战争讲究“天时、地利”。战区的地形地貌环境就是精确制导武器的“斗法地点”,气象环境有如“天候”,也制约着精确制导武器作战水平的发挥。
复杂地理指特定地域的地形、地貌、地物,主要要素包括山地、建筑、森林、岛屿、海洋等。复杂气象环境指作战空间内的各类气候现象,主要要素包括:风、云、雨、雪、沙暴、雷电、太阳,以及温湿度、大气能见度等。
部队官兵知道打仗要懂得军事地形学、军事气象学,以克服复杂自然环境对作战指挥的影响。同样,复杂自然环境对精确制导武器的使用也有较大影响。
(一) 地理环境对精确制导武器的影响
1.海拔高度
海拔高度增加后,可能超出巡航导弹和空地导弹使用的最大高度,从而限制其使用的区域,无法实现全空域使用。另外,高海拔还带来低气压,对精确制导武器的弹体受力和部分器件的工作环境造成影响。
2.地(海)杂波
拦截低空、慢速小目标时,精确制导武器发射的电磁波除照射到目标外,还照射到地(海)面。地(海)面反射产生强的杂波干扰如果进入精确制导武器接收机,就容易“淹没”目标的信号,导致目标丢失;而且,由于杂波在很多情况下与目标不易区分,很容易导致精确制导武器错误地跟踪杂波,反而丢掉了真正的“猎物
在地面上飞行的巡航导弹
在海面上飞行的巡航导弹
3.地形景象
对采用“惯导+景象匹配”制导的导弹,当飞行末段区域的地形特征不显著时,匹配效率将受到严重影响,甚至导致末制导失败。
雷达景象匹配末制导的巡航导弹受地形影响
4.多路径
地(海)面等背景会产生多路径效应,目标反射的信号一部分直接到达接收机,另一部分经过地(海)面反射后再到达接收机,形成镜像假目标(就像镜子中的影子一样),从而有可能会导致精确制导武器“看走眼”,错误地跟踪了镜像的假目标。
多径效应形成镜像假目标示意图
5.岛岸背景
雷达导引头依靠目标反射雷达发射的电磁波实现对目标的监测和跟踪。由于岛岸、礁石、岛岸上的建筑物等均会对电磁波形成较强的反射,因此驻泊和靠岸舰船目标的电磁回波会混在岛岸背景中,导致雷达导引头很难从密集的电磁回波中辨别出舰船。
停泊在珍珠港内的若干舰只
(二)气象环境对精确制导武器的限制
1.风
强风,尤其是强侧风的影响会使精确制导武器难以稳定飞行,使制导精度降低,特别是风标式激光制导炸弹,风的干扰会使其制导误差明显增大。
2.云
云层内含有大量的水汽,会吸收和散射部分可见光、红外线和微波的传输能量,使导引头接收到的信号变弱,探测距离降低,甚至某些情形下制导武器会因云层遮挡而“失明”。对于红外弹,云层内气体分子剧烈运动,具有丰富的红外辐射能量,当和目标辐射量级相当时,会迷住红外制导武器的“双眼”,使其无法从自然背景中区分出目标。
3.雨
与云相似,雨水会衰减可见光、红外线和微波的传输能量,使导引头接收到的信号变弱,探测距离降低。同时雨也会对电磁波进行反射,产生虚假目标,对制导武器形成干扰。
4.雪
雪会改变地形地貌,使景象匹配制导武器不能获取匹配区或目标区景物特征而无法使用。当雪层太厚时,制导武器很难探测和识别大雪覆盖下的目标。
雪地背景下的装甲目标
5.沙尘暴
精确制导武器装备并没有完全克服沙暴给其带来的影响。如伊拉克战争期间的沙暴天气,使联军的攻击行动陷于停顿,飞机的攻击架次明显减少,沙尘暴的出现直接影响了精确制导武器的使用。
恶劣的沙尘暴天气
6.雷电雷电会产生超高压电流,对制导武器上的电器设备产生影响,甚至毁坏。
雷电中飞行的巡航导弹想象图
7.太阳光
太阳表面温度高达7000℃,是强大的热辐射源,辐射频谱主要集中在紫外、红外与可见光等光学波段,其中50%的能量集中在红外波段,太阳光对雷达导引头无影响,但是对光学导引头的影响则非常显著。当我们正视太阳时,眼前只会是白茫茫的一片,什么也看不到,即便是侧视,强烈的阳光也会晃得人们睁不开眼。类似的,对光学制导导引头而言,在太阳没有进入其视场时,仅仅是一些太阳杂散光就能干扰导引头对目标的检测、识别和跟踪,而当阳光直射入导引头视场时,会造成导引头只能“看到白茫茫的一片”,目标完全被太阳光所淹没,从而对光学制导武器作战效能和作战使用产生重大影响。(作者:付强、傅湘、宋栋益 来源:国防科技大学“科普中国”共建基地)