红外干扰弹(英文名:infrared decoy projectile)又称为红外诱饵弹、红外曳光弹,是一种具有一定辐射能量和红外光谱特性的干扰器材。
1973年,在越南战场上,
美国军队为了对付SA-7型单兵肩扛式地空红外制导导弹,在战机上装备了红外干扰弹,几十美元的红外诱饵弹使几万、十几万美元的红外点源制导导弹失效。投放后的红外干扰弹可使红外
制导武器在锁定目标之前锁定红外干扰弹,致使其制导系统跟踪精度下降或被引离攻击目标。红外干扰弹能够逼真模飞机尾罩和尾喷流
热辐射或热轮廓。由于红外炬的光谱宽、辐射能量高,因此能诱骗近、中、远程红外制导导弹及单波段点源红外和多光谱红外等制导方式导弹。同时,此类干扰弹还能在雷达、红外告警器的自动导引下,适时、多枚投放,并在空中稳定飞行,使红外炬与被保护目标始终保持最佳距离和飞行弹道。
红外干扰弹由
弹壳、抛射管、活塞、药柱、安全点火装置和端盖等零部件组成。按其装备的作战平台,可分为机载红外干扰弹和舰载红外干扰弹。作为一次性使用的干扰物,红外诱饵弹体积小成本低,可多载多投,但投放的时机、数量、弹道和燃烧时间等因素都会影响干扰的效果。
发展沿革
研制背景
物体本身的温度越高,向外辐射的
热能就越强,其电磁波长在光谱中处于可见红光的外侧,故名红外线。虽然肉眼看不见,但科学家们就仿照蛇类的特殊器官研制出光电感应器来探测红外线。进入喷气时代后,飞机在天空中高速飞行时,
发动机喷口排出的尾焰、机身与空气的剧烈摩擦、蒙皮对阳光的吸收和反射等都会成为强烈的辐射源。而安装有红外制导系统的
空空导弹就如同长了蛇的热敏颊窝,在有效范围内通过光学部件接收到来自远处目标的红外辐射,并转化为电信号,经辨别确认后控制导弹进行跟踪追击。
针对红外空空导弹的制导原理,可以从减少导引头能接收到的目标红外辐射能量和生成与目标红外辐射特征相似的虚假目标这两方面来使出“障眼法”,干扰方式就相应地分为无源干扰和有源干扰两大类。其中,有源干扰分为欺骗性干扰和压制性干扰两种方式,前者是放出与受保护飞机红外辐射特性相近的虚假信号以迷惑导弹的制导系统,后者是让对方的红外传感器接收到强烈的辐射量而受损失效。
红外诱饵弹属于欺骗性干扰的主要手段,是使用最为广泛的红外干扰装置,最早是从
侦察机上配备的
照明弹发展而来的。当来袭的红外
导弹逼近时,受攻击的飞机投放出诱饵弹,弹内的化学药剂或凝固油料燃烧后产生与飞机红外特性相似的强辐射,从而将导弹诱开。作为一次性使用的干扰物,红外诱饵弹体积小成本低,可多载多投,但投放的时机、数量、弹道和燃烧时间等因素都会影响干扰的效果。为了对付识别能力强的红外导引头,还出现了带有推进器、可在一定时间内模拟载机运动轨迹的伴飞式诱饵弹,能产生大面积红外干扰云的面源式诱饵弹和可同时干扰红外和
微波的复合式诱饵弹等新品种。
装备历程
红外干扰弹的前身是
侦察机上的照明
闪光弹。第一代的红外
导弹工作在短波红外区,一般的红外干扰弹就能提供有效的保护。随着第二代、第三代红外导弹的出现,双色
传感器能够识别红外干扰弹与实际的目标,高级红外导弹的
计算机能够根据红外干扰弹的动态或运动特性区分目标和诱饵。
20世纪60年代起,红外干扰弹自产生起就随着红外制导导弹不断发展。
2020年11月,央视军事频道“我们在战位”节目,报道了地处
