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军事高技术概述

时间:2022-12-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:科学技术特别是军事高技术的发展,正在军事领域引发一场深刻的变革。军事高技术是指建立在现代科学技术成就基础上,处于当代科学技术前沿,以信息技术为核心,在军事领域发展和应用的,对国防科技和武器装备发展起巨大推动作用的高技术总称。军事高技术的范围十分广泛,分类也各种各样。新型武器装备往往是军事高技术的物化,是军事高技术的集成。

第四章 军事高技术

科学技术特别是军事高技术的发展,正在军事领域引发一场深刻的变革。从海湾、科索沃、阿富汗和伊拉克等局部战争中可以看出,现代战争已经进入信息时代,交战双方的较量已经成为高技术武器装备的较量。谁拥有军事高技术,谁就能拥有更大的战争主动权,为获取战争胜利奠定物质技术基础。

第一节 军事高技术概述

军事高技术是高技术的重要组成部分,是诸多高技术在国防现代化中的应用,从而作用于新武器系统、作战指挥系统和作战方法而发展起来的新技术群。它既具有高技术的共同特征,又具有其自身的特点。

一、军事高技术的概念与分类

军事高技术是指建立在现代科学技术成就基础上,处于当代科学技术前沿,以信息技术为核心,在军事领域发展和应用的,对国防科技和武器装备发展起巨大推动作用的高技术总称。

军事高技术的范围十分广泛,分类也各种各样。从高科技向军事领域自然延伸的角度,军事高技术可分为六大领域:军用信息技术、军事航天技术、军事海洋开发技术、军用生物技术、军用新材料技术、军用新能源技术。从军事高技术与武器装备的角度,军事高技术可分为两大类型:一是支撑武器装备发展的基础技术,主要包括微电子技术、光电子技术、计算机技术、新材料技术、高性能推进与动力技术、仿真技术、先进制造技术等;二是直接用于武器装备并使之具有某种特定功能的应用技术,主要包括侦察监视技术、伪装与隐身技术、精确制导技术、信息战技术、指挥控制系统技术、军事航天技术、核化生武器技术、新概念武器技术等。

二、军事高技术的主要特点

与一般技术相比,军事高技术具有高智力、高投资、高竞争、高风险、高效益、高保密、高速度等特点。

1.高智力

高技术是知识密集型技术,其发展和运用都必须依靠创造性的智力劳动,依靠富有创新意识、创新能力的高素质人才,体现了高智力的特性。比如半导体集成电路,从成本上讲,原料及能源仅占其总成本的2%,其余98%都是智力含量。

2.高投资

高技术的研究开发,需要昂贵的设备和较长的研制周期,因而需要耗费巨额资金。据目前统计,一般高技术企业用于研究开发的经费占其产品销售额的比例高达10%~30%,而科研成果产业化的投资又比研究开发投资高出5~20倍,形成高技术产业后的设备更新投资还会越来越大。

3.高竞争

高技术的竞争性,决定了谁先掌握并应用高技术,先研发出新武器装备并抢先用于战场,谁就能占据战争主动权。为此,世界军事大国都试图在高技术发展的竞争中占据主动。

4.高风险

高技术研究本身蕴含着巨大的风险。高技术竞争的失败,对民用技术而言,就意味着企业投资的失败;对军事技术而言,则意味着国家利益将受到损害。以航天技术发展为例,50多年来虽取得了神话般的巨大成就,但付出的代价高昂:1961年3月23日苏联的科马洛夫就成了为航天事业献身的第一人,1986年1月28日美国“挑战者”号航天飞机失事,2003年2月1日“哥伦比亚”号航天飞机重返大气层时空中解体,可见风险之大。

5.高效益

新型武器装备往往是军事高技术的物化,是军事高技术的集成。战争实践证明,军事高技术成果一旦转化为新型武器装备,不仅能够大大提高部队战斗力,而且能够逐步改变作战样式甚至战争形态。比如航天技术,其投资效益比高达1∶14,充分体现了高效益的特点。

6.高保密

高技术本身具有极强的综合性和技术辐射性,隐含着巨大的潜力,更加强调保密性。高技术的保密,对于民用技术来说,保的就是“金钱”;而对于军事技术,保的则是“生命”。比如F-117A隐形战斗轰炸机,1982 年8月23日服役后一直处于高度保密状态,1989年12月20日首次用于巴拿马战争;海湾战争中使用42架,出动1 000多架次,却完成了对战略目标40%的空袭任务,特别是在承担对95%巴格达战略目标实施打击任务过程中,作战能力和效果十分突出;1999年3月27日被南联盟军队击落后,这种世界上先进隐形战机的技术暴露无遗,作战能力大大降低。

7.高速度

高技术产业是目前发达国家经济中最活跃也是增长速度最快的领域。美国IT产业的高速发展都是以信息技术为龙头的高技术产业带来的结果。高技术产业的成功,不仅表现在产值、产量的发展高速度上,而且还突出表现在产品性能更新的高速度。比如计算机芯片的处理速度,以几何倍增方式飞速发展,带来的是武器装备智能化和无人化。

三、军事高技术的发展与应用

当前,军事高技术前沿领域主要有军用信息技术、作战平台技术、军事航天技术、新概念武器技术、军用新材料技术、先进推进与动力技术、军用生物技术和核武器技术等。其中,军用信息技术、作战平台技术、军事航天技术、新概念武器技术的发展和应用,直接影响现代战争的作战样式和进程;军用生物技术发展的潜力巨大,影响深远。

(一)军用信息技术

1.微电子技术

微电子技术是促成电子元器件及由它组成的电子设备微型化的技术,其核心是集成电路技术。1958年第一块集成电路的诞生,标志着微电子技术开始步入人类文明的殿堂。衡量微电子技术发展水平高低的标志是集成度。集成电路产品的生成主要包括两项关键技术:一是原材料,二是制造工艺。

随着微电子技术发展水平的不断提高和在军事领域的广泛应用,武器装备的性能将发生巨大变化:一是武器系统的体积和质量减小,功耗大大降低,可靠性大大提高;二是武器系统自身的信息处理能力得到质的飞跃,使一些原来作为设想的高技术兵器成为现实;三是传统装备的电子化水平将不断提高,从而使保障手段逐步走向多样化和智能化。

2.计算机技术

计算机是由电子器件及相关设备和系统软件组成的自动计算系统。它具有极强的数据处理能力、较强的记忆能力和一定的思维能力。根据数的表示方式和计算原理的不同,电子计算机通常分为数字计算机和模拟计算机两大类:前者是对离散形式表示的数进行操作,而后者是对连续变化的物理量进行处理。从20世纪90年代初期以来,混合计算机(既能处理数字信息,又能处理连续变化的物理量)和多媒体计算机的发展也十分迅速。

(二)军用新材料技术

军用新材料技术是指用于制造各种先进军事装备的高性能材料或新兴材料的研制与应用技术。目前,信息技术、材料技术、能源技术已成为现代高技术的三大支柱,而新材料技术又是其他高技术发展的物质基础和重要依托。

按新材料的用途,可将其分为信息材料、新能源材料以及在特殊条件下使用的结构材料和功能材料。信息材料是指用于信息获取、处理、传输、贮存等而开发的新型材料。新能源材料是指为开发新能源而研制出的新材料。结构材料和功能材料,是指在特殊情况下使用的高负载、超高温、超低温等特殊材料。

(三)军用生物技术

生物技术是以生命科学为基础,利用生物的特性和功能,设计、构建具有预期性状的新物质或新品系,以及结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理进行加工生产,为社会提供产品和服务的综合性技术体系。生物技术主要包括基因技术、生物生产技术、生物分子工程技术、纳米生物技术、生物耦合技术及仿生技术等系列技术。生物技术的快速发展,使其在军事领域的应用具有巨大潜力。

生物技术可用于发展高性能的信息探测系统、通信系统、导航定位系统和信息处理系统等。美军已研究出可探测生物战剂的专用抗体传感器、酶传感器及生物战剂探针,并利用大规模集成电路的手段获得了带有13.5万个基因探针的DNA芯片,可直接用于基因武器的侦检。同时,利用仿生技术制造的各种信息搜集系统,可以大幅度提高探测、监视和导航能力。

生物计算机发展的另一个重要方向是DNA计算机。DNA计算机所消耗的能量只有一台普通电子计算机的十亿分之一,它可以实现现有计算机无法真正实现的模糊推理功能和神经网络运算功能,是发展智能计算机的一个突破口。

生物技术是一项具有革命性的高技术。现阶段,虽然军事生物技术的发展尚处在初期,但随着21世纪生物学时代的到来,生物技术将在军事领域大显身手。它的飞速发展将把军队武器装备的高技术化推向更高层次。

四、军事高技术对现代战争的影响

随着高技术的发展及其在军事领域的广泛应用,军事高技术已经对现代战争行动产生了巨大影响。这种影响可概括为“五化”,即侦察立体化、指挥控制智能化、反应快速化、打击精确化、防护综合化。

(一)侦察立体化

侦察立体化,通俗地讲就是“眼观六路,耳听八方”。在未来战争中,新型信息化装备将使战场更透明,可实现全球感知,实时进行远程指挥控制。从大洋深处到茫茫太空,布满了天罗地网式的侦察监视系统:水下的声呐,能够安静地寻觅军舰和潜艇的踪迹;地面的传感器,能够时刻注视人员与车辆的动静;空中的侦察卫星,随时追寻部队行踪。

在未来战争中,“侦察—判断—决策—行动”的回路越来越短。信息化装备的广泛使用,使得争夺信息优势成为高技术战争的首要任务。特别是战略信息战,犹如核战争一样具有大规模毁灭性作用,将成为新的威慑手段。侦察能力的差异性,决定了交战双方的不对称性。

(二)指挥控制智能化

现代军事高技术的发展和应用,使武器装备的射程、威力、精度几乎都达到了各自的极限。交战双方的差别,在很大程度上取决于其对作战力量的指挥控制水平。在战役和战术级,信息战的表现样式是以电子战为核心的指挥控制战。

未来战争,以计算机为核心的网络将把所有的通信系统、探测装置和武器系统联成一体,作战将从“以平台为中心”转向以“网络为中心”。美国海军网络中心战的网络结构由3个互相链接的部分组成,即探测装置网络、交战网络和信息传输网络。网络中心战的体系分为三级:第一级为战术级,网络用户数量在24个之内,信息传输时间不足1秒,信息精度达到武器控制级;第二级为战区级,网络用户数量在500个之内,信息传输时间为秒级,信息精度达到部队控制所需的要求;第三级为战略级,网络用户数量在1 000个之内,信息传输时间为分钟级,信息精度达到部队协同所需的要求。各级指挥官利用网络交换大量信息,感知整个战场的态势,阐述指挥意图,制订作战计划,解决各种问题。网络中心战的特点是提高了部队的指挥速度,建立了对战场空间持续、完备的态势感知。在伊拉克战争中,美军在战区中就有3 000多台计算机同国内的计算机联网,跟踪与分析敌军实力,制订与演练作战方案,汇集与查找各种资料,实现了以计算机为核心的网络指挥自动化控制系统。所以,美军在2分钟内就能够侦察、识别并击毁伊拉克地面机动目标,分队乃至单兵都可以实时呼唤空中火力支援。

(三)反应快速化

“兵贵神速”历来是兵家所追求的,但传统武器装备因受技术条件限制,常常无法实现。高技术武器装备在现代战争中的应用,使“兵贵神速”得以成真,实现了机动、反应、打击和转移的快速化。

在未来战争中,时间因素将变得越来越重要。西方军事家已经赋予“兵贵神速”新的含义,即“时间就是一切,时间就是胜利”,“时间是未来战争的第四维战场”。军事家们越来越强调战争准备的及时性、战争指挥控制的实时性、战争行动的突然性。战争从旷日持久向速战速决演变,战争的进程将大大缩短。1982年的贝卡谷地之战,以色列在事先进行了周密的电子侦察之后,再用电子干扰飞机干扰叙利亚军队的导弹制导系统,使其发射出来的导弹不能命中目标。同时出动百余架飞机,以迅雷不及掩耳之势,通过饱和式轰炸,6分钟就摧毁叙军19个“萨姆-6”防空导弹连,打了一场20世纪时间最短的高技术战争。1986年的锡德拉湾之战,美国飞机从英国基地起飞,往返1万多千米,空中加油4次,飞抵利比亚上空,同时向的黎波里市和班加西城的机场、兵营、港口雷达阵地发射大批精确制导弹药,空袭时间只用了17分钟,开了“外科手术式打击”的先河。美国前国防部长科恩曾宣称:“以往的哲学是大吃小,今天的哲学是快吃慢。”

(四)打击精确化

精确打击武器和精确的信息支援系统有机结合,使得精确打击成为战争的重要样式。攻击精度越来越高,距离越来越远,精确打击在现代战争中的地位日益重要。

衡量武器装备的优劣,打击力是首要因素。传统的武器装备,由于对能量的释放缺乏有效的控制,准确度不高,往往片面追求唯大、唯多和大规模杀伤破坏,而高技术的信息化武器装备,则强调精准。所谓“精准”,就是要能够“攻其一点,不及其余”,尽量不引起不必要的附带毁伤。根据推算,就杀伤破坏效果而论,定位精度每提高1倍,相当于增加3颗弹,增加7倍当量;定位精确度每提高2倍,相当于增加8颗弹,增加26倍当量。提高武器控制精度所产生的效果,与此相当。

正因为精确打击有如此的奇效,所以世界各国竞相研制和发展精确制导武器。统计显示,越南战争中所用精确制导弹药占总弹药数的比例为0.02%,到海湾战争时这一比例已达到8%,科索沃战争时达到35%,阿富汗战争时达到60%,而伊拉克战争中这一比例高达68%。现在,精确战作为一种全新的作战样式,已经登上战争舞台,实现了探测目标精确、攻击目标精确、摧毁目标精确、毁伤评估精确,也就是说“仗越打越精了”。

