国外机载主动防护技术发展现状研究_安建民.pdf

收稿日期：2022-07-25第37卷第6期2022年12月光电技术应用ELECTRO-OPTIC TECHNOLOGYAPPLICATIONVol.37，No.6December，2022近年来，随着对空导弹战技性能的不断提高，及各种便携式制导/非制导弹药在局部武装冲突中的应用，军机面临的战场威胁进一步复杂和严重，以对空导弹为代表的制导弹药和以RPG为代表的非制导导弹在战场上成为军机最主要、最严重的威胁。其中制导弹药包括空空导弹、地空导弹、舰空导弹和潜空导弹，此外还包括部分具备一定对空作战能力的炮射导弹、制导导弹、反坦克导弹和制导火箭炮等。非制导弹药包括航炮、空空火箭、高炮、RPG火箭、无后坐力炮等。与对空导弹相比，非制导武器发射的弹药无制导装置，无法通过软杀伤的手段进行对抗，此类武器的发射距离大多相当近，留给军机的反应时间非常有限。而便携式轻便防空导弹可单兵携带及发射，携带制导装置，打击能力提升，地面目标特征极不明显，很难提前发现，对于低空慢速的直升机威胁尤其突出。面对各种高性能导弹和日益复杂的战场威胁，“主动防护”的概念自20世纪50年代提出以来，相关探索研究一直没有间断。机载主动防护技术的防护效能不受来袭弹药有无制导、制导方式/体制、制导水平高低的影响，具备主动摧毁来袭威胁的独特优势1，具备广阔的应用前景，各国在机载主动防护领域进行了大量的概念探索和技术论证，随着精确制导、微电子、新材料、先进制造等技术的发展，机载主动防护技术的装备工程化应用已经初步具备条件。研究了国外关于机载主动防护技术发展和装备发展现状，为下一步机载主动防护技术的发展提供思考。综 述 国外机载主动防护技术发展现状研究安建民，高志远（空军装备部驻北京地区军事代表局驻天津地区第三军事代表室，天津）摘要：随着对空导弹战技性能的不断提高，及各种便携式制导/非制导弹药在局部武装冲突中的应用，军机面临的战场威胁进一步复杂和严重，机载主动防护技术具备主动摧毁来袭威胁的独特优势，可变革性地提升战机的自卫防护能力。重点探究了机载主动防护系统的原理，国外机载主动防护技术和装备的发展现状，为未来机载自卫对抗发展研究提供参考。关键词：机载主动防护技术；自卫防护；微型拦截弹；新型干扰弹中图分类号：TN972文献标识码：A文章编号：1673-1255（2022）-06-0001-06Research on Airborne Active Protection Technology in Foreign CountriesAN Jianmin,GAO Zhiyuan(The Third Military Representative Office in Tianjin of the Military Representative Agency in Beijing ofthe Air Force Equipment Department,Tianjin,China)Abstract:With the continuous improvement on the performance of air-to-air missile and the application of various portable guidance and non-guided munitions,the threats faced by military aircraft are further complicated andserious.Active protection system has the unique advantage of actively destroying incoming threats,which can transformative improve the self-defense capability.The concept of the airborne active