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第34章 军事高技术(1)

军事高技术概述

一、军事高技术的基本概念

(一)高技术

高技术,亦称高新技术,是指科学技术领域中处于前沿或尖端地位,对促进经济和社会发展、增强国防力量有巨大推动作用的技术群。高技术是动态的、发展的概念。当代高技术主要指信息技术、新材料技术、新能源技术、生物工程技术、航天技术和海洋开发技术等。

(二)军事高技术

军事高技术,是指应用于军事领域的高技术。具体地说,军事高技术是建立在现代科学技术成就的基础上,处于当代科学技术前沿,将对武器装备、军事理论和作战样式的发展起巨大推动作用的那部分高技术的总称。

军事高技术是高技术的重要组成部分,是诸多高技术中为了满足国防现代化的需要而发展起来的部分新技术群。尽管军事高技术和民用高技术之间并不存在截然的界线,但人们还是习惯把高技术分成军事高技术和民用高技术两大类。在高技术的发展过程中,军事高技术往往起一种带头作用。

二、军事高技术的分类

军事高技术包括两个层次,即军事基础高技术和军事应用高技术。

(一)军事基础高技术

军事基础高技术是指武器系统和国防科技装备的研制所需要的各种基础理论和技术,主要包括军用微电子技术、军用光电子技术、军用计算机和人工智能技术、军用新材料技术、军用生物技术、军用航天技术、军用信息技术、军用核技术、海洋开发技术、定向能技术等。

(二)军事应用高技术

军事应用高技术是利用各种科技成果研制和生产武器装备的技术,以及军队充分发挥武器装备效能的综合应用技术。军事应用高技术的内容非常广泛,分类方法也多种多样。按其完成的军事任务的性质可分为战略武器装备技术、战役战术武器装备技术、后勤保障装备技术、军事工程技术、军事系统工程技术等。按其研制的武器装备的种类可分为侦察监视技术、隐身技术、夜视技术、激光技术、电子对抗技术、制导技术、作战平台及常规武器技术、军事航天技术、军用计算机技术、军队指挥自动化技术、核生化武器技术、新机理武器技术等。

三、军事高技术的构成

军事高技术由10个方面构成,这10个方面同时也是现代军事高技术争夺的10大“热点”。

(一)军用微电子技术

微电子技术,是指制造和使用微电子器件、元件和电路,实现电子系统功能的技术领域。它是以大规模集成电路为基础发展起来的新技术。微电子技术是军用高技术的基础,对整个军事高技术的发展起着巨大的推动作用,其发展速度和规模已成为衡量一个国家军事高技术进步和武器装备水平的重要标志。

(二)军用电子计算机和人工智能技术

电子计算机是20世纪最辉煌的科技成果之一,它标志着现代科学技术发展的又一个重大突破。在军事上,计算机是战略、战役、战术武器及航天系统的信息处理中心,是军队自动化指挥系统的核心,是实施战场指挥管理和武器控制的主要装备。当前,计算机技术竞争的一个重要方面是研制第五代“智能”计算机。它是用计算机部分代替人的思维或决策过程的技术。这一技术的进一步发展,将导致智能机器人和智能武器的出现。

(三)军用信息技术

信息技术是为实现获取、交换、处理、运用信息等功能的所有技术的总称。军用信息技术主要包括信息搜集、信息处理、信息传递、信息储存、信息检索和信息管理等。它的核心技术是计算机、通讯和控制三大要素。随着现代军事的信息量急剧增加,发展军用信息技术已成为夺取现代战争胜利的基本保证。

(四)军用光电子技术

军用光电子技术是以激光、红外线和各种先进探测仪器为基础,由光学技术、电子技术、精密机械技术和计算机技术等密切结合而形成的一项军事高技术。它具有探测精度高、信息传递快、信息容量大、抗干扰和保密性强的优点,目前已广泛应用于侦察、通讯、预警、跟踪、制导、火控、导航、识别、显示、信息、隐身和光电子对抗等领域。实践证明,军用光电子技术已成为高技术兵器发展的一种主要支撑技术。研制中的激光武器和空间激光通信等一些先进的光电子系统一旦投入使用,必将对军事技术与现代战争产生革命性的影响。

(五)军用核技术

军用核技术的重点在于发展核武器。核武器是利用核装料的原子核反应瞬间释放的巨大能量对目标造成杀伤破坏作用的一类武器的总称。核武器通常是指一种武器系统,一般由核战斗部、投射工具和指挥控制系统等部分组成。核战斗部又称核弹头,核爆炸威力的大小取决于核弹头,核武器的射程和命中精度则取决于投射工具和指挥控制系统。现代核武器正朝着小型化、实用化、多弹头、多用途的方向发展,预计不久的将来就会出现新机理核武器。