(五)防护综合化

“保存自己,消灭敌人”是一切战争的共同原则。由于现代侦察、监视和探测手段具有全方位、全频谱、全天候、全时域的特点,进攻一方如果不能有效地保护自己,就可能出现“发难者先遭难”的结局。

除了隐身技术外,先进伪装、预警报警、致盲致眩、施放诱饵、加固装甲、防电磁脉冲等,也都成了现代武器装备的防护手段。对于武器装备处于相对劣势的一方而言,防护和伪装隐蔽直接关系到胜败与存亡。科索沃战争中,南斯拉夫人民和军队敢打善藏,在北约进行的78天空袭轰炸中,巧妙地保存了自己的军事实力。

五、军事高技术的发展趋势

(一)由武器平台的高技术化向信息技术的各个领域发展

军事高技术的发展首先导致了新一代武器平台的诞生。具有高机动性和隐身性的武器平台,从海湾战争起已成为美军空中、海上和陆上的主战武器装备。从今后的趋势看,虽然发达国家武器平台的高技术化仍将继续,但进一步发展的余地已经不大。美军认为,目前飞机、坦克、军舰等作战平台本身性能的提高几乎接近极限,而武器平台上所载电子信息装备和精确制导武器的发展却方兴未艾。大量新型电子信息装备和精确制导武器的发展和投入使用,正在不断赋予现有平台新的活力,实现作战能力的更新。20世纪90年代以来,世界军事强国的武器中,传感器更新换代的速度与平台相比已明显加快,一代平台、多代负载的武器发展思路日益受到重视。在近年有关军事革命和信息战问题的讨论中,美军已经明确提出“要更加重视传感器”,认为当前军事领域的变革之所以是一场革命,正是由于各种传感器、通信以及精确制导武器等技术已经达到了那种“特别重要”的程度,主张改变以往那种认为军事力量主要是军舰、坦克和飞机的观点,而把注意力放在思考信息和电信技术所能提供的军事力量上来。这表明,充分利用信息技术发展的成果,努力提高争夺和利用战场信息技术的能力,进一步发挥现有平台的潜力,甚至使现有平台的作战能力“倍增”,仍将是今后一个时期军事高技术化的趋势。

(二)由单一武器或系统的高技术化向“系统集成”发展

在高技术特别是信息技术发展的推动下,现代军队正在成为由众多武器系统构成的复杂而又庞大的系统。要想驾驭这样一个系统,使之最有效地运转,从而正确而又充分地发挥各系统的威力和潜力,必须实现各种武器系统的一体化。“系统集成”指的就是这种一体化的大系统及各系统的相互作用。因此,由单一武器或系统的高技术化向“系统集成”发展,是高技术对整个军事系统进行改造的必然途径。它与以往那种利用军事技术发展提供的条件从纵向上研制一代比一代先进的单一武器或系统的思路不同的是,“系统集成”强调推行“横向技术一体化”。

(三)由追求单一的进攻或防御能力向建立攻防兼备的能力发展

近年来,高技术化领先的国家越来越重视将航天、火箭、微电子、信息网络等技术成果用于发展攻防兼备的高技术作战能力,并且不断取得新的进展。其重点主要表现在两个领域:一是导弹的攻防兼备能力。一方面通过发展精确制导技术,大力提高巡航导弹等各类中远程导弹的进攻能力;另一方面通过发展导弹防御技术,企图获得对导弹的防御能力。二是信息的攻防兼备能力。海湾战争之后,信息战作为21世纪信息化战争的重要作战样式,已引起世界各国的高度重视。美国依仗其信息技术领先的优势,多年来已发展了大量可用于实战的电子干扰、电子摧毁、计算机网络攻击等信息进攻手段,近年来又在大力发展信息防御技术。1998年底,美国国防部正式批准成立了计算机网络防御联合特种部队,用于保护美军的计算机网络和系统不受入侵者的攻击。同时,还组建了一个新的电脑网络战中心,该中心的职责就是使美国“不受黑客的袭击,并且构想袭击敌人计算机网络的办法”。

(四)由技术领域向军事的各个领域发展

发达国家在军事发展高技术化的过程中,不仅重视技术本身的进步,而且重视与技术进步相适应的军事理论和军队编制体制的发展。20世纪90年代以来,美军积极倡导并大力推进军事革命,就是要抓住美国在信息等高技术方面占据领先地位所提供的机遇,加速向能更有效地利用高新技术的兵力规模、结构和作战理论转变,使高技术化的发展进入军事的各个领域,建设技术更先进、结构更合理、作战能力更强的新型军事力量。

(五)军事高技术化将由少数发达国家向更多国家发展

少数发达国家军事高技术化的成果及其在实战中显示出来的巨大威力,已在并将继续促使更多的国家加入高技术化的行列。海湾战争以来,世界许多国家都结合本国实际制订了高技术发展规划,并大幅度增加发展高技术武器装备的投入。近年来,不少国家还对美国的军事革命表示极大的关注。欧洲一些国家特别担心美国的军事革命会加速军事高技术化的发展,从而造成欧洲与美国在战略层次上的不相适应,助长美军单独行动,或者使欧洲部队在与美军的联合军事行动中“只能承担投入人力多、风险大的责任”。欧洲国家的这种担心实际上已在科索沃战争中得到证实。科索沃战争中及其以后,曾有多名北约国家的军事领导人表示,北约军队与美军有“相当差距”,共同作战面临“诸多困难”。北约不能对美国军事革命所带来的巨大变化视而不见,否则将会被“排除在军事革命潮流之外”。英、法、德、意等国都已着手采取实际步骤,发展适合军事革命要求、以信息技术为主导的高技术武器系统,强调通过“系统集成”提高整体作战能力。

第二节 高技术在军事上的运用

高技术就是指在最新科学技术成就基础上综合开发的,并能在一定历史时期对提高生产力、促进社会文明、增强国防实力起先导作用的新技术群。它是一个群体的概念,而不是单个的概念。

一、精确制导武器

精确制导武器是命中精度很高的制导武器的总称,是采用精确制导技术,用无人驾驶的制导飞行器,准确地把战斗部运送到目标区,并在弹道末段进行精确制导的武器系统。它包括命中率很高(命中率不低于50%)的导弹、制导炮弹、制导炸弹、制导鱼雷等。

(一)精确制导武器的发展过程

精确制导武器起源于德国。第二次世界大战期间,德国人制造并在实战中使用了飞航式导弹(或称巡航导弹)V-1和弹道式导弹V-2(图4-1、图4-2),从此揭开了制导这门神秘技术的面纱。第二次世界大战后,特别是20世纪70年代,微电子和计算机技术的突破和在制导技术中的应用,使制导精度有了很大提高,精确制导武器进入全面发展阶段,并在几场局部战争中产生很大影响。精确制导武器的发展,大体经历了四个阶段。

图4-1 德国的V-1飞弹

第一阶段,20世纪50年代末至60年代初出现战术导弹。50年代中期,随着小型火箭发动机和制导技术的改进,命中精度有很大提高。

第二阶段,20世纪60年代末至70年代初出现制导炸弹。随着微电子和计算机技术在制导技术中的广泛应用,相继出现了电视制导、红外制导、雷达波束制导和激光制导的航空炸弹。

第三阶段,20世纪70年代末至80年代初出现了制导炮弹。第一代制导炮弹以80年代美军的“铜斑蛇”和苏军的“红土地”为代表。

第四阶段,20世纪90年代以后,精确制导技术开始向“智能化”方向发展。例如,美国的“黄蜂”空对地导弹,由于采用了先进的信号处理和人工智能技术,已经具有了初步的智能化特征。它能够在一定程度上识别真假目标,并且与其他导弹协调工作。

图4-2 德国的V-2导弹

(二)精确制导武器的特点

精确制导武器的特点是相对于非制导武器而言的,其基本特点突出表现为高技术、高精度、高效能。

1.高技术

精确制导武器作为人类智慧的结晶,是技术发展到一定阶段的产物。精确制导武器区别于一般武器的根本标志在于其有制导系统。制导系统由信号探测、高速信号处理和自动控制等部分组成,是以光电器件、集成电路、计算机等众多高技术为基础的。精确制导武器在实战使用中,从发射到命中的全过程贯穿了各种技术手段的较量。

2.高精度

直接命中概率高,既是精确制导武器名称的由来,也是精确制导武器最基本的特征。要使直接命中目标的概率达到50%以上,就要求对点目标的圆概率误差在0.9米以内,对普通地域目标的圆概率误差在3米以内。目前,一些有代表性的精确制导武器命中概率可达80%,激光制导炸弹和电视制导炸弹,其圆概率误差在1~3米。精确制导武器的直接命中概率不断提高,已经出现了战斗部不需要装药的精确制导武器。

3.高效能

精确制导武器较之非制导武器,其作战效能大幅提高。在1991年的海湾战争中,“战斧”巡航导弹从1 000千米以外发射,精确命中并摧毁了严密设防的巴格达市高价值目标,其总体效能远远优于作战飞机使用常规航弹的空袭。此外,虽然精确制导武器的技术复杂,单发成本比较高,但具有较高的直接命中概率,完成作战任务时弹药消耗量小,因此,总体费用仍有可能低于使用常规弹药。

(三)精确制导武器的制导方式

精确制导武器的命中精度主要依靠制导系统来保证。制导系统的工作过程就是发现和利用目标信息和特征的过程。由于可供利用的目标信息多种多样,从而决定了制导系统也要采取不同的技术途径和手段来获取这些信息和发出控制指令,因而也就有了各不相同的制导系统和制导方式。大体上可将这些制导系统归纳为自主式制导、寻的式制导、遥控式制导和复合式制导。

1.自主式制导

自主式制导是根据武器内部或外部固定参考基准,导引和控制武器飞行的制导。有关目标的特征信息是在制导开始以前就确定好的,制导过程中不需要提供目标的直接信息,通常也不需要武器以外的设备配合。惯性制导、星光制导、多普勒制导、程序制导和地形匹配制导、地图匹配制导、GPS全球定位系统制导等都属于自主式制导。其中惯性制导是主要的一种,它的优点是不需要外部任何信息就能根据导弹初始状态、飞行时间和引力场变化,确定导弹的瞬时运动参数,因而不易受外界干扰。地地导弹、潜地导弹部分采用自主式制导系统。

2.寻的式制导

寻的式制导是由武器上的导引头感受目标辐射或反射的能量,自动跟踪目标并形成制导指令,导引和控制武器飞行的制导。其特点是制导精度较高,但制导距离不能太远。按感受目标信息的来源可分为主动、半主动和被动寻的制导(图4-3)。主动和被动寻的制导都具有发射后不管的特点。半主动和被动寻的制导多用于空空导弹(图4-4)、地空导弹和空地导弹。寻的式制导系统是利用导弹上的接收装置接收目标所辐射或反射的某种能量而实现的。这些能量有红外线辐射、无线电波、光辐射、声波等。常用的寻的式制导主要有雷达寻的制导、红外线寻的制导、电视寻的制导、毫米波寻的制导、激光寻的制导等。寻的式制导与自主式制导的区别在于武器与目标间的联系。

图4-3 制导方式示意图

图4-4 响尾蛇被动式空空导弹

3.遥控式制导

遥控式制导是由设在武器以外的制导站引导和控制武器飞行的制导。制导站可设于地面、海上(舰艇)、空中(载机),遥控制导的武器受控于制导站,飞行弹道可以根据目标运动情况而随时改变。因此,它适于攻击活动目标,在地空、空地、空空和反坦克导弹上使用较多。根据导引信号形成情况,遥控制导系统可以分为指令制导和波束制导两大类。指令制导可分为有线电指令制导、无线电指令制导和电视指令制导。波束制导分为雷达波束制导和激光波束制导。

4.复合式制导

复合式制导是采用两种以上制导方式组合的制导。单一的制导系统可能出现制导精度不高、作用距离不够、抗干扰能力不强或不能适应飞行各阶段要求等情况,采用复合式制导可以发挥各种制导系统的优势,取长补短,互相搭配,以解决上述问题。其组合方式依导弹类别、作战要求和目标等不同而异。

(四)精确制导武器的种类

精确制导武器可分为导弹和精确制导弹药两大类。导弹与精确制导弹药的主要区别在于:前者依靠自身的动力系统和导引控制系统飞向目标;后者自身无动力装置,需借助火炮、飞机投掷,也没有全程制导装置,仅有在飞行末段起作用的寻的装置或传感器。

1.导弹

导弹是指依靠自身的动力装置推进,由制导系统导引、控制其飞行路线并导向目标的武器。导弹是精确制导武器中研究最早、类别最多、生产和装备量最大的一类。

导弹可从多种角度分类。按导弹发射点和目标位置,可分为地地导弹、地空导弹、岸舰导弹、潜地导弹、空地导弹、空空导弹和空舰导弹等。按导弹的作战任务,可分为战略导弹和战术导弹。战略导弹是用于完成战略任务的导弹,通常使用核战斗部,由国家最高统帅部直接掌握,用于摧毁敌方纵深重要战略目标。战术导弹是用于完成战术任务的导弹,主要用于打击敌方战役、战术纵深的目标,也可直接支援地面部队作战。按导弹射程,可分为近程导弹(射程在1 000千米以内)、中程导弹(射程在1 000~3 000千米)、远程导弹(射程在3 000~8 000千米)及洲际导弹(射程在8 000千米以上,图4-5)。按导弹的弹道特征,可分为飞航式导弹(也称巡航导弹)和弹道式导弹。按攻击的目标,可分为反坦克导弹、反舰导弹、反雷达(反辐射)导弹、反卫星导弹、反导弹导弹等。由于精确制导武器的发展趋势之一是通用化、多功能化,因此,这些分类方法仍有一定的局限性。

图4-5 东风-31型洲际导弹

2.精确制导弹药

精确制导弹药也称为灵巧弹药,根据不同的作用原理可分为末制导弹药和末敏弹药两类。

末制导弹药 末制导弹药有寻的器和控制系统,在其弹道末段能根据目标和弹药本身的位置自行修正或改变弹道,直至命中目标。主要有制导炮弹、制导炸弹、制导地雷等。

制导炮弹是用地面火炮发射、弹丸带有制导装置的炮弹的总称。它能够在火炮的最大射程内以很高的单发命中概率攻击目标。主要有激光制导炮弹、毫米波制导炮弹和红外寻的制导炮弹等。

