相幹性好。激光幾乎是理想的單色光,是很好的相幹光。而各種自然光和人造光在空間和時間上是雜亂的,互不相幹的非相幹光。
(二)激光技術的主要應用
由於激光具有上述特點,激光技術在軍事領域得到廣泛的應用。其主要應用有:
1.激光武器
激光武器用於殺傷敵重武器裝備時,需要較高的能量,通常稱為高能激光武器或稱激光炮。目前美國已研製出機載和車載激光炮。激光炮的威力強大,命中率極高。由於強激光束具有很強的燒蝕作用、輻射作用和激光效應,因而對武器裝備具有很大的破壞力。激光武器可以破壞製導係統、引爆彈頭和毀壞殼體、攔擊製導炸彈、炮彈、導彈、衛星、飛機、巡航導彈和破壞雷達、通信係統等。激光摧毀衛星可由地麵、空中和空間進行。目前一個激光器的能量還無法將高軌衛星摧毀,但能用幾個激光器同時對準1顆衛星進行攻擊將其摧毀。空間激光反衛星是將激光器裝在衛星或航天飛機上,攻擊對方的衛星;空中激光反衛星是將激光器裝在飛機上攻擊衛星,它可克服地麵發射激光攻擊衛星的許多缺點,但不如航天器攻擊衛星那麼理想,因航天器比飛機平穩,沒氣流和飛行振動的幹擾,激光的能量可充分發揮。
激光武器用於殺傷敵方人員和破壞某些儀器設備時,所需發射的能量一般要求不高,稱為低能激光武器,它主要使敵方人員致盲和使某些光電測量儀器的光敏元件受到破壞甚至失效,或可用來在城市、森林大麵積點火。據報道,脈衝功率100兆焦的激光,可使500米處人眼的玻璃體溢血,在2公裏處可燒壞視網膜。目前已研製出激光致盲武器,可使500米處的人永久失明,使2公裏處的人暫時失明。在反坦克、反潛艇中,激光致盲武器也有很大發展潛力,坦克和潛艇的活動離不開潛望鏡,因此對準潛望鏡入口發射激光,就會把在用潛望鏡觀看外部情況的指揮員、駕駛員的眼睛損傷,坦克和潛艇也就失去作戰能力。偵察衛星靠裝在其中的各種光電傳感器偵察地麵目標,如果用激光束照射其中的光電傳感器也會使偵察衛星變為“瞎子”。
2.激光製導
激光製導具有投擲精度高、捕獲目標靈活,導引頭成本低、抗幹擾性能好、操作簡單等優點。目前已有大量激光製導武器裝備部隊,其主要製導方式有:
半主動製導。即由地麵部隊或飛機發射激光照射目標,被製導的武器上裝有激光尋的器,接收目標被照射後散射回來激光,從而自動控製武器尋向目標。
主動製導。把激光目標指示器和激光尋的器同時裝在武器上,目標指示器不斷地向目標發射激光,尋的器自動接收目標散射回來的激光,將武器尋向目標。
波束製導。當目標出現後,發射攻擊導彈,同時製導站不斷發射紅外激光束,裝在攻擊導彈尾部的4塊對稱的紅外接收器,不斷接收製導波束,使導彈沿著激光波束飛行,如有偏差,4塊接收器收到的信號大小不一,彈內自動控製係統就糾偏,使導彈沿激光波束中心尋向目標。激光製導可同時攻擊多個來襲目標,即把激光信號經過編碼以數個指示器分別控製數枚導彈,打擊來襲目標。為提高激光製導全天候作戰能力,各國都在研製先進的激光目標指示器,以保證晝夜作戰使用。目前激光製導技術的發展趨勢:製導體製仍以半主動尋的製導和波束製導為主;發展高性能目標捕獲跟蹤和激光指示係統,提高武器係統的抗幹擾能力和生存能力;開發小型化激光雷達導引頭,以實現“打了不管”能力的激光自主製導;CO2激光頻段的製導有取代YAG製導係統的趨勢,特別是CO2雷達成像技術;發展雙式多模製導係統等。
3.激光測距與激光雷達
