ASRAAM先進進程空空飛彈

ASRAAM先進進程空空飛彈

ASRAAM先進近程空空飛彈由美國、聯邦德國牽頭負責研製的“先進近程空空飛彈”。英文縮寫為 ASRAAM ,編號為AIM一132。後來加拿大、挪威都參予研製該飛彈,但在1989年聯邦德國、1990年加拿大和挪威都退出了研製組織。使原來稱為歐洲或北約的“先進近程空空飛彈”成為英國的飛彈了。“先進近程空空飛彈”採用的制導控制體制是捷聯式慣性導航中制導加末段紅外成像制導。由一個捷聯式撓性陀螺系統執行飛彈的初始段導航(即中制導),當飛彈在飛到距目標的距離為紅外成像導引頭的探測距離時,捷聯式撓性陀螺系統所執行的任務就完成,由導引頭接替工作。陀螺系統或導引頭髮出的指令傳輸給燃氣舵偏轉執行機構,執行機構根據該指令去偏轉燃氣舵,實現推力矢量控制、糾正飛彈飛行航線,達到攔擊目標的任務。

基本信息

概述

北大西洋公約組織中的若干國家為了在全天候中、近程空戰中保持制空權,在1980年由美、英、聯邦德國三國政府簽訂了一份諒解備忘錄。備忘錄中提出由美國負責研製“先進中程空空飛彈”,由英國、聯邦德國牽頭負責研製“先進近程空空飛彈”。“先進近程空空飛彈”的英文縮寫為 ASRAAM,編號為AIM一132。後來加拿大、挪威都參予研製該飛彈,但在1989年聯邦德國、1990年加拿大和挪威都退出了研製組織。使原來稱為歐洲或北約的“先進近程空空飛彈”成為英國的飛彈了。

ASRAAM先進進程空空飛彈ASRAAM先進進程空空飛彈

英國航空航天公司贏得了英國國防部的研製該飛彈的契約,英國政府購買的首批飛彈將裝備皇家海軍的“海鷗”FRS2飛機和皇家空軍的“狂風”F3飛機。該飛彈用來代替“響尾蛇”AIM9L/M空空飛彈,是90年代的飛彈,預料在21世紀初還會服役。
先進近程空空飛彈”彈長2.5米,彈體直徑150毫米,翼展0.45米,全彈重65千克。最大飛行速度超過3倍音速。最大射程10公里,最小射程1000米。“先進近程空空飛彈”由4大部分組成,即,彈體與尾翼,制導與控制系統,戰鬥部與引信組件,動力裝置。
飛彈彈體為一細長圓柱體,頭部為半球形。在彈體尾部有4個同心安裝、呈X配置的穩定尾翼。制導與控制系統包括:紅外成像導引頭,捷聯式撓性陀螺系統,燃氣舵偏轉執行機構等。戰鬥部與引信組件包括商能裝藥、衝擊波破片式戰鬥部和雷射近炸引信與觸發引信。戰鬥部重約5千克。
動力裝置為一台兩級推力固體火箭發動機。藥柱燃燒時間為15秒。第一級藥柱燃燒後產生的推力使飛彈離開載機上的發射架。第二級藥校燃燒產生的推力使飛彈能在很高的速度上飛行去攻擊目標。

