淺談光纖制導(dǎo)系統(tǒng)

光纖制導(dǎo)技術(shù)是用光纖來取代金屬線制導(dǎo)武器的新技術(shù)，它將成為推動有線制導(dǎo)武器進(jìn)一步發(fā)展的唯一技術(shù)，還可用于未來的外層空間衛(wèi)星武器的有線制導(dǎo)。光纖制導(dǎo)武器被稱為“智能兵器”，最重要的是由于它采用了光纖線路、光纖傳感器和小型光纖紅外尋的器，這使得它的信息數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量得到很大改善，因其性能格外優(yōu)良，以至達(dá)到“智能”水平，從而獲得了“第一代智能武器”的美譽(yù)。

1.光纖制導(dǎo)系統(tǒng)基本組成與工作原理

光纖制導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)圖像的不同，目前的光纖制導(dǎo)武器有兩種類型:一類是白天使用的晝光型，采用光纖電視制導(dǎo)系統(tǒng);另一類是全天候使用的晝夜型，采用紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)。光纖制導(dǎo)系統(tǒng)由圖像導(dǎo)引頭和光纖雙向信息傳輸系統(tǒng)組成。光纖雙向傳輸系統(tǒng)由彈上光電端機(jī)、彈上波分復(fù)用器、光纜線管、地面波分復(fù)用器、地面光電端機(jī)組成。

光纖制導(dǎo)的基本原理，光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈，它是一種非直視武器，可以從一個(gè)隱蔽的位置發(fā)射，先垂直飛行到200米左右的高度，然后點(diǎn)火轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)入巡航飛行，導(dǎo)彈即按控制臺發(fā)出的指令飛向目標(biāo)區(qū)上空，裝在彈體末端線軸上的光纜隨之放出。導(dǎo)彈頭部的電視或紅外成像導(dǎo)引頭再光纖傳來的指令信號控制下搜索目標(biāo)，將所看到的圖像和收集到的各種信息數(shù)據(jù)通過連接于導(dǎo)彈于地面控制裝置之間的雙向光纖指令系統(tǒng)反饋到地面控制臺，經(jīng)信息處理后顯示在控制臺屏幕上。射手根據(jù)收到的圖像信息分析戰(zhàn)場情況，并通過同一根光纜向?qū)棸l(fā)出控制指令，遙控導(dǎo)彈飛行，并按一定的制導(dǎo)控制導(dǎo)彈向目標(biāo)方向飛行，直至命中目標(biāo)。

2.光纖制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)

光纖制導(dǎo)的關(guān)鍵技術(shù)包括制導(dǎo)光纜強(qiáng)度與細(xì)徑化，光纜拼接、纏繞與高速釋放，光纖雙向信息傳輸以及導(dǎo)引頭等。

(1)制導(dǎo)光纜強(qiáng)度與細(xì)徑化

制導(dǎo)光纜釋放機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)彈尾部，光纜的長度一般略大于導(dǎo)彈的最遠(yuǎn)射程(最遠(yuǎn)為60公里)。制導(dǎo)光纜有別于普通的通信光纜，必須滿足制導(dǎo)應(yīng)用的特定要求，屬于特種光纖。這些特定的要求主要包括：強(qiáng)度高、光學(xué)傳輸性能穩(wěn)定、光纜直徑細(xì)。制導(dǎo)用光纖一般是在普通或特種光纖的基礎(chǔ)上經(jīng)過加強(qiáng)、被覆后制成的，要求強(qiáng)度篩選張力為1.38 MPa。另外，為了增加射程，需要考慮制導(dǎo)光纜的細(xì)徑化問題。光纜直徑變細(xì)可使同樣結(jié)構(gòu)導(dǎo)彈的射程增加一倍。根據(jù)不同用途直徑在0.3-1 mm。

(2)光纖拼接、纏繞與高速釋放

為了增加導(dǎo)彈的射程，制導(dǎo)光纜拼接是不可避免，對制導(dǎo)光纜拼接的要求是拼接處的光纜直徑要與原直徑相同，同時(shí)還具有很強(qiáng)的抗拉力。拼接要求制導(dǎo)光纜既具有最低損耗，又不能損失強(qiáng)度，擴(kuò)延到幾十千米至上百千米以上長度而無疵痕，這是相當(dāng)困難的。光纜的繞放機(jī)理和繞放機(jī)構(gòu)對導(dǎo)彈順利發(fā)射并滿足飛行速度要求至關(guān)重要。在導(dǎo)彈飛行過程中，為了保證光纜不斷線和可靠的信號傳輸，光纜的繞線技術(shù)十分重要。

高速釋放技術(shù)與線軸設(shè)計(jì)及光纜纏繞技術(shù)密切相關(guān)，這兩項(xiàng)技術(shù)是高速釋放的基礎(chǔ)，但是通過放線試驗(yàn)也可以為線軸設(shè)計(jì)、光纜纏繞和光纖技術(shù)提供改進(jìn)的依據(jù)。高速釋放技術(shù)包括地面模擬放線、飛行放線實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的測試技術(shù)。

(3)光纖雙向信息傳輸

光纖雙向信息傳輸系統(tǒng)是光纖制導(dǎo)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是由單根制導(dǎo)光纜構(gòu)成的雙向全雙工傳輸系統(tǒng)。作用是進(jìn)行彈上與地面制導(dǎo)站到導(dǎo)彈的信道叫上行線。實(shí)現(xiàn)光纜雙向傳輸系統(tǒng)有模擬傳輸和數(shù)字傳輸兩種方案。下行線傳輸由彈上攝像機(jī)攝取的目標(biāo)背景的圖像信號到地面控制站后，地面控制站的圖像處理單元通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算產(chǎn)生控制指令，控制指令由上行線傳輸?shù)綇椛?，控制?dǎo)彈飛行并引導(dǎo)至目標(biāo)處。

結(jié)語：光纖技術(shù)具有傳輸容量大、抗干擾能力強(qiáng)、制導(dǎo)精度高、隱藏性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，日益受到各國政府和軍方的重視。光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈具有一系列的優(yōu)點(diǎn)并已初步裝備部隊(duì)使用，但總體來講仍處于發(fā)展階段，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈也必將得到進(jìn)一步的發(fā)展與完善。

審核編輯：湯梓紅