制导炸弹也叫灵巧炸弹,是指有制导装置和空气动力操纵面的航空炸弹。主要有激光制导炸弹(图4-6)和电视制导炸弹。制导炸弹是航空炸弹的新发展,通常是在制式航空炸弹上加装制导装置和气动力装置,靠飞机投弹时给予的初速滑翔飞行。其制导系统同一般空对地导弹的导引头相似,有的甚至就是直接移植而来的。

制导雷是一种将自毁破片技术、遥感技术和微处理机结合起来的新型雷,通常在普通地雷、水雷上加装制导系统后即可成为制导雷。制导雷有一个庞大的家族,通常可分为三大类:一类是打击坦克、装甲车和直升机的制导地雷,一类是执行反潜、反舰任务的制导水雷,一类是执行反卫星任务的太空雷。

末敏弹药 末敏弹药不能自动跟踪目标,也不能改变飞行弹道,只能在被撒布的范围内利用其自身的探测器(寻的器)探测和攻击目标。

末敏弹药通常由一些子弹药组成。子弹药被抛撒后,立即用其自身携带的探测器开始在小范围内探测目标。发现目标后,即可沿探测器瞄准的方向发射弹丸,对目标进行攻击,既有较大的毁伤面积,又有较高的命中精度。它是子母弹技术、爆炸成型弹丸技术和先进的传感器技术相结合的产物。末敏弹药探测范围较窄,一般仅为末制导弹药探测范围的1/10左右。

(五)精确制导武器在现代战争中的作用

1.精确制导武器已成为现代战场的主要打击兵器

1973年10月第四次中东战争期间,交战双方使用精确制导武器约20种。1982年英阿马岛战争中,英军用空空导弹击落阿军飞机66架,占阿军全部被击落飞机的83%。1991年海湾战争中,精确制导武器更是大显身手,充当了战场的主角,虽然投入的精确制导武器数量仅占全部弹药消耗量的7%~8%,却摧毁了伊拉克重要目标的80%以上。美军在海湾战争以后的历次战争中,使用精确制导武器的数量占全部弹药总量的比例不断上升,到2003年伊拉克战争时,这个比例已经达到68%。目前,几乎所有国家都或多或少地拥有水平不等的精确制导武器。精确制导武器已经成了现代战场的主要打击武器。

2.精确制导武器的应用使作战样式发生深刻变化

精确制导武器在现代作战中的大量使用,给现代作战带来许多新的变化,主要表现在使超视距、多模式、多目标精确打击成为可能。作战中使用精确制导武器,可以实现“外科手术”式打击,使对点目标攻击的附带杀伤和破坏降至尽可能小的程度,同时提高了全天候、全天时的作战能力。

3.精确制导武器是改变军事力量对比的重要杠杆

现代战争表明,精确制导武器正在改变坦克、飞机、大炮、军舰等传统武器装备的军事价值,成为改变战争双方军事力量对比的重要杠杆。精确制导武器与电子战的密切配合,将是决定未来战争胜负的重要因素。事实说明,精确制导武器改变军事力量平衡的作用越来越明显。精确制导武器还促进了常规威慑力量的形成。以对点目标的摧毁能力为例,部分精确制导武器的威力已经与小型核武器相差无几。

(六)精确制导武器的发展趋势

1.通用化

导弹各组成元件都采用标准件,通过不同组合就可成为不同用途的导弹武器。一弹多用的优点是:能节省研制费用,缩短研制周期,提高可维护性和方便使用等。其元件通用的优点是使导弹能迅速地适应不同目标,减少了后勤支援设备,便于维护和技术改造。

2.精确化

精确化就是采用先进的制导技术,进一步提高导弹的首发命中率和单发杀伤率。随着高精度和远距离目标探测技术、高级复合制导技术、星光惯性制导技术、激光半主动制导技术、光纤制导技术、计算机最佳控制技术等在导弹武器上的使用,导弹的制导精确度将进一步提高。

3.数字化

随着以电子计算机为核心的数字编码、数字压缩式调制和解调等高技术的应用和发展,一种成系统的新型的数字化通信设备开始进入军事领域,以实现战场上各个武器系统之间及系统内部的信息互通,并达到“实时化”的程度。随着这种数字化技术的广泛应用,作为信息化作战平台的代表——导弹武器系统,其信息传输也必将数字化,从而使其抗干扰能力更强,反应时间更短,打击动作更快,命中率更高,动作更简单,技术保障更加可靠。

4.智能化

智能化是指使导弹具有某种人工智能,并使导弹“有意识,会思考”,像人一样“能听、能看”,并具有一定的分析判断能力。导弹探测目标后,将目标信息与导弹大容量存储器中存储的目标情况进行比较、识别、判断,自动选择攻击目标。随着电子计算机和人工智能技术的不断发展完善,导弹将朝着智能化的方向发展。

5.隐身化

隐身技术的出现,为现代战场侦察提供了先进的设备、手段和方法,又为战场伪装和隐蔽提供了全新的手段。随着激光武器、反导弹导弹、动能拦截武器、强电子干扰装置的发展,导弹在战场上的生存力面临着严峻的挑战。导弹武器要适应未来战场需要,继续在战场上发挥举足轻重的作用,隐身化是必由之路。武器系统的小型化、机动化、信息化、精确化、智能化成为一种发展趋势。

二、伪装与隐身技术

侦察探测技术的迅猛发展,必然使与之相对抗的反侦察技术不断发展。伪装技术已成为对付侦察探测和精确打击最有效的技术之一,而隐身技术作为伪装技术领域的拓展和延伸,更是现代进攻性武器装备增加突防能力的重要手段。侦察探测技术与伪装隐身技术,是矛与盾的关系。

(一)伪装技术

伪装是隐蔽自己和欺骗、迷惑敌方所采取的各种措施,即“隐真示假”。伪装技术是为减少目标和背景在可见光、红外、无线电波等方面的反射或辐射能量差异,采取的各种技术措施。

1.伪装技术的基本原理

伪装技术的基本原理,就是调整或处理目标与背景之间的关系,减小目标与背景在光学、热红外、微波波段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性,模拟或扩大目标与背景的这些差别,以构成假目标欺骗敌方。军事伪装就是通过利用电子、电磁、光学、热学和声学的技术手段,改变目标本身原特征信息,实现目标对周围背景的模拟复制,减弱或消除目标的可探测特征,以实现目标的“隐真”;或是模拟目标的可探测特征,仿制假目标以“示假”。

2.伪装技术的分类

军事伪装有各种不同的分类:按其在战争中的运用范围,可分为战略、战役和战术伪装;按其所对付的侦察器材,可分为雷达波段伪装、可见光及红外波段伪装、防声测伪装等。另外,按所采用的技术,可分为传统伪装和高技术伪装。

3.伪装技术措施

天然伪装 天然伪装是充分利用地形、地物、夜暗和能见度不良天候(风、雪、雨、雾)等天然条件,隐蔽或降低目标暴露征候的一种手段。天然伪装技术主要用于对付光学(紫外、可见光和近红外)侦察,在一定条件下也能对付红外侦察、雷达侦察、声测和遥感侦察。

迷彩伪装 迷彩伪装是利用迷彩技术生产的涂料、染料和其他材料,改变目标表面,消除或减小目标与背景之间反射或发射可见光、热红外和雷达波,以及改变目标外形,达到伪装目的。按照目标类型、背景特点和涂料技术,主要可分为保护色迷彩、变形迷彩、仿造色迷彩、光变色迷彩和多功能迷彩等。

植物伪装 植物伪装是利用种植植物、采集植物和改变植物颜色等方法对目标实施伪装的技术。由于其简易有效,在现代战争中仍经常使用。如,在目标上种植植物进行覆盖,利用垂直植物遮蔽道路上的运动目标,利用树木在目标地区构成植物林,利用种植物改变目标外形和阴影,利用新鲜树枝和杂草对人员、火炮、汽车和工事实施临时性伪装等。

人工遮障伪装 人工遮障伪装是利用各种制式伪装器材设置,对目标进行遮蔽的一种手段。它由遮障面和支撑构件组成。遮障面采用制式的伪装网或就便材料编扎。制式遮障面有叶簇式薄膜伪装网、雪地伪装网、伪装伞、反雷达伪装网、反红外侦察伪装遮障和多频谱伪装遮障等。支撑构件按其用途和外形,可分为水平、垂直、掩盖、变形和反雷达构件五种。

烟雾伪装 烟雾伪装是利用烟雾遮蔽目标,迷惑敌人或使来袭制导武器失效所实施的伪装。通过散射、吸收的方式衰减光波能量,干扰敌方光学侦察。由于发烟材料的发展,现代烟幕对雷达和红外波段同样具有干扰和遮蔽作用,同时还可以对付激光制导炸弹等。随着纳米材料技术的发展,纳米晶体材料可用于形成新型气溶胶,具有微波、红外、光学波段的吸收能力,能全波段干扰敌方的侦察。

假目标伪装 假目标伪装是指为欺骗、迷惑敌人而模拟目标暴露征候所实施的伪装。它主要包括形体假目标和功能假目标两类。形体假目标主要是指仿造的兵器、人员、工事、桥梁等,目的是迷惑敌人,吸引敌人的注意力和火力,从而有效地保护真目标。功能假目标是指各种角反射器、尤伯透镜反射器、热目标模拟器、红外诱饵弹、综合红外箔条等具有反射雷达波或产生热辐射等特定功能的假目标。

灯火与音响伪装 灯火与音响伪装是通过消除、降低和模拟目标的灯火与音响暴露征候,以隐蔽目标或迷惑敌人所实施的伪装。灯火伪装分为室内灯火伪装和室外灯火伪装。音响伪装可通过消除音响,使目标音响在到达侦听点时比环境噪声小15分贝。如不能达到消除音响的要求,也应尽量降低音响,声级每降低6分贝,可使侦听距离缩小1/2。

4.伪装技术的发展趋势

伪装技术与武器装备一体化。现有的伪装技术大都是将伪装器材与伪装目标分开,单独设计和使用。战争的发展要求伪装技术与各种具有高附加值的军事目标融为一体,即在研制、生产过程中,综合考虑其外形、结构、材料和声、光、电、热等特性,以及表面涂层的使用,将伪装技术(有选择地)纳入其结构之中。武器装备的隐身化将成为伪装技术的重要发展趋势。隐身飞机、隐身舰船等,将成为伪装技术与武器装备融为一体的典型代表。

伪装技术将有较大突破。随着红外成像技术、激光制导技术、合成孔径雷达技术、毫米波探测技术以其全天候、全天时、近实时和高分辨率的工作特点和探测地表下目标功能的迅速发展和应用,促使防红外、防激光、防雷达和防毫米波等新型伪装技术飞速发展。

研制和装备新型伪装器材。随着伪装技术的发展,未来将有一系列标准的新型伪装器材研制并装备部队,主要包括标准组件式轻型和重型伪装网系统,多功能伪装服及多用途单兵伪装器材,自动烟幕和假目标或诱饵施放系统,新型多功能、高效率的伪装作业机械。

(二)隐身技术

隐身技术又称隐形技术、低可探测技术或目标特征控制技术,是通过降低武器装备等目标的信号特征,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的综合性技术。隐身技术是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。作为一门交叉性学科,隐身技术综合了流体力学、材料学、电子学、光学和声学等众多技术。

目前,隐身技术通常分为雷达隐身技术、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等。随着隐身技术的发展和应用,其在未来战场上的作用越来越大。一方面,隐身技术大大提高武器装备的生存能力、空防能力和作战效能,打破已形成的攻防平衡态势;另一方面,它推动防御系统中的各种探测系统发生重大变革,促进反隐身技术的发展。

1.隐身技术的现状

隐身技术最早可追溯到第二次世界大战时期,德国潜艇在通气管和潜望镜上运用吸波材料对付雷达探测;20世纪50年代,美国在U-2侦察机上探索减小雷达散射截面的途径;70年代后,美国、苏联、英国、法国、德国、意大利、日本、加拿大和以色列等国都投入巨资研究隐身技术,取得了不同程度的进展,并应用于各种隐身武器装备。

雷达隐身 雷达是最重要的侦察探测装置之一,雷达隐身技术自然成为一种最重要的隐身技术。其原理是:根据雷达在无干扰时自由空间的测距方程,具有一定性能参数的雷达的探测距离与目标(如飞行器)的雷达散射面积的4次方根成正比。因此,要想缩短雷达的探测距离,就要减小目标的雷达散射截面积。雷达隐身技术主要包括隐身外形技术、隐身材料技术、自适应阻抗加载技术、微波传播指示技术和等离子体隐身技术等。

红外隐身 许多军事目标如飞机、导弹等,都因在飞行途中发出强大的红外辐射而被对方发现。红外隐身技术除采用红外干扰外,主要是通过抑制目标的红外辐射,使敌方红外探测系统难以发现。

电子隐身 电子隐身技术主要是抑制武器装备等目标自身的电磁辐射。目前采用的主要技术措施有:减少无线电设备,如用红外设备代替多普勒雷达;用激光高度表代替雷达高度表;用全球定位系统或天文惯导系统代替无线电导航系统等微波传播指示技术。

可见光隐身 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、色度和运动等视觉信号参数的对比特征。采用可见光隐身技术,目的就是要减少这些对比特征。

声波隐身 声波隐身技术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。目前,声波隐身技术措施主要有:发动机和辅助机采用超低噪声设计;采用吸声和阻尼声材料、减振和隔声装置;减小旋桨对介质的扰动噪声;合理进行目标整体设计,避免发生共振现象;等等。

2.隐身技术的运用

隐身技术运用的直接形式,是发展隐身武器装备。隐身武器装备是应用隐身技术研制的,不易被敌方雷达、红外、电子、可见光和声波探测系统发现的武器。隐身技术为有效地解决武器装备的战场生存问题提供了新的途径,改变了传统的靠增加钢甲厚度而牺牲机动性能来提高生存能力的方法,实现了隐身、机动和防护的完美结合。因此,隐身武器装备格外受到世界各国军队的青睐。

