2012年6月29日星期五

反坦克导弹


随着坦克装甲防护技术的提高及主动防护装甲的出现,采用空心装药战斗部的反坦克导弹的攻击效能受到了限制。
为了能够有效打击装备有这些装甲的坦克,我国最新一代反坦克导弹应运而生,它就是引人注目的“红箭”-9型反坦克导弹武器系统,其研制成功说明我国已经能够独立自主研发具有国际领先水平的武器系统。
“红箭”-9型反坦克导弹武器系统主要用于攻击100~5000米距离内的敌坦克和其他装甲目标,必要时也可以用来攻击敌钢筋水泥工事和火力点。其作战任务是为军、师级部队提供反坦克作战的骨干火力;与其他反坦克兵器相配合,有效抗击敌装甲目标。
研制背景
到目前为止,反坦克导弹按照制导方式可分为四代产品。
早期的第一代产品以目视瞄准、手控制导、导线传输指令为主要特点,例如苏联的AT-1“甲鱼”和AT-3“萨格尔”、法国的SS-10、中国的“红箭”-73等。

第二代产品以光学跟踪、导线传输指令、半自动指令瞄准线制导为主要特点,例如美国的“陶”、瑞典的“比尔”、中国的“红箭”-8、俄罗斯的AT-4“塞子”等。另外,在第二代反坦克导弹中已经有了轻型和重型之分。轻型导弹的射程约为2000米,主要是单兵和步兵小组使用;重型导弹的射程约为4000米,主要是车载和机载型。
第三代产品以“发射后不管”为主要特点,采用红外成像、激光半主动指令、主动和被动毫米波等制导技术,可以在发射前或发射后锁定目标,例如美国的“标枪”、俄罗斯的“短号”等。
第四代产品的制导技术特征是采用复合制导和多目标打击能力。

我国实行以防御为主的战略,而研制能摧毁各类先进坦克的反坦克武器是防御的重要手段之一。为此,我国决定利用自己的科研力量和先进技术研制具有三代先进水平的激光指令制导的大威力反坦克武器系统。
“红箭”-9型反坦克导弹从20世纪80年代中期开始论证,并进行大量的技术储备,1988年开始立项研制,1999年正式公开露面,从立项到完成全武器系统的研制,历时10多年。在1999年的50周年国庆大阅兵上,“红箭”-9型轮式重型反坦克导弹系统隆重出场。而在近些年举行的一些国际防务展上,“红箭”-9也频频亮相,成为展会上一颗耀眼的新星,备受世人瞩目。
与“红箭”-8的比较
“红箭”-8是我国自行研制的二代反坦克制导武器系统。该型导弹于1987年开始装备部队,采用单兵三角架发射装置和四联装车载发射系统。早期的“红箭”-8导弹的最大射程为3000米,而最新型的射程为3500米和4000米。其中一个型号的导弹采用了串联式反坦克战斗部。

相比“红箭”-8,“红箭”-9进行了多项技术改进。首先是“断尾”。“红箭”-8为旋转弹,弹尾有矢量控制舵,每旋转一周就要控制一下,其弊端是无法加装导引头,因为导弹旋转时导引头图像处理器处理图像相当困难;而“红箭”-9则采用了激光指令制导,为倾斜稳定的不旋转弹,可为它加装导引头,从而去掉了长期困扰“红箭”-8的指令传输线(导线严重影响了导弹的飞行速度)。
其次是弹径加大,弹体加长,并配备了两台发动机(一个起飞发动机和一个续航发动机),从而使得射程由“红箭”-8的 3000~4000米提高到了5000米以上,静破甲厚度达到1100毫米以上。
第三是制导方式上的改进,即由“红箭”-8的有线传输指令制导改为激光指令制导。此外,“红箭”-9的测角仪由“红箭”-8的红外测角仪改为电视测角仪,加装了夜瞄装置和自动装填设备等。

系统构成
“红箭”-9的武器系统由筒装导弹、武器站、底盘车、检测维修设备和模拟训练器等组成。车载反坦克导弹系统可伴随机械化部队一起行动,随时打击出现的坦克等装甲目标。
筒装导弹 筒装导弹的功能足攻击敌方坦克和装甲车辆,由引信、战斗部、弹上计算机、解码器、激光接收机、陀螺、舵机、发射和续航发动机、弹翼机构、发射筒机电保险器等组成。为便于运输和使用,将导弹发射筒设计成具有发射和包装两项功能。导弹装在发射筒内,并装有密封、机电保险和防护机构,构成筒装导弹。
该导弹采用光学瞄准、筒式发射、电视测角、激光指令传输、三点法导引。导弹发射后,射手操纵跟踪装置将光学或红外热成像瞄准镜的十字线对准目标,制导设备可自动测量导弹相对瞄准线偏差角,形成激光修正指令,传输到导弹上,控制导弹沿瞄准线飞行并命中目标。导弹前部是两级串联空心装药破甲战斗部,其前级用于破坏装甲目标上的爆炸反应装甲,后级用于击毁坦克目标。

武器站 武器站由车载观瞄控制设备(包括:潜望式光学瞄准镜、热像瞄准具、电视测角装置、制导电子箱、激光发射机、车长观察镜)和车载发射设备(包括:跟踪装置、随动装置、发控装置、升降装填装置、发射装置、液压装置)组成。其主要功能是搜索、瞄准、跟踪目标,装填发射导弹,控制导弹飞行。
底盘车 该车底盘与WZ550型轮式装甲车相同,为4×4全轮驱动。其战斗全重大约为13吨,车长约6米,车宽约3米,武器火线高约3.5米。发射车动力装置的最大功率为235千瓦,最大公路速度可达95公里/小时,最大行程为600~800公里;并具有水上行驶能力,浮渡速度为4.5公里/小时。

车长和驾驶员均在车体的前部。发射制导装置为升降式,位于发射车的顶部。发射时,由车内升起到发射位置,行军时下降到舱内。发射装置左、右两侧各挂一具定向架,每具定向架装2发筒装导弹,共有4发待发导弹。车内两侧装填装置上各装两具定向架,共存8发备用筒装导弹。射击后,可实施自动抛筒和再装填。
该发射车装有大功率风冷、增压中冷柴油发动机,采用带同步器的多档机械变速箱、双管路气压制动系统、双横臂独立悬挂、非承载式驱动桥、轮间及轴间均装有可强制锁止的差速锁、整体式液压助力转向器、轮胎中央充放气系统和防弹轮胎等,可根据路面情况调节防弹轮胎气压,轮胎被枪弹击中后,尚能安全行驶100公里以上的距离。因此,该车具有较好的机动性和防护性能,不仅可以适应公路、山地、戈壁、高原等各种复杂路面的越野机动,而且具有涉水和浮渡性能,在松软、泥泞路面也可正常行驶,乘坐舒适、密封可靠。

车内配套设备包括:微光驾驶仪、车长显示器、通讯设备、三防装置、自动灭火装置、烟幕弹发射装置和辅助武器等。
检测维修设备 检测维修设备集装在方舱中,以便于在战场环境使用和运输。其功能为快速检测和维修武器站。采用先进的计算机硬件及智能化软件平台,多层窗口形式的人机界面,可将设备故障定位于可更换电路板和备件水平,并可完成更换和维修。
模拟训练器 模拟训练器装备到导弹连,配属于导弹班,用于射手练习瞄准、发射、跟踪目标等射击操作训练。模拟训练器应用计算机成像技术以及多媒体技术,声像逼真地模拟目标和背景。

性能特点
“红箭”-9是世界上较先进、功能完备的车载反坦克导弹武器系统之一,从目标搜索到导弹发射、跟踪、自动装填等多方面都高度自动化,属于世界一流的反坦克导弹武器系统。“红箭”-9型反坦克武器系统凝聚了众多领域的高新技术,可在轻型车、履带车、舰船、直升机等多种平台上使用,通用性强。其技术与性能特点如下:
射程远  “红箭”-9有效射程为100~5000米,据设计和试验表明,导弹的实际射程已超过5000米,在直瞄射击对抗时可先敌开火。
威力大  “红箭”-9采用了新型的战斗部和引信。导弹战斗部,按作战使用需要设计成串联战斗部,既能对付未装反应装甲的坦克,也能对付装有反应装甲的坦克。静破甲垂直穿透厚度可达1200毫米,而美国“陶”-2A重型反坦克导弹的静破甲垂直穿透厚度仅为1040毫米。“红箭”-9动态条件下击穿带或不带PBFY-1标准反应装甲的320毫米/68°均质装甲钢靶,这一穿甲能力可以摧毁世界上任何现役主战坦克,可谓“一击必杀”,其威力达到国内领先、国际先进水平。

抗干扰能力较强  “红箭”-9配有完全国产化的昼夜观瞄系统,可以在昼夜和各种烟、光、雾及常见自然背景、各种气象条件下打击运动或静止的装甲目标,具有很强的全天候作战能力,还具有对付敌主动干扰的能力。
精度高  “红箭”-9采用了电视测角、先进可靠的激光指令传输制导、数字化控制等先进技术,导弹命中精度高。发射导弹后,射手只需将瞄准线始终对准目标即可,制导装置会自动发出激光指令,控制导弹飞向目标。导弹在中远距离上对目标的命中率大于90%,近距离对目标的命中率大于70%。此外,“红箭”-9采用的先进跟踪、随动系统能根据操控的要求,在车辆倾斜、运动等状态下完成对目标的搜索、跟踪,同时,可对运动速度变化极慢的目标实施跟踪、瞄准,其水平国际领先。

良好的夜战能力  “红箭”-9配有较为先进的热像瞄准具,且载车配有夜间微光驾驶仪,可保证武器系统在夜暗条件下能够机动作战,更好的发挥我军夜间作战特长。
突出的机动性 “红箭”-9以4×4高机动轮式装甲车为发射车,越野性能良好,对软地面具有良好的通过性能,并具有浮渡性能,适用于多种地形并便于快速机动作战。可以配属给战斗部队,也可以独立组成战斗单元完成作战任务,作战配属机动、灵活。

操作简便,火力密度大,生存力强 “红箭”-9使用先进的导弹自动装填装置,能在行军和静止状态完成导弹的自动装填、自动抛弹等复杂动作,使发射车快速进入战斗状态,提高了使用操作的简便性;采用四联装发射装置,提高了火力密度;采用装甲发射平台,装甲外表涂有吸波材料及迷彩漆,可有效对抗雷达、红外探测;装有三防、灭火、烟幕等装置,提高了生存能力。
综上所述,“红箭”-9是一种射程远、威力大、精度高、抗干扰能力强、昼夜使用、便于快速机动作战的轮式装甲车载反坦克武器装备,同时还配备了模拟训练和维修检测设备,保证武器系统的训练和维修,能很好地满足部队作战使用的需要,增强了我军反坦克作战的能力。

衍变:挑战新高
由于“红箭”-9起点高,为未来的发展打下了良好的基础,可在多种平台上使用,如轻型车、履带车、舰船、飞机等。制导方式也可以改进到毫米波、激光驾束等。
“红箭”-9A是在“红箭”-9的基础上研制出的改进型车载反坦克导弹系统。“红箭”-9A采用了毫米波制导方式,提高了抗干扰能力,发射装置将毫米波作为传输指令的载波或基波,把导弹偏离目标的信息以及如何进行修正的指令发送给正在向目标飞行的导弹,导弹即可不断地修正飞行轨道,直到命中目标。毫米波在穿透雾、霾、尘埃和战场烟幕方面优于光学和红外模式,且具有结构小、带宽大、波束窄和大气损耗低的优点,在使用、制造和价格方面优于光纤制导。

美军最近推出的“海尔法”反坦克导弹的改进型也采用了毫米波雷达制导方式。“红箭”-9A的高精度、大威力、高效能、高效费比等特点,将在现代战争中发挥重要作用。

2012年6月25日星期一

一个动作就将美战力退到60年


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美媒表示,“神九”将有利于中国在未来的太空大战中“监视对手”,甚至成为“射瞎或摧毁敌对卫星”的太空作战平台。更令人吃惊的是,有媒体甚至表示,此次“神九”与“天宫一号”的手动交会对接是要演练中国在太空“俘虏其他国家的卫星”。有香港媒体指出,“若美国卫星体系遭中国重创,美国的战力将退到上世纪60年代”。
  
  “中国龙的爪子不仅伸向太空,也伸向深海”,德国《世界报》的话将人们的目光引向中国的“深海野心”。在“蛟龙”号下水的瞬间,外媒已经描绘出了中国在未来的深海大战中“称霸海底”的前景。有分析指出,中国最具有威慑力的核潜艇的下潜深度只有300米左右,这让其很难避开美国的反潜机,而“蛟龙”的突破将使中国核潜艇“脱胎换骨”。此外,为核潜艇勾画“海底地图”、切断敌人“海底光缆”、试验更先进的潜艇指挥通讯系统等猜测也充斥着媒体的报道。
  
  新的太空计划将有助于中国“以此为平台监视潜在对手,或者研制能射瞎和摧毁其他卫星的激光武器。
  
  在外媒眼中,一个证明中国“太空军事野心”的最明显“证据”莫过于,所有航天发展都有“中国军方的身影”。日本富士电视台说,在中国,航天事业属于军方分管,这让世界不能相信中国会和平利用太空。中国举国家经济实力致力于太空发展,“其实是为了实现扩张”。CNN也表示,中国太空项目主要是由国有企业或军事附属团队负责实施的,很多飞行员和工程师都是现役或复员军官。
  
  美国依旧对中国的太空行动忧心忡忡。“超过95%的太空技术都有双重用途,也就是说它既有民事用途,又有军事用途”,美国战争学院学者琼·约翰逊·弗里兹说。“尽管美国在技术上远远领先于中国,但中国确实有一些美国缺乏的关键性东西。”
  
  其中,美国最“关切”的是中国“射瞎和摧毁卫星”的能力。据俄罗斯《共青团真理报》报道,早在2011年,美国国防部发布“十年国家太空安全战略”报告时,美国太空防务政策副秘书长格里戈里·舒尔特就猜测称,中国正在开发“太空战”武器,用于摧毁卫星或阻拦卫星信号。据美联社报道,2007年,中国曾使用一枚中程弹道导弹击毁一枚本国废弃的气象卫星,这让美国“印象深刻”,也促使后者更加“关切中国足以击毁航天器的太空战能力”。
  
  美国军事专家说,激光和“动能拦截导弹”等尖端技术,是中国研究在大气层外和太空部署导弹拦截系统的两大杀手锏。美国国防部《2011年中国军力报告》指出,2007年后,中国还研制在太空利用激光、籽子束或高功率微波等拦截导弹的武器。美国国防部说,中国通过载人航天飞行和探月工程大幅提高了太空战争所需的追踪及识别飞行器技术。
  
  美国媒体认为,在“天宫一号”分别与“神八”、“神九”飞船对接后,这项技术对未来的“太空战”意义非凡。中国已拥有截击低轨道巡航导弹和短程弹道导弹等技术,主要用于导弹末端拦截,其实力可以PK美国的“标准ⅡA”最新型号拦截弹。
  
  此外,美国国防部还指出,中国还在研制在高度80公里以下的外气圈,利用高速运行的物体动能破坏导弹的“动能拦截导弹”,和在大气层最外圈对导弹或航天飞船进行拦截的技术。2010年,中国成功进行了“陆基中段导弹防御系统(GMD)”试验,在距地200公里空中对发射轨道中段的弹道导弹进行了拦截。这在2007年“打卫星”后再次震惊美国军界。
  
  香港《南华早报》曾透露,对于中国相关试验的消息,美国往往能“第一时间获知,并通报盟国”。不过,一直风闻的“中国激光、粒子束或高功率波等导弹拦截技术”,至今没有任何报道。
  
  多数揣测将目光盯在“神舟”系列飞船上,有报道称,“神舟六号”和“神舟七号”已秘密进行这类实验,它们据称被安装在这些飞船的留空轨道舱内,在飞船降落后,还能进行为期近半年的试验任务。“神舟八号”和“神舟九号”也被认为不排除更高端的武器试验。此外,MSN此前有消息称,中国一直在拉近两颗轨道卫星的距离,进行卫星机动飞行演习。报道称,中国“有可能意在发展某些专业技能,以便‘潜伏’在其他卫星附近,一旦危机爆发,便于窃听甚至瘫痪敌方卫星”。

2012年6月23日星期六

核电站类型介绍

核电站类型介绍
.1. 压水堆核电站
       以压水堆为热源的核电站。它主要由核岛和常规岛组成。压水堆核电站核
岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。在核岛中的系统设备主要
有压水堆本体,一回路系统,以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全
而设置的辅助系统。常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统,其形式与常规火电
厂类似。
2. 沸水堆核电站
       以沸水堆为热源的核电站。沸水堆是以沸腾轻水>为慢化剂和冷却剂并在
反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆,都
具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。它们都需使用
低富集铀作燃料。
     沸水堆核电站系统有:主系统(包括反应堆);蒸汽->给水系统;反应堆辅
助系统等。
3. 重水堆核电站
        以重水堆为热源的核电站。重水堆是以重水作慢化剂的反应堆,可以直
接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂,重水堆分压力容器
式和压力管式两类。
        重水堆核电站是发展较早的核电站,有各种类别,但已实现工业规模推
广的只有加拿大发展起来的坎杜型压力管式重水堆核电站。
4. 快堆核电站
        由快中子引起链式裂变反应所释放出>来的热能转换为电能的核电站。快
堆在运行中既消耗裂变材料,又生产新裂变材料,而且所产可多于所耗,能实现
核裂变材料的增殖。
     目前,世界上已商业运行的核电站堆型,如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨
气冷堆等都是非增殖堆型,主要利用核裂变燃料,即使再利用转换出来的钚-239>
等易裂变材料,它对铀资源的利用率也只有1>%—2>%,但在快堆中,铀-238>原
则上都能转换成钚-239>而得以使用,但考虑到各种损耗,快堆可将铀资源的利用
率提高到60>%—70>%。
5.高温气冷堆核电站
       一种用高富集度铀的包敷颗粒作核燃料、石墨作中子慢化剂、高温氦气作
为冷却剂的先进热中子转化堆核电站。
     将高温气冷堆的核燃料二氧化铀或碳化铀经复杂的工艺加工制成直径达60毫
米的球形燃料元件。球形元件重叠时,彼此间有空隙可供高温氦气流过。在氦循
环风机的驱动下,氦气不断通过堆芯将裂变热带出,进行闭式循环。
     这种闭式循环又有两种:第一种是用蒸汽进行间接循环。这种闭式循环的高
温氦气经过蒸汽发生器管内时,使蒸汽发生器管外流动着的二回路的水变为高温
蒸汽,向压水堆那样去推动汽轮发电机组。
     第二种是直接循环。这种堆产生的高温氦气,不经过蒸汽发生器这一中间环
节,直接去推动氦汽轮机。氦汽轮机排出的余热又可以供氨蒸汽循环使用。