激光測距的原理如同微波雷達測距一樣,但激光測距與普通測距相比,具有遠、準、快、抗幹擾、無盲區等優點。激光測距在常規兵器中已廣泛應用,有取代普通光學測距的趨勢。第一代紅寶石激光測距,隱蔽性差(發紅光),對人眼有損傷,且效率低,已淘汰。第二代YAG激光測距已廣泛使用,但對人眼也有一定損傷。目前正在研發第三代CO2氣體或固體激光測距,對人眼無傷害,將逐步取代第二代激光測距。激光雷達與微波雷達相似,用窄激光束對某一地區進行掃描,並得出雷達圖。隨著有關器件和技術的發展,激光雷達在高精度和成像方麵占有優勢,其測距精度可達厘米甚至毫米級,比微波雷達高近100倍;測角速精度,理論上比微波雷達高一億倍以上,現在已做到高1000~10000倍。
軍用激光雷達最成功的應用是輔助導航,特別是速度計。激光速度計可給機載導航計算機提供超精度測量,其測速誤差可達0.5mm/s。激光雷達最適於遠距離高分辨率成像。20世紀90年代初林肯實驗室改造“火他”CO2激光雷達,成功的跟蹤800千米外的再入飛行器誘餌的多普勒圖像。隨後又研製了一台No1:YAG激光雷達,也精確跟蹤了火箭和衛星。
4.激光偵察對抗
激光偵察在軍事上占有十分重要的地位。利用激光技術進行多光譜攝影(全息攝影),可以識別偽裝目標。由於各種物體對各種光的吸收和反射能力不同,可以在底片上引起不同感光反應而實現對目標的偵察。海灣戰爭中,美國利用這一技術,發現了伊拉克嚴密偽裝在樹林裏的坦克和導彈發射架。
激光對抗可對激光測距進行欺騙,使其無法測定其真實距離或使導彈改變彈道。激光對抗還可對激光進行幹擾。
5.激光報警
激光報警是報警係統在正常工作時,設置在遠處隱蔽的激光裝置發出不可見光,射向接收端的矽光電管上,若正常接收則整個係統平安無事;若激光被阻擋,則接收端收不到激光,說明有情況,報警係統發出報警,從而達到警戒的目的。報警係統可以對交通要道、機場和倉庫等重要軍事設施進行秘密監視。
6.大氣激光通信
大氣激光通信因其波長短,發散角小,所以天線可做得很小,但大氣通信易受天氣、地形、地物等的影響。這種通信常用於空間載體間的通信(包括飛機對飛機、衛星對衛星、飛船對飛船等),因為空間載體通信不存在影響傳光的諸多因素。對海軍來說,激光對潛通信尤為重要。藍光或綠光穿透海水時衰減最小,波長為0.47~0.54mm的藍光經過100m深度傳播,其損耗僅為其他波長的1/100。藍綠光在海水中的穿透能力可達600m以上,其傳播方向好,不易被敵方截獲,且隱蔽安全,極大地提高了其生存能力,這就引起美國和前蘇聯等國研究和開發藍綠光對潛通信的極大興趣。
(三)激光防護的措施
1.一般防護措施
一是利用地形、地物或設置遮障阻擋激光。
二是在目標表麵塗上對光具有強烈吸收能力的材料,使照射光束的能量被吸收。
三是采用偽裝、隱身、示假以及機動、規避等手段,使敵難以發現、捕捉目標。
四是研製和發展特種耐高溫材料的殼體,以及從技術上采取各種抗激光加固措施。
2.對眼睛的防護
由於激光致盲武器的使用,對眼睛的防護,尤其是對使用光學儀器的指戰員眼睛的防護,就顯得特別重要。
對眼睛的防護:一是采用激光濾光片和護目鏡;二是施放煙幕;三是采用黑擋片罩。
三、偵察監視技術
(一)偵察監視技術概述
現代偵察監視技術就是指為發現、識別、監視、跟蹤目標,並對目標進行定位所采用的一係列技術措施。
