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          关于舰载烟幕遮蔽干扰的使用方法研究                    摘要：烟幕遮蔽干扰是对抗红外制导反舰导弹的主要手段，具有成功率高、形成时间短、散布面积大等优点，本文介绍了烟幕遮蔽干扰对抗红外成像反舰导弹的作战过程根据烟幕遮蔽干扰的实施时机和战术决策原则，以导弹来袭方位、速度和气象导航等信息为输入量，计算烟幕遮蔽干扰最优布放策略，最后通过专用仿真软件验证烟幕遮蔽干扰效果关键词：烟幕遮蔽；红外成像；作战时机；布放策略；干扰效果Research the application method of ship-borne smoke screen jammingZhou Daiming Yichang Testing Technology Research Institute, Yichang, 443000, ChinaAbstract: Smoke screen jamming is the main means against infrared guided anti-ship missile, it has many advantages such as higher successful rate, short formation and large distribution area, this paper introduces the operational process of smoke screen jamming against infrared imaging anti-ship missile. According to the implementation timing and tactical decision principles of smoke screen jamming, it takes incoming direction, speed and weather guidance as input, calculates the optimal distribution strategy of smoke screen jamming, the jamming effect of smoke screen is verified by special simulation software.Keywords: smoke screen, infrared imaging, timing for operation, distribution strategy, jamming effects1. 引言在无源光电干扰作战中，由于烟幕干扰成功率高、形成时间短、散布面积大、留空时间长、造价低廉等突出特点，在对抗红外制导和电视制导反舰导弹作战中，烟幕遮蔽干扰手段扮演着重要角色，受到各国军方重视[1]-[2]。

烟幕弹一般由舰船装配的火箭发射装置以火箭弹方式投放，烟幕弹爆炸后布放在空中形成烟幕墙，对目标形成遮蔽效果在烟幕遮蔽作战实际使用中，由于国内大多数火箭发射装置采用多种干扰弹混装架构，烟幕弹装填数量受限，需要以最少的烟幕弹达到最佳遮蔽效果烟幕遮蔽效果受气象环境特别是风向风速的影响较大，还有舰船发射装置伺服控制精度也会影响遮蔽效果所以在烟幕弹布放时，需要考虑烟幕弹的投放精度、风向风速造成烟幕墙的运动、烟幕留空时间等因素，本文提出了根据舰船和烟幕的实时运动趋势，动态投放烟幕弹的烟幕遮蔽作战使用方法，对投放精度、风向风速、成幕效果等不可控因素进行补偿和容错此外，舰船烟幕弹火力覆盖范围也会影响烟幕干扰效果，本文在烟幕布放策略中也将舰船火箭炮发射方位角范围纳入解算模型中2. 红外成像导引头探测机制红外成像导引头根据目标和背景的红外辐射温差、辐射系数及其辐射与导引头红外光谱匹配关系来锁定目标，目标与背景的红外辐射温差越大，目标越容易被锁定，反之，目标不容易被锁定[3]红外导引头易受空气中的烟雾、雨滴、粉尘干扰，影响成像结果，在初步锁定目标后，制导系统对红外图像进行预处理，提取目标图像的所有特征，结合所有特征的权重值对所有特征值进行融合，最后确定是否跟踪目标。