2012年6月20日星期三

定向能武器

一、定向能武器的基本原理及现状

    随着激光、新材料、微电子、声光、电光等高技术的发展,衍生出一门利用各种束能产
生的强大杀伤威力的“束能武器”,即人们通常所说的定向能武器。它是利用激光束、粒子
束、微波束、等离子束、声波束的能量,产生高温、电离、辐射、声波等综合效应,采取束
的形式,而不是面的形式向一定方向发射,用以摧毁或损伤目标的武器系统。
    定向能武器,依其被发射能量的载体不同,可以分为激光武器、粒子束武器、微波武
器。无论能量载体性质有什么不同,作为武器系统其共同的特点是:首先,束能传播速度可
接近光束,这种武器系统,一旦发射即可命中,无需等待时间;其次,能量集中而且高,如
高能激光束的输出功率可达到几百至几千千瓦,击中目标后使其破坏、烧毁或熔化。
    另外,由于发射的是激光束或粒子束,它们被聚集得非常细,来得又很突然,所以对方
难以发现射束来自何处,对方来不及进行机动、回避或对抗。

    1。战术激光武器(TLW)

    战术激光武器主要由高能激光器,精密瞄准跟踪系统和光速控制发射系统等组成。
    (1)高能激光器是激光武器的核心,是产生杀伤破坏作用的关键部分。在选择和研制激
光武器时,应考虑的主要因素有:①尽可能高的发射功率;②有高的能量转换效率;③激光
波长应位于大气窗口(指大气对该波长的能量吸收极少);④光束发散小;⑤质量轻、体积
小。迄今研制的高能激光器主要有固体激光器、CO2激光器、化学激光器。
    (2)瞄准跟踪系统。对于任何武器系统来说,目标探测、捕获和跟踪都是首要任务。激
光武器对瞄准跟踪系统的要求则更高。由于激光武器是用激光束直接击中目标造成破坏的,
所以激光束不仅应直接命中目标,而且还要在目标上停留一段时间,以便积累足够的能量,
使目标破坏。为了使激光束精确命中目标和稳定地跟踪目标,瞄准精度要求达到2×
10u7(°),跟踪精度要求高于1mrad。激光武器所要求的这种跟瞄精度是当前微波雷达无法
达到的。必须发展红外跟踪、电视跟踪和激光雷达等光学精密跟踪。目前,激光雷达是国外
重点发展的跟踪系统。
    (3)光束控制发射系统。光束控制发射系统,亦称发射望远镜。由激光器发出的光束经
光束控制发射系统而射向目标。发射望远镜的主要部件是一块大型反射镜,它起着将光束聚
集到目标上的作用。反射镜的直径越大,射出的光束发散角越小,即聚焦得越好。但反射镜
的直径愈大,不仅加工工艺复杂,而且造价高昂。
    激光武器可分为反卫星、反天基激光武器及反战略导弹等的战略激光武器和用于毁伤光
电传感器(包括人眼)、飞机及战术导弹等的战术激光武器。供陆军野战部队使用的主要是战
术激光武器。战术激光武器的工作原理,以反导弹的防空激光武器系统为例,说明其工作原
理,首先由远程预警雷达捕获目标,并将目标信息传送给指挥控制系统,指挥控制系统通过
目标分配与坐标变换,引导精密瞄准跟踪系统捕获并锁定目标,精密瞄准跟踪系统再引导光
束发射系统使发射望远镜对准目标。当目标处于适当位置时,指挥控制系统发出攻击命令,
启动激光器,由激光器发出的光束,经控制发射系统射向目标,并对其进行破坏。
    目前,激光致盲武器已经在90年代战场上投入使用,如美国陆军研制的“缸鱼”式激
光致盲器,在海湾战争中投入使用。大功率的战术激光武器目前仍处于实验研究阶段。如美
国在海湾战争之后开展了一项称之为“沙漠闪光”的研究计划,对用激光武器对付“飞毛
腿”导弹进行评估和研究。待选的激光器有3种:氟化氚/氟化氢激光器、化学氧碘激光器
和自由电子激光器。至于机载武器的研究,美国战略防御计划局目前正在开展一项有关激光
束水平射向“飞毛腿”导弹类目标时大气湍流对传输的影响的研究。另一项研究由劳伦
兹·利弗莫尔负责进行,将从高空无人驾驶飞机上直接发射激光光束,以避免大气湍流对激
光传输的影响。据悉,这两项研究有可能导致90年代末进行全面的机载激光器方案的论
证。由于大气对激光会产生吸收、散射和湍流效应。大气中的分子和气溶胶(尘埃、烟雾、
水滴等质点)使激光束的能量发生衰减,大气湍流会使激光束发生扩展、漂移、抖动和闭烁
效应,使激光能量损耗,偏离目标,对于强激光,由于大气吸收了激光束的能量,导致光路
加热,从而改变了大气的折射率分布。这种大气体的激光的“热晕”效应,会使激光束发生
漂移、扩展、畸变或弯曲。大气传输的另一种效应是大气击穿,也就是使大气发生电离。当
大气被击穿而产生等离子体时,会严重吸收或阻碍激光束的传输,影响其杀伤破坏威力。预
计,战术激光武器用于对付地面装甲目标,用于防空击毁低空飞机、拦截或击毁战术导弹在
近期内尚不可能,真正进入实战应用,估计要到21世纪30年代。

    2.粒子束武器

    粒子束武器是用高能强流加速器将粒子源产生的电子、质子和离子加速到接近光束,并
用磁场把它聚集成密集的束流,直接或去掉电荷后射向目标,靠束流的动能或其它效应使目
标失效。除了粒子加速器外,粒子束武器还包括能源、目标识别与跟踪、粒子束瞄准定位和
指挥与控制等系统。其中粒子加速器是粒子束武器系统的核心,用于产生高能粒子束。
    为了对付加固目标,要把被加速粒子的能量提高到100MeV,甚至要提高到200MeV,并
要求能源在600S内连续提供100MW的功率,最大流强10KA,脉冲宽高70ns。平均每秒产生
5个脉冲。粒子束武器对目标的破坏能力比激光武器更强。其主要特点是:穿透力强、能量
集中,脉冲发射率高,能快速改变发射方向。根据其使用特点,粒子束武器分为两大类:一
类是在大气中使用的带电粒子束武器,它可以实施直接击穿目标的“硬”杀伤,也可以实施
局部失效的装备发展“软”杀伤;另一类是在外层空间使用的中性粒子束武器,主要用于拦
截助推段导弹,也可以拦截中段或再入段目标。目前对前一类粒子束武器的研究只局限于作
为点防御的近程武器系统范围内,进入实战应用,预计要到21世纪二、三十年代。
    粒子束武器的主要缺点是:其一是带电粒子在大气层内传输能量损失较大;其二是由于
束流扩散,使得在空气中使用的粒子束,只能打击近距离目标;其三是地磁场影响而使束流
弯曲。因此,这种武器距离实战应用还需相当长时间。目前发达国家主要进行基础研究,并
且立足于空间防御系统,可否作为战术武器应用,目前还难以预测。

    3.微波武器

    微波武器是一种采用强微波发射机、高增益天线以及其它配套设备,使发射出来的强大
的微波束会聚在窄波束内,以强大的能量杀伤、破坏目标的定向能武器,其辐射的微波波束
能量,要比雷达大几个数量级。
    微波武器可用于杀伤人员,就其杀伤机理而言,有“非热效应”与“热效应”两种”。
“非热效应”是利用3~13毫瓦/厘米2的弱波能量照射人体,以引起人员烦躁、头痛、神
经紊乱、记忆力衰退等。这种效应如果用到战场上时,可使各种武器系统的操作人员产生上
述心理变态,导致武器系统的操作失灵。而“热效应”则是利用强微波幅射照射人体,能量
密度为20瓦/厘米2,照射时间为1~2秒,通过瞬时产生的高温高热,造成人员的死亡。
微波束另一个特点是,它可以穿过缝隙、玻璃或纤维进入坦克装甲车辆内部,烧伤车辆内的
乘员。
    微波武器还可以使现代化武器系统中的电子设备及元器件失效或损坏。例如,用0
01~1微瓦/厘米2的弱微波能量,就可以干扰相应频段的雷达和通信设备的正常工作。
10~100瓦/厘米2的强微波辐射形成的瞬变电磁场,可使金属目标表面产生的感应电流与
电荷,通过天线、导线和各种开口或缝隙,进入坦克装甲车辆、导弹、飞机、卫星等武器内
部,破坏各种敏感元件如传感器、电子元器件等,使武器系统失去其效能。微波武器的能量
达到1000~10000瓦/厘米2的超强微波能量,可在很短时间内使目标因受高热而导致破
坏,甚至能够引爆武器中的炸药等,使武器被毁坏。微波武器与激光束、粒子束武器相比作
用距离更远,受天气影响更小,从而使对方相应对抗措施更加复杂化。
    目前战术微波武器,例如车载战术性的微波武器的研究进展较快,可望在下世纪初装备
部队。此外,目前美国已研制能在微波波段产生千兆瓦脉冲功率的实验型微波发射管,并希
望最终脉冲功率达到100千兆瓦。
    微波武器目前存在的问题:一是对有核防护设施的目标无效。许多国家的军用电子系统
装有防原子破坏设备,并开始制定了有关军用电子设计标准。这些设备对微波武器也有同样
的防范作用,其原因是金属板可保护电子设备不受微波热效应的影响;二是使用中对友邻部
队可能构成威胁。为了发挥微波武器的作用,其功率必须很大,这样就可能对在一定范围内
的友邻部队的电子系统构成巨大威胁。为防止这一点,就必须采用高度定向的天线或利用地
面屏蔽物;三是微波武器可能遭受反辐射导弹(ARM)的攻击。ARM是一种寻的无线电和雷达
信号的导弹。不言而喻,由于微波武器能发射出功率很大的电磁波,因此,ARM被看作是微
波武器的天敌,但目前对这一问题,国际上有学者持不同看法。其理由是,一是认为微波武
器功率很高,因此可能事先引爆来犯导弹;二是微波武器可能会影响ARM制导系统中的微电
子线路,从而破坏ARM对其的跟踪而偏离航向。

    二、定向能武器未来的研究和发展趋势

    包括激光武器、粒子束武器、微波武器在内的定向能武器。目前分别处于预研、研制以
及基本技术和原理方案的探讨阶段,估计将在下个世纪初叶陆续投入战场,并对未来战场的
局势产生深远的影响。定向能武器未来的发展趋势是:

    1.激光武器的未来研究和发展趋势

    (1)发展新型的精密瞄准跟踪系统。激光武器对目标的瞄准、跟踪精度非常高,否则不
能够精确击中目标,目前研制的微波雷达是无法满足要求的。国际上目前正在开展红外跟
踪、电视跟踪和激光雷达等装备发展光学跟踪技术的研究,重点放在激光雷达跟踪系统的研
究。(2)开展制造大型反射镜的新型材料和新型加工工艺的研究。激光武器反射镜越大,发
出的光束的发散角越小,聚焦性能好。而反射镜的直径超过1m,不仅加工复杂,造价极
高,而且体积、重量增大后,主镜的定向器的转动惯量加大,不能满足对目标的跟踪速度和
对付多目标的能力。为此,美国等西方国家下一步开展制造反射镜材料及新型加工工艺的研
究。如美国拟采用石墨纤维复合材料作基底的反射镜,镜面镀硅并抛光,其热膨胀系数接近
于零。反射镜拟采用多块镜面拼装而成,放宽了加工要求。这一工艺的突破,将有可能使反
射镜的造价降低,轻便性和热稳定性能都会有所改进。
    (3)积极开展强激光在大气中传输所出现的大气湍流和“热晕”的研究。目前对于激光
在大气中传输,对于湍流和“热晕”的效应所造成的有害影响,正在探索和研究之中,对于
大气击穿的“热晕”效应,有人提出先用低强度高重复频率的先行光束来驱除光路上的气溶
胶粒子,然后发射强激光,还有人拟采用自适应光学来抵消湍流和“热晕”效应。这些方法
都是正在和将要研究的课题。

    2.粒子束武器的未来研究和发展趋势

    (1)加强基础研究。对于粒子束武器的基础研究,首先在研究产生粒子的加速器。目
前,产生粒子束的主要方法是利用线性感应加速器(LIA)。但是,由于这种加速器太笨重,
因此无法投入战场使用。目前正在加紧研制体积小的LIA,其方法是以一个线性LIA为中
心,然后象卷饼一样向上盘绕,以便让粒子束可以在现有的小型LIA中环流。美国陆军弹道
研究试验室称,目前尚需进一步证实小型环流LIA的原理。其工作原理是:通过同一加速
器,连续再循环脉动的粒子束,以便把能量逐渐加到每次通过的粒子束上。这种小型加速器
能否投入陆军战场使用,尺寸和重量是关键因素。
    (2)重视高能转换技术的研究。重视能量转换技术的研究,以便形成高速粒子脉冲。目
前,美国空军研究机构称,传统的可控硅开关和火花放电开关的研究已经完成,下一步将开
展磁性开关研究。这种开关是基于饱和的电磁感应原理,具有很高的重复率。

    3.微波武器未来的研究和发展趋势

    微波武器未来的基本理论和基本技术方面的研究与发展范围很宽。其未来的研究与发展
的重点是:
    (1)重视中功率微波武器的研究。所谓中功率微波武器是其功率低于大功率微波武器,
而高于现行干扰机。专家预测,对中功率微波,只要有合适的高脉冲重复率、频带宽度和脉
冲形状,就会得到比现有干扰机高得多的损伤效应。电子干扰机只起到迷惑、欺骗无线电和
雷达的操作手使其无法正常工作的作用,而中功率微波武器的作用是影响电子设备本身,从
而使操作人员无法工作。在21世纪初叶,这种中功率微波武器将可能研制成功,以取代现
使用的电子干扰机。
    (2)重视解决微波武器的使用对友邻系统的影响的研究。美国空军目前正在研究一种性
能优良的防护微波武器的装置,以克服在未来战场上使用微波武器时,不致影响对友邻部队
设备的使用。
    (3)海军用舰载微波武器有可能首先投入使用。由于各军种对微波武器都有特殊的要
求。美国陆军提出的战术微波武器应能够安装到大型履带上,不仅其体积要小,而且要把定
向性极高的天线装在直立的桅杆上,以利于最佳瞄准。空军则要求这种武器体积要小,功率
低并采用专用天线。海军用舰载微波武器则具有功率高、天线大和作用距离远等特点。
    据分析,在三军中,由于海军对微波武器在重量、空间和功率方面提出的限制条件较
少。