西北大漠的空军某试验训练基地。其中出现了不少的新画面,比如地面停放的7架歼-20隐身战斗机,空中编队飞行的7架歼-20,歼-20双机编队抛洒干扰弹等。
2024年1月,
2022俄乌冲突中,一段
俄罗斯Kh-101巡航导弹打击
乌克兰重要目标的视频在网络上流传。视频显示,一枚Kh-101巡航导弹一边快速飞行,一边不断发射红外诱饵弹。这种
导弹突防的实战案例,在全球尚属首次。
基本设计
综述
红外干扰弹由
弹壳、抛射管、活塞、药柱、安全点火装置和端盖等零部件组成。弹壳起到发射管的作用,并在发射前对红外干扰弹提供环境保护。抛射管内装有
发射药,由电点火起爆,产生燃气压力以抛射红外诱饵。活塞用来密封火药气体,防止药柱被过早点燃。安全点火装置用于适时点燃药柱,并保证在膛内不被点燃。
设计原理
红外干扰弹是通过燃烧镁等低燃点金属,配合
四氟乙烯树脂和其他黏合剂产生足够热量,来模拟气动加热后的战机蒙皮和尾喷流
热辐射或热轮廓,诱使红外制导导弹转而追击干扰弹。
技术特点
辐射特性
红外干扰弹红外导引头的工作波段一般在1.8~3.5μm(微米)和2.5~5.5μm(微米),舰载红外干扰弹的光谱可以达到8~14μm(微米)。理想的红外诱饵弹红外光谱辐射特性应与被保护目标在这些导引头工作波段内有相似的光谱分布,但辐射强度应比目标的辐射强度大K倍以上。
起燃时间和燃烧持续时间
红外干扰弹从引爆至达到额定辐射强度的一半所需时间称为起燃时间。为保证诱饵形成时能处在导引头视场内而吸引着导引头,一般要求起燃时间为0.5~1秒燃烧持续时间,即保持诱饵的额定红外辐射强度的时间,对单发诱饵来说,必须大于敌方红外导引头的制导时间。红外
空空导弹在其常用射程内的飞行时间为10~20秒;红外诱饵弹的燃烧持续时间应为8秒以上。舰艇用诱饵弹燃烧持续时间需40~60秒。
射出速度和方向
红外干扰弹射出速度和方向的选择,应使敌方
导弹在击中诱饵或诱饵燃完时,导弹不能伤及目标或重新跟踪目标。投放速度也不能过大,速度过大则可能超出导引头的跟踪能力,使导引头无法跟踪诱饵,起不到诱骗的作用,投放速度一般取15~30 m/s。
投放时刻和时间间隔
工作时,如果飞机上有准确可靠的红外报警设备,则一旦发现导弹来袭,便可尽快投放诱饵弹。如果飞机上无报警设备,则为了安全起见,一旦发现敌机占据攻击位置,便可投放红外诱饵弹,这时需多发定时投放。如果带弹量允许,飞机进入战区后,为了抑制敌方发射红外
导弹,也可盲目定时投放诱饵弹。在前面给出的燃烧时间和投放速度条件下,投放时间间隔取为5~10秒即可。定时多发投放可以对付敌方连续发射的红外导弹。
主要分类
红外干扰弹按其装备的作战平台,可分为机载红外干扰弹和舰载红外干扰弹;按功能来分,又可分为普通红外干扰弹、气动红外干扰弹、
微波和红外复合干扰弹、可燃箔条弹、无
可见光红外干扰弹,红外和紫外双色干扰弹、快速
充气的红外干扰气囊等具有特定或针对性干扰功能的红外干扰弹等。
对抗战术
世界各国为了提高飞机在战争中的生存力,保护飞机免遭红外制导导弹的攻击,十分重视红外对抗技术的开发。红外对抗技术是指战争中敌对双方在红外频段上进行的电磁斗争,一方用多种手段破坏或削减对方红外装备,另一方采取对抗措施诱骗对方,消除对方干扰,以保证己方红外装备及武器能正常工作。
应对措施