3. 烟幕遮蔽干扰基本原理烟幕遮蔽干扰是利用烟幕弹在空中爆炸后形成的烟幕状漂浮物对导弹导引头形成遮蔽作用，对红外、电视、激光导引头均能造成有效干扰，导致导引头丢失目标，降低导弹对舰船的命中概率烟幕状漂浮物是由许多悬浮在大气中的颗粒物聚集而成的根据颗粒物的组成成分，可以分为热烟幕、冷烟幕和组合烟幕组合烟幕是前两者的复合物热烟幕是利用烟幕剂在一系列化学反应中生成许多颗粒物，过程中伴随着热量释放，大量颗粒物悬浮在空中形成的烟幕墙，产生红外辐射覆盖目标和背景的红外辐射，让导引头无法探测到目标冷烟幕是由大量颗粒物聚集而成，过程中无化学反应，颗粒物通过吸收、散射和反射目标的红外辐射，减小目标的红外特征，让导引头误判从而丢失目标[4]4. 作战时机由于烟幕弹形成的漂浮物留空、聚集时间有限，烟幕热辐射和消光效应持续时间短，并受海上气象条件影响较大为了使烟幕弹发挥最大效用，烟幕弹一般在导弹跟踪目标后投放，投放位置需要在导弹视角内，位于导弹与舰船最短路径上，形成的烟幕墙遮蔽舰船，让舰船在导弹视角内消失导弹从舰船左舷来袭则由左舷发射烟幕弹，从右舷来袭则由右舷发射烟幕弹随着烟幕墙与舰船相对运动，需要在舰船运动航路上陆续投放烟幕弹，使得舰船整条航路被烟幕墙遮蔽，成功避开导弹的跟踪。

在舰船航行过程中，需要根据导弹相对于舰船的来袭方位做出机动，以最短时间驶出导弹导引头视角范围5. 决策原则烟幕遮蔽作战使用模型应在充分考虑烟幕弹弹道特性、成烟几何特性、烟幕弹消光特性的基础上加以制定，具有如下主要特点：1. 烟幕弹投放的俯仰角为固定角度，烟幕墙贴近海面布放；2. 左舷来袭导弹，在舰船左舷布放烟幕墙，右舷来袭导弹，在舰船右舷布放烟幕墙；3. 烟幕墙对舰船整个航道形成遮蔽走廊；4. 烟幕墙持续时间要求不小于S/ ，其中S为导弹与舰船的距离， 为导弹速度6. 决策算法假定舰船左右舷烟幕弹发射装置射界相同，舰船无源干扰火力覆盖范围如图1所示，舰船火力覆盖区域为(Φ，180°-ω)，(180°+ω，360°-Φ)图1 舰船火力覆盖图如图2所示，舰船长度为L米，舰船航行速度为 米/秒，导弹来袭角度是α°，威胁距离是S米，威胁速度是 米/秒，风向为β°，风速是 米/秒，则导弹到达舰船当前位置所需时间为：Ts = 秒，舰船在导弹来袭方向法线上的映射长度为： =L*cos(90°-α)理论上长度为 的烟幕墙足够遮蔽舰船，但考虑到风向、风速、空气湿度、烟幕颗粒运动的随机性等不可控因素会影响烟幕布放效果，烟幕墙的长度取值在理论值的基础上再增加50%余量：y=1.5*L*cos(90°-α)。

图2 导弹来袭方位图假定单枚烟幕弹布放后形成的烟幕强长度为N米，考虑到烟幕弹发射角度误差、环境因素影响，单枚弹形成的烟幕墙垂直边缘区域遮蔽效果可能不理想，单枚烟幕弹形成的烟幕在水平方向预留10米的重合区域，且整个烟幕墙的前后边沿比预设长度多出10米，增加烟幕遮蔽的可靠性，遮蔽舰船需要发射的烟幕弹数量为： M = y /( N-10)舰船发现导弹并实施烟幕遮蔽干扰时刻为T0，T0时刻需要布放烟幕墙遮蔽整个舰船和下一时刻的航道，随着舰船和烟幕墙的运动继续布放烟幕墙遮蔽后续航道，在舰船逃离导弹视野范围前，需要对整个舰船航道进行有效遮蔽，在航道上形成烟幕走廊，确保舰船一直处于被烟幕墙遮蔽的状态整个干扰过程中需要发射的烟幕弹数量为：G= 在作战过程中烟幕弹布放时机和位置解算信息如下：1. T0时刻需要布放M+1枚烟幕弹，其中M枚弹用于遮蔽舰船，1枚烟幕弹用于遮蔽舰船下一时刻航道，假定烟幕弹爆炸后烟幕由爆点往四周扩散， M+1枚烟幕弹发射方位角度如下：Di =α/M +i*(2*α/M)；iÎ[-M/2,M/2+1]，i取整数；其中，i表示待发射烟幕弹序号，Di表示第i枚烟幕弹发射角度需要注意的是，受舰船烟幕弹发射装置火力覆盖范围限制，Di取值需要内缩至(Φ，180°-ω)，(180°+ω，360°-Φ)范围内。