2012年6月19日星期二

组合导航系统

随着组合导航系统应用领域的日趋扩大,组合导航数据处理算法的研究得到了更广泛、更深入的发展。就GPS/INS组合导航数据处理理论的研究进展而言,组合导航数据处理理论的发展也主要依赖于最小二乘估计理论、滤波理论以及非线性数据处理理论等最优估计算法的发展。
1.3.1  Kalman滤波的发展及应用概况
Kalman滤波算法作为一种递推形式的线性最小方差估计,在很多工程领域都取得了极大成功。但由于导航系统往往含有不同程度的非线性、噪声统计特性的不确定性和异常扰动信息的不可避免性,这些因素都可能致使滤波结果次优,甚至发散。因此,针对实际应用中存在的问题,Kalman滤波理论也是在不断的发展和完善。
1.3.1.1  Kalman滤波的发展概况
滤波理论就是在对系统可观测信号进行测量的基础上,根据一定的滤波准则,采用某种最优统计方法,对系统状态参数进行估计的理论和方法(秦永元等 1994)。
二十世纪40年代,Kolmogorov和Weiner相继独立地提出了维纳滤波理论(Kolmogorov 1941;Wiener 1942)。维纳滤波充分利用了输入信号和量测信号的统计特性,是一种线性最小方差滤波方法。但维纳滤波方法是一种频域方法,而且滤波器是非递推的,不便于实时应用。1960年卡尔曼提出的Kalman滤波理论,标志着现代滤波理论的建立(Kalman 1960)。Kalman滤波方法是一种时域方法,对于具有高斯分布噪声的线性系统,可以得到系统状态参数的递推最小均方差估计。
Kalman滤波理论一经提出,就受到了工程界的重视。伴随着计算机的快速发展,Kalman滤波理论在航空、航天等诸多领域得到广泛应用(Harold 1985;高钟毓 1989;陆恺 1990;秦永元等 1998;邓自立 2000;史忠科 2001)。而工程应用中遇到的实际问题又使Kalman滤波的研究更深入更完善。为了解决由于计算机舍入误差导致的计算发散,Schmidt,Carlson及Bierman等人提出了平方根滤波算法和UD分解滤波算法(Schmidt 1970;Carlson 1973;Bierman 1974),保证了滤波协方差矩阵的正定性。
对于Kalman滤波算法要求系统模型和噪声统计特性准确已知的特点,抗差滤波算法提供了一种新的思路。H∞滤波方法是抗差滤波方法中发展较快的一种,该方法以牺牲滤波器估计精度为代价,抑制系统模型以及外部干扰对滤波结果的影响,具有较强的抗差性能(Shaked 1990)。随后,H∞/H2滤波理论的提出又进一步平衡了滤波算法的抗差性和估计精度之间的关系(Hector 1996),在确保滤波抗差性的同时,进一步提高了滤波器估计精度。
针对Kalman滤波存在的问题,统计学界和工程应用领域也构造了多种自适应Kalman滤波算法,如基于开窗逼近法估计观测信息和状态误差协方差阵的Sage-Husa滤波(Sage and Husa 1969)、动态偏差去耦估计(Friedland 1969)、模型方差自适应补偿法(Jazwinski 1970)、虚拟噪声补偿法(Yoshimura 1978),这些方法在一定程度上提高了Kalman滤波对噪声的抗差性。为了抑止模型误差对滤波导航解的影响,有限记忆滤波方法(Jazwinski 1969)、衰减记忆滤波方法(Sorenson 1971,1985)、快速自适应滤波算法(Alexander 1986)、基于遗忘因子进行前一历元状态参数估值向量协方差矩阵膨胀的渐消滤波法(夏启军 1990)、基于抗差估计原理和自适应估计原理构造的抗差自适应Kalman滤波法(Yang et al 2001a,2001b,2002;Yang and Gao 2005;Yang and Xu 2002,2003)、对动力学模型信息各分量进行自适应调解的Kalman滤波法(欧吉坤等 2004)等被相继提出并使用。这些方法从不同角度对Kalman滤波算法进行了改进,并成功应用到多个领域。此外,人工智能技术与滤波理论的结合,产生了一种新的自适应扩展Kalman滤波方法(史忠科1996;吴美平 2000),这种方法通过人工神经网络的在线训练,有效抑止了系统未建模动态特性的影响,使得滤波器也具有一定的抗差性。同时,一些利用滤波过程中的新息序列的自适应滤波方法也发展起来(Fagin 1964;张金槐等 1995),这些自适应滤波方法根据新息序列的统计特性,对滤波器进行在线的评估、修正和改进,以降低滤波误差并增强滤波器适应变化的能力,从而使滤波器具有一定的抗差和自适应性。
由于Kalman滤波算法的最优估计建立在线性系统的基础上,针对Kalman滤波在非线性系统中存在的问题,非线性滤波算法的研究也逐渐成为人们关注的热点。Sunahara和Bucy等人提出并研究了扩展Kalman滤波(EKF)算法(Sunahara 1969;Bucy and Renne 1971),将Kalman滤波理论进一步应用到非线性领域。针对EKF算法存在的线性化截断误差,多种二阶广义Kalman滤波算法的提出及应用进一步提高了Kalman滤波对非线性系统的估计性能(张金槐1995;史忠科 2001),二阶滤波方法考虑了泰勒级数展开的二次项,因此减少了由于线性化所引起的估计误差,提高了对非线性系统的滤波精度,但大大增加了运算量,因此在实际应用中反而没有EKF应用广泛。
由于近似非线性函数的概率密度分布比近似非线性函数更容易, 使用采样方法近似非线性分布来解决非线性问题的途径最近得到了人们的广泛关注。基于这种思想,粒子滤波算法逐渐成为研究非线性、非高斯动态系统最优估计问题的一个热点和有效方法(Arnaud et al 2001)。该方法采用蒙特卡罗仿真来完成一个递推贝叶斯滤波,其核心是使用参考分布,随机产生大量粒子,然后将这些粒子通过非线性函数变换得到的值采取一定的策略统计组合,获得系统参数的估值(Handschin 1970;Akashi and Kumamoto 1977;Gordon et al 1993;Rudolph et al 2000;Francois et al 2001;Sanjeev et al. 2002)。该方法解决了EKF 存在的问题,但要得到高精度的估值,需要大量数目的粒子,即使在二维、三维情况下,也要达到数以千计(Thrun et al 2001),计算量非常大,很难满足导航系统实时性的需求。为此,Julier和Uhlmann提出了Unscented Kalman滤波算法(UKF)(Julier and Uhlmann 1995,2000)。该算法是一种用采样策略逼近非线性分布的方法(Julier and Uhlmann 1995, 1997, 1998, 2000, 2002)。它以UT变换为基础,以线性Kalman滤波为框架,采用确定性采样,而非PKF的随机采样。并将确定性采样的样本点代入非线性函数处理后,重构出状态参数新的统计特性(均值和方差)。对于线性系统,UKF和EKF具有同样的估计性能,但对于非线性系统,UKF方法则可以得到更好的估计(Julier and Uhlmann 1997, 2000)。在UKF算法的基础上,Norgaard等又提出了中心差分滤波算法(CDUKF)(Norgaard et al. 2000),Wan和Merwe提出了UKF均方根滤波算法(SDUKF)(Wan and Merwe 2000;Merwe and Wan 2001;Merwe and Nando 2000),这两种算法不仅可以确保滤波计算过程稳定,而且可以大大减少计算量。且Julier和Simon在车辆导航定位数据处理(Julier et al. 1995),Merwe和wan在神经网络学习训练(Merwe and Wan 2001),Stenger和Mendon在基于模型的手跟踪(Stenger et al 2001)数据处理以及Li等人在视觉跟踪定位(Li and Zhang 2002)中的应用,均取得了比EKF较好的结果。
近年来,模糊理论、神经网络与Kalman滤波等经典滤波技术的结合为非线性滤波技术的研究开辟了一个新的研究方向,它们的结合能够有效地减小模型误差对滤波精度的影响。Chin针对多目标跟踪问题,提出了用神经网络辅助标准Kalman滤波器的混合目标跟踪算法(Chin 1994)。随后,Wong、Vaidehi等人分别研究了利用神经网络和Kalman滤波结合进行复杂系统目标跟踪和多传感器的数据融合(Wong and Sundareshan 1998;Vaidehi 1999),Doyle等提出用模糊神经网络进行直升机导航系统的信息融合算法(Doyle and Harris 1996),Swanson提出利用模糊估计器补偿传感器偏差变化对GPS/INS组合导航系统精度的影响(Swanson 1998),Nneme等人基于滤波器构造的神经网络估值器(Nneme et al 2002)等等,均取得了明显的效果。
1.3.1.2  Kalman滤波在导航系统数据处理中的应用概况
从Kalman滤波理论建立到现在,如何将滤波理论的最新成果应用于导航系统一直是研究的热点和推动滤波理论发展的动力。
由MIT研制,用于阿波罗计划的组合导航系统是第一个应用Kalman滤波技术解决的大型工程问题,并由此提出了EKF的思想(秦永元等 1998)。1997年Carvalho将粒子滤波方法引入到GPS/INS组合导航系统的非线性滤波问题研究中,解决了当GPS可见卫星数目突变时滤波的稳定性问题(Carvalho et al 1997)。此后,粒子滤波应用到组合导航系统中的大量研究成果接踵而至。Carvalho将粒子滤波方法应用于伪距组合的SINS/GPS组合导航系统(Carvalho and Moral 1997;Nordlund and Gustafsson 2001),使用非线性的伪距观测方程来代替传统的线性化观测方程,仿真比较了非线性的伪距组合与速度、位置组合对定位精度的影响。Bergman等将粒子滤波应用于组合导航系统中地形匹配(Bergman et al 1999;Hall 2001)。Gustafsson,Hall等研究了粒子滤波在车辆定位中的应用,给出了车辆定位中地图匹配的粒子滤波算法(Gustafsson et al 2001;Hall 2001)。
为解决地形辅助导航系统SITAN算法中EKF容易发散的问题,很多学者研究了基于地形线性化技术的并行扩展Kalman滤波算法(Hostetler and Andreas 1983;Hollowell 1990)。Bergman提出了基于PMF和粒子滤波的地形匹配算法,避免了滤波过程对地形函数的线性化(Bergman 1997,1998)。2000年Setpanov针对导航系统中三类非线性问题(大方位失准角下的惯导系统对准问题、地形辅助导航系统和车载机载导航系统航线的匹配问题),比较研究了基于网格和基于后验概率密度函数分段高斯近似的两种非线性滤波方法(Stepanov 2000)。Carlson提出的联邦滤波理论(Carlson 1988),其最初的目的也是为容错组合导航系统提供设计理论。
随着各种非线性滤波技术及自适应滤波技术的发展,这些新的成果也被广泛应用于组合导航系统中(申功勋 1996;顾启泰 1997;袁建平等 2000)。Sueo和Yukihiro 等将H∞滤波应用于GPS的载波相位定位及模糊度求解(Sueo et al. 1999;Yukihiro et al 2001)。段智勇(段智勇等 2000)、岳晓奎(岳晓奎 2001)等研究了将H∞滤波应用于组合导航系统,指出在一定程度上H∞滤波具有较好的抗差性。杨元喜等提出并将自适应滤波理论应用到GPS和组合导航系统数据处理中,取得了明显效果(Yang et al 2001a,2001b,2002,2004;杨元喜和徐天河2003;杨元喜和高为广 2004a,2004b)。Upadhyay、Carvaliio、房建成和Numajima等很多学者将自适应滤波应用于GPS/INS组合导航系统,并取得了较好的效果(Upadhyay 1993;Carvaliio and Moral 1997;房建成 1998;Numajima et al 2002;Mohamed and Schwarz 1999;Eun 2001 2004;Christopher 2003)。
随着智能控制理论的发展,神经网络、模糊理论等非线性数据处理理论,逐渐被应用到导航系统上。很多学者基于模糊理论、神经网络和滤波器的结合对GPS/INS组合导航系统进行了大量研究(覃祖旭1995;Vaidehi et al 1999;刘源 1999;Jose and Elecia 2001;Chiang 2004;帅平等 2003;白宇骏等2003;Wang 2004; Naser et al 2004;柴霖等2005)。这些研究在理论上取得了一定的成功,但实际应用时还存在很多需要解决的问题。
1.3.2  神经网络的发展及应用概况
1.3.2.1  神经网络算法的国内外研究现状
神经网络的基本思想是从仿生学的角度出发,在结构上和功能上对人脑的神经系统进行模拟,反映出人脑学习、联想、记忆、模式分类等若干基本特征。它从网络连接形式进行并行计算,通过学习自动修改网络结构及连接强度,以适应知识的推广和分类。
神经网络的研究可以追溯到20世纪40 年代。1943年Mcculloch和Pitts提出了神经元模型理论,开创了神经科学理论及神经网络的研究时代(Mcculloch and Pitts 1943)。1949年,Hebb提出了更新神经元连接的学习机制,即Hebb学习规则(Rumelhart 1986)。1958年,Rosenblatt 提出了依靠权值调整对一些模式集进行分类的感知器(Rumelhart 1986)。但60年代末,Minsky 和Papert 证明了感知器不能实现复杂逻辑的判断功能,此后神经网络的研究进入了长达15年的沉寂期(焦李成 1990)。在此间期间,许多科学家仍致力于此研究,并提出了许多非线性多层网络及学习算法,使神经网络的研究很快走出沉寂期。1982年Hopfiled提出了Hopfiled网络,又掀起了神经网络研究的热潮(Hopfiled 1982)。80年代中期,Rumelhart等提出了BP算法和前向神经网络,较好地解决了多层网络的学习问题(Rumelhart 1986)。这两种网络是目前应用最为广泛的神经网络。在此期间,Grossberg等人对于自适应谐振理论的研究(Carpenter and Grossberg 1987;Grossberg 1998)、Kohonen对自组织特征映射的研究(Kohonen 1988)、Hinton对随机网络的研究(Hinton 1986)和Fukushima对新认知机的研究(Fukushima 1988)等都取得了令人满意的成果。90年代提出的基于知识的神经网络和进化神经网络等进一步扩大了神经网络的应用领域(焦李成 1990)。
1988年,我国在北京召开了神经网络的国际研究工作会议,并出版了论文集,从而开创了我国神经网络研究的新纪元。1989年10月在北京又召开了神经网络及其应用讨论会。1990年12月在在北京召开了我国首届神经网络学术大会,并决定以后每年召开一次神经网络学术年会。1991年冬在南京召开的第二届中国神经网络学术大会上,宣布成立中国神经网络学会。这些年,我国神经网络的研究取得了很多成果,尤其是1995年中科院半导体研究所研发的我国第一台采用数模结合型多元逻辑电路的神经计算机,为我国的神经计算机研究做出了开创性的工作。此后,国家攀登计划、国家863高技术计划和国家自然科学基金等项目计划中,都给予神经网络技术的研究以巨大支持。目前,这一研究领域正处于蓬勃发展阶段。
1.3.2.2  神经网络基本特性
神经网络是由大量简单的神经元按一定的结构互连而成的非线性动力系统,是对人体大脑信息处理机制的某种简化、抽象和模拟。全部神经元构成拓扑上极其复杂的网络群体,这一网络群体使其具有较强的学习、抗差、自适应、复杂映射等智能处理能力。
(1)并行分布的数据处理能力
大量神经元同时协同作用完成信息的处理过程,即使神经元响应速度较慢、处理功能有限,却能在较短时间内对一个复杂过程作出判断和决策。
(2)自学习、自组织及自适应性
神经网络根据环境的变化对层间连接权值进行学习调整,使网络行为适应于规定的任务,能够很好地协调多种输入信息关系,适用于处理复杂非线性和不确定性的对象。
(3)层次性与系统性
由数量有限,结构、功能较简单的神经元组成的神经网络,通过系统的组合功能效应,可以完成各种复杂的信息处理任务。
(4)抗差性和容错性
神经网络的信息分布存储于整个网络各个权值变换中,单一神经元的故障不会影响网络的整体信息处理能力。神经网络具有较强的容错性,即在只有部分输入条件,甚至包含了错误输入条件的情况下,网络也能给出正确解。
其次,神经网络还具有非线性运算、规模效应、弹性结构、处理模糊和随机信息的优点。
1.3.2.3  神经网络在组合导航系统中的应用概况
鉴于神经网络具有较强的学习、自适应、复杂映射等智能处理能力,使得它在各个领域都有较广泛的应用。随着航空、航天以及导航与指导技术的发展,组合导航系统面临着系统组成越来越复杂、对精度和可靠性的要求越来越高,且标准Kalman滤波算法在处理组合导航数据时存在的诸多非线性和不确定性因素等,致使组合导航系统的研究面临着很多急待解决的问题。又由于神经网络本身存在较强的非线性,它能求解非常复杂的、高度非线性的模式分类和模式识别等问题。因此,神经网络用于组合导航系统具有及其广泛的重要意义。
在各类神经网络模型中,应用较为广泛的是前馈神经网络模型,较常用的算法是1986年,Rumelhart提出的误差反传算法,简称BP网络算法,它是一种对非线性可微函数进行权值训练的单向传播多层前向网络,是应用较为广泛的函数逼近模型(Rumelhart 1986)。国外很多学者基于神经网络算法做了大量关于组合导航数据处理模式以及神经网络与Kalman滤波相互辅助进行组合导航数据处理的研究,这些研究工作多集中在组合导航、数据融合以及多目标跟踪等方面。1994年Elanayar和Shin将神经网络技术应用到非线性动态系统的函数逼近(Elanayar and Shin 1994)。Chin将神经网络应用到多传感器数据融合系统(Chin 1994)。Doyle等提出用模糊神经网络进行直升机导航、制导系统信息融合的方法(Doyle and Harris 1996)。Swanson于1998年提出了利用模糊估计器补偿传感器偏差变化对GPS/INS组合导航系统精度的影响(Swanson 1998)。1999年Vaidehi等人将神经网络与Kalman滤波有效结合完成了导航系统的多目标跟踪问题(Vaidehi et al 1999)。2001年Jose和Elecia利用神经网络对Kalman滤波进行改进并成功地应用到GPS/IMU组合导航系统(Jose and Elecia 2001)中。2002年Chiang和Naser在车载GPS/INS组合导航系统中采用神经网络对滤波误差进行补偿(Chiang and Naser 2002;Chiang 2004)。随后,Chiang在自己的博士论文中,针对神经网络应用于车载GPS/INS组合导航系统进行了详细研究(Chiang 2004)。Naser等人于2004年将模糊神经网络应用于车载GPS/INS组合导航系统,利用模糊理论进一步强化神经网络应用在GPS/INS组合导航系统中的性能(Naser et al 2004)等等。可以说国外学者对神经网络应用于GPS/INS组合导航系统进行了大量而丰富的研究。
当然,国内很多研究人员对神经网络在GPS/INS组合导航系统中的应用也进行了大量研究(覃祖旭 1995;刘源 1999;楼顺天 2001;帅平等 2003;白宇骏等 2003;柴霖等 2005等等),为神经网络在组合导航系统中的应用研究积累了丰富的理论经验。分析这些研究成果,可知大量的实验验证都是基于模拟数据在理想情况下对神经网络进行的学习训练。但在实际应用中,如何将神经网络应用在GPS/INS组合导航系统还需进行实测数据的验证和研究。

