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讓戰(zhàn)斗部更致命地打擊目標(biāo)：激光引信技術(shù)

2016-05-04 11:00  來源： 科普中國(guó)

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引信是一種利用目標(biāo)信息，按控制指令或環(huán)境信息，在預(yù)定條件下適時(shí)引爆導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部裝藥的一種控制裝置。它能察覺到接觸目標(biāo)時(shí)的機(jī)械能或者接近目標(biāo)時(shí)的聲、電、光、磁等能量的變化，或感受裝訂時(shí)間、環(huán)境壓力變化和接收外部指令等，在戰(zhàn)斗部發(fā)揮最大毀傷效果的位置上適時(shí)引爆戰(zhàn)斗部。激光引信則是利用目標(biāo)表面反射激光來識(shí)別目標(biāo)，自動(dòng)選擇最佳炸點(diǎn)位置的引信系統(tǒng) ，具有控制炸點(diǎn)精度高和抗干擾能力強(qiáng)的光學(xué)觸發(fā)引信。

激光引信的特點(diǎn)

由于激光有亮度高、單色性、相干性和方向好的性質(zhì)，可構(gòu)成具有良好時(shí)間，空間分辨率，高定距精度和高抗干擾性能的探測(cè)系統(tǒng)。激光引信也就具有光束窄、旁瓣低、抗外界干擾能力強(qiáng)、精確控制起爆位置的優(yōu)點(diǎn)�？偟膩碚f，激光引信有以下特點(diǎn)：

能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的大范圍探測(cè)。激光引信通過接收自己發(fā)射而被目標(biāo)反射的激光束來探測(cè)目標(biāo)，擺脫引信對(duì)目標(biāo)的依賴性，能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的大范圍探測(cè)，以適應(yīng)導(dǎo)彈大范圍攻擊的要求。

美國(guó)的AIM-9X導(dǎo)彈，就采用了激光近炸引信。

具有良好的抗干擾性能。激光引信工作在光頻波段，能很好克服外界電磁干擾，激光具有良好的時(shí)間和空間相干性，接近單色光，接收端濾光片的帶寬可以做的很窄，能較好的濾除工作波段以外的雜散光的干擾。

定位精度高。由于激光光束窄，方向性好，激光引信容易做到對(duì)目標(biāo)方位和距離信息的精確探測(cè)。因此，激光引信在精確引炸方面有著廣闊的發(fā)展前景。

激光引信的工作原理

光由于速度的不變性，因此在任何坐標(biāo)系下都會(huì)保持速度恒定，通過測(cè)量光在發(fā)射點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間往返時(shí)間，就可以得到目標(biāo)與發(fā)射點(diǎn)之間的距離。目前普遍采取的兩種辦法是脈沖激光測(cè)距法和連續(xù)波激光測(cè)距法。

脈沖激光測(cè)距發(fā)的原理類似于脈沖雷達(dá)測(cè)距，激光引信向目標(biāo)發(fā)射一束激光脈沖，脈沖信號(hào)發(fā)射到目標(biāo)后經(jīng)過反射，部分信號(hào)被激光引信接收系統(tǒng)接收。因?yàn)楣馑偈且欢ǖ�，又沿著直線返回，只要知道脈沖信號(hào)的往返時(shí)間就可以測(cè)出目標(biāo)和激光引信之間的直線距離。如果激光脈沖從發(fā)射瞬間到遇目標(biāo)后反射光波返回到激光引信處的時(shí)間為t，，則激光引信和目標(biāo)之間的距離為Ct/2，其中c是光速。

連續(xù)波激光測(cè)距法是用連續(xù)波調(diào)制的激光束照射被測(cè)目標(biāo)，通過測(cè)量光束在測(cè)距往返中產(chǎn)生的相位變化，可以計(jì)算出被測(cè)距離。

激光引信的構(gòu)成

通常激光引信主要組成部分有發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)、電源、發(fā)火裝置、傳爆裝置、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)和自炸電路。電源為激光引信中激光器、電子電路提供給穩(wěn)定的電能，以保證各部分能夠穩(wěn)定工作。引信通常有獨(dú)立的電源系統(tǒng)，一般采取化學(xué)電池。

發(fā)射系統(tǒng)包括控制電路，激光激勵(lì)電路，同步信號(hào)電路和激光發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)。激光器則為激光引信提供光源。發(fā)射系統(tǒng)要合理地，充分地利用激光發(fā)射器發(fā)出的激光能量，使激光束以一定的發(fā)射方向和發(fā)射角度發(fā)射出去，并且建立起物理探測(cè)場(chǎng)。

AIM-9L導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部，也適用了激光引信。

同步信號(hào)電路的作用是對(duì)發(fā)射脈沖激光信號(hào)進(jìn)行采集取樣，以準(zhǔn)確確定脈沖激光的輸出時(shí)間點(diǎn)，其出發(fā)信號(hào)取自部分由發(fā)射激光轉(zhuǎn)換的電信號(hào)。接收系統(tǒng)包括接收光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、前置放大電路、信號(hào)處理電路和執(zhí)行電路。它是收集從目標(biāo)反射回來的激光束聚焦于光電探測(cè)器上的部件，并使其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

信號(hào)被輸入之后，信號(hào)處理電路開始識(shí)別判斷，給發(fā)火裝置電信號(hào)，發(fā)火裝置用于輸出足夠的點(diǎn)火能量，能量被輸入到電雷管，雷管開始起爆。保險(xiǎn)裝置則用來防止發(fā)火裝置、隔爆機(jī)構(gòu)等意外解除包線或使戰(zhàn)斗部主裝藥發(fā)生意外作用。一般利用隔爆元件使得電雷管短路脫開。自炸電路的作用則是在彈體未命中目標(biāo)或者失去戰(zhàn)機(jī)時(shí)，按照預(yù)定條件使彈丸自行銷毀，從而防止爆炸發(fā)生在不適當(dāng)?shù)膮^(qū)域。

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作者： 軍事科技前沿   [責(zé)任編輯: 呂芮光]

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