(六)军事航天技术

军事航天技术是指为军事目的服务的航天技术。主要是利用卫星和其他航天器所携带的各种遥感器、无线电接收机、通信设备和其他观测设备,执行侦察、预警、通信、导航、测绘和摄像测报等军事航天任务。军事航天技术的发展,必将加剧太空的军事争夺,对未来的军事活动将产生深远的影响。

(七)军用海洋开发技术

军事海洋开发技术,主要包括海水淡化、海水提铀、海底采矿以及海底工程建设技术。随着海洋开发技术的发展,海底将成为建造巨大军事基地的理想场所,水下基地将部署大量遥感设备和各种高效自动杀伤武器,并利用甚低、超低频通信技术和卫星上的C3I(自动防御)系统联网,指挥作战。

(八)军用生物技术

随着军用生物技术的发展,一大批危害极大的生物武器已经或即将用于现代战争。生物技术在军事上的应用主要包括以下5个方面:一是开发生物传感器,提高对毒剂、炸药和麻醉剂的实时探测和识别能力;二是利用微生物在各种条件下逐渐形成并完成生物化学转变的能力,生产具有特殊用途的产品,或者解决危险废物和战略金属回收的问题;三是研制特种性材料,例如,具有良好密封使用性能及化学和机械性能的生物弹性体、新型生物黏合剂、新型生物润滑剂等;四是开展生物电子学研究,研究生物芯片,进而开发能像人脑那样具有学习、记忆、逻辑思维能力的生物计算机;五是利用基因工程,通过基因转移和重组,培育毒性大、耐力强、有抗药性的新的致病微生物,制造基因武器。

(九)军用新材料技术

新型材料是国防高技术发展的物质基础和突破口。当前,军用新型材料研究开发的重点是复合材料、高温材料、多功能材料、隐身材料和超导材料。

(十)军用定向能技术

定向能技术又称束能技术,它是利用强激光、高能粒子束、强微波的能量,产生高温、高压、电离、辐射等综合效应,以“能束”的形式定向发射,借以摧毁或损伤目标的技术,并以此制成定向能武器。

精确制导技术

精确制导技术是指按照一定规律控制武器的飞行方向、姿态、高度和速度,引导其战斗部分准确攻击目标的军用技术。精确制导技术是以微电子、电子计算机和光电转换技术为核心,以自动控制技术为基础发展起来的高新技术,它广泛应用于导弹、航空炸弹、炮弹、鱼雷、地雷等武器系统中。

一、制导方式

随着高新技术的发展,精确制导武器系统的制导方式也有多种类型。按照不同控制制导方式可概括为自主式、寻的式、遥控式和复合式制导4种。

(一)自主式制导

自主式制导是引导指令由弹上制导系统按照预先拟定的飞行方案控制导弹飞向目标,制导系统与目标指挥站不发生任何联系的制导。自主式制导由于和目标及指挥站不发生任何关系,因而隐蔽性好、抗干扰能力强,导弹的射程远、制导精度高。但也存在着一经发射飞行弹道就不能再变的弊端,所以只能用于攻击固定目标或预定区域的弹道导弹、巡航导弹,多数情况用于复合制导导弹的初始飞行段。

(二)寻的式制导

寻的式制导又称做自寻的制导、自动导引制导或自动瞄准制导。它是利用弹上设备接收自目标辐射或反射的能量,如电磁波、红外线、激光、可见光等信号,靠弹上探测设备测量目标与导弹相对运动的参数,并将这些参数变换成引导指令信号,使导弹飞向目标。导弹发射后,弹上制导系统接收来自目标的能量,弹上角度敏感装置换算出导弹与目标方向之间的偏差,弹上计算机偏差信号转换成引导指令,控制导弹飞向目标。寻的式制导与自主式制导的区别在于导弹与目标间有联系。

寻的制导按有无照射目标的能源,又分为主动寻的、半主动寻的和被动寻的3种基本类型。

主动寻的制导是照射目标的能源在导弹上。当弹上寻引头接收到来自目标的反射回波信号后,导弹会自动跟踪并攻击目标。著名的法国“飞鱼”反舰导弹,就是采用末段单脉冲雷达寻的制导方式。

