隐身技术基础研究的快速发展,有力地推动了应用研究。从20世纪80年代初期开始,美国在各种新设计的武器系统中,如先进巡航导弹(ACM)计划,将隐身技术列为武器系统战术技术要求的重要组成部分。美、法、英、瑞、以等国还开展了隐身舰艇的研制,特别是如何应用声频隐身技术。如美国研制了“海影”号隐身试验艇,瑞典研制了“司米奇”隐身试验艇,而法国制造的“费耶特”号隐身护卫舰和以色列制造的“埃拉特”护卫舰已开始服役,俄罗斯成功地在现役坦克上采用了毫米波和红外隐身涂料,美国还成功研制了举世瞩目、隐身能力极强的F—117A隐身战斗机和B—2隐身战略轰炸机等。从20世纪80年代开始,隐身技术的发展进入了快车道。
(二)隐身技术的基本原理
由于现代战场上的侦察探测技术主要使用雷达、红外、电子、可见光和声波等作为工具,所以隐身技术也主要体现在反雷达、反红外、反电子、反可见光和反声波五个方面,也可简称为雷达隐身技术、红外隐身技术、电子隐身技术、可见光隐身技术和声波隐身技术。
1.雷达隐身技术
雷达隐身是最受重视且发展较快的隐身技术。要了解雷达隐身,必须首先了解雷达在侦察探测过程中是如何工作的。雷达要探测某一方位上的军事目标,必须对该目标发射一雷达波束实施照射,雷达波遇到目标后,由于军事目标(如舰艇、导弹、飞机等)形状各异,波束将向四面八方散射,其中与入射波方向一致的那一小部分反射波被雷达接收机接收,经放大处理后在显示器上显示出目标的有关数据或图像。目标要增强自身的隐身能力,就必须使与入射波方向一致的那部分反射波尽可能减弱,即减小目标的雷达散射截面积。
为了减少目标对雷达波的反射,世界各国主要通过改变外形与结构设计,使用各种吸波、透波材料等手段。
2.红外隐身技术
红外隐身重要性仅次于雷达隐身。温度高于绝对零度(即—273℃)的任何物体都在不停地向外辐射红外线,通常情况下,物体的温度越高,辐射红外线的能力越强。飞机、坦克、舰艇、导弹等军事目标均属于强红外辐射目标。目前研究发展的红外探测技术,就是利用目标和背景辐射红外线的差异,即辐射的强度和频率不同,将目标和背景区分开来,从而达到侦察的目的。
与红外探测相对应的红外隐身技术,就是寻找对抗红外探测系统的技术措施。要使对方的红外探测系统难以发现目标,就要设法隐蔽目标的红外信息特征,核心是隐蔽目标的红外辐射强度和辐射波段。
3.电子隐身技术
各军用目标除了容易被对方的雷达和红外探测系统发现外,它们自身所携带的电子设备因不停地辐射电磁波,也容易被对方的电子侦察系统发现。为了使目标不被性能越来越高的电子侦察系统发现,作为抑制目标本身所产生的电磁信号特征的反电子侦察隐身技术,也就成为一项重要的隐身技术。
武器装备自身的电磁辐射源主要为其构成中的各种电子设备,如雷达、通信设备、控制系统、电子对抗系统、电子探测系统等。
4.可见光隐身技术
可见光探测系统的探测效果取决于目标与背景之间的亮度、色度、运动这三个视觉信号参数的对比特征,其中目标与背景之间的亮度比是最重要的因素。目标的结构体和表面的光反射,发动机喷口的喷焰、尾流和烟迹,灯光和照明光等均为目标的亮度源。当目标亮度与背景亮度对比非常大时,就容易被视觉探测发现;如果双方的亮度比相当,但色度比大,也容易被视觉探测发现;当目标对背景呈现强烈的亮度、色度时,目标相对于背景的运动很容易被探测。可见光隐身技术就是通过减少目标与背景间的亮度、色度和运动的对比特征,达到对目标视觉信号的控制,从而降低敌方可见光探测系统发现的概率。
5.声波隐身技术
声波隐身技术也叫声频特征信号控制技术,就是控制目标的声波辐射特征,以降低敌方声波探测系统对目标的探测概率的技术。许多武器装备(如飞机、坦克和潜艇等)都要向周围介质(如空气、大地和水等)辐射高能级噪声声波,易被敌方噪声传感器、声呐等声波探测系统发现。目标的噪声源主要是发动机等机械的工作噪声,目标及其部件(如螺旋桨)运动和排气对周围介质的扰动声,以及目标体与构件的振动噪声等。
