細看歐洲獨眼巨人光纖制導導彈(組圖) 2005年01月29日 12:21 《國際展望》雜誌細看歐洲獨眼巨人光纖制導導彈(組圖)

歐洲獨眼巨人光纖制導導彈發射三D圖

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細看歐洲獨眼巨人光纖制導導彈(組圖)

獨眼巨人光纖制導導彈正在進行地面發射試驗

獨眼巨人光纖制導導彈正在進行地面發射試驗

歐洲導彈集團研製的獨眼巨人光纖制導導彈及其運載平台發射想像圖

聲明：本文為《國際展望》雜誌供《艦船知識網絡版》獨家稿件。

歐洲光纖制導導彈時代來臨

　　◎ 光纖制導方式的優越性

　　從1945年有線制導導彈誕生以來，總擺脫不了“長尾巴”的印象，雖有難以干擾的優點，但金屬導線的重量、長度與信號的衰減，限制了導彈的射程，使其射程限於2000-3000米內，而且作戰對象也以反坦克為主。隨着電子技術的發展，袖珍化的紅外線或可見光波段攝象機可放到導彈裡面，通過光纖將圖像送回來，讓射手看到目標，這種方式形成一類嶄新的線導導彈家族。光纖重量輕，延伸距離可達60公里，甚至在障礙後方或視距外也可鎖定目標，由於是以圖像來選擇目標，對坦克、船艦、地面或低速空中目標均可作精確的打擊，同時沒有信號泄露，容易作到隱身，存活性高，也有絕佳的干擾“免疫力”。

　　導彈的制導方式很多。主要包括線束制導、主動尋的制導和半主動尋的制導等。再細分一下，線束制導包括導線制導和光纖制導；主動尋的制導包括激光主動尋的和雷達主動尋的制導；被動尋的制導有雷達被動尋的、紅外被動尋的、紅外成像(或電視成像)被動尋的制導等多種方式。

　　分析比較這幾種制導方式，光纖制導是目前可供潛空導彈使用的最便宜、最有效的制導方式。

　　主動激光尋的、主動雷達尋的和被動紅外尋的導彈，易受雷達誘餌和紅外誘餌的干擾和欺騙。目標可採用“關閉雷達”措施而使被動雷達尋的導彈失效。光纖制導、導線制導和紅外成像被動尋的制導不存在上述問題。導線制導的研究是從第二次世界大戰開始的。半個世紀以來，世界各國已生產了數十萬枚導線制導反坦克導彈。儘管光纖制導導彈的研究歷史只有十幾年，而且尚未正式裝備部隊使用，但其制導方式已顯示出其無與倫比的優點。

　　銅導線制導用在潛空導彈中遇到的首要問題是導線的密封和防腐蝕問題。為了達到上述目的，就必須在導線外部加上隔離層，使制導導線體積和重量很大，從而難以滿足目前對潛空導彈所提出的戰術要求。其次，導線傳輸信號的帶寬較窄，難以與現代探測設備和數據處理系統實現最佳配合，最終造成制導精度和控制指令質量下降。

　　相比之下，光纖是由石英材料製成的，有非常好的水密性和防腐性。另外，光纖還具有重量輕、體積小、強度高和抗電磁干擾等特點。光纖傳輸信號的容量也很大，在線徑和長度相同的條件下，是銅導線的5000倍。這一切，使得光纖制導系統不僅可採用最新一代的探測器和大容量數據處理機，而且也較容易滿足對潛空導彈提出的其他各項戰術指標。

　　被動尋的紅外(或電視)成像制導採用高密度凝視型紅外焦平面陣列。被動紅外成像尋的制導具有偽警率低、搜索速度快和抗干擾能力強等特點，但根據目前的技術，它與光纖制導方式相比，仍然存在以下缺點：1.對紅外焦平面探測器件的鑑別率要求要比光纖制導系統的高得多。在被動尋的紅外成像制導導彈中，其數據處理系統及各種軟件系統均裝在導彈內，由於空間和價格方面的限制, 不可能構成太複雜的系統。由此產生的不足由高密度紅外線焦平面陣列來彌補。與之相比，在光纖制導導彈中，上述系統均裝在導彈和發射平台內。由於受空間和重量限制的因素較小，因而可構成數據處理容量大和功能更多的系統。與此同時，在其導引頭中也可採用性能略低、目前又能提供使用的紅外攝像機。2.其造價要比光纖制導系統昂貴，在紅外成像制導導彈中，數據處理和軟件系統屬一次消耗的設備，而在光纖制導導彈中, 儘管數據處理及軟件結構價格昂貴，但它屬非消耗性設備。因此，從總體上看，光纖制導導彈較便宜。3.其功能低於光纖制導系統，被動紅外成像制導系統為全自動，屬於“發射後不管”式，而光纖制導除可具有上述功能外，操縱手還可實行人工干預，從而有可能提高光纖制導導彈在非常複雜情況下的殺傷概率。這種人工智能制導是光纖制導的一大優點。