半主动寻的制导照射目标的能源不在导弹上。当弹上导引头接收到来自导弹发射点或其他(如地面、水面或空中)方向照射到目标上的折射(或反射)回波信号后,导弹会自动跟踪并攻击目标。我国的HQ-61中、低空防空导弹,就是采用半主动雷达寻的制导方式。

被动寻的制导是依靠感受来自目标的能量,当弹上导引头接收到来自目标的辐射波信号后,导弹会自动跟踪并攻击目标。美国的“响尾蛇”空对空导弹,就是采用被动红外导的制导方式。

(三)遥控制导

遥控制导是由设在导弹以外的地面、水面或空中制导站控制导弹飞向目标的制导技术。制导站负责跟踪目标和导弹,并测量二者的运动参数。弹上接收设备收到制导指令或引导波束提供的偏差信号后,经过变换、放大,操纵导弹上的执行机构改变导弹的飞行弹道,控制导弹飞向目标。遥控制导通常分为波束制导和指令制导。

波束式制导是利用电磁波波束引导导弹飞向目标的制导技术,又称波束式制导。在波束式制导武器系统中,由制导站发出跟踪目标的旋转电磁波波束,导弹沿波束飞向目标。电磁波波束有两种作用,一是跟踪目标,二是引导导弹。制导站无需测量导弹的运动参数,导弹上的测量装置能自动测定导弹偏离波束旋转轴的位置(角度),并将其变换成制导指令,执行机构根据制导指令调整导弹的飞行方向,使导弹始终沿波束旋转轴飞行,直至命中目标。波束制导多采用无线电波束,有的也采用激光或红外波束。在采用激光或红外波束时,一般由光学(如瞄准镜等)瞄准跟踪目标,由制导站发出的光波束导引导弹。波束制导主要用于地对空导弹、舰对空导弹、空对空导弹和空对地导弹等攻击行动目标的武器系统。波速制导具有设备简单,但导弹必须与制导站和目标保持在一条直线上等特点。波束制导的制导精度随射程的增加而降低。激光波束制导的抗干扰能力较强,近年来在波束式制导武器系统中已广泛应用。

指令式制导是指由制导站发出指令信号来控制导弹飞行的制导技术。制导站可设于地面、海上(舰载)或空中(机载)。它负责测量目标和导弹的运动参数,并将导弹的运动参数同目标的运动参数(或事先制定的飞行程序)进行比较,将两者之间的误亲切信号转换成制导指令,指令传输装置发送到导弹上。导弹接收到的信号经过变换、放大,送给执行机构,执行机构根据指令调整导弹的飞行方向,使其逼近并命中目标。指令制导按指令方式,可以分为无线电指令制导和有线指令制导两种。无线电指令制导的优点在弹上设备简单,在一定距离范围内制导精度较高,缺点是抗干扰能力差,易被敌方发现,制导精度随作用距离的增加而降低。无线电指令制导主要用于复合制导导弹的飞行中段和初段的制导。末段则采用其他制导方式,以提高制导精度。对于距离不超过20km的近程战术导弹则用于全程制导,多用于地对空导弹。有线指令制导是导弹与指挥站有导线相连,指令由导线传给导弹。有线指令制导的设备简单,抗干扰能力强,但受导线长度的限制,作用距离一般在1km之内,多用于近程反坦克导弹。光纤技术兴起之后,有线制导的作用距离有所增长。

(四)复合制导

复合制导是在一种武器中采用两种或两种以上制导方式组合而成的制导技术。自主式制导具有抗外界积极干扰和消极干扰能力强的优点,但只能用于攻击固定目标;指令式制导的制导精度高、抗干扰能力强,但积累误差大、精度随作用距离的增加而下降;寻的式制导虽然精度不受作用距离的影响,但作用距离较近,而且造价十分昂贵。可见,各种单一制导方式都有其所长,又有其所短。若要精确制导武器系统既具有作用距离远、精度高,又有较强的抗干扰能力,显然依靠单一的制导方式是难以实现的。在同一武器系统的不同飞行段、不同的地理和气候条件下,采用不同的制导方式,扬其所长、避其所短,组成复合式精确制导系统,以实现准确命中目标。常用的复合制导方式有:自主式制导加寻的式制导系统;自主式制导加指令式制导加寻的式制导系统等。目前,复合式制导方式在一些地对空、空对地、地对地战术导弹中均已采用。

除了上述分类方法之外,制导技术也可以根据所有物理量的特性进行分类,如无线电制导、红外制导、激光制导、雷达制导、电视制导等。

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