引战系统智能化发展构想

刘华宁

江南机电设计研究所

摘 要：针对未来战争中防空导弹对付目标种类繁多、目标特性差异大、弹目交会条件复杂、相对速度变化范围宽，防空导弹引战系统在各种交会条件下对多类型目标的引战配合效率降低、高效毁伤难度大的问题，开展防空导弹引战系统新技术途径研究，探索引战系统初级智能化设计的发展方向，为引战系统新技术提供参考。

关键字：智能化；引战系统；发展构想

1 引言

未来防空作战面临以五代机为核心的空袭态势，新一代作战飞机具有巡航速度高、低可探测、低易损的显著特征；面临以制导炸弹、空地导弹为代表的精确打击作战手段，精确制导炸弹具有攻击角度大、壳体厚度大等特点；面临以巡航导弹为代表的突防打击作战手段，巡航导弹具有防区外打击、低空/超低空突防等特点；面临以弹道导弹为代表的远程打击作战手段，弹道导弹具有突防速度高、高机动可变轨、低易损等特征。针对未来防空反导作战需求，开展新技术在防空反导领域的创新应用，通过开展引信、毁伤、引战配合等新的技术途径研究，为防空反导导弹向高效率、智能化方向发展提供技术支撑。

根据现实威胁和未来可见新的战争形态所带来的威胁来看，防空导弹的引战系统需要具备以下几个方面的能力：

1. 具有对宽速域目标的适应能力

2. 具有对强防护目标的高效毁伤能力

3. 具有对低空/超低空目标的高效拦截能力

2 发展构想

对于新一代引战系统，将重点突破战斗部智能起爆控制技术，满足高效毁伤和高效引战配合所需破片飞散场、速度场需求；利用复合引信、相控阵引信等技术，实现引信探测波束复合设计、自适应调整，进而为高精度配合创造条件；基于制导信息、引信探测信息的综合利用，初步实现初级智能引战配合，以提升引战系统整体毁伤效能。

2.1 战斗部技术

从目标特性来看，低可燃、自修复油箱通过零散的破片击穿难以造成致命毁伤，因此，战斗部设计时需具备局部高密度穿透能力，以增大对油箱结构的扩孔效应、翻边效应，延缓甚至破坏其自修复能力，进而提高对油箱的引燃、引爆能力。其次，可通过提高毁伤后效的方法，利用高聚焦、线列式技术并结合含能破片技术，实现对油箱穿透后在燃油内部发生爆炸或燃烧，进而提高引燃、引爆油箱的能力。

从毁伤角度出发，未来战斗部将呈现大小破片并存、部分采用含能破片、宽飞散与局部高聚焦并存，主要涉及的技术包括大小破片混合设计技术、含能破片技术，而在飞散区的控制上则可进行一定的“智能化”设计，重点突破智能起爆网络技术，通过灵活配置战斗部内部起爆点并利用外部支持信息实现起爆方式的灵活选择，当对付高速目标时可采用前端起爆，使战斗部破片后倾提高拦截概率；当对付低速大尺寸目标时可采用中心起爆方式，形成大飞散角，实现对大飞机的宽域毁伤；针对低速的导弹目标、隐身目标可采用两端同时起爆方式，实现破片较小飞散角内分布密度增加，提高对目标的结构毁伤能力。通过起爆方式的智能化设计，可大幅提升战斗部对多类型目标的高效毁伤能力同时满足引战配合需求。

2.2 引信技术

为满足在各种交会姿态下对不同相对速度目标的可靠探测，保证高效引战配合效果，无线电引信引爆战斗部的过程与目标的运动紧密相连，相互影响^[1-2]。当前最具发展潜力的是基于相控阵导引头引信一体化设计的可变波束赋形引信技术^[3]。防空导弹在拦截高速目标时，要求引信天线具有前向探测功能，并具有足够的探测距离，传统固定倾角引信探测距离和引信波束倾角不变，在既反高速目标又拦截低速目标时，引战配合效率相对较低。基于相控阵导引头引信一体化设计技术，利用相控阵波束赋形算法，实现引信自适应波束赋形，控制引信的启动区。引信工作状态下，采用波束赋形技术可临机赋形天线波束，波束倾角能满足针对不同类型来袭目标的多样化引战配合需要，当需要对付超声速巡航导弹、空地导弹、TBM和临近空间等高速目标时，可采用赋形成前向实心波束，提前探测目标，从而为引战配合设计提供足够的延时设计空间；当对付亚声速巡航导弹、飞机类等低速目标时，可以赋形成前向空心锥状波束，满足引战配合需求。此外，同时多波束还能进行目标脱靶方位识别，支持定向战斗部的定向起爆，提高对目标的毁伤能力。

