露皮肤进行防护,并尽快撤离沾染区或进入人防工事。在沾染区内不要接触沾染物,不要吸烟、吃东西,不要坐卧,减少停留。撤离后,应进行人员和物品的清洗消毒。

(二)化学武器的性能与防护

在战争中,以毒害作用杀伤人畜的化学物质叫毒剂。装有并能施放毒剂的各种武器和器材都叫化学武器,包括装有毒剂的炮弹、炸弹、导弹以及飞机布洒器等。

1.化学武器的特点和毒剂种类

化学武器与常规武器相比具有杀伤范围广、伤害途径多、作用时间长、受地形气象等制约因素多的特点。化学武器的毒剂种类较多,按毒害作用可分为以下几大类:神经性毒剂,是破坏人体神经的毒剂,如沙林、维埃克斯等;糜烂性毒剂,是损伤肺组织,引起水肿、窒息、残废的毒剂,如芥子气等;全身中毒性毒剂,是破坏人体细胞,引起窒息死亡的毒剂,如氢氰酸、氯化氰等;失能性毒剂,是使人暂时精神失常或四肢瘫痪的毒剂,如毕兹等。

化学武器技术相对简单,容易得到民用化工产品的掩护,一旦需要,化学工业可以在8~12小时内转为生产毒剂。目前,30多个国家和地区拥有化学武器,并称其为“穷国的原子弹”。化学武器向高毒方向发展。虽然《禁止化学武器公约》已经生效,但全面销毁化学武器还需要很长一段时间,而公约也不能完全限制住化学武器的发展和扩散。

2.化学武器的防护

今后化学武器朝着毒性更高、渗透和分散作用更强、投送距离更远的方向发展,因此,应做好化学武器的防护。遭到化学武器袭击时,应迅速进入人防工事。来不及进入人防工事的应及时采取个人防护措施,具体方法是:用湿毛巾或湿口罩等捂住口鼻,扎紧领口、袖口、裤脚口,戴上防风眼镜或游泳潜水镜,披上雨衣或风衣等,迅速朝上风或侧上风方向转移;离开染毒区后应及时清洗消毒。

(1)集体防护。化学武器的集体防护主要是利用永备工事和野战工事。永备工事有掘开式和坑道式两类。它们均配备滤毒通风系统、洗消设备和生活保障设施。野战工事主要是堑壕、交通壕、单人掩体、崖孔及掩蔽部。它们也要安装掩蔽门、过滤器和通风装置。

(2)个人防护。化学武器的个人防护主要是利用防护服(包括衣、裤、围裙、靴套等)、防毒面具。隔绝式防护服不能长时间穿着,夏季还易使人中暑。透气式防毒服的生理性能远比隔绝式为佳,可长时间穿着和作战。美、俄等国军队还配发防毒油膏、个人消毒盒、消毒剂乳液等个人防护器材。

(3)简易防护。对于毒剂的突然袭击,战地人员只能因地制宜,利用地形、地物和现有器材(如口罩、湿毛巾、眼镜、手套等)进行简易防护。

(4)药物防护。对化学毒剂的药物防护包括:受毒剂袭击或通过染毒区前服用防毒药物;出现中毒症状时立即注射解毒针剂;用药物清洗皮肤、胃肠等。

(三)生物武器的性能与防护

生物武器是一种利用致病微生物或毒素作为战剂,来杀伤有生力量及破坏农作物的特殊武器,包括装有生物战剂的炮弹、导弹以及施放容器。

生物武器向基因重组方向发展。基因重组是从20世纪70年代发展起来的一项新技术,也称遗传工程学或基因工程学,是从一种生物细胞里搬到另一种生物细胞里的技术。这种技术的出现本来是好事,人们可以把有利的“基因”从一种细胞里搬到另一种生物细胞里,培养出新的优良品种,如“转基因食品”等给农业带来了美好的前景。可是也有不法之徒,把遗传工程用于制造新的生物战剂。把一些有害的、致病力强的“基因”转移,制造出毒素更高、致病力更强的新战剂;或把“耐药的基因”转移,制造出更耐药的新战剂。如把几种有害的基因一起转移,就会制成危害更大的生物战剂,这也叫“基因重组”。

通常生物战剂通过以下途径进入人体:

(1)吸入。生物战剂污染空气,通过呼吸道进入人体而感染致病。

(2)误食。食用被生物战剂污染的水、食物等而得病。

(3)接触。生物战剂直接或间接经皮肤、黏膜、伤口进入人体而得病。

(4)叮咬。被带有生物战剂的昆虫叮咬而致病。

对生物武器的防护与化学武器防护方法基本相同。因此,防护化学武器的措施也可用于对生物武器的防护。生物武器有较强的致病性和传染性,前方和后方、军队和居民、人员和牲畜都可能受到袭击,发病后又可能互相传播。因此在组织防护时,要做到军队、地方结合,军民兼顾,军队与防化、工程等有关勤务部门密切配合。主要防护措施是:

(1)做好经常性的防疫工作,如进行防疫、防护的宣传教育,开展群众性卫生运动,贯彻各种防疫制度,有计划地接种各种疫苗等。

(2)组织观察、侦察和检验,及时发现敌方生物武器袭击。各种观察哨均兼有观察生物武器袭击的任务,发现袭击征象,及时通知部队进行一般防护。专业防护人员进行现场侦察,采集标本进行检验,确定生物战剂种类,通报部队采取针对性的防护措施,并从政治上揭露敌人。

(3)做好个人防护和集体防护。发现敌人进行袭击,接到防护指令后,立即戴上防菌口罩,扎紧裤脚、袖口,上衣塞入裤腰,颈部围上毛巾,战斗情况允许时,可进入工事,减少受染。受染后要抓紧时间,利用个人消毒包擦拭暴露的皮肤;利用战斗间隙,消灭服装、武器和车辆上的生物战剂;服用预防药物,补充接种疫苗,并定期接受医学观察。

(4)对污染区要及时标示范围,监视疫情,控制人员通行。发动广大军民对工事、住房、仓库和交通要道进行消毒、杀虫和灭鼠。

(5)加强疫区管理,控制传染病向外传播。发现鼠疫、霍乱、天花等烈性传染病人时,要尽快封锁疫区,组织好检疫工作,根据传染病潜伏期确定检疫时间。传染病人原则上应就地隔离治疗,不作远距离传送,以防传播。

由于生物战剂种类的增加和施放方法的改进,未来战争中生物武器防护的措施将比过去更为复杂。许多国家注意健全防护组织,培养防护技术骨干;研制先进的侦察仪器,加强快速检验能力;提高各种疫苗的免疫效果,研究几种疫苗的联合应用。



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