影響偵察的基本因素:
(1)目標特性及其特征信息。目標所產生的聲、光、電、磁、熱、力等信息,稱為目標的特征信息。現代偵察監視是以目標特征信息的暴露為前提的。目標的特性不同,其特征信息必然不同。目標特征信息的強弱、與背景的反差等,都是影響偵察設備探測距離的重要因素。
(2)地形、地物。
(3)氣象條件。
(二)現代偵察監視技術和手段
現代偵察監視技術的基本原理是:利用多種媒介傳感器,探測目標的紅外線、光波、聲波、應(振動)力波、無線電波等物理特征信息,從而發現目標並監視其行動。各種偵察監視器材裝備搭載不同的作戰平台,就形成了對戰場偵察監視的不同手段。
1.無線電偵察技術
2.照相偵察技術
依靠照相機攝取目標圖像、獲取情報資料的一種技術。包括:可見光照相偵察、紅外線照相偵察、紫外線照相偵察、多光譜照相偵察、微波照相偵察、激光照相偵察等。
(三)雷達偵察技術
利用物體對無線電波的反射特性來發現目標和測定目標狀態(距離、高度、方位角和運動速度)的一種偵察手段。(詳見電子對抗有關章節)
(四)傳感器偵察技術
(1)地麵傳感器偵察。地麵傳感器是一種能夠對地麵目標所引起的戰場環境的物理場變化進行探測的小型偵察設備。依其工作原理可分為:震動傳感器、聲響傳感器、磁性傳感器、紅外傳感器、電磁傳感器、應變電纜傳感器、震動/聲響傳感器等。
(2)水下傳感器偵察。水下傳感器主要是“聲呐”。聲呐是接收水中聲波的裝置,主要用於對水中目標的搜索、測定、識別和跟蹤,也可以用於水聲對抗、水下通信、導航和對水下武器(魚雷、水雷等)的製導或控製。
(五)偵察監視技術在軍事上的應用
現代偵察監視技術在軍事上的應用,按空間地域及其運載工具的不同,可分為:
1.地麵偵察
地麵偵察監視是指在陸地上進行的偵察與監視,可分為便攜式偵察、固定偵察和機動偵察,可執行戰略、戰役、戰術偵察任務。常用的技術偵察裝備有:可見光照相機、望遠鏡、潛望鏡、觀察鏡、瞄準鏡;各種紅外、可見光、微光、激光、電視、聲測等偵察觀測器材;地麵傳感器、地麵偵察雷達、裝甲偵察車、無線電技術偵察設備、電話竊聽器等。
2.海上偵察
海上偵察主要分為水麵艦艇偵察、潛艇偵察、海軍航空兵偵察和兩棲偵察,可用於執行戰略、戰役、戰術偵察任務。
3.航空偵察
航空偵察監視是指用航空器在環繞地球的空氣空間,對敵方活動、陣地等情況進行的偵察與監視。航空偵察使用的平台有:飛機、飛艇、漂浮氣球、係留氣球和旋翼升空器等,其中又以有人駕駛偵察機、偵察直升機、無人駕駛偵察機和預警機為主。用於執行戰略、戰役、戰術偵察任務。
4.航天偵察
航天偵察按使用的航天器,分為衛星偵察、宇宙飛船偵察、空間站偵察和航天飛機偵察。主要用於戰略偵察,也可以進行戰役偵察、戰術偵察。
四、隱身偽裝技術
(一)偽裝與隱身的基本概念
偽裝是指為欺騙或迷惑敵方所采取的各種隱蔽措施。軍事偽裝就是通過利用電子的、電磁的、光學的、熱學的、聲學的技術手段,改變目標本身原特征信息,降低或消除目標的可探測特征,實現目標的“隱真”;或模擬目標的可探測特征,仿製假目標以“示假”。
隱身技術,又稱隱形技術或“低可探測技術”,是通過降低武器裝備等目標的信號特征,使其難以被發現、識別、跟蹤和攻擊的技術。隱身技術是傳統偽裝技術走向高技術化的發展和延伸,是第二次世界大戰以後軍事技術的重大突破之一,它交叉應用了諸如流體動力學、材料科學、電子學、光學、聲學等眾多學科領域技術。