红外干扰弹像是战机所用的分身术,或者像壁虎断尾求生时那根尾巴,只不过战机所施放的“尾巴”可不止一根。实战中,来袭的红外制导导弹往往不止一枚。这就决定了战机必须借助机载红外告警系统和雷达告警探测器,根据实际情况适时、分批释放红外干扰弹,使所形成的红外辐射假目标,在动态中与所保护的战机保持最佳距离,发挥出最佳效用。
双方作战、对抗时,一方发射干扰弹后,另一方应该立即采取应对措施。一般来说,可能采取的手段无外乎这么几种:攻击方战机应暂停发射红外、雷达等制导方式的
导弹,避免被对方诱偏、失效。当双方战机相距较近时,攻击方战机应立即采取机动措施规避撞上对方干扰弹的高速运动质量体。同时,攻击方战机应采取机动措施重新占领有利阵位,在对方发射的干扰弹的干扰效应结束后,再锁定对方战机进行攻击。攻击方战机也可以频繁用雷达跟踪定位锁定对方战机,诱使对方频繁发射干扰弹直至耗尽后再攻击。
降低威胁
战斗中,除了进行飞机机动和投放红外干扰弹外,还有其他红外对抗措施可降低红外威胁系统的效能。通过减小动力来降低飞机的
热辐射强度。
发动机产生的红外信号最强,这也是飞行员能够控制的唯一红外辐射源。通过减小动力,飞机辐射的红外信号相应的就会减弱,从而对自卫式红外干扰弹辐射强度的要求也会降低。基于同样的原因,应尽量少使用喷射式燃烧器,因为红外干扰弹很难达到能覆盖喷射式燃烧器产生的红外信号所需要的辐射强度。不过,飞行员不应该将动力降得太小,否则无法保持足够的机动速度。
利用
太阳也是一种有效的红外对抗措施。将飞机机动到阳光中,借助太阳光能够遮盖飞机的红外信号,欺骗大部分的红外威胁系统。
云或烟雾也可以迷惑红外威胁系统。形成云的水蒸气使红外能量扩散,这使红外威胁系统很难找到一个点去攻击,这与太阳光在多云的天气被扩散是一个道理。烟雾中的尘粒能够对红外能量产生同样的效果。最后一个红外对抗措施是通过精心设计飞机的
发动机和排气系统来降低其红外信号辐射强度。
装备国家
世界上主要有
俄罗斯、
美国、中国等装备有红外干扰弹。世界各国战机装备的干扰弹从工作原理上讲大同小异,一般分为红外干扰弹和
箔条干扰弹两种。
发展趋势
为对红外寻的
导弹进行更有效欺骗和压制,红外干扰弹正朝下列几方面进行改进和发展:
降低特征温度
降低红外干扰弹在双波段所对应的特征温度,使其尽可能接近被保护目标特征温度,即红外干扰弹的光谱特性应接近目标的红外辐射光谱特性。例如,使用燃料诱饵,这种诱饵是利用飞机、舰艇等目标本身所使用的燃料和其他燃料,当目标受到红外寻导弹威胁时,将燃料喷在空中或海面上空点燃,形成与
发动机的红外辐射光谱相似的红外辐射源,以诱惑红外寻的导弹。目前正在寻找新的
固体酒精。
面辐射源方向发展
从点辐射源向面辐射源方向发展,使其形成接近被保护目标热图的红外辐射源。红外寻的
导弹为提高鉴别和控制能力,采用红外成像跟踪技术,克服了热点跟踪的缺点,所以红外干扰也向面辐射源方向发展。
研制复合干扰弹
随着
微波电子对抗和光电对抗的发展,
导弹武器系统为提高抗干扰能力,采用复合制导技术。为对付采用复合制导的导弹,研制既能干扰红外寻的又能干扰雷达寻的导弹的复合干扰弹非常重要。
研制自燃干扰弹
当目标受到近距离红外寻的导弹攻击时,要求红外干扰弹投出后能够立即点燃,迅速形成红外辐射源,使导弹转向跟踪红外干扰弹。美国航空
电子学实验室已将自然干扰弹列为研究重点。
多红外干扰子弹头
多红外干扰子弹头的火箭在飞行过程中可以连续弹射出红外干扰子弹头,形成一片模拟目标的诱饵烟云,以对抗红外制导的
导弹。