protection system,the developmentof the technology and equipments in foreign countries are imposed,which provide references to airborne self-defense development in the future.Key words:airborne active protection technology;self-protection;miniature interceptor;new type decoy光电技术应用第37卷1机载主动防护系统原理根据机载主动防护“发现-识别-决策-拦截”的功能需求，机载主动防护系统在功能结构上应至少包括来袭目标告警分系统、目标探测识别分系统、信息处理与控制决策分系统、对抗拦截弹药分系统（包括发射装置分系统和拦截子弹药）见图1。目标威胁告警目标探测识别与引导目标主动拦截目标告警分系统探测、告警信息探测、感知来袭威胁：对空制导弹药、非制导弹药目标探测识别分系统信息处理与控制决策分系统智能决策对抗拦截弹药分系统杀伤/毁伤、拦阻、烧蚀微型反导导弹/破片/弹丸柔性网高能激光机载主动防护系统首先由目标告警分系统，通过由雷达、激光、红外告警设备探测战场上的来袭威胁信息，并向机上人员及信息处理与控制决策分系统通报，转向高精度目标探测识别模式对来袭威胁目标识别，确认威胁目标方位、速度等信息，信息处理与控制决策分系统根据来袭目标特性，智能决策选择对抗拦截弹药，可选的拦截弹药包括但不限于微型反导导弹、柔性拦阻网、高能激光烧蚀等主动防护手段。从而对来袭威胁目标进行杀伤、毁伤、拦阻或烧蚀，保护载机。与机动规避/软杀伤手段相比，主动防护系统颠覆了传统的战机防护模式，由消极被动地躲避、干扰、诱骗敌方导弹转向积极主动消灭来袭威胁，极大提升了战机的战场生存能力。图2所示为机载主动防护系统拦截来袭导弹作战过程示意图。图1 机载主动防护系统组成原理示意图5、惯性导航6、初引导7、精确制导红外制导8、拦截与近炸9、监视与评估4、装订发射1、雷达、激光、红外告警2、跟踪与射频测距3、智能决策图2 机载主动防护系统拦截来袭导弹作战过程示意图以发射微型反导拦截弹为例，从图2可以看出，机载主动防护系统通过雷达、激光、红外告警探测识别来袭目标距离、速度等信息，智能决策发射微型反导拦截弹摧毁来袭导弹保护载机。主动防护系统发射拦截弹药，不受来袭导弹导引头体制、载机机动性能影响，主动拦截来袭目标，可以从根本上克服机动规避和有源/无源干扰手段的不足，提高载机防护能力。2第6期2国外机载主动防护系统发展现状目前，在舰载、车载的主动防护系统逐渐发展成 熟 并 相 继 投 入 使 用，比 较 著 名 的 有 德 国 的“MUSS”、“MASS”，以色列的“战利品”、美国的“铁幕”、“快速杀伤”等车载主动防护系统，可利用高能破片、聚能切割索、红外干扰弹、烟幕弹等手段对来袭威胁进行干扰、毁伤3，8。舰载主动防护技术发展已经体系化、立体化，以“标准”、“海麻雀”系列为代表的先进体制舰空导弹武器，以俄罗斯A口-630、美国MK-15密集阵等为代表的近防武器系统，辅以预警雷达、红外探测系统构成舰载远中近立体主动防护作战体系5。机载主动防护系统的研究也起步较早，但限制于探测、控制、弹药技术存在瓶颈，阻碍机载主动防御技术的发展。随着弹药技术、火控技术和探测技术的发展，美国、以色列和欧洲国家开始加大对相关领域的投入，其技术也越来越接近实用化，逐渐发展出反导拦截弹、空中拦阻物、高能激光等软硬杀伤手段兼备的综合性防护系统。（1）美国美国在机载主动防护领域陆续提出了一系列概念方案。2015年，美国轨道阿连特技术系统公司（Orbital ATK）研发的“直升机主动防御系统”在美国特种作战产业大会上亮相7。“直升机主动防护系统”是其获得的第一项空中或地面平台主动防护系统专利，由交战管理模块、拦截弹发射装置和拦截弹组成。