(三)几种隐身兵器简介
当前,隐身技术已由基础理论研究阶段进入实用阶段,特别是20世纪80年代以来,由于各种隐身技术取得重大突破,加之战争对武器装备的隐身要求,使得隐身武器装备异军突起。各种隐身技术的综合运用,导致一系列新型隐身武器装备的问世。目前,美国和欧洲一些发达国家已先后研制出隐身轰炸机、隐身战斗机、隐身侦察机、隐身巡航导弹、隐身舰艇和隐身坦克等。
1.隐身飞机
飞机隐身技术代表了当前隐身技术应用于军事领域的最高水平。隐身飞机综合运用了多种隐身技术,主要表现在降低飞机的雷达截面积、红外辐射及电磁辐射特征,控制飞机的可见光目视信息特征及降低飞机的噪音。
美国的飞机隐身技术的研究领先于其他国家,它的F—117A、B—2、F—22等飞机代表了当今世界隐身兵器的先进水平。
F—117A是世界上第一种按低可探测性技术设计原则研制并投入实战使用的隐身战斗机。它采用了独特的多面体外形,整架飞机几乎全由直线构成,连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的菱形翼型,全机干净利索,导弹、炸弹全在机身或机翼内,机体下没有突出物和外挂物;取消了发射功率强大的微波雷达;大量使用各种吸波(或透波)材料和表面涂料,雷达反射截面积仅有0.01~0.1平方米,比常规飞机缩小2—3个数量级。此外,还采用了减弱热、声、光、烟等信号的隐身技术。飞机整体的隐身性能极佳,在1989年美国入侵巴拿马的战争和1991年的海湾战争中一鸣惊人。
B—2A隐身轰炸机,是美国第二代隐身轰炸机,具有更好的隐身效果。据报道,B—52轰炸机的雷达反射截面积为1000平方米,米格—29为25平方米,而B—2A只有不到0.1平方米,仅仅相当于天空中的一只飞鸟的雷达反射截面,这就使一般雷达很难发现它。
2.隐身舰艇
作为海上特定环境中的目标,舰艇的可探测信息特征主要是雷达的散射回波、自身的红外辐射、噪声、舰载无线电台和雷达的电磁辐射、可见光散射等。所以,舰艇的隐身就是控制舰艇的上述可探测信息特征,以降低其可探测概率,提高生存力。目前较多采用的舰艇隐身技术措施主要有:
(1)减少舰艇的雷达散射截面积。首先是改进舰体及上层建筑形状。如美国“宙斯盾”驱逐舰的舰体和上层建筑尽可能采用了圆弧形的表面和棱角,避免镜面强反射。又如英国的“海上幽灵”隐身护卫舰,舰面上除了两座毫米舰炮外,其余武器装备全部装入一个怪异的多面型舰体内。其次,大量使用各种吸波(或透波)材料和表面涂料。
(2)降低舰艇的噪声辐射。舰艇的主要噪声源是发动机、电动机、各机械部件的振动噪声和螺旋桨的空泡噪声等,这些噪声向空中和水下传播,极易被声测系统探测。
(3)抑制舰艇的红外辐射。对于水面舰艇来说,红外辐射具有明显的可探测特征。其红外辐射源主要是烟囱、主机舱及其排出的废气和热水等。舰艇的红外隐身就是抑制红外辐射。
(4)控制舰艇自身的电磁特征。如采用低截获概率技术改进电子设备;减小电缆的电磁辐射;对电子设备进行屏蔽;用全球导航星定位系统代替无线电导航系统;采用非磁性或低磁性材料建造舰体和设备等。
3.隐身坦克
随着坦克在地面作战中“主将”地位的确立,各种高科技反坦克武器也获得了飞速发展。在现代作战中,坦克一经被发现就很容易被击毁。因此,提高坦克的隐身性能,使其不易被发现是提高坦克生存力的首要因素。20世纪80年代中期以来,美、英等国都在秘密进行隐身坦克技术的研究,并取得了较大进展。目前,尽管隐身坦克尚处于预研阶段,但相信不久的将来主战坦克都将尽可能采用隐身技术。
隐身技术除了用于上述各种武器装备之外,还用于其他技术装备。如隐身导弹、隐身无人侦察机、隐身机器人、隐身作战服等。预计在今后若干年内将会有更多的隐身技术装备问世。
二、伪装技术
(一)伪装技术概述
伪装就是对军事目标实施隐真示假,为欺骗和迷惑敌人而采取的各种隐蔽措施。具体说,伪装是通过设置假目标、散布假情报、实施佯动和将真目标隐蔽起来等措施,使敌方的侦察器材(包括人员)降低侦察效果,从而造成敌方的判断以及指挥失误。