图4-7 F-22飞机(美)

隐身飞机 隐身飞机(图4-7)是隐身武器研制和发展最快、取得成果最多的领域。隐身飞机之所以能有效地对付雷达、红外、电子、可见光和声波的探测,是由于它综合运用了各种隐身技术,降低飞机的雷达截面积、红外辐射特征,控制了飞机的可见光目视信息特征,并降低了飞机的噪声等。

隐身导弹 隐身导弹是伴随着隐身飞机发展起来的,目的是减小被拦截概率,增强突防和攻击能力。导弹隐身主要是通过采用雷达吸波材料及特殊的头部外形设计以减小雷达散射面积,改进发动机及尾气排放装置以降低导弹的红外特征来实现的。隐身导弹已成为一种发展趋势,不仅发展隐身巡航导弹、地对空导弹、反舰导弹,有些国家还在探索研制隐身洲际弹道导弹。

隐身舰船 隐身飞机的迅速发展和出色表现,极大地促进了隐身战舰的发展。美国“海影”号隐身军舰,于1983年开始秘密设计建造。10年后,“海影”号脱颖而出,并进行了一系列海上试验,曾掀起了轩然大波。目前美海军装备的SSN-688“洛杉矶”级、“海狼”级潜艇都是隐身潜艇。俄罗斯充分利用其在舰艇隐身技术处于世界领先水平的优势,精心打造超级隐身军舰,其海军新型多功能隐身护卫舰“立方体”早已在北方造船厂动工。

隐身坦克 随着现代高技术反坦克武器的发展,坦克一旦被发现就很容易被摧毁。引入隐身技术使其难以被发现,是增强坦克生存能力十分有效的途径。目前,隐身坦克、装甲车辆的研制步伐加快,美国推出了M-113隐身装甲车。美、英已计划联合发展未来的隐身侦察/步兵战车。美国在“未来作战系统”上采用的隐身技术,绝大部分都将用于这种未来的隐身侦察/步兵战车。俄罗斯已经问世的T-95主战坦克(图4-8)、BM-2T步兵战车等都具有很强的隐身性能。

图4-8 T-95主战坦克

3.隐身技术的发展趋势

进入21世纪,世界各国特别是美、俄、英、法等军事强国,都加大了隐身技术的研究力度,拓展了研究范围,并在传统隐身技术研究的基础上,不断探索仿生学隐身技术、等离子隐身技术、微波传播技术、有源隐身技术等新的隐身机制,研制高分子隐身材料、纳米隐身材料、结构吸波材料、智能隐身材料等新型隐身材料。可以预见,隐身技术发展前景非常广阔。

扩展雷达隐身的频段。目前,隐身技术主要针对厘米波探测雷达。为了达到反隐身目的,探测雷达的工作波段正在向长波和毫米波、亚毫米波乃至红外、激光波段扩展。因此,隐身技术所能适应的波段也必须相应地扩展,如研制新型宽频带吸波涂料和结构型材料,研制宽频带干扰机等;否则,难以达到隐身的目的。

发展隐身材料的功能。隐身技术的发展使隐身材料进入一个新的阶段:一是隐身材料向反雷达探测和反红外探测相兼容的方向发展,要求未来的隐身材料必须具有宽频带特性,既能对付雷达系统,又能对付红外探测器;二是雷达吸波材料向超细粉末、纳米材料方向发展,其优点是重量轻、透气性能好,但制造技术要求高,价格昂贵。

注重各种隐身技术的综合运用。现代侦察探测系统采用了多种探测技术,决定了隐身技术是一项多学科的综合性技术。要想使目标达到理想的隐身效果,必须综合应用各种隐身技术。实验证明,采用隐身外形设计可降低5~8分贝,利用吸波材料可降低7~10分贝,其他措施(如阻抗加载、天线隐身等)可降低4~6分贝,综合起来,可获得降低约20分贝的隐身效果。

武器装备将更广泛地应用隐身技术。根据现代战争的需要,隐身技术的发展与应用,已由隐身飞行器扩展到研制地面坦克和火炮、水面舰艇、水下潜艇等各种武器装备。一些国家还在研究具有隐身性能的机场、机库、侦察系统、通信系统和雷达等。预计未来将会出现更多的隐身和具有部分隐身性能的武器装备和设施。

降低隐身武器装备的成本。目前采用隐身技术的成本很高,如吸波结构材料和吸波涂料的价格非常昂贵,导致隐身武器装备的造价不菲。例如,F-22隐身战机售价近2亿美元,远贵于F-16的2 000万美元。因此,如何在技术上突破,降低隐身武器装备的成本,是今后隐身技术发展的重要方向。

三、侦察监视技术

获取情报是取胜的前提。随着侦察监视技术的发展,侦察监视的手段、方式和设备的技术水平空前提升,能适时、准确、全时域、全方位地提供“知彼”信息,为实时采取相应对策提供了可靠的依据,也为克敌制胜创造了条件。

(一)侦察监视技术的概念与分类

侦察监视技术,是指在全时空内用于发现、区分、识别、定位、监视和跟踪目标所采用的技术。侦察监视是军队为获取敌情、地形及其他有关作战情报而进行的活动。整个探测过程可分为六个阶段:发现、区分、识别、定位、监视和跟踪。发现,即发现目标,就是通过把目标与其背景做比较,将目标从背景中提取出来,即确定目标位置。区分,即确定目标的种类,主要是根据目标的外形和运动特征加以区分。识别,是指在探测目标过程中,详细地对目标进行辨认,即确认目标的真假、敌友及确切的种类型号。定位,即按照一定的精度,探测出目标的位置,通常包括目标的方位、高度和距离。监视,是指对目标进行严密的注视和观察。跟踪,是指对运动目标进行不间断的监视。

侦察监视技术的分类方法多种多样:根据运载侦察监视技术设备平台的活动区域不同,可分为地(水)面、水下、航空和航天侦察监视;根据侦察任务、范围和作用的不同,可分为战略、战役和战术侦察监视;根据实施侦察监视技术的原理不同,可分为光学、电子和声学侦察监视。

(二)侦察监视技术的应用

1.地面侦察监视技术

地面侦察监视,是在陆地上进行的侦察监视行动。其手段除熟悉的光学侦察外,还有无线电技术侦察、雷达侦察和地面传感器侦察等。

雷达侦察 雷达侦察是使用雷达设备,利用物体对无线电波的反射特性测定目标距离、速度、方位和运动速度的侦察方法。雷达侦察具有探测距离远、测量精度高、能全天候使用等特点。它是目前应用非常广泛的一种侦察方法。

地面传感器侦察 地面传感器,是指对地面目标运动所引起的电磁、磁、声、地面震动和红外辐射等变化量进行探测,并把它们转换成人能识别与分析的图像及电信号的设备。地面传感器通常由探测器、信号处理器、发射机和电源四个部分组成(图4-9)。目前,应用比较广泛的有震动传感器、声响传感器、磁性传感器、应变电缆传感器、红外传感器等。

图4-9 地面传感器侦察

2.水下侦察监视技术

水下侦察监视,是指利用水下侦察监视设备探测水下的各种目标。它是现代侦察监视系统的重要组成部分。水下侦察监视装备大体可分为两类,即水声探测设备和非水声探测设备。水声探测装备主要有声呐、水下噪声测量仪、声线轨迹仪、声速仪等,非水声探测装备主要有磁探仪、红外线探测仪、废气探测仪等。目前,水下侦察监视网络是以水声探测为主构成的,非水声探测设备作为补充得到了较快的发展。

声呐是利用声波对水中目标进行探测、定位和识别的水声探测装备(图4-10)。它是最主要的水下侦察监视装备,俗称水下“千里眼”“顺风耳”。声呐按其工作方式分为主动式和被动式两种。

主动式声呐主要由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器和控制器等组成,需要主动地向海中发射声信号,测定目标方位和距离,能够探测静止无声的目标。但由于声波的传输距离比较近,侦察距离也比较近,因此很容易被敌方侦听,使自己暴露。

被动式声呐主要由换能器、接收机、显示控制台等组成。被动式声呐不主动发射声信号,只接收海中目标发出的噪声信号,从而发现目标,测出目标方向和判别目标性质。它隐蔽性、保密性好,识别目标能力强,侦察距离较远,但不能探测静止无声的目标,也不能测定目标距离。

图4-10 声呐示意图

根据使用对象不同,声呐可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐和海岸声呐等。水面舰艇难以隐蔽,为了探测水中障碍,与己方潜艇进行水声通信,特别是为了避免遭受潜艇攻击和反潜作战的需要,水面舰艇往往装有几种不同类型的声呐,包括搜索、射击指挥、探雷、测深、侦察识别、通信等。

潜艇隐蔽于水下,对声呐的依赖程度高于水面舰艇。潜艇为了搜索、发现、区分、识别、监视和跟踪水面舰艇、潜艇等目标,探测水雷等水中障碍及进行水下通信和导航,通常装有多种类型的声呐。如噪声测向仪、回声定位仪、侦察仪、探雷器、水下敌我识别器、水下通信仪、声速测量仪、声线轨迹仪、测深仪和测冰仪等。

航空声呐主要用于直升机对潜艇实施搜索、发现、区分、识别、监视和跟踪。航空声呐包括吊放式声呐、拖曳式声呐和声呐浮标系统三种。其中,吊放式声呐便于对大面积海区实施搜索,能较迅速地查明有无潜艇活动。航空拖曳式线列阵声呐收放十分方便,阻力小,搜索效率高。声呐浮标适用于对大面积海域的搜索,使用比较便捷。

海岸声呐是在港口附近的海区、重要海峡和航道设置的固定换能器基阵,以此来实施对潜警戒,并引导岸基或海上的反潜兵力实施对潜攻击。海岸声呐的工作方式通常以被动式为主。其隐蔽性能好,探测距离较远,但体积庞大,安装维修困难,特别是易受气象条件和海底地质情况的影响。

3.航空侦察监视技术

航空侦察监视,是指使用航空器对空中、地面、水面或水下情况进行的侦察。航空侦察监视设备主要有可见光照相机、红外照相机、多光谱照相机、激光扫描相机、红外扫描装置、电视摄像机、合成孔径雷达和机载预警雷达等。航空侦察监视平台,主要包括有人驾驶侦察机、侦察直升机、无人驾驶侦察机和预警机。

4.航天侦察监视技术

航天侦察监视,是指使用有侦察设备的航天器在外层空间进行的侦察。随着航天技术的发展,航天侦察监视已经不但能满足战略情报的需要,而且也能满足战役、战术情报的需要,具有轨道高、速度快、范围广和限制少等优点。它可以根据需要,长期、定期、反复、连续地监视全球或某一地区,并能在较短的时间内实时提供侦察情报。航天侦察监视,按是否载人,可分为卫星侦察和载人航天侦察(卫星侦察是主要方式);按任务和侦察设备,可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星和海洋监视卫星等。

(三)侦察监视技术的发展趋势

随着微电子、光电子、通信、雷达和航天等技术的发展及广泛应用,现代侦察监视技术已经进入了一个崭新的发展阶段。不但从侦察方式、手段和设备上,而且从战术技术运用上,都将提高到一个新的水平。实时、可靠的侦察监视效果,对现代战争进程和结局将产生直接影响。

1.空间上的多维化

为了适应高技术立体战争的需要,侦察卫星、侦察飞机、陆地上的雷达、地面传感器、无线电设备和水下的声呐等侦察监视设备,必将有机地形成一个整体,组成一个涵盖陆、海、空、天、电磁的综合侦察监视网络。在侦察监视的区域、时间、周期以及对情报的处理和利用上,使不同的侦察监视设备取长补短和相互印证,充分发挥侦察监视设备的效能。

2.速度上的实时化

现代战争,作战节奏快,战场态势瞬息万变,要求侦察监视提供信息的速度也要快,否则就满足不了作战的需要。为此,必须提高信息处理和传输能力。随着遥感技术和计算机技术的迅速发展,借助大容量和运算速度快的计算机对遥感图像进行自动分类和识别,可大大提高信息处理速度,使侦察监视获得的信息实时地传递给指挥决策机构。

3.手段上的综合化

侦察技术的发展,反过来又促进了反侦察技术和伪装干扰技术的发展。为了有效地发现、区分、识别、定位、监视和跟踪目标,特别是有效剥除其伪装,不仅要加强目标特征研究,还要加速研制新的遥感器,使用多种遥感器,同时观测同一地区,既能获得较多的信息,也能使各种信息之间相互对照、比较和印证,从而提高信息的可信度。

4.侦察、监视系统与攻击系统结合更加紧密

现代战争,目标被发现即意味被摧毁。只有侦察监视系统与武器系统有机地结合起来,才能充分发挥侦察监视的效果。以往作战效果不理想,往往不是武器系统“够不着”,而是侦察监视系统“看不到”。现代战争,侦察监视系统不仅能以自身携带的武器攻击,更重要的是能引导空中、地(水)面的武器攻击所发现的目标。信息传输是侦察、监视系统与武器系统紧密结合的最主要的途径。

5.提高侦察监视系统的生存能力

精确制导武器的迅速发展,对侦察监视系统的生存构成了严重的威胁。能否确保侦察监视系统的生存,直接关系到作战结局。航空侦察监视系统要向高空、高速和隐形等方向发展,以便让对方的防空火力“够不着”“追不上”“看不见”。反卫星武器的出现,使航天侦察监视系统也不再高枕无忧,而必须在躲避攻击、抗电子干扰、耐核辐射等方面采取措施。地(水)面和水下实施侦察监视更要随时做好反侦察监视的准备。如何提高侦察监视系统的生存能力,已成为侦察监视技术发展的重要课题。

