让战斗部更致命地打击目标:激光引信技术

引信是一种利用目标信息,按控制指令或环境信息,在预定条件下适时引爆导弹战斗部装药的一种控制装置。它能察觉到接触目标时的机械能或者接近目标时的声、电、光、磁等能量的变化,或感受装订时间、环境压力变化和接收外部指令等,在战斗部发挥最大毁伤效果的位置上适时引爆战斗部。激光引信则是利用目标表面反射激光来识别目标,自动选择最佳炸点位置的引信系统 ,具有控制炸点精度高和抗干扰能力强的光学触发引信。

激光引信的特点

由于激光有亮度高、单色性、相干性和方向好的性质,可构成具有良好时间,空间分辨率,高定距精度和高抗干扰性能的探测系统。激光引信也就具有光束窄、旁瓣低、抗外界干扰能力强、精确控制起爆位置的优点。总的来说,激光引信有以下特点:

能实现对目标的大范围探测。激光引信通过接收自己发射而被目标反射的激光束来探测目标,摆脱引信对目标的依赖性,能实现对目标的大范围探测,以适应导弹大范围攻击的要求。

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美国的AIM-9X导弹,就采用了激光近炸引信。

具有良好的抗干扰性能。激光引信工作在光频波段,能很好克服外界电磁干扰,激光具有良好的时间和空间相干性,接近单色光,接收端滤光片的带宽可以做的很窄,能较好的滤除工作波段以外的杂散光的干扰。

定位精度高。由于激光光束窄,方向性好,激光引信容易做到对目标方位和距离信息的精确探测。因此,激光引信在精确引炸方面有着广阔的发展前景。

激光引信的工作原理

光由于速度的不变性,因此在任何坐标系下都会保持速度恒定,通过测量光在发射点和目标点之间往返时间,就可以得到目标与发射点之间的距离。目前普遍采取的两种办法是脉冲激光测距法和连续波激光测距法。

脉冲激光测距发的原理类似于脉冲雷达测距,激光引信向目标发射一束激光脉冲,脉冲信号发射到目标后经过反射,部分信号被激光引信接收系统接收。因为光速是一定的,又沿着直线返回,只要知道脉冲信号的往返时间就可以测出目标和激光引信之间的直线距离。如果激光脉冲从发射瞬间到遇目标后反射光波返回到激光引信处的时间为t,则激光引信和目标之间的距离为Ct/2,其中c是光速。

连续波激光测距法是用连续波调制的激光束照射被测目标,通过测量光束在测距往返中产生的相位变化,可以计算出被测距离。

激光引信的构成

通常激光引信主要组成部分有发射光学系统、接收光学系统、电源、发火装置、传爆装置、保险机构和自炸电路。电源为激光引信中激光器、电子电路提供给稳定的电能,以保证各部分能够稳定工作。引信通常有独立的电源系统,一般采取化学电池。

发射系统包括控制电路,激光激励电路,同步信号电路和激光发射光学系统。激光器则为激光引信提供光源。发射系统要合理地,充分地利用激光发射器发出的激光能量,使激光束以一定的发射方向和发射角度发射出去,并且建立起物理探测场。

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AIM-9L导弹的战斗部,也适用了激光引信。

同步信号电路的作用是对发射脉冲激光信号进行采集取样,以准确确定脉冲激光的输出时间点,其出发信号取自部分由发射激光转换的电信号。接收系统包括接收光学系统、光电探测器、前置放大电路、信号处理电路和执行电路。它是收集从目标反射回来的激光束聚焦于光电探测器上的部件,并使其转化为电信号。

信号被输入之后,信号处理电路开始识别判断,给发火装置电信号,发火装置用于输出足够的点火能量,能量被输入到电雷管,雷管开始起爆。保险装置则用来防止发火装置、隔爆机构等意外解除包线或使战斗部主装药发生意外作用。一般利用隔爆元件使得电雷管短路脱开。自炸电路的作用则是在弹体未命中目标或者失去战机时,按照预定条件使弹丸自行销毁,从而防止爆炸发生在不适当的区域。

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