2012年6月18日星期一

中国激光制导炸弹

中国军事力量是一支非常传统而保守的军队,由于建立国家过程中基本依靠陆军就独立完成了整个战争,所以,大陆军思想在中国一直是很有市场的。长久以来,西方重视的空地一体战在中国基本没有得到发展,中国空军是一支以本土防御为主的部队,只能提供少量的轻型的攻击机提供部分近距支援,和部分战场遮断。越南战争是一个东西方思想的分界点,东方集团看到了简单,小型,灵活的部队的战斗威力,而西方集团则从中发现了制导武器的威力和不足。我国建军受到苏联军事思想影响,对空军的建设,特别是空中打击力量的建设重视不足,加上特定历史时期所导致的技术装备大量落后,空军所要达到的能力和期望值越差越大。1990年海湾战争,这是一场由新闻媒体现场直播的高技术战争,美国所展现的强大的空中打击威力和精确制导武器的作战效能让中国军官们感到震撼,他们第一次感受到我们与世界到底有多大差距。从此,中国也开始有条理的缓慢的发展自己的空中打击力量,发展自己的空中打击思想,以及合适的打击平台和打击武器。
一 激光制导炸弹的艰难历程
世界上第一枚激光制导炸弹是美国的宝石路计划的产物,在越南战争期间诞生。激光在当时是一种非常先进的科技,他具有很高的光色纯度,很高的频率纯度,很小的投射发散,以及很高的亮度。60年代要获得高质量的高功率激光器并不容易,特别是固体激光器,当时最有前途的是掺铷的钇铝石榴石激光器,这种激光器是全固态的,不需要高压激励,光束质量好,弥散小,工作波长1.06微米,在近红外波段,透射性能比可见光好,且不会被肉眼可见,能被成熟廉价的硅光元器件探测,具有很高的军事潜力。因为激光器的核心是价格昂贵的红宝石,激光制导武器计划也被称为宝石之路,后来干脆被空军直接应用到计划名字上,以显示该计划的科技含量。早期的激光制导炸弹和廉价两个字毫无关系,既然是宝石方面的计划,自然是昂贵的了,激光制导炸弹的出现主要是为了取代当时应用上不太成功的白光型电视制导炸弹——白眼星。
AGM-62白眼星电视制导无动力滑翔炸弹是美国在1966年开始装备的一种精确制导武器,他前后发展了四种型号,分别是原型,重型,增程重型和增程轻型。原型白眼星的战斗部有385KG,在越南战争中,美军感觉这样的战斗部威力不足,因此发展了直接使用MK84重达907KG的炸弹作战斗部,正常的无动力滑翔弹最大攻击距离约9KM,发射需要载机带小俯冲角低空进入。飞机由机载目标搜索捕获系统AN/APQ-100/109发现目标以后,驾驶员用操纵手柄降导引头瞄准的十字压在显示器上显示的电视视频上,并调整焦距,按下电钮让导引头锁定并自动跟踪,导引头是一个以陀螺稳定的白光电视,他用高对比度和模拟电路的型心追踪法进行自动跟踪,载机可以发射后不管。
白眼星在使用中发现当时的白光电视的分辨率低,发现目标距离很近,飞机需要保持进入状态长达20秒,这个时候飞机的高速和速度都是非常危险的,完全处于敌方高射炮和导弹的威胁范围,低空气流比较紊乱,加上飞机的机动,还有固有的电噪音,造成电视图像的抖动很大,很难锁定目标,早期的模拟电路的型心跟踪法非常不可靠,锁定和瞄准精度都有很大问题,造成导弹命中率低下。
宝石路计划的激光制导和白眼星不同,他采用结构简单的半主动设计,利用激光光束的准直性,提供照射和瞄准的一方可以是飞机也可以是地面的侦查人员,发射方只需要进行快速的瞄准,锁定,发射就可以自由脱离。第一代宝石路炸弹的命中精度非常高,达到3-5米,他被制作成为一种套件,可以直接在227KG的MK82和907KG的MK84炸弹上使用,这样可以根据需要灵活的组合所需要的威力,比白眼星出来以后发现威力不足再研发重型的要聪明的多。整个越南战争共使用了约25000枚激光制导炸弹,战绩彪炳。此后美国将宝石路发展成为一个系列化的大家族,一共发展了3代27种不同的型号,并逐渐成为美国空军武器库中的最主要的精确制导武器,在号称高技术战争的1990年海湾战争中,美国使用的精确制导武器中,98%是宝石路系列的制导炸弹。
80年代,鉴于美国在激光制导炸弹方面所取得的成就,法国,苏联都开始发展自己的激光制导武器。80年代的电子技术已经可以提供极为廉价的小型化的激光照射和敏感元件,一枚激光制导炸弹的价格不超过5万美金,而法国一枚性能相似的激光制导的战术导弹AS-30L售价在80年代就高达62万美金,而即便是现在的币值,一枚最先进的激光制导炸弹的价格也不过15万美金。法国马特拉公司迅速为法国空军发展了一系列的马特拉激光制导炸弹,有250,500,1000KG的级量。前苏联也看到这种武器的宝贵的价值,和西方不同,他们不是在传统低阻炸弹上发展通用套件,而是直接设计了专门的激光制导炸弹,这种炸弹还只能搭载在苏24,苏17这样的专业攻击机上,苏25也必须通过改进以后才能使用。俄罗斯空军在苏联解体以后将这种武器推向出口,看上去效果不理想,因为缺乏性能优秀的照射瞄准吊舱。但俄罗斯军队在第二次车臣战争中曾大量使用过这种制导炸弹,并取得很好的战果。
中国真正意识到必须自行发展激光制导炸弹的时间很晚,长期以来,中国把战术空军的对地攻击行动划分得非常简单和清晰,强击机依靠火箭弹对前线点目标,机动目标,无防护固定目标发动精度较高的攻击,而轰炸机才通过编队水平投放重磅炸弹对面目标,固定坚固目标发动轰炸。在这种意识下,强击机只需要简单的携带一定数量的火箭弹,使用传统的陀螺瞄准仪,也能获得精度很好的攻击效果。强5就是如此诞生并在中国空军中生存了近30年。强5的外挂性能并不是太好,挂点少,每一个挂点的载荷能力低,火箭集巢的重量并不大,一个32联装57MM火箭发射器重量也不超过200KG,一个5联装的130MM火箭发射器也只有那么重,强五最大外挂能力只有1500KG,经过改进的也不超过2000KG,每次出动执行任务,两个副油箱一定会占据两个挂点最多也只能同时挂载4个火箭发射器。这种武器对付轻型目标,比如步兵,轻型野外步兵工事,无防护车辆,轻型装甲车,兵力或物资集结地等效果还是非常不错的,火箭弹比常规炸弹的精度高,发射距离远,可以在敌方高炮射程外射击,射击进入姿态限制小,易于机动,发射时声光效果激烈,对士兵容易形成震撼性的心理影响。不过火箭弹缺乏对付坚固目标的能力,特别是现代战争中大量修筑的坚固工事,坦克,桥梁,工厂等等,火箭弹虽然比普通的炸弹投放精确度高,不过每一发弹头的威力却很小,最常用的57MM或简单的战斗不仅有800G,最重的130MM火箭弹的战斗部也不超过17KG,杀伤威力严重不足,对付坚固目标基本无效。强5也能使用炸弹进行水平轰炸和俯冲轰炸,不过大多数强5都缺乏足够精度的火控系统,轰炸效果不是太理想,而且每一个挂点承载力小,一般只能使用125KG的炸弹,重一点的才是用250KG的炸弹,500KG级别的实际上无法使用的。
强5平台的能力限制是中国空军对激光制导炸弹犹豫的主要原因。一方面,很多国内军事专家对激光制导的半主动制导模式非常不以为然,他们认为,激光半主动制导的有效感知距离太近,一般都在最远也只能在3-4KM,飞机投放激光制导炸弹还是和投放普通炸弹一样需要从目标头顶上飞过,安全性较低。并且半主动激光制导需要一个照射方和一个投射方,从美国实践的经验来看,往往需要空地协同或者两架作战飞机协同,以中国空军的设备水平和素质来看,这种操作太过繁琐,需要的架次率太高,而且对飞机之间的战术要求太高。作用距离近还导致象轰6这样可以携带重磅炸弹的轰炸机要想使用激光制导炸弹也只能从低空进入,生存能力堪忧。另一方面,激光制导武器对气候条件非常敏感,烟,雨,雾等环境都会让激光制导武器失效,并且由于强5本身缺乏夜间飞行和攻击瞄准的设备,实际上也没有夜间作战能力,一种作战限制如此巨大的武器,理论上基本找不到他在战场上存在的理由。
进入90年代后期,到21世纪初,搭载平台的问题逐渐被解决,引进的苏27战斗机具有很强大的外挂能力,海军的导弹攻击机FBC-1的挂载能力也较为出色,还有某新型号多用途战斗机,挂载能力甚至可以和苏27比美,一些老战斗机的改型也具有较大的挂载能力了,比如F-7MG/G。这些飞机可以轻松的挂载500KG以上的炸弹执行任务了,大部分飞机还能挂载1000KG级别的重磅弹。同时,这些飞机都具有较为先进的飞行控制系统和航电设备,具有全天候作战能力和对地瞄准攻击的能力。激光制导炸弹在这个时期才开始体现出一定的实用价值。
其实激光制导炸弹的研制并不是一件很困难的事情,市场上有大量可直接使用的元器件,这些元器件甚至连先进二字的边都沾不上,在电子市场也是几分钱一枚的货色,炸弹的控制原理也已经非常清晰和透彻,甚至连电路图都是现成可以获得的。不过激光制导炸弹并不是单纯发展一种炸弹那么简单,他的关键其实不在于简单的研制出激光制导炸弹,核心的关键在于瞄准和控制的火控系统的研发,以及作战样式和思想的变化。90年代以后,中国周边军事紧张气氛基本结束,唯一的重点是台湾问题,1996年民进党政府上台以后,台独问题日益严重,中国大陆的军队实际上一直是重守轻攻,作战经验都是大陆体系的,从未有过成功的大规模跨海作战的经验,台湾和大陆间隔着2-300KM的海面,这是台湾的天然屏障,并且,在国民党败退到台湾以后,为了防备大陆的进攻,台湾在海峡另一侧修建了大量极其坚固的钢筋混凝土工事,这些工事有地下的通道相连,装备各种火炮导弹等武器,可以对登陆部队进行单方面的屠杀,这些工事经过50年以上的不断增加,基本上已经成为2战以后最密集最坚固的防御工事。对于这一类目标,传统的强击机和水平轰炸机都没有太大的效用,陆军和海军的重型火炮也毫无用处,只有空军具有精确的点目标攻击能力才能解决。在高科技建军的口号下,中国军事技术发展的注意力逐渐开始转移到迫切需要的精确点目标杀伤上来了,激光制导炸弹以价格低廉,便于普及,威力大而被优先考虑。中国发展激光制导炸弹时间晚,可以从美国,俄罗斯,法国等国家发展的炸弹历程中吸收最精华的经验,中国从俄罗斯采购了SU-30MKK,这批具有对地攻击能力的战斗轰炸机可以使用俄罗斯生产的LGB-500,LGB-1000激光制导炸弹,其照射和瞄准设备和X-29,X-59导弹一样使用的暴风雪搜索瞄准照射吊舱。但这些武器很少能在公开的新闻渠道中看见,在中俄联合军事演习的视频中,这些飞机竟然还是使用火箭弹在对地攻击。不过有少量的照片可以证明中国的FBC-1攻击机挂载了LGB-500激光制导炸弹。
中国自己的航空科技界不会让这种未来的主要攻击武器装备落入依赖进口的尴尬局面,以洛阳光电技术发展中心为首的航空武器研究中心一直向空军倡导自行发展一系列激光制导炸弹的意图,这种倡议随着90年以后全军作战思想转变而被迅速接受。空军首先确定在传统的强击机强-5上发展一种具有精确攻击能力的型号,早在1986年,中国和法国联合发展了A-5K和意大利联合发展了A-5M两种不同航电设计的现代化性能提升攻击机,法国的系统采用平显火控和惯性导航攻击系统,意大利的系统则采用脉冲多普勒雷达为核心的自动搜索攻击系统,经过对比,中国对A-5K的效率感到满意,不过这些合作最后都因为一些其他的原因没能继续。中国最后在这两项合作计划的经验和基础上以激光测距仪和平显火控为基础自行改进生产了强-5D型飞机。90年代后期,当精确制导武器的思想在中国被接受时,空军的主要攻击武器载体强5飞机也开始发展新的型号,即搭载激光制导炸弹的强-5E和搭载光电搜索瞄准照射吊舱的强-5F。这两种飞机有很大的试验性质,分为两种型号主要是考虑到强-5飞机的外挂载荷的限制问题。
激光制导炸弹由号称014的中国航空武器研究中心研制,其设计思想和美国的宝石路计划基本一致,即研究一种通用的可组合套件,这种套件可以直接在库存的250-4,500-4等低阻炸弹上直接组合应用,可前线快速组装,能够迅速的将普通弹药变成激光制导的精确攻击弹药。这样的分体通用模块化设计的优点早已被美国的大量应用而展现无疑。尽管分体模块化设计的炸弹性能可能会比法国,俄罗斯的一体化设计稍差,但对于制导武器来说,大量的电子零件导致他们的存储寿命只有10-15年,然后就会因为电子零件的老化而被淘汰,而常规的普通炸弹存储寿命一般在30-50年,很明显,分体组合设计的弹药应用起来更灵活,全寿命费用更低。
中国设计的激光制导炸弹被称为雷霆系列,介于美国的宝石路2代和三代之间,他采用了宝石路1/2代的风标式导引头的设计,广电导引头是一个很小的钝圆柱体,其后部有一个定风稳定环,导引头部分通过一个万向节与控制舱段相连。当炸弹被投放时,稳定环会在气流的作用下使导引头偏转,始终稳定的对准目标,而导引头和炸弹本体间通过万向节形成的夹角正好是炸弹飞行时的攻角,这种设计可以让制导炸弹凭借较小的弹翼滑翔较远的距离,万向节和定风标的存在可以允许炸弹在投放时有缓慢的数量不多的滚转,而且不需要设计单独的陀螺防滚装置,结构相当简单,导引头风标回转角度达到+-20度,可以给炸弹提供一个很宽的活动范围。导引头的光学视窗直径40MM,光学窗口夹层有光栅滤镜,滤除不需要的杂光,只允许波长0.6微米到1.06微米的激光通过,一个视场角达到25度的光学镜头负责前向视野,探测传感器是传统的硅光四象限光电二极管,传感器并不在光学镜头的聚焦焦点上,而是稍微偏离了一点点距离,这是为了避免聚焦激光光斑过亮烧毁测光元件,由于是虚焦,激光在光电元件上形成一个有一定面积的亮斑,亮斑在哪一个象限的探测器上有信号,这就表明目标偏离了哪一个方向,那么输出的信号就可以通知控制计算机让那一个方向的舵机相应的动作,让光斑回到中间瞄准的位置。
炸弹组件采用鸭式布局控制,这种布局的好处是设计简单,控制舱段和制导舱段都在前方,可以集中布置,显得相当紧凑,控制规律也简单,舵面力的方向就是运动所希望的方向。为了提高弹翼的升力,雷霆系列采用了比较大的弹翼翼展和超临界翼形,尾部弹翼为可折叠的弹簧折刀式的塑料尾翼,能够提供较大的滑翔距离和机动性。
雷霆LT-2型激光制导炸弹参数
弹长:             3680MM
最大外径:          377MM
重量:         496KG(+-3KG)
制导模式:激光半主动末制导
制导时间:            20秒
导引规律:        速度追踪
导引头工作波长:1.064微米
导引头捕获距离:     4KM
导引头最大视角:    +-12.5度
从公开展示的型号雷霆-2来看,这种激光制导炸弹是建立在500-4型低阻航空炸弹上的,这种炸弹重量约440KG,装填系数为38%,内置有160KG以上的黑梯铝-15高能炸药,威力优于美国的MK83,雷霆-2也比美国的GBU-16B的性能更为优越,视场角大一倍,捕获距离远20%,发射稳定性高,采用数字是自动驾驶仪,可以根据火控计算机的弹道预测计算采用优化的滑翔弹道。美国的第一代宝石路GBU-15的命中精度圆算偏差大约为5-7.5米,而第二代的GBU-16则经过数字化信号处理和驾驶仪的修正,达到3.5米,第三代的GBU-22可以达到1~1.5米。中国的雷霆-2制导炸弹性能略优于GBU-16,命中精度在2.5米左右,优于法国和俄罗斯的同类产品。
为配合激光制导炸弹武器的装备,最重要的火控系统交给了航空部第613所。613所是航空工业部专属的光电技术研究所,他们参照美国的莱特宁多功能前视搜索瞄准照射吊舱研发了中国自己的FILAT多功能前视红外/激光搜索照射吊舱。这种吊舱重量轻,只有63KG,外形和美国产品有些类似,吊舱的头部是一个球形可转动光学舱,三个光学孔径共用同一个大型陀螺瞄准线稳定万向支架,前视红外采用第二代同用红外热成像组件,工作在8~12微米波段,可以提供宽窄两个不同的视场,宽视场用于监视和搜索战场,而窄视场用于瞄准和识别。白光通道有具有夜视能力的高清晰度电视,具有12倍以上的光学变焦能力,可以工作在彩色和单色模式,监视和识别能力比红外成像强,细节分辨率高,可用于电视制导类武器的瞄准。激光通道有激光测距仪,采用1.06微米波段,最大作用距离7~10KM,同时也担任编码照射的工作。除了在强-5F上完成测试工作,吊舱也可以使用在很多种中国新研制的战斗机上,比如F-7G,FBC-1,F-11等等,也可以使用在传统的轰炸机比如H-6上。中国的攻击吊舱跨越了美国使用简单激光搜索瞄准照射吊舱的过程,直接使用具有复杂性能的红外/激光攻击吊舱。激光半主动制导武器在中国军队中也逐渐开始普及,陆军有155,152,122等激光制导炮弹,激光制导的反坦克导弹等等,他们的照射器也可以为攻击机提供目标指示。
激光制导炸弹的制导精度主要来源于弹道末段的激光制导,因此发射或投掷激光制导炸弹的方式和普通炸弹没有太大的区别,只需要将炸弹投掷到一定误差范围以内,就可以满足末制导的需要,投掷方可以采用高空投掷,可以在云层之上投掷,也可以采用传统的雷达瞄准盲投。不过考虑到激光照射的特性,投弹的进入位置有严格的限制。在地面照射的情况下,激光照射的最佳反射点大致上是在目标上以照射激光束成20-30度锥角的范围内,炸弹的运载机必须从这个范围内进入,投掷。海湾战争中,曾经出现投掷飞机错误地进入了正好相反的角度,显然激光器的亮度比目标上的更加明显,制导炸弹干净利落的把照射的侦察兵炸成粉末。照射在飞机上使用的时候则是另一种情况,它需要双机或者多机协同作战,携带攻击瞄准吊舱的飞机一般采用围绕目标盘旋的方式指示目标,盘旋半径大约为3~4KM,这视照射器的最大工作距离和大气透射的状况影响,盘旋的坡度大约为30-40度,高度在3000米以上,以避免雷达瞄准的小高炮以及轻武器的威胁,投掷飞机的进入到投掷有一个时间窗口,这能确保炸弹飞到目标上空时正好处于激光照射的最佳辐射角度区,这个时间窗口的掌握需要通过协同训练来进行,一般是飞行员以照射机的位置作为参照,进入一个记秒的时机,当照射机达到一个合适位置,攻击机就可以进入攻击。一架照射机最多可以支持20架攻击机对同一个目标的行动,为了避免炸弹爆炸引起的烟尘影响,投弹会采用较大的间隔时间鱼贯进入。这种投弹方法对照射机要求很高,需要长时间在高威胁地区盘旋。另外还有新发展的超低空进入的投掷方法,照射飞机和攻击机都以100米的高度超低空进入,攻击机在防空区外投弹,照射机突然爬升在最后阶段将炸弹制导到目标。
由于目前使用的1.06微米激光很难提供大于7KM的照射距离,照射机飞行高度大多都在3800米以下,激光制导炸弹的发射距离根据高度不同从5~10KM不等。随着现在超低空防空武器的日益完善,特别是单兵肩扛防空导弹的大量普及,这样的飞行高度对于照射机相当危险,美国在海湾战争中有一半以上的目标都是通过使用特种部队或者侦查部队在地面提供的照射。如果使用飞机照射,则采用了伙伴搭配和专职配合两种方式,伙伴搭配是F-15E攻击鹰常用的方法,他们都携带有攻击吊舱,可以在长机和僚机间相互进行照射指引和发动攻击的任务。而专职配合则是在一个编队中,通常是4-8机,只有一架携带攻击吊舱,但只携带很少的弹药,专门为其他战斗机指示目标,担任这种任务的往往是双座战斗机,比如F-16D,他们基本不携带炸弹,而携带更多的燃料,和少量的AGM-64幼畜导弹。中国空军发展强5F大概也是出自这种思路,一个中队中只需要两架具有瞄准照射能力的飞机就可以支持整个中队行动,这对于还拥有大量航电设备落后的强-5机群来说是一个最快的最简单的战斗力提升过程。目前最有希望大量应用激光制导炸弹和攻击吊舱的是FBC-1飞豹战斗轰炸机,这种飞机是目前中国专职的战斗轰炸机,具有载弹量大,高低空飞行性能好,作战半径大,航电系统先进等特点,它可以一次性挂载4~6枚雷霆-2炸弹和FILAT前视红外/激光搜索瞄准吊舱攻击1000KM上的目标,也可以再增加一个蓝天攻击导航吊舱,形成类似F-15E使用的双吊舱,进行全天候超低空精确攻击。据军事专家估计,出动两架携带4枚雷霆-2的FBC-1飞豹攻击机一次攻击类似台湾在海岸滩头设置的加强型火力点的效果,和超过50架H-6使用普通500KG重磅炸弹达到的效果基本相当。
雷霆系列武器采用系列化模块化设计,雷霆-1是250KG级别的制导炸弹,雷霆-3是1000KG级别,此外还有子母布撒弹,反跑道弹,穿地弹等等,这一系列武器已经开发出和即将投入使用的武器种类多达15种以上,是中国进入精确攻击时代的奠基石。