1.伪装的基本原理
伪装的基本原理有两条:第一是减小目标与背景在可见光、红外、微波等电磁波波段的散射或辐射特性的差别,以隐蔽目标或降低目标的可探测特征;第二是模拟或扩大目标与背景的上述差别,以构成假目标欺骗敌人。
任何目标都处于一定的背景之中。目标与背景之间在形状、颜色、阴影、声音、痕迹(如坦克行驶后留下的痕迹)、电磁波(指目标和背景辐射或反射的电磁波)和热辐射(目标和背景辐射的红外线)等方面,都存在一定的差异。这种差异为敌方的侦察提供了可能性。军事伪装就是通过电子的、光学的、声学的、热学的技术手段,或改变目标本身的原特征信息,缩小目标与背景的差异,实现目标的“隐真”;或模拟目标的可探测特征,扩大假目标与背景的差异,仿制假目标以“示假”。
2.伪装的分类
军事伪装有各种不同的分类,其中最基本的有两种:一种是按军事伪装在战争中的运用范围分类,可分为战略伪装、战役伪装和战术伪装;另一种是根据侦察器材的工作波段的不同采用不同的伪装技术,它可分为雷达波段伪装、可见光波段伪装、红外波段伪装和防声测伪装等。
(二)伪装技术在战争中的应用
现代战争的实践证明,伪装是对付各种雷达设备的侦察,对付各种光学相机、电视摄像机、红外扫描仪、热像仪等光电设备侦察的有效手段。下面重点介绍防雷达侦察伪装和防光电侦察伪装。
1.防雷达侦察伪装
防雷达侦察伪装主要是使用各种防雷达伪装器材,消除、破坏和干扰雷达回波在雷达荧光屏上的光标信号,造成敌方的判断错误。目前,防雷达侦察伪装的技术措施主要有:
(1)设置防雷达伪装网,构成反雷达隔绝遮障。
(2)设置假目标,以假乱真。
2.防光电侦察伪装
防光电侦察伪装技术主要是对付敌方各种可见光、红外激光侦察器材的侦察。常见的防光电侦察伪装技术有:
(1)实施迷彩伪装。对目标实施迷彩伪装,就是在目标表面涂敷迷彩。对目标迷彩斑点、花纹的设计,一种是与背景融合,难以区分;另一种是与背景形成强烈反差,并将目标外形“歪曲”,这都造成敌方光电侦察器材难以发现和识别。
(2)使用伪装遮障。防光电伪装遮障是一些具有可见光、激光、紫外、红外综合遮蔽性能的制式伪装网,其遮障原理是利用网中编织的各种伪装饰物,散射入射电磁波,或吸收电磁波,或衰减热辐射,使敌方的光电侦察器材难以探测目标,从而达到防光电侦察的目的。
(3)设置假目标。为防敌方光电侦察而设置的假目标,最为重要的是其外形、尺寸应与真目标一致,另一种是在红外辐射及电磁波反射特性上,与真目标的特征相同。在1991年海湾战争中,伊拉克军队制作了大量假导弹、假高炮、假飞机、假坦克等,给多国部队的侦察及打击效果判定都造成了一定困难。
(4)施放烟幕。由于广泛使用高分子材料、轻质材料、红外吸收材料以及空心技术,使烟幕既可遮挡可见光,又可遮挡激光、红外光等。这种烟幕在遮挡、伪装己方部队的战斗行动和重要目标方面效果极为明显。在1999年的科索沃战争中,南联盟军队就制造和施放了大量烟幕,采用土洋结合的方法,把重要目标隐藏起来,使北约部队的打击效果大打折扣。
第七节自动化指挥技术
军队指挥自动化系统是军队的重要军事装备,是军队现代化的关键标志之一。1991年海湾战争以来发生的历次高技术局部战争,特别是伊拉克战争,向世人表明,只有建立并正确使用军队指挥自动化系统,才能最大限度地发挥各种武器的效能,增强军队的战斗力。因此,军队指挥自动化系统被人们看成是战场上的“力量倍增器”。现在,研究、发展和有效使用这一系统,已成为各国国防建设的一项重要而迫切的任务。
一、自动化指挥技术的基本概念
自动化指挥技术是指在军队指挥体系中,使用以电子计算机为核心的各种技术设备,通过通信网络,与各部门的技术终端相连接的自动化指挥和控制系统,也称作自动化指挥系统,或称指挥自动化系统。它的本质是在军事指挥体系中,采用以电子计算机为核心的技术装备与指挥人员相结合,对部队和武器实施指挥与控制的“人—机”系统。