(二)隱身技術特點
1.隱身技術是低可探測技術和反探測技術
2.隱身技術是傳統偽裝技術的應用和延伸
(三)隱身技術的發展和應用
1.探索時期:二戰時,德國設計飛翼式噴氣試驗機、潛艇上使用吸波材料,是今天雷達隱身技術中的隱身外形和隱身材料技術的首次應用。戰後,以美國為中心,開展了隱身技術研究,20世紀50年代起,美國先後研製的幾種高低空偵察機,都采用了隱身技術。例如,從1964年以來,一直從事秘密偵察活動的SR-71高空偵察機,就采用了外行整合、蜂窩結構材料、外塗黑色塗料。U-2飛機采用了擋板來改變紅外輻射方向,則是紅外隱身技術的雛形。
2.全麵發展時期:從20世紀60年代初開始,美蘇有計劃地進行隱身技術實驗與研究,在基礎研究方麵都取得了較大進展。
3.應用時期:20世紀80年代以來,美國列為武器係統戰術技術要求的重要組成部分。美、法、英、瑞典和以色列等國開展了隱身艦艇的研製,美國研製了“海影”號隱身試驗艇,瑞典研製了“司米奇”隱身試驗艇。美蘇開始在坦克上采用隱身技術,現在俄羅斯成功地在現役坦克上采用了毫米波和紅外隱身技術。據報道,美國在核彈頭上采用了球形身罩和灰體塗層,使彈頭在中段和再入段具有多種隱身功能。隨後,興起了隱身兵器熱。
(四)隱身技術分類
1.雷達隱身技術
采用具有吸波、透波能力的材料是物體隱身的一個重要技術措施。隱身材料主要分為雷達吸波材料和雷達透波材料兩種,雷達吸波材料又分諧振型吸波材料、寬頻帶吸波材料和綜合型吸波材料。
2.紅外隱身技術
紅外隱身技術為了降低或改變目標的紅外輻射特征,降低紅外探測係統的探測能力。主要技術措施:改變紅外輻射波段;降低紅外輻射強度;調節紅外輻射傳輸過程。
3.電子隱身技術
電子隱身技術是一種重要的為抑製目標本身所發生的電磁信號特征的隱身技術。
(五)偽裝與隱身對作戰的影響
1.偽裝對作戰的影響
(1)偽裝是對付敵方偵察的主要手段。在現代戰爭中,偽裝的重要性已今非昔比,其應用越來越廣泛,作用越來越大。由於海、陸、空、天多維的高技術偵察手段已使整個戰場處於“透明”狀態,要對付現代高技術偵察,除了偽裝之外,暫時還沒有更好的辦法。
(2)偽裝在戰爭中是有力的防禦盾牌。盡管現代偵察手段和打擊兵器性能優越,但偽裝是進行防禦的非常有效的手段,它能有效地降低敵方的偵察效果和攻擊的命中率,減少損失,成為強有力的防禦盾牌。
(3)偽裝在戰爭中是有效的進攻手段。例如,在海灣戰爭大規模空襲之前24小時,美軍對伊拉克的防空係統實施欺騙幹擾,使伊軍雷達喪失分辨真假的能力,確保空襲順利進行。
2.隱身技術對作戰的影響
(1)隱身武器裝備突防能力提高,使戰爭突然性增大。傳統的偽裝隱蔽技術大都是被動式的,而現代的隱身技術則是主動式的,主要用於對付敵方防禦武器,其結果就改變了襲擊兵器的傳統的突防方式,使戰爭的突然性增大。
(2)隱身技術對偵察探測及防禦提出了更高要求。為了及早發現隱身目標,必須提高探測係統的性能,增大探測範圍。為了防止隱身兵器的突入,防禦一方必須加大雷達探測範圍和探測密度,或增加預警飛機的巡邏範圍和密度,這使得戰場範圍隨之增大。