二 增程制导炸弹系列    
激光制导炸弹在2002年5月以后就开始大量的在中国空军装备使用了。这种武器虽然具有价格低廉,威力大,抗干扰能力强,具有初级的防空区外发射能力。但激光半主动模式决定了它需要复杂的协同和配合,激光对气候条件非常敏感,海湾战争中伊拉克的沙尘暴和燃烧石油的黑烟让这类武器的效能受到很大的影响。最关键的是,激光制导炸弹的使用是以70年代发展的低空突防概念的衍生物,他很难在现在流行的高空突防的新时代概念中使用,并且激光半主动不能实现发射后不管,虽然载机可以不管,但照射飞机的危险并没有因此解除。
高空突防的重新兴起是1990年海湾战争时期的产物,60~70年代提倡的低空,超低空突防利用的是地形对雷达的干扰和屏蔽带来的盲区实现的。这对于当时的装备技术来说是一个相当不错的选择,特别是当时的北约和华约在欧洲的状况,在相当密集的区域里布置了象树丛一样多的中高空地空导弹,当时的雷达对付超低空目标基本没有什么作用,导弹也很难打击雷达也看不见目标,因此,那个时代的选择是非常正确的。不过经过80年代电子技术的高速发展,对付低空目标的多普勒雷达基本普及了,而且雷达联网的预警指挥系统布置了大量的补盲雷达在传统的山地盲区,超低空再也不是不能看见的了。雷达瞄准控制的自动小高炮,单兵防空导弹的普及对超低空的飞机来说简直是一种灾难,这些防不胜防的威胁在飞行员能够做出反应之前就能击落目标。高空突防的重新兴起有其独特的背景条件,1990年海湾战争表明,即便象伊拉克这样的中型国家所拥有的中高空防空武器数量也是很有限的,部署位置比较固定,型号单一,在经过数次高强度的反电子杀伤以后,大型的中高空防御系统基本被摧毁殆尽了,这个时候的中高空犹如美国自家后院一样安全,就连运输机都可以大摇大摆的任意飞行。而就在这种防空系统基本被摧毁的情况下,地面的轻型防空火力并没有太大影响,采用低空突防攻击的英国旋风战斗轰炸机出现了难以承受的损失,就连美国最自豪的超低空突防的战斧式续航导弹也有接近20%的导弹被各种武器拦截下来。根据战后的统计,以中东国家伊拉克为例,射高能超过5000米的防空导弹总共有不到110套,备弹数量约800-1100枚,主要是较老式的霍克,萨姆2/3/5/6等型号,而射程在5000米以下的,有600多套单元,备弹超过5000枚,3000米以下计算小高炮,单兵防空导弹等等数量多达2-3万具,由此可见不同高度突防飞机所面临的火力强度。
海湾战争以后,战术分析家们认为,面对如今的防空体系,对付装备数量较少的,体积和目标特征较大的远程中高空防空导弹系统的代价比对付数量庞大,机动灵活,难以辨认的低空防空系统要容易很多,只需要在电子干扰和硬杀伤方面将对方的远程预警体系和中高空防空体系破坏,就基本能保证高空的安全,即便是不能保证高空的安全,采用高空防空区外发动攻击也比在低空和超低空容易很多,地方的防空导弹这一类武器是可以被消耗的,比如台湾,他们部署的具有中高空防御能力的爱国者和霍克导弹所有的数量加到一起也不会超过2000枚,在现在这个无人机,巡航导弹,滑翔弹药,诱饵靶标充斥的世界,这点数量的导弹还经不起高强度战争一天的消耗,就算象1990年伊拉克那样,这些导弹也将会在3-7天以后就供应不上了,导弹消耗完了同样等于失去了战斗力。而从台湾的低空方向看,有上万枚射程5000米以上的导弹,和数量繁多的高射炮,其弹药消耗可以支撑3个月到半年。由此可见高空突防的价值,新时代的高空突防是以高度的电子干扰,电子压制,隐身飞机攻击等新技术为依托的,发展最快的就是高空防空区外攻击。
第一种高空使用的防空区外投掷的滑翔制导炸弹是美国的防风偏修正炸弹,主要用于B-52,B-1B,B-2这类战略轰炸机使用,具有IMU惯性测量元件,只需要在发射前通过飞机上的大气数据计算机对环境风速和风向作出设定,就能够大大提高炸弹的落点,这些飞机大多数情况都在上万米高度投放炸弹。防风偏炸弹最大的好处是可以发射后不管,炸弹的滑行距离可以远达15KM以上。防风偏炸弹的命中精度不算太高,圆算偏差在15米左右,介于制导弹药和无制导弹药之间。防风偏弹药的精度还不够,不过它能够发射后不管的特点还是很让人喜欢的,而且可以在高空发射,这是激光制导炸弹所不能的,因此,利用GPS的JDAM随后就应运而生,JDAM是防风偏弹药的进一步发展,它采用GPS高精度定位信号,让炸弹在空中飞行时可以自行不断根据实际偏差修正,获得精度更高的攻击效果,它也是发射后不管的弹药。由于GPS组件在民用技术需求的刺激下变得非常廉价,JDAM大有取代激光制导但要成为美国主要制导武器的趋势,JDAM的精度取决于GPS信号的精度,以目前的美国使用的军用P码,GPS大概能提供1米左右的定位精度,实弹的圆算偏差在5米左右。GPS制导手段最大的优点在于能够提供一个很长时间和距离运行的目标以较为稳定的定位精度,为了能够在防空区外更安全的使用,美国和欧洲都开发了一系列滑翔组件,希望借助这个性能获得廉价高效远程的制导武器,最为有名的就是钻石背增程套件。美国和欧洲在这方面的发展速度很快,2004年大量的套件就正式进入部队服役了。
中国转向精确打击的战略目标以后,GPS弹药的快速发展自然也引起了中国的兴趣,长期以来中国不发展激光制导弹药主要还是有人认为它的发射控制模式太过于死板,使用条件的限制很大,导致作战复杂程度增加。GPS弹药发射后不管,而且还可以在高空使用,具有很强的远射能力,能够在敌方防空导弹作用距离以外发动攻击等等有点对中国来说都是致命的诱惑。唯一的忧虑在于,GPS信号是美国掌握的,中国只能使用精度较差的民用C码,虽然目前军用的A码接近半公开,P码几乎都是被破译状态,但是一旦到了战争时期,美国可以任意修改这些信道的编码形式和赋予它精度误差,从而达到制约制裁的目的。民用C码现在可以达到5-10米左右的定位精度,如果采用固定的差分台站的辅助信号,民用信号也可以提供小于一米的军用级精度。目前非美国军用信号的主要麻烦并不在于定位精度上,民用信号的数据更新率比军用的慢,数据刷新率在1~10秒之间,用于高速飞行的炸弹,一秒钟就可以飞出200米,自然误差都能达到10米以上。基于上述原因单纯的GPS弹药并不可靠,精度也不一定够用,所以中国发展这种弹药还需要借助于另外一种制导技术的辅助——惯性制导INS。传统的惯性制导精度高价格昂贵,大多应用在很先进复杂的大型导弹上,但近年来随着激光光纤陀螺的小型化,还有一系列新原理的廉价惯性测量元件的批量生产,一套精度中等的惯性制导系统价格变得非常便宜,而且体积非常小巧。INS系统和GPS系统结合可以产生一个很好的效果,GPS最大的缺点在于对短时间连续的位移定位精度较差,对长时间长距离的定位精度高,而INS的精度随时间的延长而飘逸,短时间的精度和连续运动的精度是非常高的,两者结合正好可以取长补短,并且INS可以作为当GPS失效或者被干扰时的备份制导手段,虽然精度会略受影响,但不会让武器系统瞬间就变成一堆废物。
发展GPS/INS类防空区外攻击武器,中国人终于没有再度落后于世界了,还是同一个武器研究中心,他们把新的武器系统称为雷石,其中公布出来的防空区外发射的增程滑翔制导炸弹叫做雷石-6(LS-6)这是一种类似于标准型增程JDAM的无动力滑翔制导炸弹。主要用于在防空区外打击防空阵地,机场,码头,桥梁,车站,物资集散地,指挥中心等等固定目标,它仍然是一种采用模块化设计的组件,可以迅速与库存的普通低阻炸弹结合。公开展示的雷石-6采用一个背负的可向后折叠的大展弦比滑翔弹翼,采用正常气动布局,新的具有更大尾翼的X布置的尾舱具有热电池和舵机,组件通过两条钢带和炸弹紧密固定,没有使用末制导。性能诸元如下:
弹长:3000MM
弹径:377MM
翼展:2740MM
弹重:540KG
战斗部:500-4型低阻航空高爆炸弹
重:440KG
装药:160KG
制导模式:GPS/INS复合指导
最大射程:48KM(H=8000M,V=250M/S)
         60KM(H=11000M,V=250M/S)
命中精度:CEP=15M
使用和发射雷石-6型需要载机拥有比较先进的火控设备,因为雷石系列的制导炸弹采用GPS/INS复合制导,载机至少需要有一套高精度的内置GPS通道的综合惯性导航系统,这样才能提供制导炸弹最初的攻击目标参数和预计飞行弹道的装订,目前已知的符合这样要求的战斗机只有为巴基斯坦研制的FC-1多用途战斗机,这是一种出口型战斗机,不过航电设备大部分都是安装使用的中国自行设计生产的产品,相信中国内的战斗机上一定已经有类似的产品服役了。雷石-6这种防空区外发射的远程武器的命中精度取决于载机的雷达的性能和所使用战术电子地理信息系统的(GIS)精度水平,由于是攻击固定目标,而且射程远达48-60KM,雷达的测距精度就很关键了,这直接关系到炸弹最后取得的实际命中精度,普通的多功能脉冲多普勒火控雷达大多只能以精度最高的64:1的比例提供多普勒锐化图像,测距误差可以从5米到30米以上,最理想的是采用更先进的合成孔径雷达,它能提供更清晰的雷达图像和更精确的定位信息,大多数多用途战斗机都没有雷达合成孔径功能,美国的F-15E为了提高攻击精度也只能放弃对空能力较强的AN/APG-63雷达转而使用对空性能较差,但具有很好的合成孔径和逆合成孔径功能的AN/APG-70,以保证可以更好的使用各种精确制导炸弹。不过如果飞机拥有高精度的电子地理信息系统(GIS),这个问题并不算太严重,特别是攻击已知坐标的固定目标,比如机场,桥梁,车站,港口等等,飞机可以根据事先侦查好的坐标直接输入计算机,计算机自动计算出炸弹所需要的最佳弹道。炸弹采用被动制导模式工作,滑翔飞行模式,本身没有电磁辐射,没有动力系统的噪音,弹翼等等组件大多采用塑料和复合材料制成,雷达反射面积小,攻击是相对比较隐蔽的。对于目前世界上防空体系来说,一般的要地防空大多采用点防御,即采用一些射程不大于15KM,射高不大于6000米的机动防空导弹部署在目标周围,雷石-6的发射高度在8000-11000米高度,对于这一类导弹来说,这个高度相当安全,并且可以在其射程外任意盘旋,精确的从容的确认目标,即便是有些国家采用中程防空导弹比如萨姆-11,霍克等也不要紧,萨姆-11射高10000米,但最大射程只有27KM,霍克也差不多,即便是最新改进的型号也不过只有不足50KM,而雷石-6在11000米高度的最大射程超过60KM,仍然可以在防空区外发动攻击。
雷石-6是一种廉价的发射后不管的远程精确攻击弹药,它不仅可以在战斗机,战斗轰炸机上携带,还可以在H-6这样的传统中型大型轰炸机上使用,一架H-6型轰炸机可以在弹舱内携带12枚雷石-6,有些型号还可以在翼下挂载4-8枚不等,H-6可以在高度12000米以上投弹攻击,这样这些传统的,老式的亚音速轰炸机同时也具有了防空区外攻击,精确攻击的能力,以H-6轰炸机的航程和携带能力,一个中队一次攻击所打击的目标需要只能携带2枚的战斗轰炸机中队连续出动6-8次才能完成。这对空军整体的攻击威慑能力的提升具有极为重要的战略意义,老式轰炸机在现代化战场上的生存力问题也通过在较安全的防空区外飞行和攻击获得一定程度上的解决。目前雷石系列滑翔增程制导炸弹主要以外销的面貌出现,这在一定程度上表现了中国对GPS信号稳定性的担忧,中国加入了欧洲伽利略全球卫星定位导航系统计划,可以使用这种和GPS有一定兼容性的系统的信号,伽利略将在2012-2015年间投入使用。中国自己也在发展自身需要的卫星定位导航系统,北斗-1双星定位技术含量较低,还不足以使用到制导武器上,后续的北斗-2的更多星座的计划可能将会彻底解决信号源不受控制的心腹大患。

2012年6月16日星期六

中国航天科技集团*

航天部第一研究院: 中国空间技术研究院

航天部第六研究院: 航天建筑设计研究院

航天部第八研究院: 中国航天导航技术研究院
航天空气动力技术研究院


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*****中国航天科技集团*****

下属九个研究院,两个基地

中国运载火箭研究院(第一研究院)
航天化学动力技术研究院(第四研究院)

中国空间技术研究院(第五研究院)
航天推进技术研究院(第六研究院)

四川航天技术研究院(第七研究院)(062基地)

上海航天技术研究院(第八研究院)
中国航天电子基础技术研究院(第九研究院)

北京航天时代仪器公司(第十研究院)
航天空气动力技术研究院(第十一研究院)

西安航天科技工业总公司(067基地)
中国长城工业总公司(持股50%)

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中国运载火箭技术研究院(航天科技集团公司第一研究院)

下属13个所,6个厂

一部 导弹、火箭总体

11所 燃烧,燃料,液体火箭发动机

12所 导航,控制

13所 导航,精密仪器,传感器

14所 导弹再入飞行器设计

15所 兵器发射,低温加注

18所 航天伺服系统,CAD

19所 导弹及运载火箭技术情报和档案

702所 结构强度与环境工程研究、试验

703所 金属,复合材料,材料及工艺,特种焊接

102所 测试计量技术及仪器

704所 航天跟踪,测量

200厂 航天飞行器和导弹控制系统电子设备,北京海淀区永定路50号

211厂 运载火箭研制、生产总装,北京市丰台区东高地

811厂(长征航天控制工程公司)伺服控制产品、智能机电、液压控制

及计算机应用技术
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航天化学动力技术研究院(中国航天科技集团公司第四研究院)

固体火箭发动机研究、设计、试制、生产和各种试验

拥有6个研究所,5个工厂及其它生产、生活配套单位

42所,航天化学动力总公司


43所,复合材料,西安市

44所,传感器及配套仪表的研制生产,西安市

47所,401所,7414厂,7416厂,7422厂,


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中国空间技术研究院(中国航天科技集团公司第五研究院)

下设12个研究所、2个工厂

501所,北京空间飞行器总体设计部


502所,北京控制工程研究所,姿态及轨道控制系统

503所,北京卫星信息工程研究所

504所,西安空间无线电技术研究所

508所,北京空间机电研究所

510所,兰州物理研究所

511所,北京卫星环境工程研究所

512所,北京空间科技信息研究所

514所,北京东方计量测试研究所

513所,山东航天电子技术研究所

513所,山西航天机电设备研究所

515所,汕头电子技术研究所

529厂,北京卫星制造厂

539厂,上海科学仪器厂

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上海航天技术研究院(中国航天科技集团公司第八研究院)