在识别来袭威胁后，拦截弹发射装置发射一枚或多枚拦截弹飞抵预定位置，随后引爆战斗部摧毁来袭目标。图3为机载主动防护系统组成原理示意图。该系统拦截弹药子系统由发射装置和小型制导杀伤飞行器组成（见图 4）。系统识别来袭威胁后，发射并制导 1 枚杀伤飞行器飞抵某个精确位置，然后引爆战斗部使来袭目标失效。该装置不但小巧轻便，还可以利用现有的 ALE47 红外干扰弹装置发射，不需要加装额外的设备，对武装直升机飞行性能影响小，也可以与原有的红外干扰弹混合使用。200 A400340 A900 A320 A320 C900 C340 CRadar 1Radar 3AAR-47AAR-47Helicopter Frame300200 BAN/ALE-47DispenserEV5EV6EV7EV8AN/ALE-47Sequencer350 BAAR-47CPAN/ALE-47Sequencer360Radar 4Radar 2AAR-47AAR-47EV1EV2EV3EV4AN/ALE-47Dispenser350 A340 B900 B320 B320 D900 D340 D图3 机载主动防护系统组成原理示意图图4 美“直升机主动防护系统”发射装置及拦截弹安建民等：国外机载主动防护技术发展现状研究3光电技术应用第37卷美国控制产品公司提出了一种主动旋转式的主动防护系统概念，系统设计能够在检测到威胁后的100 ms内瞄准并发射反制措施。可将激光三角测量传感器、红外探测器等固定在旋转发射器的顶部，旋转时可持续扫描威胁区域。这将创建一个LIDAR系统一个鼓形的对抗发射装置内装有多发弹药，每发弹药都装在一个发射管中，呈朝外的圆形阵列。圆形阵列位于垂直于滚筒轴线的平面上。绕其轴旋转滚筒中任何点或多个点，在平面旋转方位角上，可向同一目标连续发射拦截弹药，防护角度可达360。以大约300 转/min的速度旋转的鼓式对抗发射装置，理论上可以在25 ms或更短的时间内解决方位角上的任何来袭目标。图5为主动旋转防护系统发射装置。“动能空中防御”是美国诺斯罗普 格鲁曼公司于2016年4月推出的一种概念方案（见图6）。主要用于B-21隐身轰炸机等大型隐身作战战机。该系统由探测跟踪分系统、处理控制分系统、拦截弹和发射装置组成，探测跟踪分系统使用载机现有探测设备，拦截弹采用多模制导和动能杀伤战斗部，发射仓采用了先进的弹出式发射舱设计，使用时发射仓向外弹出，这种设计可有效减小载机平台的气动阻力和雷达散射面积。“硬杀伤自防护对抗系统”是美国海军主导研制的一种大战机主动防护系统（见图7（c）。该系统可有效拦截来袭敌对空导弹，提高 C-130 运输机、P-8反潜巡逻机、E-6B空中指挥机等大型战机在未来战场的生存能力，该系统装备的拦截资源可以满足战机在一次飞行任务中拦截410枚导弹的作战需求。未来该系统可以通过固定内置安装、吊舱外挂的方式携带，也可以为无人机配备“硬杀伤自防护对抗系统”以作为战机的护航机，战时无人机在军用战机附近伴飞，保护战机安全。2021年，美国诺-格公司提出了一种“微型导弹防御系统”的动能主动防御概念，设想利用战机装载动能拦截弹，在空战中拦截来袭导弹，提升战机自身的生存能力。该机载主动防护系统主要由机载卫星发射舱、配备目标获取和寻系统的微型拦截弹、用于辅助获取目标威胁的机载传感器、能够接收传感器信号的机载控制器。安装6个弹出式发射舱，每个发射舱可装备9发微型拦截器。初始目标数据可由飞机自身的传感器或外部传感器提供。拦截弹的制导系统或将采用雷达寻的、红外寻的、半主动激光寻的或多模导引头。该系统还具有较强的通用性，除了装载微型拦截弹外，还可用于发射自推进式诱饵。“小型先进能力导弹（SACM）（见图7（b）”是美国空军“下一代空中主宰”系列导弹中的代表型号，具备传统空战/反导自卫双重用途，主要用于F-22/35战斗机以争夺2030年后的战场空中优势。该导弹具备近距格斗和超视距拦截作战能力，能有效对抗敌方第四/五代战斗机和巡航