图3是T0时刻的烟幕遮蔽效果图，此时舰船和下一时刻需要的航道完全被烟幕墙遮住图3 T0时刻烟幕遮蔽效果图2. 随着舰船和烟幕墙的相对运动，需要陆续布放烟幕弹来遮蔽舰船航道舰船在导弹来袭方位法线方向的速度分量为： = *sinα；烟幕墙在空中的运动轨迹与风向、风速有关，烟幕墙在导弹来袭方位法线方向的速度分量： = *sin(β-α)；为了遮蔽舰船，舰船需要一直处于被烟幕墙遮蔽状态，舰船相对于烟幕强的在导弹来袭方位法线方向的速度分量为： - ；每间隔△t时间布放一枚烟幕弹，直至G枚干扰弹全部布放完毕，用于遮蔽舰船航行所需的航道：△t = (N-10)/( - );后续还需要发射烟幕弹数量为：G-M-1，发射角度和发射时刻为：Dj =(2*j+1)*α/M，Tj = T0+j*△t；jÎ[ M/2+2, G-1-M/2]，j取整数；其中，j表示带发射烟幕弹序号，Dj表示第j枚烟幕弹的发射角度，Tj表示第j枚烟幕弹的发射时刻，同理如果发射角度超过烟幕弹发射装置火力覆盖范围，则内缩至火力覆盖范围角度内；T0+△t时刻的烟幕遮蔽效果图如图4所示图4 T0+△t时刻烟幕遮蔽效果图7. 仿真结果对烟幕遮蔽干扰过程进行软件仿真，输出模拟导弹导引头图象数据，具体干扰过程如下：1. 红外导引头发现并跟踪上目标舰船，舰船的红外特征图像如图5所示，此时舰船处于红外导视场最中心，目标特征明显。

图5 红外导引头发现目标2. 舰船侦查到红外制导的导弹来袭，开始布放弹幕墙，如图6所示，舰船布放烟幕墙后继续前行，此时舰船已被烟幕完全遮蔽，导弹丢失目标图6 开始执行烟幕遮蔽干扰3. 舰船继续布放烟幕墙，此时靠近导弹来袭方向的整个烟幕遮蔽走廊已经完全形成，舰船即将驶出导引头视场范围，效果图如图7所示根据仿真结果，此种烟幕遮蔽干扰方法针对红外或电视制导的反舰导弹导引头具有非常好的干扰效果图7 舰船驶出导引头视野范围8． 结束语烟幕遮蔽干扰是对抗红外制导反舰导弹的主要手段，具有成功率高、形成时间短、散布面积大等优点，本文介绍了烟幕遮蔽干扰对抗红外成像反舰导弹的作战过程根据烟幕遮蔽干扰的实施时机和战术决策原则，以导弹来袭方位、速度和气象导航等信息为输入量，计算烟幕遮蔽干扰最优布放策略，最后通过专用仿真软件验证烟幕遮蔽干扰效果参考文献1. 孙轶.国外光电无源干扰技术的发展[J].舰船电子工程,2010,30(9):39-442. 邹振宁,冷锋,周芸.光电对抗技术和装备现状评析[J].光电控制,2004,11(3):30-343. 周遵宁.烟幕对红外成像探测干扰作用研究[J].兵工学报,2005,26(3):348-3524. 时家明,路原.红外对抗原理[M].北京:解放军出版社,2002作者介绍：周待明，1989年10月出生，男，湖北省宜昌市人，工程师，研究生学历，目前研究无源光电干扰领域。