下属16个研究所、13家工厂、10家公司和1家上市公司

八部, 509所, 800所, 801所, 802所, 803所, 804所, 805所, 807所, 808所, 809所, 812所,

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中国航天电子基础技术研究院(中国航天科技集团公司第九研究院)

电子元器件、电子设备、专用计算机及计算机测控系统

九院的下属单位共有四个,分别座落在北京、西安、杭州、桂林等四个风景名胜地区。

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北京航天时代仪器公司(中国航天科技集团公司第十研究院)

主要从事各类导航仪器、制导设备、惯性系统与仪表、光电产品、电机

电器、精密仪器仪

表以及计算机软硬件产品与技术的开发、制造与销售业务。

下属3个企业和多个民品公司

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航天空气动力技术研究院(航天科技集团公司第十一研究院)


701所,空气动力


707所,信息咨询研究中心


708所,航天标准化、质量与可靠性理论、政策、工程应用的研究和咨询机构

710所,是计算机应用技术和系统工程


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*****中国航天科工集团公司*****

(中国航天机电集团公司)
集团公司拥有4个大型研究院,8个大型科研生产基地、7个直属大型企业和若干直属研究所、外贸公司、投资公司、控股与参股公司等。

拥有3个大型研究院:

一、中国长峰机电技术研究设计院(第二研究院)

二、中国海鹰机电技术研究院(第三研究院)

三、中国河西化工机械公司(第六研究院)

四、中国航天建筑设计研究院(第七研究院)

五、河南航天工业总公司

六、云南航天工业总公司

七、中国江南航天工业集团公司(061基地)

八、中国三江航天工业集团公司(066基地)

九、湖南航天管理局(068基地)

十、自动化测量控制技术公司

十一、中国航天工业供销总公司

十二、直属单位 中国长城工业总公司

反辐射导弹对抗技术

反辐射导弹对抗技术概述

目前,反辐射导弹已发展到第三代,技术性能越来越先进。但是,同世界上任何一种先进武器一样,反辐射导弹也存在着固有的缺陷,主要是:对目标辐射源的依赖性,超宽频带导引头的灵敏度、测角精度受到限制,导引头的分辨角比较大等。超宽频带被动雷达导引头分辨角大,所以抗两点源干扰的能力差。而被动雷达导引头的灵敏度、动态范围、测角精度三方面之间的矛盾是难以解决,所以反辐射导弹的灵敏度受到限制。反辐射导弹是被动接收各种体制雷达和各种调制式样的信号,所接收信号是未知的,因此被动雷达导引头与所接收信号是失配的,这样就相应降低了灵敏度。反辐射导弹对辐射源有依赖性,也就是说,没有信号反辐射导弹就失去控制而失效。而反辐射导弹的发射、飞行和自身的电磁散射特性有雷达回波的信息特性,分析其特征,可进行有效识别。采用雷达隐蔽技术,可大大减少被敌方发现的概率,提高雷达的生存能力。

反辐射导弹对抗系统的研究,就应该根据反辐射导弹的特征和存在的缺陷,从反电子侦察、告警和干扰三个方面进行。

一.反电子侦察技术

反电子侦察技术包括雷达组网技术、双基地雷达技术、分置式雷达技术、低截获概率雷达技术、降低雷达发射天线旁瓣、背瓣的电子技术、雷达发射功率时间控制技术和雷达扩频技术等。

利用反辐射导弹被动雷达导引头的分辨角比较大,测角精度比较低,雷达组网可有效防御反辐射导弹。雷达网工作时,可组成两点源(多点源)干扰,以引偏反辐射导弹。雷达还可以安装在机动车辆上,迅速转移工作地点。可以采用C3I防空系统雷达组网技术,即在防空体系中,不同功能、不同体制、不同作用范围的各种雷达,或者采用同频、同体制雷达进行联网,由C3I系统统一指挥协调。网内各雷达交替开机、轮番机动,对反辐射导弹构成闪耀电磁环境,使跟踪方向、频率、波形混淆。组网的关键在于各雷达站严格同步、指挥中心处理信息和坐标归一化能力。网内同类型雷达相距较近时可同时开机,使反辐射导弹瞄准中心改变,起到互为诱饵的作用。

双基地雷达是一种将发射机与接收机以很大距离分别部署的雷达。这种雷达可以把发射机设在离前线几百公里的后方,把无源接收机部署在离前线10~20km的地方。在这种情况下,双基地雷达发射机(可以用载机)离战斗地区足够远,所以对反辐射导弹的袭击就安全得多。加之它的接收机是无源的,实际上用一般的电磁设备无法检测到它。用干扰机也干扰不了这种双基地雷达。

分置式雷达的发射系统和接收系统分置在数百米范围内的不同位置,发射系统所包括的两部或三部发射机以同步、同频和相等的功率工作,并合成一个波束向外发射信号,反辐射导弹只能跟踪它的等效相位中心,不会对发射机造成威胁。

设法使雷达信号不被截获,就可使雷达免受大量已知威胁的破坏,这就是研究低截获概率雷达的目的。低截获概率雷达通过许多综合手段避免被发现。采用高占空系数发射信号形式可把辐射能力以近似噪声的形式扩散在宽的频率范围上。

用了低旁瓣雷达天线后,使任何可能出现的截获仅仅约束在主瓣范围。另外还有功率管理的方法,即仅当有必要测量目标特性时才辐射能量,并且把发射功率限制在与被探测目标反射截面相一致的水平上。

降低雷达发射天线旁瓣、背瓣的电平,如将天线设计成超低旁瓣,低至-50dB,可有效对抗反辐射导弹从旁瓣攻击的能力。雷达采用发射功率时间控制技术后,在发现反辐射导弹后,能应急关机,发射信号可以闪耀工作,进行时间控制,可以控制发射空域,形成某些“寂静”的扇面区,并可突然间歇发射。扩频技术是选取的雷达工作频段及频率,使反辐射导弹难以接收与分选,从而实施有效对抗。

二.反辐射导弹告警技术

反辐射导弹告警技术包括雷达告警和光电告警(红外告警、紫外告警、可见光告警和激光告警)两方面。对反辐射导弹告警装置的要求如下:

·不能被反辐射导弹发现,亦不易被敌机侦察告警发现;

·不会成为反辐射导弹攻击目标;

·能提供相控阵雷达天线旁瓣或后方来袭反辐射导弹的存在及有关数据;

·对反辐射导弹的作用距离:30~40km(雷达告警);5~20km(光电告警);

·能够提供反辐射导弹飞行航迹数据,引导杀伤武器攻击反辐射导弹;

·有抗地杂波以及人为瞄准式杂波、欺骗干扰的能力;

·具有区分目标飞机与反辐射导弹的能力;

·反辐射导弹告警装置与相控阵雷达协同工作,当发现来袭反辐射导弹,提供反辐射导弹信息。

根据反辐射导弹从载机发射出并以较高的径向速度(3M)指向雷达站的特点,采用多普勒雷达或成象雷达等手段,识别出反辐射导弹的回波或图象,从而发现反辐射导弹,发出告警信号,引导干扰系统实施有效干扰。

对于雷达告警来说,目前的近程搜索雷达要及时发现反辐射导弹是困难的,因此,必须研究专用的雷达。如超高频脉冲多普勒雷达系统。这种雷达可采用电扫天线小功率固体化的脉冲雷达,具有成本低、运输方便的优点。它可安装在雷达站附近,与雷达电缆连接,各自工作在不同频率上。它能及时发现反辐射导弹,迅速告警。

在现役雷达设备中采用各种措施,也能有效识别反辐射导弹。如:①雷达接收机的增益控制 采用对数中放或者限幅中放体制,雷达就具有能在强目标回波附近发现弱目标的能力,就有可能在敌机回波附近发现反辐射导弹的回波。②雷达设备配置A型或A/R型显示器。因为A型或A/R型显示器比PRI型及B型等显示器要求的识别系数要低得多,也就是说A型或A/R型显示器要求的信杂比较低。这就相当于提供了雷达接收机的实际灵敏度,也就是相当于提高了发现概率或发现距离。③通常情况下,由于反辐射导弹处于目标和雷达站之间。因此,操作员只要注意观察飞机回波前方即可。这种目标出现的“先验性”,减少了漏警概率,也相当于提供了发现概率。④由于反辐射导弹的运动速度较快(一般可达2~3M),这就增加了识别目标的能力,有利于提高发现概率。 在导弹逼近告警中,光电告警设备占有极其重要的地位。目前,光电告警设备已广泛装备部队,并在实战中成效显著。光电告警设备角分辨率高(可达微弧量级),体积小、重量轻、成本低,且无源工作,能准确引导干扰系统(特别是激光武器)实施干扰,所以能辅助雷达告警设备,是反辐射导弹告警的重要技术手段。

在反辐射导弹光电告警中,可以采用红外告警、警外告警和激光雷达告警技术。目前,红外告警设备进入第三代发展时期。这代产品具有全方位的告警能力,可完成对大群目标的搜索、跟踪的定位,自动引导干扰系统工作,用先进的成象显示提供清晰的战场情况。由于采用大面积阵列的区域凝视技术,目标的分辨率最高可达微弧量级,告警距离可达10~20km。如美国和加拿大联合研制的AN/SAR—8红外搜索与跟踪系统,用于补充舰载雷达警戒系统功能,确保探测掠海飞行导弹。其技术性能是:视场方位为360°,俯仰20°,虚警率为1/40min;工作波段为3~5μm和8~14μm;探测距离大于10km。

同红外告警相比,紫外告警具有虚警低,不需低温冷却、不扫描,告警器体积小重量轻等优点,所以以其独特的优势迅猛发展,在不长的时期内历经两代技术革新。目前,紫外告警设备已发展成为装备量最大的导弹逼近告警系统之一。紫外告警是利用“太阳光谱盲区”的紫外波段来探测导弹的火焰与尾焰。“太阳光谱盲区”是指波长在220~280纳米的紫外波段,这一术语来自下列事实:太阳辐射(紫外辐射的主要来源)的这一波段的光波几乎被地球的臭氧层所吸收,所以“太阳光谱盲区”的紫外辐射变得很微弱。这样,由于空域内太阳光等紫外辐射的能量极其有限,如果出现导弹羽烟的“太阳光谱盲区”紫外辐射,那么就能在微弱的背景下探测出导弹。因此,“太阳光谱盲区”的紫外告警就为反辐射导弹逼近告警提供了一种极其有效的手段。目前研制的第二代导弹逼近紫外告警系统是以多元或面阵器件为核心探测器,它角分辨率高,探测能力强,可对导弹进行分类识别,所以具有优异的技术性能。 德国宇航公司研制的“米尔兹”,用来探测超音速导弹的发射与逼近。它采用高灵敏度、高分辨率的成象型紫外传感器,使用实时图象处理和专用软件算法,并能有效抑制虚警。系统反应时间0.5s,角分辨率为1°, 总重8kg,探测距离为5km。

同微波雷达相比,激光雷达有更高的分辨率、更远的作用距离和良好的抗电磁干扰能力,因此是反辐射导弹告警的重要技术手段。

三.反辐射导弹干扰技术

干扰反辐射导弹技术包括两方面:软杀伤和硬摧毁。软杀伤技术包括有源和无源诱铒诱骗反辐射导弹;改变反辐射导弹与雷达之间的传播介质,使反辐射导弹难以截获跟踪目标雷达;使用激光致盲武器对反辐射导弹进行软杀伤;使用人为的有源干扰,扰乱导引头上的电子设备;用有源干扰提前引爆反辐射导弹引信;使用核脉冲导弹,将反辐射导弹的电子线路冲击坏。 在雷达周围一定距离,设置有源假目标以引偏反辐射导弹。可用两点非相干源,其诱饵辐射源的工作频率、发射波形、脉冲定时及扫描特征等与雷达发射机完全一致。或采用相干两点源,使诱铒辐射源辐射信号与雷达辐射信号构成一定的相位关系,如180°。时差可由计算机根据阵地配置和目标来进行调整,使真假辐射信号到达反辐射导弹导引头,使反辐射导弹跟踪两源的功率重心或跟踪两点源连线之外的某一点。诱饵引偏系统的优点:设备简单,造价便宜,可以在雷达工作状态下起到保护作用。但对真假辐射源参数一致性要求比较高。 为了干扰反辐射导弹,可使用偶极子反射体。同时可使用假的转换辐射器。在这种情况下,偶极子云的距离最远不超过反辐射导弹接收机距离选通脉冲的宽度, 最近不小于反辐射导弹战斗部的杀伤范围。另一种方法是根据反辐射导弹的飞行轨迹直接在雷达上空设置偶极子云,或者计算雷达的位置设置偶极子云。当然,偶极子云的存在时间很短,这就需要专用的发射装置。例如,北约的RBOCMK33系统就配备这种专用发射装置MK135。偶极子弹的速度和飞行时间为70m/s和4s。当发射角为45°时,每4s发射一次,可在距离135m、高105m处形成偶极子云;当发射角度为65°时,可在距离90m、高度130~140m处形成偶极子云;当发射角度为75°时,可在距离70m、高度160m处形成偶极子云。

为了防止反辐射导弹的进攻,也可升高雷达天线,在一定距离上放置反射雷达波束的金属带,放置金属带的距离应与箔条反射体的距离相当。

早期的反辐射导弹多采用无线电近炸引信,新型反辐射导弹普遍采用激光近炸引信。另外,反辐射导弹还采用被动导引头与电视和红外导引等复合制导技术。所以,可在雷达和反辐射导弹之间投放专用介质,造成反辐射导弹的导引误差。这种专用介质有烟幕、气溶胶及其它屏蔽介质。

反辐射导弹具有激光近炸引信等光电装置,所以采用激光致盲武器可对其实施软杀伤。近年来,在激光武器的研制中,激光致盲武器因其造价低、能耗小、技术难度小而异军突起,发展较快,已成为最先装备部队的激光武器。专家们把激光致盲的作用归纳为三个方面:一是伤害人眼;二是破坏光电器件;三是破坏光学系统。这些作用统称为“致盲”。

根据各种实验证明,当强激光照射到视网膜时,就可使人眼受到伤害。其受伤程度从发红、短时间失明到永久性失明。更严重的后果是激光烧坏视网膜,造成眼底大面积出血。对人眼损伤的程度取决于激光器的各项参数,这些参数主要有激光的波长、激光输出功率,脉冲宽度和光斑直径等等。在各种波长的激光中,以0.53μm的蓝绿激光对人眼的伤害程度最大。如Nd:YAG倍频激光器。相对来说,波长从0.4到1.4μm的激光,都能对人眼造成较大伤害。对于破坏光电传感器来讲, 所需的激光能量则要高一个到几个数量级。实验表明,当受到强激光辐照时,热电型红外探测器将出现破裂和热分解现象,光电导型红外探测器则被气化或熔化。

对于光学系统来说,当光学玻璃表面在瞬间接收到大量激光能量时就可能发生龟裂效应,并最后出现磨砂效应,致使玻璃变得不透明。当激光能量进一步提高,光学玻璃表面就开始熔化。 这样,光学系统就会立即失效。

在激光致盲武器的瞄准系统中,已经采用了“猫眼效应”。因猫的眼睛有较高的反射率,所以在漆黑的夜晚,人们可以看到猫的明亮的两只眼睛。美国、前苏联、法国的科研人员都提出激光武器可以利用这个原理,搜索作为攻击目标的敌方光学设备和光电传感器,确定其位置,实施准确攻击。例如美国的Stingray激光武器系统和前苏联的车载激光武器,均采用低能激光脉冲进行扫描,当接收到敌方军用光学设备的反射激光时,再用高能激光进行攻击。

在雷达频率上施放不同调制的有源干扰,如向反辐射导弹方向施放双频干扰,将使导引头混频器输出端被干扰,这种干扰足以引起反辐射导弹接收机过载,从而导致导引头跟踪中断。

由于激光近炸引信具有良好的抗干扰能力,所以哈姆、响尾蛇和阿拉姆等新型反辐射导弹都采用激光近炸引信。对激光近炸引信工作原理分析可知,采用与近炸引信相同重频的激光脉冲,难以在一组编码序列中全部通过选通门,几乎没有任何干扰效果。但是,如果在选通门附近产生15~20MHz高频激光干扰脉冲,则即使在短延时引信选通门只有60ns的情况下,也必定有一个干扰脉冲通过。而在超前同步发射时,由于激光近炸引信距被攻击目标较远,从目标返回的激光信号不能通过选通门,达到在远距离提前引爆的干扰效果。 将核脉冲导弹发射到反辐射导弹附近爆炸,产生核脉冲,将反辐射导弹的电子线路冲击坏,使导引系统失灵。

硬摧毁技术包括使用防空武器,如歼击机、防空导弹和高炮摧毁反辐射导弹;使用高能激光武器摧毁反辐射导弹;使用射束武器摧毁反辐射导弹;用火炮密集阵拦截反辐射导弹。采用歼击机和防空导弹可对载机进行拦截,在其未发射反辐射导弹之前就将其击毁。同样可采用反导导弹和高炮摧毁反幅射导弹。 高能激光武器具有快速、灵活、精确、抗电子干扰和威力大等优点,是对付精确制导武器、空间武器,以及遏制大规模导弹进攻的战术与战略防御武器,对未来战争将产生重大影响。虽然高能激光武器的研制费用高,但其使用费用很低。在作战效果相同的情况下,高能激光武器每发射一次仅需几百到几千美元。而一枚“爱国者”导弹则高达数十万美元。所以,高能激光武器以其高的效费比和良好的应用前景,促使世界各国投入巨资竞相研制。 高能激光武器主要由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制发射系统组成,其特点是“硬杀伤”。高能激光器的功率为几百KW至几MW甚至更高,主要有化学激光器、自由电子激光器、CO2气动激光器、X射线激光器和准分子激光器等等。在反辐射导弹对抗系统中,可供使用的主要是氟化氚化学激光器等。