此外，为了高效拦截低空/超低空突防目标，提高无线电引信抗地、海杂波的干扰能力，主要采用距离波门压缩技术使地、海杂波截止于引信距离波门之外^[4]。而采用频谱分析和频谱识别技术(简称“频率识别”技术)是解决引信超低空问题的另一重要途径。“频率识别”技术的基本出发点是在超低空不降低引信作用距离，允许杂波进入引信接收波门，靠“频率识别”来分辨目标回波与杂波。

2.3 引战配合技术

引战配合的设计总是随着引战系统硬件水平的提升及武器系统和导弹能够获取的信息量的提升而改进，战斗部破片飞散场和速度场可控、引信前向和侧向组合探测以及导引头能够提供相应的信息支撑，使得引战配合方法不断改进，引战配合精度不断提升。

第一、二代防空导弹系统，受技术水平的制约，提供引战配合使用的信息很少，引信的距离分辨率低、武器系统测量相对速度精度低，采用查延时表方式，在速度档和距离档划分上不够精细，因此，仅适用于拦截大尺寸的飞机目标；随着指令制导技术发展，引信的距离分辨率、武器系统测量相对速度精度均所有提升，因此，引战配合采用查延时表方式，在速度档和距离档划分上精细化，具备了拦截飞机类目标以外的部分低速导弹目标；第三代防空导弹系统，技术水平有了较大提升，普遍采用了半主动/主动导引头，指令与半主动复合制导，导引头、引信和制导站均能够提供引战配合设计所需信息，用于解算相对速度、失调角、目标方位等，进而实现了自适应的引战配合。受到引信波束倾角固定、战斗部飞散场和速度场单一等约束，对速度更高、类型更广、低易损的空袭目标快速发展趋势，引战系统能力的不足已逐步显现。

当前，通过战斗部改进设计实现多种飞散场和速度场可控，通过引信改进实现对各种速度目标的有效探测，引战配合通过充分利用武器系统提供的目标类型、相对速度信息，临机选择引信工作模式和战斗部起爆模式，通过软件参数设定不同模式下的战斗部和引信参数，利用导引头信息、引信实时测量信息实现自适应引战配合，并保留查延时表引战配合方式，在导引头无法提供引战配合信息时使用。

3 结论

为实现对多类型目标的高效拦截需求，可通过以下技术途径：

1. 综合利用聚焦飞散复合、含能与惰性破片复合、智能起爆控制等先进技术，优化设计战斗部的破片飞散场和速度场，实现战斗部质量、能量的最优分配，进而提升综合毁伤能力；

2. 通过双波束引信复合探测技术、相控阵天线引信波束赋形技术，实现对多类型、宽速域目标的高效探测，并将接收波门自适应调整和频谱分析频率识别技术融合应用，提升低空探测性能；

3. 通过充分利用地面制导信息、导引头信息、惯导系统和引信本身提供的导弹与目标信息来提高引战配合效率是新一代防空导弹引战配合的主要发展方向。

参考文献

1. 张志鸿. 防空导弹引信技术的发展[J]. 现代防御技术,2001,(4).

2. 张志鸿. 防空导弹近炸引信技术发展趋势[J]. 制导与引信,1999,(4).

3. 简金蕾,李静,任宏斌,郭颖睿. 基于相控阵天线的引信与导引头一体化设计[J]. 飞航导弹,2011,(1).

4. 刘跃龙,张艳. 超低空引信技术综述[J]. 制导与引信,2010,(4).