　　◎ 需要突破的技術瓶頸

　　光纖導引導彈在技術上最大的挑戰是光學纖維與導引頭。雖然光學纖維已算是一項成熟的技術，但要研製並製造光纖導引導彈還必須解決幾個問題：1.纖維強度：雖然在理論上，光學纖維的強度可允許導彈飛行速度超過1馬赫，但纖維製造過程中的瑕疵卻會限制纖維的強度。以往纖維都是使用在電話工業上，而電話工業所用的電纜始終理在地下，纖維的製造瑕疵基本不會造成問題。而應用於光纖導引導彈上的纖維，必須是毫無瑕疵，能通過24600公斤/平方厘米的強度測驗。正因如此，纖維的製造過程必須有所突破。2. 纖維長度：早期光纖導引導彈曾被步兵用來作3-5公里瞄準範圍內反坦克攻擊，當150公里低功率電話通信的成功引起各國軍方擴展光纖導彈射程的興趣。數公里長度的光學纖維在製造難度上已經算不上很大，但將纖維長度延伸到數十公里，則又得另當別論了。無論製造過程中多麼謹慎，小瑕疵仍是無法避免的。但測試的成敗，卻深受此類小瑕疵左右，在這樣的情況下，高強度接合技術遂應運而生。3.接合：電話工業用的纖維接合技術很普通，強度要求也不高，電纜因接合而鼓起的情形都可接受。但導彈的纖維接合技術要求接合後的纖維不能有突起，並能通過24600公斤/平方厘米的強度測驗。4.纏繞：光學纖維要能快速且有效地纏繞數公里長確是一項深具挑戰的技術。必須藉助自動化專門機器。通常，它能以適當的鬆緊度將光學纖維纏繞於直徑0.03厘米的線圈，且作恰當的巢狀重疊。 5.纖維類型：電話工業已發展出單式纖維與複式纖維。單式纖維的優良傳送效率早為大眾所熟知。一般而言，這兩種纖維不同處在於：單式纖維雖然價格高、接頭需成直線，但是性能較好。因此，近程導彈應採用複式纖維，而遠程導彈應採用單式纖維。6.數據鏈：光學信號密碼的製造與還原，會因纖維長度的差異而有所不同。7.放線：為使導彈能快速飛行，且光纖不致折斷，光纖必須穩定地依捲軸方向釋放，捲筒才可與導彈保持穩定的關係。

　　◎ 玻璃光纖傳奇與獨眼巨人計劃的產生

　　20世紀90年代後，由德國DASA等公司研製的獨眼巨人、以色列拉菲爾公司研製的道釘等導彈，為光纖制導導彈(FOGM)的代表作。使FOGM發揮神奇功能的關鍵在於光纖的使用。與傳統的金屬導線相比，光纖具有直徑小、質量輕、價格低廉、頻寬高、信號衰減小等優勢。在這樣的傳輸特性下，光纖可以做到在一個方向傳送圖像的同時，在另一個方向傳送指令。美國早在1970年即以光纖替代金屬導線進行FOGM與視距外作戰的概念展示。隨着光纖技術的成熟與圖像感測器的發展，使FOGM的概念更具有現實性，讓射手的視野延伸，不論白天、夜晚或氣候如何，均可全天候提供導彈的末端圖像。

　　獨眼巨人的研究可追溯到20世紀80年代初。在1982-1984年間，當時的西德 MBB公司利用改型的Mamba導彈進行了光纖制導的初步原理試驗，其目的是驗證光纖繞線軸、光纖傳輸圖象和控制指令的可行性情況。試驗距離為0.9- 2.5公里。1984年，兩家公司聯合提出獨眼巨人光纖制導導彈發展計劃。根據這項計劃，在1984-1986年間，又利用法國生產的SS-11(或SS -12M)線導反坦克導彈做進一步改裝試驗，驗證在幾公里長的光纖中雙向通信的可行性，試驗彈上裝有由陀螺穩定的晝夜電視攝像機。