四、电子对抗技术

电子对抗技术是直接应用于信息对抗的各种技术的总称,是军用信息技术的一个分支(图4-11)。未来信息化条件下的局部战争,电子对抗内涵和外延不断扩展,逐渐由传统意义的以控制有限电磁频谱和利用电磁能攻击对手的对抗,发展到在信息领域为获取战场信息使用权和控制权的全面对抗。

图4-11 电子对抗技术

(一)电子对抗技术的产生与发展

电子对抗技术是伴随着电子技术在军事上的应用而诞生的。1906年,德国福雷斯特研制成了世界上第一支可以对无线电信号起放大作用的真空三极管。第一次世界大战中,出现了对无线电通信的侦察、测向和干扰。第二次世界大战期间,新发明的雷达应用于防空作战。雷达与作战行动和武器系统紧密相连,给对方造成直接的威胁,促使对雷达的侦察、干扰技术迅速兴起。

第二次世界大战后,电子对抗技术进入了一个缓慢发展时期。直至1947年末,美国贝尔电话实验室的三位物理学家肖克莱、巴丁和布拉坦研制成功第一支点接触型锗晶体三极管后,电子技术才有了新的突破性进展,为电子对抗设备向着功耗低、体积小、重量轻的方向发展提供了有利条件。朝鲜战争中,面对中、朝军队的反攻,美军将第二次世界大战中使用过的老式干扰机安装在B-29飞机上实施无线电干扰,发挥了较大的作用。

20世纪50年代至70年代,导弹、航空和航天技术迅速发展,精确制导武器及与其相配套的各种雷达和通信设备的出现,形成对飞机、舰船和重要目标的新威胁,促进了电子对抗技术的发展。随着与武器系统配套的跟踪雷达和制导雷达的威胁增大,原来电子干扰的手段被突破,发展了辐射源定位技术、被动跟踪辐射源技术与武器导引技术相结合的反辐射摧毁技术,研制出反辐射导弹。到20世纪70年代末,微电子技术、计算机技术和数字技术已在电子对抗装备中应用,提高了设备的信号处理能力及快速反应能力。

20世纪80年代以来,军事指挥、控制、通信和高技术武器装备的运用更加依赖于电子技术。随着微电子技术、计算机技术和数字技术的广泛应用,电子对抗逐步发展为信息对抗。电子对抗技术在适应密集而复杂多变的电磁信号环境、拓宽频谱、增强信号分选识别能力、增多干扰样式、提高干扰功率、缩短系统反应时间,以及综合一体化、人工智能、自适应、对多目标和新体制电子设备的干扰能力等方面,发展到一个崭新的阶段。

(二)电子对抗技术的应用

电子对抗技术是由综合的、交叉的、多层面的多种学科技术所构成的技术体系。当前,按工作机制不同,电子对抗技术主要分为两大部分:一般电子对抗技术和网络对抗技术。其中,一般电子对抗技术按作战内容及电子设备的类型,可分为通信对抗、雷达对抗、光电对抗和水声对抗等;网络对抗技术按作用性质,通常分为网络进攻技术和网络防御技术。

1.通信对抗技术

通信对抗技术主要包括通信干扰和通信抗干扰。通信干扰是根据具体情况采取欺骗、扰乱直至压制和破坏的手段,使敌方的通信系统不能正常工作。它包括快速引导干扰频率技术、灵活干扰技术和复合干扰技术。通信抗干扰技术是解决如何应对敌方有意干扰的技术,主要包括扩展频谱技术、自适应天线阵干扰对消技术、猝发通信技术、采用新的通信波段和使用保密通信技术。

通信对抗技术的发展趋势主要是研究对付扩频通信的技术手段,发展相参干扰、分布式干扰等技术,研究空天一体的通信干扰新技术等。

2.雷达对抗技术

雷达对抗技术包括雷达干扰和雷达电子防御。

对雷达实施干扰的目的,是使雷达无法发现目标或使其得到虚假的目标数据。雷达干扰分为压制干扰和欺骗干扰。每类干扰又可分为有源和无源两类。压制干扰主要采取噪声的形式,杂波噪声进入雷达接收机后,破坏雷达发现目标的作用。压制干扰适合于对付搜索雷达。欺骗干扰主要破坏雷达跟踪系统的正常工作,使雷达出现错误的目标数据。有源干扰需要干扰机发射电磁能量,电磁能量进入雷达接收机而产生作用。无源干扰是利用一些器材对雷达信号发射或吸收进行干扰,从而影响雷达信号接收。

雷达电子防御技术主要包括雷达反侦察技术和雷达抗干扰技术。雷达反侦察技术的实质就是采取技术措施,减少雷达被发现的可能性。雷达抗干扰技术在雷达的各个部分都有体现,没有单独的抗干扰设备,主要有频率捷变技术、旁瓣对消技术等。

雷达对抗技术的发展趋势:一是更加智能化,以适应更加复杂和多变的电磁环境;二是强化电子进攻能力,加强实施摧毁和定向打击的能力;三是扩展频谱范围,并将无线电、微波和光学等多种频谱的利用综合为一体;四是增强与其他电子设备的综合一体化,提高武器装备的战斗力,降低费效比。

3.光电对抗技术

光电对抗,是指敌对双方从紫外、可见光到红外的宽广波段上,利用各种设备和措施进行光电侦察与反侦察、干扰与反干扰的综合光电子斗争。光电对抗技术包括光电侦察报警、光电干扰和光电防御。

光电侦察报警是实施有效干扰的前提。它是指利用光电技术手段对敌方光电武器和侦测器材辐射或散射的光信号进行探测、截获和识别,并及时提供情报和报警。光电侦察报警根据工作波段,可划分为激光侦察报警、红外侦察报警、紫外侦察报警等几种类型。

光电干扰是采取某些技术措施破坏或削弱敌方光电设备的正常工作,以保护己方目标的干扰手段。在光电精确制导武器广泛使用的现代战争中,光电干扰的地位更加重要。光电干扰技术的发展,集中在红外诱饵、红外烟幕、光电干扰机和光电摧毁四个领域。

光电防御是指在有光电对抗的条件下,为提高光电武器装备的作战能力而采取的一切措施,包括光电反侦察报警和光电反干扰。光电反侦察报警是为防止和破坏敌方光电侦察报警设备实施有效侦察报警而采取的一切措施。光电反干扰是指为排除或破坏敌方光电干扰效果而采取的一切措施,是提高武器装备突防能力、命中精度的重要手段。

4.网络进攻技术

网络进攻技术包括对计算机系统的软攻击和对计算机网络硬件电路的硬摧毁。

对计算机系统的软攻击,主要指利用计算机病毒、“黑客”等手段对计算机系统进行攻击,造成系统瘫痪或获取有用的信息,包括计算机病毒、网络“蠕虫”、“特洛伊木马”程序、逻辑炸弹和计算机“陷阱”攻击。计算机病毒武器具有隐蔽性、传染性等特点,因此,计算机病毒武器将在未来战争中广泛使用。网络“蠕虫”通过计算机网络的通信设施“蠕动”“扭动”和“爬行”,传播病毒,影响信息和信息系统。“特洛伊木马”程序是一种埋藏了计算机指令的病毒程序,是隐藏和传播计算机病毒及网络“蠕虫”的常用手段。逻辑炸弹是软件程序开发者或系统研制者事先埋置在计算机系统内部的一段特定程序或程序代码。这种“炸弹”在一定条件(如特定指令、特定日期和时间)下,释放病毒、“蠕虫”或采取其他攻击形式,修改、冲掉信息数据,抑制系统功能的发挥,造成系统混乱。计算机“陷阱”又叫“陷阱门”或“后门”,是程序软件开发者或系统研制者有意设计的隐藏在计算机程序中的几段特定程序。

对计算机系统的硬摧毁主要指对计算机网络硬件电路的进攻技术,包括使用特殊设计的芯片、研制纳米机器人和芯片细菌、定向能摧毁、电磁脉冲弹摧毁等。

5.网络防御技术

网络防御技术包括安全防护技术、“防火墙”技术和实施信息安全机制。

军用信息系统通常采用无病毒的计算机硬件及软件产品,选用专门的病毒检测软件,对购进的计算机硬件和软件产品进行彻底检查,并清除可能携带的病毒。对计算机硬件设备安装适当的安全防护装置,建立可靠的工作环境,使之具有一定的抗干扰能力和抗摧毁能力。计算机和计算机网络应加入屏蔽设施,限制电磁辐射量,确保计算机和网络物理安全。

为防止外部非授权者通过外部计算机网络向用户内部网络非法入侵,在外部网络或计算机之间设置具有封锁、过滤、检测等功能的装置,即“防火墙”。它可以有效防止外部非授权用户进入内部网络,同时保证授权用户互通。

信息安全机制主要包括机制鉴别、保密、完整性、不可抵赖和访问控制等。机制鉴别就是对数据源和对等实体进行鉴别,以验证所收到的数据来源与所申请来源的一致性,以及某一联系中对等实体与所申请的一致性。保密是将被存储或传输的数据信息进行加密伪装,即使数据被非法的第三者窃取或窃听也无法破译其中的内容。加密的主要方法是采用密码技术。完整性是指防止未授权者对数据的修改、插入和复制。不可抵赖指的是防止在传送结束后,否认发送和接收数据。访问控制是限制非授权者访问信息和利用资源。

(三)电子对抗技术的作战运用

1.获取重要军事情报

未来信息化条件下的局部战争,利用信息对抗的装备和手段,查明敌电子信息设备的工作性能、技术参数、类别、数量和配置位置等,判断其兵力部署和行动企图,是赢得战争胜利的关键。海湾战争中,至少有18颗侦察卫星、300余架预警侦察飞机及地面电子情报站,伊军大多数军事行动难逃多国部队的“电子耳目”监视。

2.破坏敌作战指挥系统

破坏敌作战指挥系统,使敌军瘫痪,陷入被动挨打地位,是电子对抗的主要目的。2003年伊拉克战争中,美军使用了大量微波炸弹,袭击了伊拉克广播电视系统和各类军用电磁辐射源。微波炸弹是一种新型定向能武器,它将高功率微波聚集成一束很窄、很强的电磁波,形成高温、电离、辐射等综合效应,在电子线路中产生瞬时电压或电流过载,击穿、烧毁其中的敏感元器件,致使伊军指挥系统全面瘫痪。

3.掩护突防和攻击

雷达作为预警和兵器制导装备,已成为防御体系的“哨兵”和“千里眼”。它们能对空、对海实施警戒,及早发现来袭敌机、导弹、舰艇,可实施对火器射击控制和导弹的制导等。进攻时对敌雷达系统实施干扰、欺骗或摧毁。在海湾战争中,多国部队空袭编队得到了各种电子战飞机4 000多架次的电子支援,掌握了制电磁权,有效掩护突防,致使伊军作战飞机和防空导弹部队未能做出有效反应。

4.保卫重要军事目标

在重要城镇、桥梁、机场、工厂和军事要地等目标附近,设置有力的雷达干扰设备或采用欺骗手段,能有效干扰机载雷达和导弹制导雷达系统,使飞机投弹不准,导弹失控,达到保卫重要目标的目的。如海湾战争中,伊“飞毛腿”导弹发射系统对多国部队构成了一定的威胁,成为多国部队的重点轰炸目标。伊军为了欺骗多国部队,用铝板和塑料制成许多假导弹发射架。这些假导弹发射架在雷达荧光屏上显示的雷达回波与真发射架极为相似,引诱多国部队对其进行攻击,从而有效地保存了实力。

5.夺取战场主动权

未来信息化条件下作战,电子对抗技术将越来越先进,对抗领域也越来越广阔,围绕信息控制权的对抗更是日益重要。不掌握制电磁权、制信息权,作战兵力兵器的作战效能无法正常发挥,就很难掌握整个战场的主动权。以伊拉克战争为代表的信息化条件下的战争实践越来越清晰地证明,电子信息对抗是最先发起的作战行动,并且持续时间最长,甚至到战争终结。围绕制电磁权、制信息权的争夺,是对战场主动权的争夺,是赢得战争最终胜利的必要条件和基本保证。

五、航天技术

航天技术(或称空间技术)是指将航天器送入离地球表面高度为100千米以上的外层空间,以探索、开发和利用外层空间及地球以外天体的综合性工程技术。航天技术可理解为研究、设计、制造、试验、发射、运行、返回、控制和使用航天系统的技术。军事航天技术,是把航天技术应用于军事领域,为军事目的进入太空和开发利用空间的一门综合性工程技术。

(一)航天技术概述

1.航天技术的组成及分类

航天技术主要由航天运载器技术、航天器技术和航天测控技术组成。

航天运载器技术是航天技术的基础,常用的运载器是运载火箭。运载火箭主要由动力系统、控制系统、箭体和仪器、仪表系统组成,通常分为单级运载火箭和多级运载火箭。

航天器是在太空沿一定轨道运行并执行一定任务的飞行器,也称空间飞行器,通常分无人航天器和载人航天器两大类。无人航天器,按是否环绕地球运行又分为人造地球卫星和空间探测器等。人造地球卫星,按用途分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星等。空间探测器,按探测目标分为月球探测器、行星(金星、火星等)探测器和星际探测器。载人航天器,按飞行和工作方式分为载人飞船、空间站和航天飞机等。载人飞船可分为卫星式载人飞船、登月式载人飞船和行星际载人飞船等,我国发射的“神舟”飞船就是卫星式载人飞船。空间站可分为单一式空间站和组合式空间站。

航天测控技术,是对飞行中的运载火箭及航天器进行跟踪测量、监视和控制的技术。为了保证火箭正常飞行和航天器在轨道上正常工作,除了火箭和航天器上载有测控设备外,还必须在地面建立测控(包括通信)系统。地面测控系统由分布于全球各地的测控台、站及测量船组成。航天测控系统主要包括光学跟踪测量系统、无线电跟踪测量系统、遥测系统、实时数据处理系统、遥控系统、通信系统等。

2.航天器飞行的基本条件

目前,将航天器送入外层空间的手段和运载工具有两种:一是多级火箭运载,二是航天飞机向近地轨道运载和布放。不论采用哪种手段和运载工具,要使航天器在太空飞行,必须具备一定的速度和一定的高度这两个条件。