(3)隱身技術使偵察與反偵察及電子對抗更加激烈。在現代戰爭中,由於手段越來越先進,交戰雙方裝備的電子器材也越來越多,偵察與反偵察的鬥爭越來越激烈。一方麵,諸如隱身飛機、隱身機器人等用於戰場偵察,使空中偵察和地麵偵察更加隱蔽;另一方麵,隱身技術給偽裝增添了新內容,可使電子器材隱去雷達特征,發熱器材隱去紅外特征,震動設備隱去噪聲特征,從而使敵方偵察探測係統更難以進行偵察。
五、航天技術
(一)基本概念
航天技術,又稱空間技術。是一項探索、開發和利用太空以及地球以外天體的綜合性工程技術。
軍事航天技術。是把航天技術應用於軍事領域,為軍事目的進入太空和開發、利用太空的一門綜合性工程技術。
(二)航天技術的組成
1.運載器技術
(1)運載火箭。運載火箭是將各種人造地球衛星、飛船、空間站等航天器送入太空的運輸工具,一般由多級火箭組成。
運載火箭主要由動力係統、控製係統、箭體結構和無線電測量係統組成。
(2)航天飛機。靠運載器發射入軌的、帶翼的,返回時能像滑翔機那樣在機場跑道上水平著陸,並可重複使用的載人、運貨或二者兼用的航天器。又稱軌道器。其基本結構主要由軌道器、固體助推器、外掛燃料貯箱組成。
2.航天器
航天器是在地球大氣層以外的宇宙空間,執行探索、開發或利用太空等航天任務的飛行器。
(1)航天器的分類。航天器分為無人航天器與載人航天器兩大類。
無人航天器按是否環繞地球運行又可分為人造地球衛星和空間探測器兩類。
載人航天器是環繞地球運行的載人空間飛行器。分為載人飛船、航天飛機、空間站三類。
(2)航天器的運行軌道。
①軌道參數。
運行周期。航天器繞地球一周的時間叫周期。
航天器高度。航天器到地球表麵的垂直距離稱為航天器的高度。
軌道傾角。航天器運行的軌道平麵與地球赤道平麵的夾角。
②常用軌道。
地球同步軌道。運行周期與地球自轉周期(23小時56分04秒)相同的人造地球衛星軌道。傾角為0°的圓形地球同步軌道稱為地球靜止衛星軌道。通信、預警衛星都采用地球靜止衛星軌道。
太陽同步軌道。軌道平麵繞地軸的旋轉方向和周期,與地球繞太陽的公轉方向和周期相同的一種逆行傾斜軌道。照相偵察衛星經常采用這種軌道。
極軌道。傾角為90°的人造地球衛星軌道。氣象衛星、資源衛星、偵察衛星經常采用這種軌道。
3.航天器測控技術
(1)遙測。利用遙測係統對航天器進行跟蹤測量。
(2)遙控。利用無線電遙控設備發送命令,讓航天器完成某些動作,以實現對航天器的控製。
(3)跟蹤。利用跟蹤設備測定航天器的軌道參數。常用方法有無線電跟蹤和光學跟蹤兩種。
(4)通信。就是保持航天器與地麵的聯係。這一任務主要由中繼衛星與地麵通信站來完成。
(5)數據傳輸。將在對航天器的遙測、遙控、跟蹤和通信過程中的大量數據傳輸到地麵測控站。
(三)航天器的軍事應用
1.軍用衛星
(1)軍事偵察衛星。用於獲取軍事情報的人造地球衛星。根據任務和偵察設備的不同,偵察衛星一般分為照相偵察衛星、電子偵察衛星、海洋監視衛星、預警衛星和核爆炸探測衛星幾種。
(2)軍事通信衛星。用作無線電通信中繼站的人造地球衛星。是衛星通信係統的空間部分。與一般通信方式相比,衛星通信具有通信距離遠、傳輸容量大、覆蓋區域廣、通信質量好、經濟效益高的優點。
(3)軍事導航衛星。通過星上發射無線電信號,為地麵、海洋、空中和空間用戶導航定位的人造地球衛星。利用衛星來導航或定位,具有精度高、全天候、能覆蓋全球和用戶設備簡單等優點,在軍用和民用上均有極其重要的意義。
