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国外国防科技文献资料快报

2011年世界兵器工业发展回顾——光电信息装备

2013-01-14

    2011年,激光武器和光电感知装备的发展最为引人关注。激光武器领域,美国多项激光武器项目取得了重大进展,高能激光技术演示器(HEL TD)和高能液体激光区域防御系统(HELLADS)均已完成系统集成,进入了试验阶段,而用于C-RAM、路边炸弹清除和反海盗等非正面战场的激光武器也纷纷涌现,有可能近期部署使用;光电感知领域,低成本、低功耗热像仪成为各国研究重点;美军高度重视直升机的生存力能力,开始研发下一代通用红外对抗系统,并着力解决直升机的降落安全问题;美国陆军通过大规模网络综合评价试验大量引入已经成熟的商用现有技术,并通过增加测试和采购频率、降低购买数量的方式提高陆军战术网络的性能和灵活性;美国陆军加快智能电话的研发与应用,大幅提升士兵的通信和态势感知能力;美国国防部调整了已开展10年的联合战术无线电系统项目,采用一种更经济的方式获得军方所需的技术,以降低研发和采办成本。

1  低成本、低功耗红外探测器成为热成像装备发展重点

    热像仪的小型化已有了长足进步,但是体积、功耗和成本方面的性能仍不理想,无法像微光夜视仪一样配备每一位士兵。为此,各国纷纷将低成本、低功耗的红外探测器列为开发重点。

    1月,美国国防高级研究计划局启动了低成本热红外探测器制造计划(LCTI-M),开发能够安装在移动电话中的低成本、低功耗的小型常温热红外探测器,使士兵具有在恶劣环境下探测威胁的能力。这种新型探测器将采用微测辐射热计技术,工作在8~12微米波段,具有灵敏度高、成本低、外形紧凑的特点,可利用芯片级制造工艺集成到单兵便携装备中。

    2月,英国推出了小型夹持式热像仪(SCOTI),这种低成本、低功耗红外模块能够与微光夜视镜一起组合成融合夜视系统,小型夹持式热像仪重量仅为30克,尺寸为4厘米×4厘米,工作频率为50赫兹,功耗不到0.6瓦,仅为其他同类产品的的2/3,利用一节AA电池可持续工作4.5h,其核心是Thermoteknix公司的MicroCAM非制冷非晶硅红外探测器,其分辨率为384×288,工作波段为8~12微米。由于采用了XTi无快门技术,这种探测器不存在干扰成像和非均匀矫正的问题,因此可保证热成像稳定进行,不会对成像质量造成影响。9月,Thermoteknix公司还在英国防务展上展出了基于小型夹持式热像仪的ClipIR融合夜视模块。此外,瑞士也推出了类似的产品,即小型热捕获夹持式系统(TACS-M)。

2  激光武器进展顺利,或早于预期装备使用

    1月,美国海军的自由电子激光器完成了关键设备电子注入器的演示;4月,诺斯罗普•格鲁曼公司对美国国防高级研究计划局联合高功率固体激光武器计划中的海上激光演示器(MLD)进行了海上演示,摧毁了一艘小型船只的发动机。6月,陆军的高能激光技术演示器完成了系统集成,准备进行试验。7月,美国国防高级研究计划局高能液体激光区域防御系统项目完成了实验室阶段的试验,顺利进入第四阶段。通用原子能公司获得了本阶段研究合同,将开发输出功率为150千瓦的激光器样机,并将其集成到高能液体激光区域防御系统中运往白沙靶场进行试验。尽管如此,美国目前仍然没有可以投入实战的激光武器,并且有几个激光武器项目遭受了重大挫折,如空军的机载激光武器(ABL)项目由于体积和能耗的问题被转为技术演示项目,此前曾被广泛看好的自由电子激光器项目也由于风险过高而被建议削减经费,预计这些大型激光武器项目近一两年内进入部署的可能性不大。

    近几年来各国对反海盗、反无人机、C-RAM、路边炸弹清除的需求日益强烈,为此各大军火商启动了一些新的激光武器项目。1月,BAE系统公司将掺钕钇铝石榴石高能激光器安装在舰船上,研究使用非致命激光武器打击海盗的效果;8月,BAE系统公司与波音公司合作将一种10千瓦的固体激光器与Mk38 Mod 2型舰载25毫米自动炮组合在一起,推出一种杀伤效果可控的定向能/动能一体化武器系统,并进行了效能演示;9月,MBDA(德国)公司开发并成功试验了激光C-RAM系统,其功率为10千瓦,射程可达2千米。上述应用领域对激光武器的射程、功率等性能要求较低,而目前的固体激光器和光纤激光器技术已经日臻成熟,预计很快将在这些领域获得应用。

3  美国陆军通过大规模试验推动陆军战术网络的发展

    美国陆军于6~7月和10~12月进行了2次大规模网络综合评价试验,并计划2012年再进行两次此类试验。网络综合评价试验由美国陆军旅现代化司令部、陆军试验与评价司令部和综合项目执行办公室组织管理,参试部队为陆军第1装甲师第2旅,共计3800人,测试项目包括联合战术无线电系统地面移动无线电台、小型手持便携式无线电台、战术作战人员信息网“增量”2等军方备案项目和60多项最新商用现有的网络技术。