从地球上将航天器发射上天,使其沿一定轨道运行而不致落回地面,必须借助运载火箭的推力产生足够大的飞行速度。只有这样,航天器才能冲破地球引力和空气的阻力,飞向太空。根据对航天器的不同运行要求,通常将航天器运行速度分为第一、第二、第三宇宙速度。第一宇宙速度又叫环绕速度,指航天器(地球上的物体)绕地球做圆轨道运行而不落回地面所必须具有的速度,该速度为7.9千米/秒。第二宇宙速度又叫脱离速度。航天器运行速度大于环绕速度时,将沿椭圆轨道运行。当发射速度增加到11.2千米/秒时,航天器将挣脱地球引力,成为一颗绕太阳运行的人造行星,这一速度即为脱离速度。第三宇宙速度又称逃逸速度。当运行速度达到16.7千米/秒时,航天器将脱离太阳系,进入茫茫宇宙深处,这一速度即为逃逸速度。

地球周围有稠密的大气层,大气层的空气密度与距地面的垂直高度成反比。在距地面100千米的高度上,空气密度约为海平面的一百万分之一;在200千米高空,空气密度只有海平面的五亿分之一。航天器运行轨道太低时,与空气摩擦产生高温,会将航天器烧毁,空气的阻力也会使航天器运行速度下降而陨落。因此,要使航天器在空间轨道上安全运行,除必要速度外,运行高度通常在120千米以上。

3.航天器的运行轨道

航天器的运行轨道是其运行时质心运动的轨迹,由其入轨点位置、入轨速度和入轨方向决定。

轨道参数 为了说明航天器运行轨道的形状、在空间的方位及其在特定时刻所在的位置,常用轨道形状和高度、轨道周期和轨道倾角等参数来描述它。绕地球运行的航天器轨道形状有圆和椭圆两种。航天器到地球表面的垂直距离,称为航天器的轨道高度。沿圆轨道运行的航天器只有一个高度参数;沿椭圆轨道运行的航天器在轨道上离地面最近的位置叫近地点,离地面最远的位置叫远地点,这两个点到地面的垂直距离分别称为近地点高度和远地点高度(图4-12)。根据执行的任务不同,航天器可以选用不同形状、不同高度的轨道(图4-13)。轨道周期即航天器在轨道上绕地球运行一周所用的时间。航天器高度越高,速度越慢,周期也就越长。轨道倾角即航天器绕地球运行的轨道平面与地球赤道平面之间的夹角。它用地心至北极的方向与轨道平面正方向之间的夹角度量。倾角小于90度的轨道,航天器自西向东顺着地球自转方向运行,称为顺行轨道;倾角大于90度的轨道,航天器自东向西逆着地球自转方向运行,称为逆行轨道;倾角为0度的轨道,航天器始终在赤道上空飞行,称为赤道轨道;倾角为90度的轨道,航天器飞越地球两极上空,称为极轨道。

图4-12 人造卫星的椭圆形轨道

图4-13 人造卫星的轨道分类

常用轨道 常用轨道主要有地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道和极轨道。轨道周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的航天器轨道称为地球同步轨道。此时航天器每天在相同时刻经过地球相同地方的上空。轨道周期与地球自转周期相同、倾角为0度的航天器轨道,则称为地球静止轨道。在这种轨道上的卫星,高度为35 786千米,星下点(卫星和地心连线与地面的交点)轨迹为赤道上的一个点,从地面上看好像静止不动,故称为静止卫星。通信、气象、广播电视等卫星,通常采用地球静止轨道。轨道平面绕地轴的旋转方向和周期,与地球绕太阳的公转方向和周期相同的航天器轨道,称为太阳同步轨道。在这种轨道上运行的卫星,每次从同一纬度地面目标上空经过,都保持同一地方时、同一运行方向,具有相同的光照条件,因此可在同样条件下重复观测地球。气象、地球资源等卫星,通常采用这种轨道。极轨道的倾角为90度。在极轨道上运行的卫星,每圈都经过地球两极上空,其星下点轨迹可覆盖整个地球。气象、地球资源、侦察等卫星,通常采用这种轨道。

4.航天技术的现状与发展

半个世纪以来,世界航天技术取得了划时代的巨大成就。迄今为止,人类已成功发射5 000多个航天器。目前,世界上有60多个国家投资发展航天技术,有170多个国家和地区应用航天技术的成果,总投资达数千亿美元。

自1926年美国成功研制世界上第一枚液体火箭后,由于发展洲际导弹和航天的需要,运载火箭技术得到了迅速发展。随着航天事业的发展,液体火箭已逐渐由武器和运载两用转向主要为航天运载服务,固体火箭则主要用作运载火箭的助推器以及空间发动机。自1957年以来,苏联及俄罗斯、美国、法国、日本、中国、英国、印度等国以及欧洲空间局先后研制出80多种运载火箭,修建了18个航天发射场,进行了5 000多次轨道发射。目前,世界上主要国家和地区研制成功的运载火箭主要有俄罗斯的“东方”号、“联盟”号,美国的“宇宙神”系列、“大力神”系列,欧洲空间局的“阿里亚娜”系列,日本的H和M系列,中国的“长征”系列等。

60多年来,我国已经建立了系列完整、配套的航天器研究、设计、制造、试验、发射、测试和运营体系,目前在卫星回收、一箭多星、卫星测控、静止卫星发射、航天遥感、数字卫星通信、载人航天等技术方面处于世界先进行列。

(二)军事航天技术及应用

军事航天技术是现代军事技术的重要组成部分。航天技术的军事应用成果即是军事航天系统。据不完全统计,在全世界发射的众多航天器中,大约70%是为军事目的服务的。军事航天系统大致可分为四类,即军事航天运输系统、军事载人航天系统、军事卫星系统和航天作战系统。

1.军事航天运输系统

军事航天运输系统,是指能把军用航天器、宇航员或物资等有效载荷从地面运送到太空预定轨道或能将有效载荷带回地面的运输系统。目前,可利用的军事航天运输系统主要是一次性运载火箭,还有可重复使用的航天飞机。

2.军事载人航天系统

载人飞船 载人飞船包括卫星式载人飞船、登月载人飞船和行星际载人飞船。载人飞船主要用于发展新的军事航天技术和试验新型的军用设备,对地面进行观察和侦察,以及作为航天运输工具及武器平台。

航天飞机 航天飞机是一种载人航天运输工具。它既能像火箭一样垂直起飞,像航天器一样在轨道上运行,又能像普通飞机一样着陆。其主要特点是:可重复使用,能将有效载荷送入空间轨道,发射和再入时的加速度比火箭要小,在空间可从事各种研究和实践活动。特别是在军事应用方面,不仅可以发射和回收卫星,还可遂行侦察、反导和袭击任务。它不仅是一种空间运输工具,也是一种载人航天兵器。

空间站 空间站是在载人飞船的基础上发展起来的永久性航天器,又称载人航天站、轨道站。它标志着载人航天活动已由空间探索向开发利用空间发展。空间站是可供多名宇航员工作和居住的大型人造卫星,具有很高的军事价值。

3.军事卫星系统

军事卫星是专门用于各种军事目的的人造地球卫星的统称,按用途可分为军事侦察卫星、军事通信卫星、导航卫星、军事测地卫星、军事气象卫星等。

侦察卫星 侦察卫星是获取军事情报的人造地球卫星。它发展最早,应用最广,具有侦察效率高、收集和传递情报速度快、效果好、生存力强、不受国界与自然地理条件限制等特点。其主要用途是侦察对方战略目标、对领土进行测量、监测对方战略武器系统、侦察对方地面部队的部署、侦察战场变化情况。

侦察卫星按不同的侦察设备和任务又可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星、导弹预警卫星和核爆探测卫星等。照相侦察卫星是利用光电遥感设备摄取地球表面图像的卫星,具有居高临下、分辨率高的优点。电子侦察卫星是用以侦测敌方电子设备的电磁辐射信号以获取情报的侦察卫星,主要任务是侦察敌方雷达的位置和性能参数,为空中攻击武器的突防和实施电子干扰提供数据,探测敌方电台和发信设施的位置以便于窃听和破坏。海洋监视卫星主要用于探测、监视海面状况和舰船、潜艇活动,侦收舰载雷达信号和窃听舰载无线电通信,具有覆盖海域广阔、探测运动目标、轨道高、由多颗卫星组网等特点。导弹预警卫星是用以监视、发现和跟踪敌方战略弹道导弹的发射及其主动段的飞行,并提供早期预警信息的侦察卫星,它装有红外探测器和电视摄像机等设备,通常由多颗卫星组成预警网。核爆探测卫星通过卫星上的各种探测器,探测核爆炸时间、高度、方位和当量,从而获取别国试验核技术的情报(目前,此种任务已由预警卫星承担)。

通信卫星 通信卫星是用作无线电通信中继站的人造地球卫星,它具有覆盖面积大、通信距离远、通信容量大、传输质量高、机动性能好、生存力强和费用低等特点。军事通信卫星可分为战略通信卫星和战术通信卫星。战略通信卫星通常在地球同步轨道上运行,为远程乃至全球范围的战略通信服务。战术通信卫星一般在12小时周期某轨道上运行,提供地区性战术通信或军用飞机、舰船、装甲车辆及单兵移动通信。

导航卫星 导航卫星是为航天、航空、航海、各类导弹、地面部队以及民用等方面提供导航信号和数据的航天器。卫星导航具有精度高、全天候、覆盖全球和用户设备简单等特点,在军事领域有着极为重要的意义。导航卫星通常装有指令接收机、多普勒发射机、相位控制编码器和原子钟等,与地面控制站和接收导航设备共同组成卫星导航系统。根据用户是否向卫星发射信号,导航卫星可分为主动式和被动式。军用导航卫星均采用被动式,按规定时间、以固定频率、全天候向地面发送精确导航数据,地面接收信息并处理后,确定所在准确地理位置。

测地卫星 测地卫星装有光学观测系统、无线电测距系统、雷达测高仪等设备,是用于大地测量的人造地球卫星。可测定地面点位坐标、地球形体和地球引力场等参数,是卫星测地系统的空间部分。测地卫星能够获得地球精确的图像、形状、地磁场和引力场变化等数据,并可绘制地图,为导弹、飞机、舰艇等提供精确的打击目标信息和定位基准等,在军事上有着广泛的应用。

气象卫星 气象卫星是从外层空间对地球及其大气层进行气象观测的卫星。大多数气象卫星为军民合用,按运行轨道可分为太阳同步轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫星。

4.航天作战系统

航天作战系统具有实时化的全球情报侦察、快捷可靠的信息传递、高精度的全球导航定位以及抢占先机的战略预警等特点。

航天作战任务 随着航天技术的发展,航天大国为了开发和控制太空,有的已经建立了天军,研究航天作战理论,完善航天作战体系。航天作战的主要任务:一是防空防天预警,预防敌人从大气层内和大气层外进行攻击,主要是预防各种导弹和轰炸机攻击。二是航天监视和全球定位。航天监视是指能连续地了解和掌握空间的状况,提供轨道目标的位置和特性;全球定位是对敌我双方目标的定位,对我导航和对敌实施攻击。三是保护本国航天系统,采取各种措施,以减小自然或人为因素对航天系统的威胁。四是防止敌人使用本国航天系统。五是阻止敌人使用航天系统,即扰乱、欺骗、破坏敌方的航天系统,或降低敌方航天系统的应用效能。六是从太空对地面目标实施攻击。

航天作战武器系统 航天作战武器系统,是部署在太空、陆地、海洋和空中,用以打击、破坏和干扰太空目标的武器,以及从太空攻击陆地、海洋和空中目标的武器的统称。航天作战武器系统主要包括反卫星武器、反导武器、轨道轰炸武器、军用空天飞机等。

反卫星武器是专门用于攻击航天器的武器。按设置场所的不同,反卫星武器可分为地基(包括陆基、舰载和机载)和天基两种;按杀伤手段不同,反卫星武器又可分为核能、动能和定向能(激光、微波、粒子束)三种。

反导武器包括地基反导武器和天基反导武器,主要用于拦截弹道导弹和巡航导弹,包括动能拦截弹、动能反导武器和定向能反导武器。

轨道轰炸武器平时在轨道上运行,接到作战命令后,借助于反推火箭脱离轨道再入大气层攻击地面目标。由于轨道轰炸武器和部分轨道轰炸武器从轨道再入发起攻击,敌方的预警时间短,难以防御。

军用空天飞机是一种既能在大气层飞行,又能进入绕地球轨道运行,并可执行专门军事任务的可重复使用航天器。它将给空间作战乃至整个军事活动带来重大影响。目前在研究的空间武器主要有反卫星武器和反弹道导弹武器。

六、指挥控制技术

指挥控制技术,是在军队指挥系统应用的,便于指挥员和指挥机关对所属部队的作战和其他行动的指挥,实现快速和优化处理的一系列信息技术的统称。它以电子计算机技术为核心,是集侦察、监视、情报、指挥、控制、通信等于一体的综合技术体系。