　　在1987年12月-1989年間又進行多次實際尺寸導彈的發射和飛行試驗。試驗目的是驗證光纖制導用於潛空導彈和反裝甲導彈的有關情況, 主要包括光纖放線速度、雙向信息傳輸的能力和質量、傳輸距離以及人工制導的能力等。試驗距離多為6.5公里，最大達7公里。在測試時，導彈彈頭裝有電視攝象機，以150米的高度，150米/秒的速度飛行。各項資料顯示，當射程達60公里時，視頻信號仍維持相同的性能。最終目標是將制導距離提高到60公里，甚至100公里，速度提高到350米/秒以上。自1989年開始，由德、法兩國政府提供經費，估計總研製經費約為1.75億美元。1992年意大利阿萊尼亞公司也加入進來。

　　獨眼巨人導彈計劃有潛空型和反裝甲型兩種。獨眼巨人潛空型和反裝甲型有許多異同。二者的彈徑、射程和飛行速度相同，而彈長、導彈重量和戰鬥部重量有所不同。據估計，制導用的光纖也不盡相同。潛空型光纖除了具有和反裝甲光纖相同的性能要求外，在水密和強度方面可能會有更特殊的要求。二者在發射方法上也不同，反裝甲型採用垂直發射，而潛空型則採用斜向發射。

　　獨眼巨人的作戰對象為反潛巡邏飛機和直升機。其主要戰術技術指標如下：彈長1.85 米，彈徑165毫米，導彈系統總重105公斤(其中運載器重62公斤，導彈重43公斤)作戰距離10公里，飛行速度150米/秒(搜索時)和250米/秒 (攻擊時)，最大過載15G，發射深度為潛艇潛望深度到水下300米，制導方式為光纖制導加紅外熱成像或毫米波雷達導引頭，戰鬥部為3公斤高能炸藥。，推進系統採用固體火箭發動機(試驗型)或渦輪噴氣發動機(生產型)。3公斤高能炸藥戰鬥部。

　　◎ 導彈及其導引頭

　　獨眼巨人的導彈設計在很大程度上借鑑了線導反坦克導彈，特別是米蘭和霍特導彈的外形和結構。導彈採用圓柱形彈體，中部有4個十字型配置的用於控制方向的鴨式彈翼，尾部也有同樣4個十字形配置的穩定翼，彈翼均可摺疊，導彈頭部裝有紅外或電視攝像機，光纖線軸裝在尾部並由此放出。

　　導彈的推進系統在試驗彈上採用固體火箭發動機。據估計其生產型可能採用西德航空技術公司的渦輪噴氣發動機或法國微型渦輪發動機公司的發動機。為防止損傷光纖，發動機尾部噴管是在彈體側面伸出的。

　　戰鬥部裝有3公斤重的高能炸藥，備有獨發和近炸兩種引信。制導系統分彈上和艇上兩部分，二者由光纖互傳視頻信息、各種測量數據和指令信號。在試驗彈中，導引頭採用電視攝像機。但最新資料表明，在正式產品中可能採用紅外線熱成像探測器或者毫米波探測器。後面兩種探測器有更好的晝夜和全天候工作能力。

　　儘管導引頭對於武器系統的效率與物質，有着一定的影響，但原則上，導引頭的選擇對於光纖制導導彈基本不構成太大問題。凡是可以產生視像或訊號的東西，都可作為光纖導彈的尋標器。光學纖維寬波帶能力使它能與不同的感測器——普通電視、電荷耦合(CCD)攝影機、紅外線、雷達、毫米波等同時使用。

　　一個可以提供清晰視像，且能讓發射者辨識目標、追蹤目標、導引導彈撞擊目標的導引頭，當然是光纖導引導彈的必備之物。幸運的是，焦面陣列技術正快速進步，且其技術風險很低。使用近百個感測器作焦面陣列的技術，將使光纖導引導彈如虎添翼。雖然，焦面陣列被動紅外傳感器既可用於白天，也可用於夜間作戰，但其性能會受濃煙、濃霧、高濃度、熱度等因素影響而降低。可以想象的是，焦面陣列終將被毫米波雷達所取代，因為，毫米波雷達能穿透煙、霧、大雨，適用於各種天候作戰。