(4)軍事測地衛星。專門用於大地測量的人造地球衛星。其任務是測量地麵點位坐標、地球形體和地球引力場參數。
(5)軍事氣象衛星。從外層空間對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛星。
2.空間武器類航天器
空間武器類航天器,又稱航天兵器。是指載有戰鬥武器係統,用於攻擊對方目標的航天器。
(1)反衛星衛星。反衛星衛星,又稱攔截衛星。這種衛星本身就是一種攻擊性的武器,衛星上安裝有軌道機動發動機,目標搜索、跟蹤、識別和引導係統以及必要的攻擊裝備等。主要用於攻擊對方低軌道衛星。
(2)空間武器平台。空間武器平台(亦稱天基武器平台),主要用於攻擊對方洲際彈道導彈以及其他空間係統。空間武器平台可以搭載定向能武器、動能武器、射頻武器等。
3.軍用載人航天器
(1)載人飛船。載人飛船是保證宇航員在空間軌道上生活和工作以執行航天任務並返回地麵的航天器。
載人飛船擔負的軍事使命有:作為地麵與空間站的運輸工具;試用新的軍用航天設備;用於對特定目標的偵察與監視等。
(2)空間站。空間站也稱航天站,是在固定軌道上長期運行,供宇航員長期居住和工作的大型空間平台。
在軍事上,空間站可作為空間指揮所或空間駐軍的基地;可作為其他航天器停靠的“碼頭”;可作為戰略武器的空間發射台;是理想的偵察基地,可執行戰略預警任務;因此,它將是指揮、控製和進行“天戰”的核心。
4.航天飛機
航天飛機在軍事上有巨大的應用潛力,可用於發射、維修、回收衛星;執行反衛星任務;對地麵目標實施偵察、照相和探測;作為空間武器發射平台和戰時空間預備指揮所;作為地球到宇宙空間的理想的運輸工具等。
(四)軍事航天技術對現代戰爭的影響
1.極大地增強了軍事偵察能力和軍事指揮控製能力
2.軍事空間係統改善和進一步發揮了武器裝備的作戰效能
3.建立以信息技術為基礎的數字化部隊離不開軍事航天技術
4.隨著軍事航天技術的發展,戰場將進一步向空間延伸
六、電子對抗技術
(一)基本概念
1.電子對抗的定義
電子對抗是為削弱、破壞敵方電子設備的使用效能,保護己方電子設備正常發揮效能而采取的各種措施和行動的統稱。
2.電子對抗的內容
電子對抗的內容分為電子進攻和電子防禦,通常把電子對抗偵察、電子幹擾及反輻射摧毀等電子對抗行動稱之為電子進攻,而把反偵察、反幹擾、反摧毀等行動稱之為電子防禦。
(二)電子對抗技術及其分類
1.電子對抗技術的定義
敵對雙方進行電子鬥爭所使用的電子技術設備、器材以及使用這些設備器材的方法和手段,統稱為電子對抗技術。
2.電子對抗技術的分類
電子對抗技術按作戰應用可分為:電子對抗偵察技術、電子幹擾技術、反輻射摧毀技術和電子防禦技術等。按其運用領域,也可分為雷達對抗技術、通信對抗技術和光電對抗技術等。
(三)電子對抗技術在軍事上的應用
1.無線電通信對抗
敵對雙方利用普通的無線電通信設備及專門的通信對抗設備,在無線電通信領域內進行的電磁鬥爭。
(1)無線電通信偵察。運用專門的無線電偵察設備,對敵方各種無線電通信信號進行搜索、截獲、測量、識別、記錄、分析和綜合,以獲取有關情報的一種電子偵察。
(2)無線電通信幹擾。利用無線電幹擾發射機發射幹擾信號,使敵方無線電通信接收設備不能正常工作。其基本原理是:信號疊加。