(一)指挥控制技术的产生及发展

军队指挥控制技术的内涵,随着科学技术进步和作战需求的变化而逐步扩展,其称谓也随之不断变化。自从出现军队后,大同小异的各种类型的C1(指挥)体制就诞生了。这种下级服从上级、将军指挥士兵的指挥体制延续至今已达数千年,其应用的指挥技术手段包括简易信号、有线通信、无线通信等传统技术手段。20世纪50年代,随着军事装备的现代化、自动化,军兵种数量大增,作战距离、作战范围持续增大,部队机动能力也大大提高,军事指挥领域引入了“控制”一词,应用了控制技术,出现了C2(指挥与控制)系统。20世纪60年代,随着远程武器特别是战略导弹和战略轰炸机的大量装备,通信手段在C2系统中的作用日益完善,影响日益重要,于是又加上“通信”,形成C3(指挥、控制、通信)系统。20世纪70年代,美国首次把“情报”作为指挥自动化不可缺少的因素,出现了C3I(指挥、控制、通信、情报)系统,并在较长时期内成为指挥系统自动化的代名词。20世纪80年代末,由于计算机技术在指挥信息系统中的地位和作用日益增强,又加上“计算机”,变成C4I(指挥、控制、通信、计算机、情报)系统。20世纪90年代中期,美国根据海湾战争的经验,进一步认识到掌握战场态势的重要性,提出“战场感知”的概念,即利用各种侦察监视技术手段,全面了解战区的地理环境、地形特点、气象情况,实时掌握敌我友三方兵力部署和武器系统配置情况及其动向,为作战行动提供可靠的依据。C4I技术体系的内涵又进一步扩大,新融入了“监视与侦察”,变成了C4ISR。进入新的世纪,随着军队信息化水平的不断提高,C4ISR与武器平台、弹药等作战系统的“融合”不断加深,同时信息系统的对抗手段也不断增多,使C4ISR系统不仅仅是保障性的指挥控制手段,而且逐渐具有杀伤进攻的作战能力,因此,C4ISR系统又将新增“杀伤”手段,从而变成了C4 KISR系统,指挥控制技术体系又增添了新的成员。

(二)指挥控制技术的组成和分类

在功能上,指挥信息系统大体由信息获取、信息处理、信息传输和综合控制四个分系统构成。因此,对应上述功能,指挥控制技术可分为信息获取技术、信息处理技术、信息传输技术和综合控制技术。

信息获取技术是遍布陆、海、空、天的各种侦察与监视平台以及其搭载的雷达、夜视、光电和声呐等各种类型传感器的应用技术。

信息处理技术是借助输入输出设备和计算机系统对获取的各种情报信息进行整理综合、有效管理和及时更新的技术方法与手段。

信息传输技术是保证信息通过各种信道、交换设备和通信终端实现迅速、准确、保密和不间断传输的技术措施。

综合控制技术是确保对各作战单元进行精确控制,确保指挥员意图实现的技术措施,包括精确计算、作战模拟、决策支持和实时控制。这是指挥信息系统的核心技术。

(三)指挥控制技术的应用

1.计算机技术

电子计算机的发明是20世纪最辉煌的科学成果之一。它使人类在继化学能、物理能之后,又找到了信息能。计算机从诞生之日起就应用于军事领域,而且计算机技术的开发与进步往往始于军事应用的需求。

在军队指挥信息系统中,计算机主要的应用是信息处理,计算机技术的核心是信息处理技术。从作战指挥控制的角度来说,信息处理技术渗透到信息流程的大多数环节:在信息传输中采用了信息编码、加密技术;在信息存储时采用了压缩、索引技术;利用复制、镜像技术,实现信息共享;利用变换、选切技术,实现信息显示;信息安全技术中也大量采用了信息处理技术。

2.现代通信技术

计算机技术在通信领域的广泛应用,使得数字通信、网络通信成为现代通信技术飞速发展的重要支柱。数字通信与模拟通信相比,具有以下显著特点:一是抗干扰能力强,二是可实现远距离通信,三是能适应各种通信业务,四是保密性能强。

现代网络使通信技术发生了革命性的变化。网络通信具有三点优势:一是可以满足多业务通信传输的需要,二是可以传输多媒体信息,三是实现信息传递的宽带和高速化。由于网络通信的发展,自动交换技术、光纤通信技术、卫星通信技术等新的通信技术得到了长足的发展和应用,构成了一个多种手段、立体化的通信网络。这些网络在军事上的应用,使军事通信发生了深刻的变化:军事战略通信网、指挥自动化通信系统、战略战术通信网和军民结合的卫星通信网联成一个整体;战场瞬息万变的态势可实时传输,供指挥员进行决策参考;远程精确打击成为可能,毁伤效能大幅度提高;作战效果得到及时反馈,作战节奏大大加快,彻底改变了现代战争的面貌。

3.系统综合集成技术

系统综合集成,是指使一个整体的各部分能够彼此有机地协调工作,以发挥整体效益,达到整体优化的方法。集成不仅强调将各个系统物理地集合在一起,更强调这些系统在逻辑上的联系。系统综合集成技术是对多种系统和技术进行裁剪,恰当合理地选择相关技术和策略,最佳地选择和配置各种软件和硬件资源,以构成满足用户需求的、整体性能最优的各类集成技术的统称。

系统综合集成技术包括系统运行环境集成、信息集成、应用功能集成、人员和组织集成。系统运行环境集成是将不同的硬件设备、操作系统、网络系统、数据库系统、开发工具和其他系统支撑软件集成为一个应用系统,形成高效、协调的应用平台,使得系统中的每一个用户都可以共享软件及硬件资源。信息集成是从信息资源管理出发,进行全系统的数据总体规划、分布分析与应用分析,统一规划设计数据库,使不同部门、不同专业、不同层次的人员,在信息资源方面达到高度的共享。应用功能集成是利用各种技术手段,在运行环境和信息集成的基础上,建立一个满足用户功能需求的完整系统。人员和组织集成通过对人员和组织的协调,使之适合集成后的系统,包括协同分工、友好的人机界面、智能化、自动化系统等。因为系统最终是为人员及其组织服务的,同时系统也是由人来控制的。

集成的各个方面内容是有机的整体,信息集成是系统综合集成的核心,应用功能集成直接影响系统的效率和质量,系统运行环境集成决定了系统的技术水平和运行效率,人员与组织的集成是系统效能发挥的关键。

系统综合集成需要重点解决的技术问题主要包括软硬件平台集成、技术分系统集成、接口设计等。软硬件平台集成,就是将不同的硬件平台、软件平台、开发工具以及有关系统支持软件等集成为一个协调运行的应用平台,用户可以共享系统软件及硬件资源。技术分系统的集成,是将各要素的共性应用软件,按照功能要求进行分工,落实每个子系统的研制开发单位,并定义有关接口,以确保系统间的协调工作。接口设计,是指挥信息系统综合集成的技术基础。只有具备了统一的接口,才可以进行统一的、标准的和互联互通的设计。系统综合集成是一个循序渐进的过程,是长期的技术工作,随着技术的发展,需要不断地进行更新和重新设计。

通过各种综合集成技术,进行综合设计、综合整体集成、综合高效运用、综合技术嵌入和综合扩充更新,建立一个结构最优、自适应、高性能、高度抗毁与生存能力强的实时互操作的大系统。在战场上,实现武器、信息、战法的集成,实现火力、机动、防护、探测定位与跟踪、精确打击的集成;在武器装备上,实现平台、武器、信息化系统和支援保障系统的集成;在作战空间上,实现陆、海、空、天、电、信息的集成;在体制上,实现人员、武器、军事理论以及作战条令的集成。

4.网络系统技术

网络系统技术的发展与运用,已经在军事领域内引起了一场深刻的革命。网络系统技术正处于快速发展之中,其发展现状和趋势集中体现在信息网络技术、平台网络一体化系统技术和指挥控制系统技术几个方面。

信息网络技术的主体是先进的软件技术、通信技术和计算机技术,以及支持主体技术的微电子技术、激光技术、自动控制技术、空间技术、高清晰度成像和显示技术等。它已成为现代军事技术的核心与主体技术。信息网络技术是20世纪60年代末以来逐渐发展起来的,最具先进性、应用性的一门综合性的技术。信息网络是由若干台独立计算机和其他数据终端设备在特定的硬件和软件支撑下,通过通信线路互联构成的系统。在计算机及其软件得以高度开发、多媒体技术有了迅速发展的今天,网络技术可以将各作战单元、各级各类指挥中心,在电磁干扰环境下与快速运动中形成全国、全军自动化指挥信息网络;各级各类指挥中心、各作战单元之间可互联、互通、互操作、互工作,实现数据、信息资源共享。

平台网络一体化系统技术,是通过将平台及平台上的所有信息设备进行一体化系统设计,既使平台的作战效能达到最佳,也可获得最好的实效,从而满足未来作战环境的需要。通过采用多功能通用标准电子模块和具有多频谱传感器实时数据融合能力的计算机,不仅将多种信息战功能集于一身,真正实现雷达报警、导弹发射和攻击告警、信息支援、信息干扰及规避、协同一体化,而且与平台上其他信息设备综合为一体,达成信息共享。由于网络技术的发展,高技术作战平台的这种网络联通和信息融合能力越来越强。

未来战争将是体系与体系的对抗,要求指挥控制系统实现网络状指挥信息结构。即由一系列节点连成网络,覆盖整个战场地域,具有横向连通、纵横一体的扁平状外形,克服了树状结构信息传输慢、横向之间难以沟通、指挥灵活性和安全稳定性差的缺点。

“扁平化”指挥结构的主要特点:一是信息共享。它使更多的作战单元同处于一个信息流动层次,使情报、目标数据和其他数据在各作战单元之间进行分层式分发。二是确保作战指挥通信的稳定和不间断。它缩短了信息流程,当某一分支或节点遭到破坏和干扰时,可利用网络的多路横向信息路径传递指挥控制信息。三是能实施机动指挥。它可不设固定指挥所,利用车载或机载的形式,在作战地域或空域适时机动。四是网络化指挥信息机构可便利地使部分节点设置为假目标,以假乱真,以真示假,诱骗敌人,隐蔽自己的意图,实现指挥所的隐蔽伪装。

(四)指挥控制技术的作用

指挥控制技术在军事领域最直接和最重要的应用结果,就是物化为军队指挥信息系统。所谓军队指挥信息系统,是指以计算机技术为核心,具有指挥控制、情报侦察、预警探测、通信、电子对抗和其他作战信息保障功能的军事信息系统。因此,指挥控制技术的作战运用,通过军队指挥信息系统的功能得以体现。

1.军队战斗力的“倍增器”

指挥信息系统可以极大地提高军队的战斗力。战斗力是指军队实施战斗行动和完成战斗任务的能力,主要取决于两方面要素:一个是作战实力(简称兵力),另一个是指挥控制能力(简称用兵能力)。战斗力不是兵力和用兵能力两方面要素的简单相加,而是(战斗人员+武器系统)×(指挥谋略+指挥控制系统)的系统之积。因此,要想使兵力和兵器实现最佳组合,充分发挥它们的作战效能,最大限度地提高军队的战斗力,除了指挥员要有精深的谋略和高超的指挥艺术外,还需要功能强大的指挥信息系统。因为只有借助高效能的指挥信息系统,指挥员才能全面了解战场态势,做出正确的决策,并迅速、准确地加以贯彻执行,实现对部队和武器系统的有效指挥控制。

2.军队一体化作战体系的“黏合剂”

指挥信息系统可以将现代军队的各个系统有机地联为一体,充分发挥整体威力。现代战争是诸军兵种一体化联合作战,参战军兵种多,武器平台多,战场分布广,如果没有一个高效率、高度集中统一的指挥信息系统作为军队的神经中枢,那么这支军队只能是一盘散沙,无法发挥应有的效能。因此,指挥信息系统是现代化军队一体化作战体系的“黏合剂”。

3.军队指挥控制的重要手段

指挥信息系统可以大幅度提高联合作战指挥员的指挥能力。首先,它可为联合作战指挥员提供对广阔作战空间的感知能力。其次,它可增强联合作战指挥员的有效用兵能力。再次,它可为联合作战指挥员提供高效的通信保障。系统的这些功能提高了指挥员协调陆海空三军参战部队的效率,使之保持协调一致的作战节奏。最后,它能使战略决策层直接感知和控制战术行动。在现代战争中,有可能出现一些战略性战斗行动,超越战役级而直接与战略级发生关系。在处理这种战略性战斗行动时,既要求前线指挥员直接对战略决策层负责,也要求战略决策层拥有实时掌握战术情况的能力,这一切都离不开指挥控制系统。

4.打赢信息化条件下局部战争的根本保证

指挥信息系统是进行信息化条件下局部战争的基础,也是打赢信息化条件下局部战争的根本保证。在信息化条件下的局部战争中,作战力量的指挥控制将更加受制于复杂的战场环境。在包含大量信息化武器装备的数字化、网络化战场上,指挥控制系统能使信息与能量实现最佳结合,既能为战场上所有作战单位提供“无缝”的信息传输能力和互操作能力,又能在任何时间、任何地点,接收实时、融合、逼真的战场图像,准确提供敌人或潜在敌人指挥控制部队的各种信息,可全向发布、响应命令,指挥控制己方部队。另外,指挥控制系统是取得信息优势的必备条件。实施信息战的主要任务是压制、削弱、破坏和摧毁敌方指挥控制系统,同时确保己方指挥控制系统免遭这种攻击,使己方的信息收集、处理、传输和利用等不受影响,建立起信息优势。为此,敌对双方可能采取的战法主要有网络战、病毒战、干扰欺骗、实体摧毁等。这些对抗行动主要集中在指挥控制系统上,显然,其性能优劣决定着信息战的成败。

七、新概念武器

新概念武器是指与传统武器相比,在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上有本质区别,尚处于研制或探索之中的一类新型武器。新概念武器的出现和陆续实用化,必将对21世纪的军事理论、作战方式、军队体制编制等产生一系列革命性的影响。

(一)激光武器

激光武器是利用激光的能量直接摧毁目标或使其失去战斗力的定向能武器。根据激光功率大小和用途的不同,激光武器可分为激光干扰与致盲武器、战术激光武器、战区激光武器和战略激光武器。激光干扰与致盲武器是低能激光武器,在武器装备的分类中属光电对抗装备;后三者为高能激光武器,也就是通常意义上的激光武器。高能激光武器又叫强激光武器或激光炮,它的杀伤破坏效应主要是烧蚀效应、激波效应、辐射效应。

激光武器具有许多独特的性能:一是反应迅速,二是可在电子战环境中工作,三是转移火力快,四是作战效费比高。

激光武器的研制始于20世纪60年代末。经过40余年的发展,美、俄、英、德、法、以色列等国在激光武器研制方面均已取得长足进步。目前,强激光武器以发展高能氟化氘化学激光武器技术和高能氧碘化学激光武器技术为主,已形成战术、战区和战略多层次防空、反导及反卫星激光武器技术体系。