国外正在研究与研制粒子束武器。这种武器的基本部件是一个电子、质子、中子等基本粒子加速器。美国海军专家认为,为了摧毁1km远的导弹,需要0.7~10MJ的脉冲能量;要提前引爆2km的导弹,需要0.1MJ的脉冲能量;破坏3km远处导弹的弹载设备,需要的脉冲能量为0.01MJ。这种系统如舰载射束武器系统Chare Haritige。该系统能在0.5km处引爆导弹战斗部,而破坏弹载电子设备的距离为4.6km,发射速度为6次/s,系统重100t。

采用火炮密集阵拦截反辐射导弹,也是一种比较有效的防御措施。例如美国的密集阵系统,它是由通用动力公司研制的。该系统采用Unlcan格林6管火炮,每分钟发射8000发炮弹,火炮能以每秒钟86°的转速上升到+80°和下降到-25°。密集阵系统发射的炮弹形成一个扇面,足以拦截来袭的导弹。

跟踪国外先进反辐射导弹对抗技术的发展

目前,国外在反辐射导弹对抗方面发展很快,很多设备已装备部队。为了尽快缩短同国外先进国家的差距,提高我国防空雷达的生存能力,我们必须搜集国外先进的反辐射导弹的对抗情报资料,跟踪先进国家对抗反辐射导弹技术的发展,开展研究。

反电子侦察技术法国汤姆逊—CSF公司的防空指挥、协调和通信中心将“虎—G”远程警戒雷达与霍克、罗兰特和响尾蛇导弹连的制导雷达以及高炮连的火控雷达联网,进行统一指挥和火力分配,能有效对抗反辐射导弹。 俄罗斯部署在莫斯科周围的橡皮套鞋反弹道导弹系统,是雷达联网的一具典型例子,它由三个部分组成:7部鸡笼远程警戒雷达,6部狗窝远程目标精密跟踪/识别雷达和13部导弹阵地雷达。7部鸡笼雷达分别与2~3部狗窝雷达联网;6部狗窝雷达又各与四部导弹阵地雷达联网。鸡笼雷达在远距离探测目标,并通过数传装置向狗窝雷达指示目标。一直保持寂静的狗窝雷达只有当目标进入导弹射击范围时才开机工作,而导弹阵地雷达只是在发射导弹时才开机工作,从而大大减少了受反辐射导弹攻击的概率。

早在80年代,美国陆军就为“爱国者”和“霍克”等地空导弹系统研制出了分置式雷达,发射机进行三角配置,相互间相距300m,能够有效地对抗反辐射导弹。

低截获概率雷达力图通过许多综合手段避免被发现。如美国的“爱国者”地空导弹系统中的导弹制导雷达,就是采用的超低副瓣,针状波束并作随机扫描的相控阵天线,发射的波形为随机捷变频与脉冲压缩兼容。

采用连续波雷达能大大提高雷达的抗反辐射导弹性能。美国的“寂静”雷达TWS—QR就采用了连续波形。据悉,“霍克”导弹系统中的连续波雷达AN/MPQ—48的改型ACWAR(捷变连续波截获雷达)也采用了伪码调相连续波。

国外也在发展毫米波雷达。英国的长剑导弹系统配备了DN181盲射跟踪/制导雷达用于对付反辐射导弹,工作频率35GHz。

反辐射导弹告警技术

美国空军为TPS—75防空雷达研制一种反辐射导弹告警系统,命名为AN/TPQ—44,是一种超高频脉冲多普勒雷达系统,它的作用距离为46km。这是一种电扫天线小功率固体化的脉冲雷达,成本低、运输方便。它安装在TPS—75的附近,相互用电缆连接,各自工作在不同频率上。 法国研制的Vipere系统,实现了红外全景监视系统与告警一体化,其技术性能:方位360°;俯仰20°;探测距离大于10km;目标指示精度约1mrad。

美国研制的AN/AAR—54紫外告警设备,包括凝视型、大视场、高分辨率的紫外传感器和先进的综合航空电子组件。它可提供1s的截获时间和1°的角分辨率。 反辐射导弹干扰技术 国外研究采用烟幕、气溶胶及其它屏蔽介质投放在雷达与反辐射导弹之间破坏电磁传播条件。如美国研制的这种系统,在2~3s内可在距被掩护目标20~25m处建立包含扇区为高13m、宽38m、存在时间为1~3min的烟幕屏蔽。经过烟幕的光波信号,将衰减到原来的十二分之一以内,而经过人造雾的信号将衰减到原来的八分之一以内。

美国爱国者导弹的AN/MPQ—52雷达使用了诱饵发射机。这种发射机(每个阵地3~4部)覆盖扇区120°,脉冲功率15kW,平均功率450W,重量频率范围4.4~5.6kHz,天线口径2.4m。这种雷达对付反辐射导弹,既可用于主瓣,也可用于副瓣。每一部假目标发射机只向一定的方位扇区辐射,其它发射机向另外的方位辐射。

美陆军研制的〖HT5”,6SS〗鱼〖KG-*2〗〖HT5”,6SS〗工〖HT5SS〗鱼激光致盲武器系统,由于采用了板条状Nd:YAG晶体,减少了以往存在的热畸变,改善了光束质量。据悉,〖HT5”,6SS〗鱼〖KG-*2〗〖HT5”,6SS〗工〖HT5SS〗鱼武器系统的激光输出能量达0.1J以上,可破坏8km远处的光电传感器,并能伤害更远处的人眼,尤其是人们通过潜望镜或双筒望远镜进行观察时。 英国皇家信号和雷达研究所与海军部研究所联合研制的舰载“激光眩目瞄准具”是由工业激光器发展而成的,其外形类似于具有矩形炮管的大炮。整个系统由激光发射器、双目测距仪、电视摄像机和电气机柜等几部分组成。瞄准跟踪较简单,激光器装在三角架这类的简单支架上,人工瞄准,以脉冲方式工作,发射蓝色激光束(可能是Nd:YAG倍频激光),对飞行员的眩目距离约为2.75km。激光眩目瞄准具主要用途是使驾驶员放弃攻击,也可使眼睛受到严重损伤,甚至失明。在1982年的英阿马岛海战中,英国特遣舰队的“竞技神”号、“华美”号、“大力”号、“亚尔古水手”号等大型军舰都安装了激光眩目瞄准具,并取得了使阿方飞机坠毁、被防空炮火击落或放弃攻击的可观战绩。

目前,美国TRW公司采用中红外的氟化氚化学激光器,正在开展称之为“通用面防御综合反导激光系统”(Gardian)的激光防空武器研制工作,旨在弥补陆军中程反导系统和远程反导系统的不足。Gardian可部署在轮式或履带式装甲车辆上,用于在最后的1分钟对付处于10km左右的低空来袭隐身目标。这种武器具有常规导弹所不可能具备的一发即中的杀伤精度。 该系统由一台0.4MW的氟化氚化学激光器和一台70cm直径的定向器/跟踪器组成。典型系统的反应时间约1s,发射率为20~50次/min,单次射击费用约1000美元。这种系统设计用于拦截重力加速度过载达100g的机动目标,而且,一旦锁定目标,就能利用激光照射目标直至将其摧毁。烟、霾等其它战场上的气流不会造成影响光束质量的热晕。恶劣气候条件至多会使杀伤目标所需的激光辐照时间比晴朗时的1秒略长0.1秒。

TRW公司声称,该系统自1977年首次试验以来,杀伤概率达100%。对这类系统进行的一些研究表明:陆军激光武器所需的功率大小可在0.1~1MW之间,而就前沿阵地机动防御应用而言,所需功率约为0.5MW。据悉,该武器系统可严重摧毁4km远的导弹的雷达整流罩,并能严重破坏10km远的光学系统。根据目前的方案,美国陆军保护一个战区大约需部署2到4个Gardrian武器系统。

反辐射导弹对抗系统的总体设计技术研究

对于总体技术来说,在雷达隐蔽技术方面,应将前述的数种防御技术或防御技术与战术手段组合使用,以达到最佳的效果。如爱国者的AN/MPQ—53相控阵雷达,在技术上采取了宽频带频率捷变(有160个跳频点)、辐射控制、低副瓣天线及闪耀诱饵引偏系统等措施,在战术上它具有快速闭启发射机、摧毁载机和拦截反辐射导弹等对抗手段。

在反辐射导弹告警方面,应采用多传感器数据融合技术,即将雷达与ESM系统(包括光电告警器)实施一体化。指挥员必须获得所有跟踪目标的位置、速度和精确的信息。由于所有这些目标必须假定都是同等致命的,所以没有这些数据,对威胁的估计和优先判定是不可能的。由于不是基于估计威胁目标的易损性,选择最佳武器是不可能的。由于没有软杀伤的有效性的反馈,对于协同软杀伤和硬杀伤的方案选择是不可能的。同多传感器数据融合后所能达到的对抗水平相比,没有数据融合,指挥员协同和控制反辐射导弹自动防御手段的能力是极低的。这就大大削弱了紧急关头防御系统的操作与控制能力,这种能力是在受到敌方攻击威胁的最后瞬间强制作出有效的自卫反应。所以,从多传感器的数据融合中可获得极大的作战效益。

在反辐射导弹干扰方面,应采用软硬杀伤武器一体化技术,实施分层防御,以使反辐射导弹的命中概率降至最低。假定敌机携带反辐射导弹攻击雷达站。当敌机逼近时,我方使用歼击机或防空导弹拦截敌机。当敌机发射反辐射导弹时,由于我方已采用雷达隐蔽技术,使反辐射导弹难以发现。当反辐射导弹飞到距我方10km以内时,可使用高能激光武器进行硬摧毁,或使用激光致盲武器进行软杀伤。另外,我方设置有源假目标,可将反辐射导弹引偏。如果反辐射导弹突破几层防御,可使用密集阵火炮进行拦截。最后,发射高重频脉冲激光,将反辐射导弹的激光近炸引信提前引爆。如果将作战分为6个阶段,假设反辐射导弹在没有对抗的情况下命中率为100%,则在采用上述对抗措施的情况下,每一阶段使导弹的命中率减少到60%”总的杀伤概率是每一阶段杀伤概率的乘积,每一杀伤概率的降低,将使总杀伤概率小于5%。当然,软硬杀伤武器的一体化需要多传感器的一体化。

原子弹原理

原子弹是利用重核裂变瞬间释放出巨大能量,引起杀伤破坏的武器。原子弹里用于裂变的材料是铀或钚两种元素的同位素——铀-235或钚-239,它们的原子核在接受到一个中子后,就会分裂成大小、重量差不多的两个原子核,同时释放出约200MeV的能量。举例来说,铀裂变有时产生氪(36号元素)和钡(56号元素),反应方程式为:235U+n—→236U—→140Ba+93Kr+3n。这个能量差不多能使你肉眼能看到的最小的沙粒跳一下了。相比之下一个碳原子燃烧产生的能量只有4.1eV,仅是裂变能量的5千万分之一。

这只是一个原子裂变放出的能量,学过化学的人都知道,1摩尔铀-235里面有6.02×1023个原子,也就是超过6千万亿亿个铀原子,总重235克。铀的比重和黄金差不多,所以1摩尔的铀也就和250克的金条差不多大,可以放在手心里。这些原子如果全部裂变的话,能量相当惊人,差不多相当于600吨煤完全燃烧所释放的能量。1kg的铀-235或钚-239完全裂变,释放出的能量大约等于2万吨烈性的TNT炸药爆炸的威力。
-235的原子核裂变时,还会放出中子,有时一个也没有,有时能达到6个,平均有2.5个。这就是说,一个中子引起的核裂变,会放出2.5个中子。而这些中子又会引起周围原子核的裂变,于是就会象雪崩一样引起一连串的原子核裂变,这个过程就叫链式反应。但是这些中子未必都会引起新的裂变,譬如由于原子核十分微小,所以中子不一定能接触到铀核,如果铀块不够大的话,有些中子就会飞出铀块,不能引起新的裂变。当然,铀块中的杂质也会吸收中子,使新的裂变不能进行。
能使裂变材料的链式反应能持续进行的最小的体积称之为临界体积,这时它的质量成为临界质量。临界质量和裂变材料的种类、纯度、密度以及几何形状密切相关,如果材料包裹以中子反射材料的话,还可以降低临界质量。据网上说一般球形纯铀-235的临界质量约为50kg,δ相钚-239则为1516kg;而加装中子反射材料后,铀-235的临界质量只有15kg了,而δ相钚-239则只有1011kg了。之所以材料加工成球形,是因为体积一定时,球形表面积最小,中子泄漏也就减少了。

2012年6月15日星期五

载人航天骨胳肌



载人航天骨胳肌





  一、失重对骨骼肌的影响

失重对骨骼肌的影响主要表现在肌肉的萎缩和肌肉功能的下降。
  1.肌肉萎缩
  体重减轻 骨骼肌是由肌纤维组成的,失重对骨骼肌结构的影响表现为引起肌纤维的萎缩。要取航天员肌肉进行形态学的观察是很困难的,只能借助于间接的方法。最简单的方法是测量航天员的体重。在美俄(前苏联)航天计划中,通常要测量航天员飞行前中后的体重变化,发现绝大多数航天员飞行中和飞行后体重下降。体重减轻一方面是由于失重时体内水分丢失较多所致,另一个原因就是肌肉萎缩,尤其是长期飞行后的体重下降与肌肉萎缩的关系更密切。也有少数航天员飞行后体重增加,这并不是肌肉没有萎缩,而是体内脂肪增加了。
  下肢容积减少 另一个证明失重引起肌肉萎缩的方法是测量航天员飞行中小腿容积的变化。最初是用带有刻度的软尺测量小腿不同部位的围径,之后用公式推算出小腿容积的变化。再以后,改进测量方法,用一个有弹性的长袜状容积装置进行测量。结果与体重变化一致,失重引起小腿容积的减少。如飞行96天的礼炮6号航天员小腿容积的减少是16%~20%,飞行140天的航天员减少20%~30%,飞行175天的航天员减少19%~24%。小腿容积的减少与小腿肌肉质量的减少是有关的。返回地球后小腿容积的恢复是逐渐的,最初两天恢复较快,是由于返回地球后体液增加引起的,以后的恢复则主要是肌肉质量的恢复。
  形态学变化 美国和前苏联都进行了大量的有关失重对动物骨骼肌影响的实验,例如测量了在宇宙-1667号生物卫星上飞行7天大白鼠的比目鱼饥腓肠肌和肱二头肌的重量,它们比不飞行的鼠分别轻22.7%、10.7%和12.3%。比目鱼肌是一种抗重力肌,在重力环境中它主要执行维持姿势的功能,所以重力消除对它的影响最大。取飞行后大鼠的肌肉进行形态学的观察,可以看到出现明显的肌纤维萎缩。前苏联也在地面进行120天人模拟失重(头低位卧床)实验,在卧床前和卧床120天时取被试者腓肠肌部位的肌肉,进行比较,结果是卧床后出现了明显的肌纤维萎缩,出现萎缩的这种货就如少了一条腿狗一样,走路不稳,易倒,下仓后不能立刻直立。

  二、运动神经结构发生改变

运动神经与其所支配的肌纤维组成了运动单位,运动神经的变化也反映了肌肉萎缩性改变和肌肉功能的下降。大白鼠飞行后脊髓的感觉和运动神经原出现了神经结构的变化(核糖核酸含量减少、运动神经末梢粗糙、突触泡和线粒体数量减少)。与此同时,肌肉内也有营养不良的表现和代谢的改变。
  生化和组织化学的改变 蛋白质是肌肉中的主要组成部分,正常情况下人体中的蛋白质代谢是处于平衡状态的,即蛋白质合成(血液吸收氨基酸合成蛋白质)和蛋白质分解(蛋白质→氨基酸→水、二氧化碳、氮)基本相同。测量航天员飞行中尿氨基酸的排出量及尿和粪中氮排出量即可了解蛋白质代谢的情况。结果是航天员飞行中氨基酸和氨的排出量增加,说明肌肉的蛋白质分解大于蛋白质合成,也证明肌肉出现萎缩性变化。
  2.肌肉功能下降
  肌肉的工作能力、力量和耐力下降 肌肉出现萎缩,自然影响到它的功能,即使是短时间的飞行,如7~10天,也会引起肌肉力量下降。如果用握力计测量航天员飞行前和飞行中手的握力,飞行前握力是45~65kg的人,飞行中握力将减少4~22kg。腿部肌肉力量的下降比手握力的下降更多。失重飞行后航天员躯干的力量也明显下降。两名参加联盟-9号飞行的航天员只飞行了18天,躯干肌肉的力量分降低了40kg和65kg,而且到返回后第11天才恢复。在测量肌肉力量时,两名航天员都诉说腿肌和背肌疼痛。航天飞行后肌肉活动时,反应速度减慢,容易发生疲劳。
  协调性变差 正常情况下,人体肌肉的活动是十分协调的,一块肌肉收缩,相对应的另一块肌肉就会舒张,而且它们都受中枢神经系统的指挥。同时,肌肉工作是十分准确和精细的,如让人拿一个杯子,他会准确无误很容易将它拿起来。但失重时肌肉工作的协调性变差,尤其在失重飞行的头几天,做一件事所花费的时间要比地面上完成同样工作所需的时间长,而且不准确,往往是用力过度。就像一个酒醉的人一样,他要将手移动几次才能拿起一个杯子。
  在航天中,约有三分之二的航天员诉说背痛,休息时背痛更明显,严重时会影响睡眠。整个飞行中,有的背痛减轻,有的背痛依然存在,这可能是由于重力缺乏所引起的脊椎长度和形状发生改变,椎间盘压力增加、肌肉痉挛、关节紧张、脊柱和神经拉长所致。
  航天员返回地面后常常诉说全身无力、容易疲劳,站立、行走都很困难,有时还出现肌肉疼痛。前苏联研究了航天员返回后姿势的稳定性,结果表明航天员维持姿势的协调性变差。
  肌张力降低 在地球上,正常情况下人的骨骼肌保持一定的张力,并不完全松弛。不同肌肉的紧张程度不同,但又互相配合,维持人处于一定的姿势。当部分骨骼肌的紧张性发生变化时,姿势也会改变。用一些仪器可以测量肌张力(图2)。曾经测量了航天员在一定姿势下肌肉放松和收缩时小腿胫前肌和三头肌的硬度,失重后是下降的。用浸水的方法模拟失重,测量被试者大腿和小腿肌肉张力的变化,可见浸水第二天大腿和小腿的肌张力降低10%,一直持续到浸水结束。
  神经传导功能发生改变 失重不仅引起肌肉萎缩,而且会引起与肌肉有关的一些神经系统发生变化。大白鼠飞行后,在支配肌肉活动的中枢-脊神经的神经元中所含的蛋白质及核糖酸含量下降,神经和肌肉连接端变粗糙。也可以用键反射方法来研究失重时人神经-肌肉传导性的影响。航天前后采用了一种仪器,测量键反射的阈值和键反射的持续时间,结果发现航天后键反射阂值下降,持续时间变短,说明肌肉收缩的反射性调节功能发生了变化(图2),这种变化就如受刑一样,肌肉拉伸又收缩。