飛彈介紹

“先進近程空空飛彈”採用的制導控制體制是捷聯式慣性導航中制導加末段紅外成像制導。由一個捷聯式撓性陀螺系統執行飛彈的初始段導航(即中制導),當飛彈在飛到距目標的距離為紅外成像導引頭的探測距離時,捷聯式撓性陀螺系統所執行的任務就完成,由導引頭接替工作。陀螺系統或導引頭髮出的指令傳輸給燃氣舵偏轉執行機構,執行機構根據該指令去偏轉燃氣舵,實現推力矢量控制、糾正飛彈飛行航線,達到攔擊目標的任務。
該飛彈可接在“響尾蛇”或“魔術”空空飛彈的發射架上,這樣既擴大了飛彈的適用範圍,又節省了研製費用。
“先進近程空空飛彈”是一種先進的飛彈,它的先進性表現在二個方面:一是採用了捷聯慣導的中制導技術,另一點,也是最主要的一點是採用了紅外成像導引頭。採用中制導技術可增大飛彈的發射距離,達到保證載機安全、增大殺傷目標的目的。採用了紅外成像導引頭之後,能對目標實施全向攻擊,飛彈重量輕、機動過載大,最小射程小,可同時發射多核飛彈去攻擊多個目標,使用操作簡單,飛彈可發射後不管並具備較強的發現、鑑別、鎖定目標的能力,能選擇合適的命中點,有較強的抗自然干擾、人為干擾的能力。它被西方公認為第4代空空飛彈,是最新一代空空飛彈。
外製導是飛彈制導體制中的一種,它是指飛彈中的導引頭接收從目標輻射出來的或從目標反射出來的紅外波段的光能量,並將此能量轉變成電信號或目標的圖像,然後再經過信號處理或圖像處理,計算確定目標相對於導引頭視軸的角偏差,根據這角偏差產生用於控制飛彈飛行方向的制導信號,由控制系統根據此信號操縱舵礬、翼面,將飛彈導向所要攻擊的目標。紅外製導也有主動、半主動、被動制導等種類。在飛彈上套用的紅外輻射波段有三個:1一3微米,3—5微米,8—22微米。這三個波段被稱為“大氣視窗”。目前主要套用的是3—5微米和8—12微米這兩個波段。
此外,還有一種主被動組合制導相結合的複合制導,即主動式毫米波雷達制導加被動式紅外製導。它不完全屬於紅外製導範疇。
紅外製導方式可分為兩大類,一類為點源制導,另一類為紅外成像制導。紅外製導的發展已有近50年的歷史,從點源發展到成像,現在還在向著“智慧型化”方向發展。紅外製導主要用於空空飛彈、空地飛彈和地空飛彈,約有70餘種飛彈採用紅外製導。
紅外點源制導是把目標看成是一個熱點源,飛彈上的紅外導引頭搜尋、鎮定、跟蹤目標的最熱部分。在導引頭的像平面上放置一個光學調製盤,通過調製盤調製入射的輻射能量,由於目標的輻射能量與背景的輻射能量不同,所以能調製出目標的輻射能量,達到區分目標即捕捉目標的目的。簡單地說,就是由導引頭中的紅外探測元件敏感到目標點源、井產生電信號。所以,探測元件是紅外導引頭中最關鍵的元件。第一代紅外飛彈的導引頭上採用的探測元件是不致冷的硫化鉛,它的缺點是作用距離近,飛彈只能對目標進行尾追攻擊,因為目標排氣流的熱量最高,探測元件只能探測高的熱源。第二代採用了能致冷的銻化銦元件,無論從抗干擾能力及作用距離都大大提高,並且使導引頭有更大的視角和跟蹤加速度,攻擊角可達270度。
點源制導的優點是設備簡單,體積小,價格低,其角解析度比雷達高1—2個數量級,比可見光有更強的穿透霧、霾的能力,缺點是不能全天候工作,不能全向攻擊,抗干擾能力差。點源制導正在被成像制導取代。
從原理上講,任何溫度高於絕對零度的物體都有熱輻射,不同溫度物體的熱輻射效率不同。紅外成像制導系統所要探測的目標(飛機、飛彈、坦克、車輛),其發射的熱輻射效率大大高出天空背景的熱輻射效率。因此,紅外成像制導系統可以根據目標和背景之間不同的熱輻射效率,利用紅外探測器描繪出一幅如同電視圖像一樣清晰可見的溫差圖像,從而實現對目標的識別、捕捉、鋇定、跟蹤。
紅外成像制導是通過紅外導引頭的攝像部件攝取被分成有限象素的兩維圖像,經過數字轉換為數字圖像,然後利用圖形識別和圖像處理技術進行背景抑制,目標圖像增強、目標提取和識別特徵工作,自動跟蹤目標,同時制導飛彈攻擊目標。紅外成像制導的導引頭能對目標實現邊搜尋邊跟蹤。它的工作波段一般選擇在中波3—5微米和長波8—12微米的紅外波段上。
紅外成像制導的成像方式有2種,一種是光機掃描成像,另一種是凝視成像。先進近程空空飛彈”採用的是凝視成像,其導引頭主要由2部分組成:紅外成像探測器和信號處理器。
紅外凝視成像探測器好像人的眼睛一樣,由位於前部的遠焦系統將探測器視場內的全景聚焦到一個焦平面陣列上,陣列上的每個探測元僅凝視景物的一小部分。紅外焦平面陣列是在一個面積很小的微電子電路晶片上製造成千上萬個微型紅外探測象元。焦平面陣列具有很高的靈敏度,可以探測背景的溫差為乾分之幾度的目標。對來自陣列的熱數據採用適當的方法進行數字處理,結果可以得到目標信息和威脅程度的順序排列。
“先進近程空空飛彈”的探測器採用一個凝視焦平面陣列,其材料為蹄鎘汞,為兩維陣列1024×1024元制導探測象元。這些探測象元都集成在一塊娃片上,矽片的另一面是同等數量的紅外電荷耦合器件(CCD)。
陣列的總瞬時視場很大,抓注目標就不會再丟失;另外,它採用電掃描法掃描場景,所以對於作大機動飛行的目標也能跟蹤,不存在跟蹤角速度問題,從而提高了格鬥性能,使飛彈成為一種真正先進的格鬥型飛彈。通俗一點說,該飛彈能追捕做各種機動飛行的目標。因為探測器探測的是探測目標與背景的熱對比而不是光強,所以靈敏度很高,探測距離超過5千米。還因為它還能探測目標蒙皮的熱輻射,所以使飛彈能全向對目標實施攻擊。特別是成像制導顯出的是目標圖像,因此可以有選擇地引導飛彈去攻擊目標某一特定點(一般是目標的要害部位或薄弱部位),這種導引的精度極高。因而,不久將來能做到飛彈完全依靠它直接命中目標、靠飛彈本身動能去摧毀目標。“先進近程空空飛彈”進一步的發展方向是提高制導精度,達到進一步縮小戰鬥部、乃至完全取消戰鬥部的目的。
紅外成像導引頭的第二個主要部件是信號處理器。信號處理是指信號處理器對來自探測器陣列的視頻信號進行實時分析、目標識別、目標跟蹤和制導。通常需要每秒鐘處理數百萬甚至數千萬的象元數據。因此,要求信號處理器具有信息存貯容量大,計算速度高,誤碼率低等特點,還要求體積小、重量輕。信號處理過程分為三個階段:預處理、視頻信號處理和目標位置數據處理。預處理就是把陣列傳來的信號輸入濾波器中,達到圖像增強、背景抑制的目的。視頻信號處理就是提取目標特徵和決策分類。最後一步就是確認出目標並給出控制指令。信號處理器是由高速積體電路和高速微處理計算機組成的。

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