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深度报告——战场“温度杀手”红外热像装备

发布时间:2019-11-22 13:49 来源:未知 编辑:admin

  如果按照第一代夜视仪被应用在军事领域算起,他也有70多岁的历史啦。但是像任何一项技术的进化一样,

  红外热像装备中最主要的就是红外探测器。不同材质的探测器适用于不同的红外波段。微测热辐射计主要是在长波红外上应用。短波红外主要应用在对地观测、运输安全以及工业无损过程控制等领域,中波和长波红外是目前应用最广的两个探测波段。

  此外,根据红外探测器是否需要制冷,可以分为制冷型和非制冷型产品。目前长波和中波制冷探测器主要用于空空制导系统、探测搜索系统、红外预警系统和高性能的观察系统;长波非制冷探测器则多用于一般的红外观察系统。

  根据全球第二大市场研究咨询公司Markets&Markets的市场研究分析员们预测,未来六年内全球对于军用光电和红外传感器的需求将增长40%。

  分析员们称,全球军用光电和红外系统的市场规模将从今年的101.5亿美元增长至2022年的142亿美元,其复合年增长率将达到5.75%。

  红外成像系统的高速增长很大程度上取决于高速发展的非制冷相关技术以及探测器成本的不断降低。

  另据美国MaxtechInternational红外热像仪市场调查报告,军用红外热像仪的市场将保持稳定增长,2014年全球军用市场规模达到78.01亿美元,2019年市场规模预计可达92.51亿美元,年复合增长率3.40%。军用红外装备市场爆发正当时!

  经过半个多世纪的发展,夜视仪被广泛应用在海陆空部队,职能扩及红外警戒、跟踪、瞄准以及制导。尤其是一些先进军事技术中,红外热成像扮演了核心角色。例如美国弹道导弹防御中,针对敌方导弹进行拦截的导弹,就是以红外成像来识别目标和制导,从而摧毁敌弹。

  世界各国还研制多种红外成像制导导弹,大大提高导弹防御能力。红外技术的探测功能被广泛应用在巡航导弹、防御导弹上,除此之外,随着未来作战的隐身化和高速化,在严重电磁干扰的情况下,红外探测技术,相比雷达探测,将成为主要手段。这主要源于红外技术成像更加灵活,不易受到对方干扰,尤其是在空中。

  美国的弹道导弹防御(B划是当前国际上广泛关注的一个热点问题,BMD计划针对敌方导弹在发射助推段、大气层外弹道飞行段和再入大气层段这三个阶段的不同特点,采取不同的方法,建立多层次的、全程的拦截体系。

  在这种拦截体系中,红外焦平面列阵成像技术扮演着一种核心的角色,主要表现在以下3个方面。1、全球性监视。2、跟踪和鉴别。3、识别和制导。

  红外制导的原理就是利用目标本身的红外辐射和背景的红外辐射的差异来控制导弹识别乃至跟踪目标,红外制导具有分辨率高、抗干扰能力强,隐蔽性好、自主捕获目标,昼夜工作能力强等特点。导弹越接近目标,接收到的目标红外辐射越强,制导精度越高,大大提高了命中率。目前在空空、空地、地空、反坦克导弹等领域均有广泛的应用,据不完全统计,目前各国已生产和试制的红外制导导弹已超过50种。

  采用红外成像制导可使导弹获得更远的全向探测距离和识别,对抗红外诱饵等人工干扰的能力,大大提高导弹威力,而且也使其成为对付隐形飞机等的“杀手锏”,也是热成像技术在军事应用中的重中之重。

  随着红外成像技术的快速发展,世界各国相继研制了多种红外成像制导导弹。如美国的毒刺改进型(StingerPost和StingerRMP),斯拉姆AGM284E远程攻击型导弹,苏联的SAM213和法国的西北风改进型,美国幼畜AGM265D/F空地、空舰导弹,法国MICA导弹(红外型),英国ASRAAM导弹,德国IRIS-T导弹,美国AIM-9x导弹,其中,美国的AIM-9x近距空空导弹是美国重点发展的最新型空空导弹。