  三、失重时肌肉系统改变的影响

1.引起心血管系统紊乱的原因之一
  失重时出现的心律紊乱、心脏的缺血反应及血管壁结构和通透性的改变都与失重时心饥血管平滑肌的变化有关,而骨骼肌的萎缩及其功能下降则会引起立位耐力和运动耐力的下降。骨骼肌素有“肌肉泵”之称,它在调节人体内循环血量中起着十分重要的作用:肌肉的收缩有利于把肌肉内的血液压回心脏,使回心血量增多;人站立时,肌肉紧张度高,可以防止静脉血管过度扩张,保证回心血量。失重引起肌肉萎缩,使肌肉泵的作用降低,使人站立和受+Gz力作用时有更多的血液储留在下肢,减少了回心血量,降低了航天员返回过程中的+Gz耐力和返回后的立位耐力。
  2.人体协调功能下降
  航天员返回后全身无力、疲劳、肌肉疼痛、走路不稳都与肌肉萎缩有关。用平衡仪测量航天员返回后立位时的稳定性和行走时的协调性都明显下降。但这些改变是可逆的,经过一段时间可以适应和恢复。
  3.造成矿物质丧失的起因之一
  肌肉用力活动时牵拉骨骼,对骨骼是一个机械刺激,它可以刺激骨细胞生长。失重时这种作用减少,容易引起骨质疏松。

  四、引起失重肌萎缩的原因

1.肌肉活动减少
  造成失重时的肌肉萎缩的主要原因是失重时重力消失引起肌肉的“废用性”变化,也就是说是因为长时间的肌肉运动减少引起的。因失重时一切物体没有重量,肌肉不需要克服这些重量而作功,于是肌肉的功能就逐渐退化,这与长期躺在床上的人肌肉变得无力、萎缩是类同的。前苏联和美国在地面上进行了大量的实验,例如,前苏联选了一批志愿者,让他们在床上躺49天。在实验前与卧床第30天,用活检方法从被试者的比目鱼肌中取出一小块肌肉进行形态学观察,结果发现卧床后肌肉出现了与航天中相似的萎缩性变化。卧床时人仍生活在重力环境中,只是减少了人的活动,这种情况下出现肌肉萎缩,说明失重情况下活动的减少是引起肌肉萎缩的最主要原因。克服肌肉萎缩的最好办法是强迫它锻炼,现在航天中所采用的防止肌肉萎缩的最有效方法就是运动,航天员在飞行中每天要进行2~3小时的运动,运动项目包括拉力器、跑台、自行车功量计等。这些方法对于防止航天员长期飞行时的肌肉萎缩和肌肉工作能力的下降起到有利的作用,但还没有完全防止失重引起的肌肉系统的变化。因此,防止失重引起的肌肉变化是航天医学研究的重要课题之一。
  2.血液循环系统的紊乱
  肌肉内有丰富的血管,它是保证肌肉正常代谢和收缩的必要条件。失重可以影响血液循环系统,使血液循环系统出现紊乱,如出现下肢肌肉血液供应减少,血粘度增高,血管的结构和形态发生改变。这些都可影响肌肉的血液供应,胆白汁减少,有加快死亡的特征。
  3.营养不足
  由于工程上的限制和失重的特殊环境,航天员在飞行中不能像在地面一样得到丰富的食品和各种美味可口的饭菜。通常都是整个吞咽,不辨食味,就是硬死了,也不知道。同时,失重改变航天员的味觉,使航天员在吃任何食物时都感到淡而无味及航天初期出现的运动病症状,这些都降低了航天员的食欲,使航天员出现了营养不足。食物是供应肌肉蛋白质合成的源泉,航天员飞行中食欲的降低,食物摄入量的不足,也是造成肌肉萎缩的原因之一。
  由上可见,通常这一行业没人愿意干,只有骗猪一样货去当替死鬼,搞不定上了西天,显然笨的可怜的货才去冒险,对骨骼肌是有明显影响的,随着飞行时间的延长,对肌肉的影响将更严重。因此,看航天员上天,就像看耍猪大戏一样,失重对肌肉系统的影响,寻找有效的防护措施是航天医学研究的十分主要的课题

火星探测器坠毁

火星探测器坠毁

  俄罗斯《新闻社》26日引述俄太空专家消息报道说,搭载了中国卫星的俄罗斯火星-土壤探测器坠毁应该是使用了中国假冒太空零件造成的。
  被俄罗斯航天署在16日对外证实确实已经坠 毁的,搭载了中国“萤火一号”卫星的俄罗斯“火卫一土壤”星际探测器,近日再次成为俄媒体关注焦点。
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  有关这颗据称被俄罗斯航天署投保了6千万美元的火星探测器坠毁原因,俄罗斯专家们表示,已经找到了罪魁祸首,就是中国的假冒太空设备零件。 www.junshijia.com 爱国交流理性平台
  官方的俄罗斯新闻网在星期四报道说,一位俄罗斯太空署官员透露说,在制造星际探测器的过程中,很多零件,尤其是微电子组件是从中国及东南亚国家采购的,而根据俄方掌握情报,中国境内已经形成了一整套伪造假冒昂贵太空设备零件的产业,而使用假冒的关键微电子组件很容易就将整个系统或某个步骤瘫痪。
  据俄媒体报道说,中国境内伪造假冒太空设备零件的做法通常是收购旧的太空设备,将他们拆散后,将旧的微电子组件上的标签消除,输入新的信息,打上新的标签证明出售,伪造仿真程度甚至连一些专家也很难分辨。而在俄罗斯太空署的太空探测项目实施过程中,买个中国假冒零件是很容易的。
  此前, 俄方针对火星探测器坠毁原因已经出台了多个版本,其中包括陨石撞击,地面雷达恶意攻击,太阳爆发耀斑等等,但均立即被太空专家们否定。同时,针对中国假冒零件的版本,也有俄专家质疑说,实际上,因为星际探测器已经坠毁,并无法找到,所以真正的原因可能永远也不能被确切证实了。 转自米尔军情网

2012年6月14日星期四

中国的脑控者人权状况


中国的脑控者人权状况
中共完全是靠土匪起家的无赖地皮货,许多东西都是其一手捏造的,诸如脑控事件,明白着上面的低轨卫星或无人机是它们自己的,它们却硬对内要说成是外国的卫星在给它们搞破坏,单就国外卫星来说,它们是如何获取互联网信息呢?    
Communist party entirely through the bandits of the rogue to PiHuo started, many things are its skill fabricated, such as brain control events, understand the above Leo satellite or uavs is their own, they are harder to say is the internal into foreign satellite to make to break them in, sheet is foreign satellite for them is how to get the Internet information?   

许多卫星的激光脉冲是它们在获得了受害者信息后,才发出攻击的,这只有国内才能掌握。  
Many satellite laser pulse is they won the victims in information, just send out the attack, the only domestic to master it.  

人们都知道,所谓的地皮流氓专政,就是靠武器来掠夺来财,靠宣传来作掩护。    
People know, so-called land rogue dictatorship, which is on the weapons to rob to wealth, by propaganda to cover.  

这种专政,本身就是掠夺财富的性质,它们是要寻找各种借口进行斗争,不然就不会有财富。      
This dictatorship, itself is robbing, the nature of wealth, they are looking for any excuse to fight, or you won't have wealth.     

要找借口,就要首先要在宣传上进行鼓动,靠宣传来组织人进行斗争,如果这些合法武装组织一但没了斗争的目标,就没了财源。      
Looking for an excuse, will first have to in the propaganda on impulse, rely on to promote organization fight, if these legal armed groups a but didn't struggle goal, no revenue.    

因此,要人为的创造斗争目标进行这种活动,过去法轮功是这样,64也是这样,现在搞出个脑控也是这样。
Therefore, to the creation of human struggle target this activity, the past falun gong is such, 64 also is such, now make a brain control also is such.   

不对内斗争进行所谓的清剿,这个政权就无法生存下去。  
No internal struggle of the so-called clear and the regime can't survive.  

完全是群剥削的垃圾货。     
Is completely group of exploitation junk.    

对于生产,科技,自然这些人是不会亲自参于的,所以它们用的产品,大部分都是国外引进或仿制,偷盗而来加以改造的。      
For production, the technology, the nature of these people are not personally participate in, so they use products, most of them are introduced from abroad or generic, theft and to try to transform.     

其手法也是卑劣无耻。  
The technique is also mean shameless.      

这种地皮流氓专政靠控制舆论来造势,创造对它们有利的条件,策划对内或对外的斗争,来进行渔利,积累大量不义之财。      
This land rogue dictatorship by control public opinion to create buzz, and create favorable conditions for them, internal or external planning struggle, to share, accumulate a large amount of wealth.   

内部自然是十分痛恨的,由于它们作恶多端,内部矛盾无法控制,积怨尤深,所以十分担心人们反抗,因而打着各种借口搞它们的所谓稳定工程,实际上是维护它们专制资本的一种变相形式,目的是为了更好地对内控制,加强对人民财富的掠夺,简直是无耻之极。      
Internal nature is very hate, because they do evil frequently, and internal contradictions can't control, bitterness especially deep, so very worried that people resist, and make them with excuses so-called stable engineering, is in fact the maintenance of a capital they autocratic disguised form, the purpose is to better internal control, enhancing people's wealth of the plunder, it is shameless pole.      

由于这些,对外它们是不敢打仗的,对内的担心远大于对外,没有人会替这个禽兽政权买命,连它们内部也知道这一点,它们内部大量资本外移,巨贪子女外出留学逃避风险等等,都说明它们连自己也不对自己有所信心。     
For these, they are not the foreign war, internally worry far outweigh the foreign, no one will buy for this beast regime life, even their internal know this point. They internal large amounts of capital outflow, the children go out from the study escape risk etc, it shows that they even oneself also wrong myself to faith.     

这样的地皮流氓政权,不会搞什么创造,也不会搞什么发明,更是仇视劳动,对人类及国内国际都是一种负担和威胁。     
Such land rogue regimes, not what the creation, also won't make what invention, is hostile to labor to human beings, and domestic and international is a burden and threats.   

当它们生存受到威胁时,就搞什么维稳,实际上是对内作恶到了极限,担心报复还击一种表现。   
When they existence threatened, they make what d firm, is actually to the limits of evil, fear of reprisals fighting back a performance.      

中共的狗们,都是打着文明的招牌作恶致富,没有不黑的,一方面打着维稳,一方面背里造乱,这样共狗特务及国安才有更多的食吃,这是对内搞的鬼把戏,纯粹地皮流氓的手法。    
The communist party of China's dogs, are under the evil rich civilization signs, no black, on the one hand, dozen d stability, on the one hand, the back made mess, this dog spy and national security council were to have more food to eat, which is internally make mockery, pure land rogue gimmick.    

国内的事件,隔一阵就有一件令世人震惊的大事或丑闻,足以说明这点,唯有少作恶,才是减少事件的根本。    
Domestic events, lie between a have a shock to the world the great things or scandal, enough to address this, only less evil, is to reduce the root of the event.

但习惯这手的中共是达不到的,它这个政权组织形式就是这样。      
But the hand of the communist party of China, is used to reach, it was the political organization is this.


这个极端的法西斯组织,对内搞了多少屠杀的事,或明或暗,无法计算,只有天知道了。     
The extreme fascist organization, and how much the killing of things up, or bright or dark, can not calculate, heaven only knows.      

它们一方面叫嚷着谈人权,一方面大作反人类的事情 ,搞高科技暗杀,监控,强拆,强奸幼女,贫富分化等等都是在世界上独一无二的。   
They shouted on the talk about human rights, on the one hand, was blowing the human things, make high-tech assassination, monitoring, JiangCa, rape removal, the polarization between the rich and the and so on all is unique in the world.     

它们内心崇拜的是武力剥削,即暴力剥削,包括各种通过斗争所获得的各种收入,如公检法罚款,没收,财产没收,抢劫,以及现在用的高科技武器害人的方式都是这种剥削的特殊方式。     
They worship of the heart is force exploitation, namely the violence exploitation, including through the struggle for all kinds of income, such as carries a fine, confiscate, property confiscated, rob, and is using the high-tech weapons harm is the way the exploitation of special ways. 

其目标比资本剥削更厉害,在于榨取财富。
The goal than capital exploitation more severe and wealth is to squeeze.

对国内人民的榨取更是凶狠恶毒,如果国内人民没有劳力,就不会有剥削价值,对它们享受及利用就没了用处,剥削就没了对象,就干脆这些高科技东西给整死,心肠毒辣如同奴隶社会的奴隶主一样。
The squeeze is on domestic people's vicious vicious, if the domestic people's no labor, will not have the exploitation value, for them to enjoy and use didn't use, exploitation didn't object, simply these high-tech things to the death, heart diabolical as slave society owners.  

人们过着牛马不如的生活,自杀爆炸,各种暴力事件不断,不满的声音四处都是。 
People lead a dog's life, suicide explosion, all kinds of the violence continues, disgruntled sound is everywhere. 

在中国,大多数底层人民本身就对社会不满,又遭受这些害人工具的无端整日攻击与迫害,不管是农村还是城市,都对这种法西斯高科技暴力奴役式统治极端的痛恨。      
In China, most people's bottom itself to social discontent, and suffering from these harm the unprovoked attack with all tools persecution, whether the rural or the city, all of the fascist high-tech violence slavery type rule extreme hate.   

它们把这些人给整的家破人亡,个个都想造反,个个都不怕死,都想杀它们而后快,反正与其被这些高科技工具给秘密整死,早晚也是个死,不如和它们拼上一拼,杀它们多多为善,这样才够本。      
They put these people to the whole of the destroyed her family, all want to rebel, everyone is not afraid of death, all want to kill them and then quickly, anyway and high-tech tools by the secret to the death, morning and evening is also a dead, as a spell on glue and, kill them for many good, so that it was a worthy life enough.   

也许还能拼出个路子。  
Might also be able to spell out a path. 

中共社会已经演化到凭劳动和所谓的合法就无法活命,只有凭关系和投机才能有机会的地步,还有就是像卫星集团一样研究懂得如何杀人,以杀人为业的行当,这样它们才能发财。 
Social evolution of the communist party of China has to labor and so-called by legal cannot live, only by relations and to have the opportunity to the point of speculation, there is like satellite as research group known how to kill people, to kill for inheritance trade, so they can get rich.     

简单地说就是剥削无数的人 ,合法的杀无数的人,这是它们发财的最好途径,也是改革开放最终成果,这简真就是不明而喻,背里面谁都明白的潜在道理。     
Say simply is exploitation countless people, legal killed thousands of people, this is the best way they get rich, is also reform and opening up to the final results, this really is unknown and Jane metaphor, who knew all back inside potential reason.

中国人那有什么人权可言,那些唱的都是它们独角戏。     
Chinese people that have what any human rights, those who sing of is all they stand-up.     

没有人相信。 
No one believes.   

中共背里还推行奴化体系大搞人身迫害。
In the back of the communist party of China is pushing enslaving system, carrying out personal persecution.     

因为有了奴隶,就可以为利用它们建造豪华宫殿,坟墓花园,有了奴隶,就可以让其跳务唱歌供其淫乐,有了奴隶就可以让其耕田种地铸造兵器等等。 
Because of the slaves, will be able to use them to build luxurious palace, the grave garden, a slave, can make the jump to sing for their music to her affairs, a slave can let the plow fields casting weapons and so on.     

而制造大量奴隶的关键就是搞奴化思想体系。    
And make a lot of slaves the key is make enslaving ideology system.     

使用经济,文教,宣传机器推行这一体系,保障奴化思想体系的推广与执行,以使其贯彻到社会的每个人,实现全民奴化,就要对其中反对奴化思想的人及所谓奴隶进行迫害,以达到全民奴化的目的。
The use of economic, culture and education, propaganda machine to implement this system, the security of the thought system of enslaving the promotion and implementation to make its central to social everyone, realize the enslaving, will be on one of them to oppose the idea of slavery and the slave to persecution, in order to achieve the purpose of slavery.   

维护它们腐朽阶层的根本利益。   
Maintain they decayed class's fundamental interests. 

搞脑控也是这种表现之一,人为的造精神病,对人脑进行攻击,大搞脑残工程,这样就能保证大量所谓的劣质人员出现,实现中共政权把持在皇亲国戚手中,以实现愚弄人民,利用玩乐的目的,其目的邪恶之极。    
Make this is also one of brain control performance, the human made mental illness, the attack, big make brain rot project, so you can make sure of the so-called inferior personnel appear, realize the control of China's communist regime in royalty hand democracy, in order to realize the fool the people, using the purpose of the play, the purpose of the evil extremely.  

中国社会发展到现在,成了比资本主义更可怕的变态主义,流氓政权利用人们美好事物的追求,成了借以不择手段的聚敛财富的手段,而且人们对其反面又不易提防,结果比资本主义更腐化更败化,谁都会打着共富口号干劫贫的事,实际上就形成了愚弄人的黑制度,谁都明白它们人权宣传的都是屁,为了维护它们利益的遮羞布而已。
China's social development to now, became more terrible than capitalism the abnormal condition of socialist, rogue regimes of people to the pursuit of good things, became so as to fair in the means of amassing a fortune, and people to the opposite and not easy to beware of, the result is better than capitalism more corrupt the more loss, who were rich under the slogan will survive the poor things do, in fact, it formed a fool man's black system, who all understand they are human rights propaganda fart, in order to safeguard the interests of their cover just.