    网络综合评价试验是美国陆军迄今为止进行的最大规模的网络试验,目的是让陆军士兵在逼真的战场环境下实际操作网络设备,检验以联合战术无线电系统为代表的最新网络装备在实战条件下的适用性和“多系统之系统”的互操作性。试验结果有助于判断陆军战术网络技术是否已经发展成熟,能否批量生产走向战场。网络综合评价改进了传统的作战试验模式,摒弃了成功/失败的判断标准,将网络技术试验、系统集成、作战人员训练和指挥官的学习结合起来,开辟了一种全新的试验模式,为今后陆军武器装备的作战试验提供了可借鉴模板。另一方面,网络综合评价建立起综合作战网络的评价标准,实现了对复杂战术网络和最新网络技术的评价,在一定程度上确立了美国陆军未来战术网络技战术指标和试验评价的基准。网络综合评价验证了陆军战术网络系统及战场软件的运行模式,确定战术网络的易损性,发现了诸如地面移动无线电台过热等可靠性问题,收集了大量士兵反馈,这些成果将直接促进美国陆军关键网络系统的开发、采办和装备,通过采用成熟技术、缩短研制时间、规划潜力增长、集成能力增量,打造一支环境自适应、能力可扩展的网络化陆军。网络综合评价采取了不同于传统作战试验的全新模式,成为陆军网络发展策略的关键赋能器,将从根本上改变美国陆军网络技术的采办流程。

4  美军加快智能电话的研发与应用,提高陆军的信息化水平

    2011年,美军进一步加快了智能电话的研发与应用,决定将“奈特勇士”系统中的导航、通信和蓝军跟踪设备整合为一个运行Android系统的类似智能电话的设备,而目前正在开发的下一代21世纪部队旅及旅以下作战指挥系统——联合作战指挥平台,本质上也是一个运行Android操作系统的智能电话。此外,在2011年的网络综合评价试验中,美军对300多台Android、iPhone和Windows Phone智能电话进行了测试,在实战条件下验证了智能电话与综合信息系统和最新网络技术之间良好的互操作性,确定了智能电话的统一标准和未来发展策略,肯定了智能电话将比军用无线电台拥有更广的应用范围。

5  美军调整联合战术无线电系统项目以降低研发和采办成本

    美国陆军2011年调整了联合战术无线电系统未来的发展和采办策略,并根据商用现有技术制定了更切合实际的解决方案,以节省经费开支,从2012年开始采用开放式竞标方式,制定了“非开发项目”计划,利用成熟技术为作战部队提供关键的通信性能。对联合战术无线电系统的主要调整措施包括:小型便携手持无线电台和“步兵”无线电台仍按照原定计划执行;机载海上和固定站无线电台维持当前发展现状,未来是否发展仍未确定,但仍执行采办计划;终止了地面移动无线电台的研发和后期采办计划。美国陆军向工业界强调了其无线电台的统一发展标准:不拘泥于无线电台的种类和样式,只要能运行宽带网络波形和士兵无线电波形,就符合美军的需求。该标准可带动工业界根据自己的兴趣和特长从事无线电台的开发。

6  美国重视直升机生存性能

    随着美军在伊拉克和阿富汗作战任务的继续进行,直升机的战场生存能力受到军方的高度重视。

    3月,美国陆军正式启动了通用红外对抗(CIRCM)项目。项目招标书对系统可靠性提出了较高要求,同时要求系统重量不得超过39千克。按照进度安排,陆军将于2012年1月公布通用红外对抗项目的竞标结果,届时将有两家竞标商入围,进行为期21个月的试验,陆军将根据试验结果选出最终合同商,通用红外对抗系统将于2017年进入部署。共有5个竞标团队参与了竞争,分别是诺斯罗普•格鲁曼公司团队、ITT公司团队、雷声公司团队、洛克希德•马丁公司团队和BAE系统公司。目前,各团队均已公布竞标方案,这些大多采用模块化开放式系统结构,便于进行技术升级,并且大量使用了商用现有组件以提高系统可靠性。其中,ITT公司和诺斯罗普•格鲁曼公司均采用光纤耦合方案来传输激光能量,且都选用了日光防务公司的量子级联激光器作为干扰源。这种激光器具有外形紧凑、兼容性好的特点,能够较好的满足美军对尺寸、重量和可靠性的要求。雷声公司的竞标方案具有重量轻、体积小的特点,除装备直升机外还可以安装在无人机上。

    为了解决扬沙引起的飞行员视线受阻问题,美国政府委托BAE系统公司开发视线受阻辅助着陆系统(BLAST),利用毫米波雷达传感器和座舱显示器提高飞行员的态势感知。视线受阻辅助着陆系统的毫米波雷达传感器来源于MBDA公司“硫磺石”空对地导弹的导引头,工作波段为94吉赫兹,安装在直升机鼻锥位置,可生成周围地貌和障碍物的图像并进行显示。系统重量为13.6~15.9千克,可装备于AH-6等小型直升机,以及CH-47、CH-53和V-22等旋翼运输机外。4月,BAE系统公司在尤马靶场对视线受阻辅助着陆系统进行了试验,取得了较好的效果。 (北方科技信息研究所 李小磊  于洋)
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