  应用凝视红外焦平面阵列成像技术的典型代表有德、英、法合研的远程崔格特导弹、美国的标枪便携式反坦克导弹以及战区高空防空导弹THADD等。

  在红外焦平面技术发展初期,最先成功应用的领域是反装甲导弹系统的热瞄准器和精确制导寻的器,美国和欧洲的一些主要先进反装甲导弹计划,现已处于装备、服役阶段,主要有美国“标枪”Javelin导弹系统,欧洲第三代远程反坦克导弹(TriGAT-L,又名ATGW-3),美国“狱火”导弹(Hellfire)。

  现代战争除了在技术上精益求精,开拓新的疆域,譬如超音速、数据信息化、无人驾驶外,军方还在隐身技术等战斗性能指标的基础上做好伪装和隐藏技术,随之而来的对抗技术中,红外探测以及夜视仪就是其中一种方向。

  由于夜视技术的特殊性,作战部队能够突破夜幕的障碍、获得夜战的自由。坦克、舰船、飞机等装备安装夜视器材后,大大延长有效的作战时间。无论是地面作战部队,还是空对地作战部队,夜间攻击下,夜视装备成为多国部队的标配。夜视技术与武器装备相结合将进一步提高武器装备在夜间和恶劣天气条件下获取信息、实施打击和协同作战的效能。

  美国ITT公司近年来将热成像技术同图像增强技术结合到一起,设计生产了AN/PSQ-20也被称为增强型夜视镜(ENVG),可显著提高美军夜战的战斗力。此外,地面载具用夜视装备以及机载前视红外吊舱等也是红外夜视装备的重要组成部分。其中,FLIR适合于机载空对地火控系统,主要用于夜间和不良天气条件下对地面目标的导航和攻击。IRST适合于机载空空火控系统中,用于对空中目标搜索和跟踪,可昼夜全天候使用。

  红外热成像仪是应用最广泛的红外装置,而在热成像技术的发展初期,只能研制出基于单元器件的热像仪,场频较低,只限于小范围应用。

  直到20世纪70年代中长波碲镉汞(MCT)材料与光导型多元线列器件工艺成熟之后,热像仪才开始大量生产并装备军队,发展很快,种类繁多。

  第一代军用红外热成像仪大都采用MCT的60、120和180元线列“通用组件”制造的前视红外系统,即FLIR,它占红外军事应用的50%以上,而到90年代,性能更高的第二代热成像仪SADA应运而生,即美国陆军标准先进杜瓦组件,SADAⅠ为240×2长波MCTTDI扫描焦平面,SADAⅡ为480×6(以及480×4)长波MCTTDI扫描焦平面,使用SADAⅡ的第二代热成像仪比使用180元通用组件的第一代热成像仪的探测距离提高了一倍,且如果是凝视型焦平面热像仪具有更多的优点,小巧、坚固、可靠、省电、灵敏度更高,640×480元InSb凝视焦平面热成像仪探测距离是通用组件的4倍。

  SADAⅡ已广泛用于各种机载,舰载和车载的热像仪和搜索跟踪系统中,如Bradley战车,AbramsM1坦克,Comanche装甲,而美国的超级战机F-22,V-22和F-18都使用了凝视型的焦平面热成像仪。

  红外成像探测系统具有隐蔽性好、角分辨率高、抗电磁干扰能力强、低空探测性能好等诸多优点,得到了各国军方的广泛关注和大力发展。以红外成像探测技术为核心构建的红外搜索与跟踪(InfraredSearchandTracking,IRST)系统已成为战场防御系统中的关键装备之一,主要用于搜索跟踪空中、地面、海面目标,为近程防御武器系统提供目标信息。

  目前,红外热成像的空间应用主要有3方面:环球表面监测,行星和空间探索以及军事事件的监视。自1960年第一颗气象卫星上天,到美国最为先进的空间红外望远镜Spitzer发射,红外热成像技术在空间的应用也是发挥的淋漓尽致。

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