当前各国正在发展的第一代强激光武器因体积和重量大,所以机动性和灵活性比较差。下一代强激光武器技术将向二极管泵浦固体激光武器技术、激光二极管相控阵列技术和自由电子激光武器技术等方向发展,器件将实现小型化,可在战斗机等小平台上使用。

(二)粒子束武器

粒子束武器是以电子、质子、离子或中性粒子为弹丸,通过高能加速器将其加速到接近光速,聚集成密集的束流射向目标,以束流的动能或其他效能杀伤破坏目标的定向能武器。粒子束武器具有快速、高能、灵活、干净、全天候使用等特点,射击不用提前量,千分之一秒就能改变射向,在极短的时间内从容地对付多批目标,是打击空间飞行器、洲际导弹和其他高速运动点状目标的理想武器。

高能粒子束主要有三种破坏作用:一是使目标物质结构材料汽化或融化;二是提前引爆目标中的引爆炸药或破坏目标中的热核材料;三是使目标的电路被破坏,电子装置失灵。根据研究结果,粒子束武器在现代战争中的应用主要是识别和拦截洲际导弹。这是因为,洲际导弹在飞行中段除了释放弹头之外,还释放出大量的诱饵假弹头,只有中性粒子才能有效地对真假弹头进行识别。由此可见,粒子束武器是识别和拦截洲际导弹的最佳选择。

粒子束武器的技术原理,是用高能加速器将粒子加速到接近光速,并用磁场把它们聚集成密集的束流,直接或去掉电荷后射向目标,靠束流的动能或其他效应使目标失效。当然,作为完整的粒子束武器,只有粒子加速器是不够的,还应包括能源、目标识别和跟踪、粒子束瞄准定位、拦截结果鉴定和指挥控制等分系统。粒子束武器的原理尽管不复杂,但要实现战斗力,还有一系列关键技术需要解决。

(三)微波武器

微波武器是利用定向发射的高功率微波束毁坏敌方电子设备或攻击敌方作战人员的一种定向能武器。所用微波的辐射频率一般在1~30吉赫,功率在1吉瓦以上,能以极高的强度或密度照射和轰击目标,利用强大高温、电离、辐射等综合效应,杀伤人员和破坏武器。它的主要作战对象是雷达、战术导弹(特别是反辐射导弹)、预警飞机、卫星、通信设备、军用计算机、隐身飞机、车辆点火系统和人员等。与激光武器和粒子束武器相比,微波武器受天候影响小。微波武器的作战效能主要包括干扰作用、“软杀伤”作用、“硬杀伤”作用和对人员的杀伤。

(四)动能拦截弹

动能拦截弹是以火箭发动机增速获得巨大动能,然后通过精确的直接碰撞方式毁伤目标的动能武器。

动能拦截弹的特点:

一是命中精度高,拦截脱靶量接近零。动能拦截弹采用焦平面凝视成像导引头,没有角噪声,不会形成盲控距离,且利用快响应姿/轨控发动机进行直接测向力控制,响应时延小于10毫秒,与目标的碰撞点不会越出目标本体,从而实现零脱靶。

二是杀伤力强,可有效对付核、化、生等大规模杀伤性武器。动能拦截弹与目标碰撞时的相对速度理论上可达5~10千米/秒,速度和质量在碰撞时产生的能量高达数亿焦耳,将会产生汽化效应,形成摄氏几百万度甚至几千万度的高温高压等离子体,其瞬间的爆炸威力足以彻底摧毁现有任何类型的目标,包括弹道导弹所携带的核、化、生弹头,并且能够消除化学和生物弹头可能造成的污染。

三是轻质小型,机动性好。动能拦截弹采用碰撞杀伤方式,所携带动能杀伤拦截器的质量远小于传统的高爆战斗部。因为战斗部的质量较小,其运载器的尺寸也减小,从而使整个拦截弹的尺寸得以缩减。另外,由于质量小,在同等推力下具有更高的机动能力。

四是采用直接侧向力控制,可在大气层内外作战。常规导弹依赖气动力进行控制,只能在大气层内作战。动能拦截弹采取的是直接侧向力控制方式,不依赖于气动力,既可在大气层内作战,也可在大气层外作战。

五是在拦截弹道导弹时不存在引战配合问题。常规导弹带有战斗部和引信,在拦截弹道导弹时必须采用引战配合技术,即利用引信在适当的时候引爆战斗部,使得战斗部爆炸产生的破片正好覆盖目标的要害部位,以达到杀伤的目的。而动能拦截弹对弹道导弹实施拦截时,依靠很高的制导控制精度来实现对目标的直接碰撞,利用碰撞产生的巨大动能摧毁目标,故不要求引战配合。

动能拦截弹作为新型的防空导弹,毫无疑问能够对飞机、巡航导弹等目标实施防御。动能拦截弹将成为未来空间战的主战武器之一。

(五)电炮

电炮是利用脉冲能源提供的电能或将电能与化学能相结合,使弹丸或其他有效载荷达到的速度或动能大大超过传统发射方式,它是全新原理的发射技术。电炮总体上分为两大类:电磁炮和电热炮(化学炮)。

1.电磁炮

电磁炮是利用运动电荷或载流导体在磁场中切割磁力线产生的电磁力(洛仑兹力)来加速弹丸,是完全依赖电能和电磁力加速弹丸的一种超高速发射装置。电磁炮主要分为电磁线圈炮、电磁轨道炮两类。目前国外发展的电磁炮主要是轨道炮,其炮口初速远大于其他类型的电磁发射器,理论上可达十几至几十千米/秒。电磁炮与常规火炮相比,炮口初速大,质轻型小,隐蔽性好,射击速度大,可控性好。电磁炮独特的优点,使其在未来战场的广泛领域中拥有重要的应用价值。

2.电热炮

电热炮利用放电方法产生的等离子体,在封闭的放电管或炮膛内做功来推动弹丸。按照等离子体形成方法的差异,电热炮又分为直热式和间热式两种。直热式电热炮就是通常所说的纯电热炮,它完全依靠电能工作,利用高功率脉冲电源放电产生高温高压等离子体,以等离子体膨胀做功直接推动弹丸前进。间热式电热炮是先利用高功率脉冲电源放电产生高温高压等离子体,然后再用此等离子体去加热化学工质,产生高温高压燃气,膨胀做功来推动弹丸。由于间热式电热炮的能量部分来自电能,部分来自化学能,因此又称作电热化学炮(ETC)。

(六)环境武器

环境武器是指通过利用或改变自然环境状态所产生的巨大能量来打击目标的武器。战争总是在一定的环境中进行的,随着科学技术的发展,在未来的战争中,交战军队将有能力借助先进技术更大程度地利用自然环境中潜在的巨大能量呼风唤雨,让人工灾难降临到敌人头上。目前,环境武器主要分三种类型:一是气象型,即利用云和大气中微粒的微观不稳定性人为地制造出洪瀑、干旱、闪电、冰雹和大雾,利用大气中的不稳定性人工引起飓风、龙卷风以及台风等自然灾害,进而对人和生物等造成危害。二是地震作用型。地壳中隐藏的热应力分布不均,具有极强的不稳定性,因此通过人为激发可以诱发“人造地震”。三是生态型,即通过向敌方地区撒播能阻止地球表面热量散发的化学物质,使敌国的大地变成干燥的沙漠,导致生态环境变化;还可以把大量的溴或氯释放到敌方上空,破坏臭氧层,使之形成“空洞”,让大量的紫外线辐射到敌国地面。

目前,气象武器具备的作战技术性能主要包括洪水技术、严寒技术、热风暴技术、水柱技术、浓云掩体技术和毛毛雨技术等。

(七)次声武器

次声武器是利用低于50赫兹的低频声波在短时间内使人体器官产生强烈的共振,从而使人头昏、恶心、肌肉痉挛、神经错乱、呼吸困难、惶惶不安。次声对机体的基本作用原理是生物共振,人体内部各器官的振动频率均在次声频率范围内。当人体处于次声作用下时,只要声压级达到一定程度,体内器官就会发生共振,结果是各部位出现不同程度的不适,甚至造成器官破坏。

次声武器有四个基本特点:一是传播速度快;二是不易察觉,便于突袭;三是不易被吸收,传播距离远;四是穿透力强,不易防护。

(八)非致命武器

非致命武器是指为达到使人员或装备失能,并使附带破坏最小化目的而专门设计的武器系统。它不以杀伤人员和毁坏装备、设施为目的,而是针对人员、装备、基础设施的薄弱环节,使其失去作战能力或不能正常发挥作用,从而达到作战目的,因此又称作失能武器或非杀伤武器。

目前,国外发展的非致命武器,按照用途基本上可分为反装备非致命武器和反人员非致命武器两大类。

第三节 高技术与新军事变革

当今世界,在以信息技术为核心的高技术推动下,军事领域正在发生着一场新的军事变革。这场军事变革,实质上是一场以信息化为主要特征的军事信息化革命。其产生的主要动因与高技术的发展密切相关。随着高技术的进一步发展,当前这场新军事变革已进入一个新的质变阶段,并将发展成为一场遍及全球、涉及所有军事领域的深刻革命,将对世界军事形势、国际战略格局乃至战争形态的演变产生深刻影响。

一、新军事变革概述

“新军事变革”,是从英文RMA(revolution in the military affairs)翻译而来。目前,最热衷于这场军事变革的国家主要是美国等西方军事大国。然而,首先洞察这场军事变革的并不是美国人,而是苏联人。第二次世界大战后,信息技术的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用,使得军队指挥手段不断向自动化方向发展。20世纪70年代,美苏等军事强国基于战略需求,基本都实现了军队指挥自动化。越南战争中,美国率先使用精确制导炸弹并产生巨大的作战威力。原苏军总参谋长奥加尔科夫元帅于1979年提出了“新军事技术革命”的概念。他认为,新兴技术将使军事学说、作战概念、训练、兵力结构、国防工业和研制重点发生革命性变化,即出现新的军事技术革命。

20世纪80年代初,美军领导人提出,目前工业时代正在产生第三次浪潮。这种由信息革命引发的第三次工业浪潮,必将在人类社会各个领域引发根本性变革,从而给军事领域带来一场深刻的革命。1991年海湾战争爆发,正式拉开了这场世界性军事变革的序幕。

通过大力推进新军事变革,美军获得了超强的作战能力,世界各主要大国在震惊的同时更增强了紧迫感和危机感,围绕如何缩小与美国的“时代差”和“技术差”而纷纷制定措施,竞相加快了军事变革的步伐。一些国家结合伊拉克战争的主要做法及前期军事变革的经验教训,出台了一系列新军事变革的新举措,推动军事变革在更高的层次、更广的领域、更大的范围加速发展,从而使世界新军事变革进入一个整体质变的发展阶段。

二、新军事变革的主要动因

新军事变革的主要动因,是科学技术的突破性发展、军事需求的强力拉动以及军事理论的有力牵引等。其中,科学技术的突破性发展是新军事变革产生的重要因素。

(一)科学技术的突破性发展是新军事变革的强大动因

当代科学技术,特别是以信息技术为核心的高新技术的飞速发展是新军事变革最直接的推动力。以信息技术为核心,以航天技术、生物技术、新材料技术、新能源技术和海洋开发技术等为代表的一大批高新技术和高技术产业蓬勃兴起,在被广泛应用于军事领域后,催生了新军事变革,并不断推动世界新军事变革向深度和广度发展,成为推动世界新军事变革最有力的杠杆。同时,新军事变革的出现和不断发展,又必然要求武器装备的不断更新,从而牵引和推动军事高技术的深入发展。

在当代高技术领域,信息技术是基础,是核心。信息技术在军事领域引发的变化,主要表现在它物化出新一代的信息化武器装备,并使军事理论和体制编制发生革命性的变化。其中,武器装备及其体系的变化是直接的、基础的和革命性的:一是信息技术的迅猛发展导致武器装备信息化;二是信息领域的激烈对抗导致信息系统武器化;三是信息技术的综合应用导致指挥系统自动化,成为军队战斗力的倍增器。

(二)军事需求的强力拉动是新军事变革产生的内在动因

军事变革不是自然发生的客观物质运动,而是对抗主体之间的主观能动行为,是军事需求驱动和军事主体选择的必然结果。因此,在一定物质技术基础上,战略需求和战略主体的选择便成为决定军事变革进程和结局的重要因素。就当前这场新军事变革而言,在世界安全形势发生了深刻变化,信息化战争将成为新的战争形态,国际恐怖主义、非传统安全成为当今世界重要威胁的情况下,这种新的军事需求使得军事斗争的形式和手段又发生了新的变化。因此,必须对建立在机械化战争基础上的军队进行彻底改革,以满足新的需要。

(三)军事理论的创新是新军事变革产生与发展的基础和先导

军事理论的创新,对新军事变革的产生与发展起着基础性和先导性的作用。20世纪50年代以来,军事理论的不断创新与发展,引导着新军事变革沿着正确的方向顺利进行,从而使新军事变革的进程缩短、速度加快。军事理论的创新促进了军事战略的调整。冷战结束后,世界各军事大国和强国的军事战略已经由机械化战争形态的军事战略向信息化战争形态的军事战略转变。军队建设理论的创新引导了军队的改革与发展,军队建设的质量特别是高科技含量在不断提高。作战理论的创新推动了作战方式的变革。“空地一体战”理论、信息作战理论、空间作战理论和联合作战理论等相继提出与运用,催生了超视距打击、精确打击等新的作战方式,极大地改变了现代战争的面貌。

三、新军事变革的基本内容

新军事变革是人类文明由工业时代向信息时代转变的产物,是当代国际综合国力竞争在军事领域的反映,是以夺取并保持绝对军事优势为目标,以高技术特别是信息技术的飞速发展为动力,通过“系统集成”和“虚拟实践”,最终实现军事体系由机械化向信息化转变的过程。

新军事变革的本质与核心是信息化。其目的是建设信息化军队,打赢信息化战争。其基本内容可概括为“四个创新”。

(一)创新军事技术,实现武器装备的信息化

武器装备的断代性发展,是军事领域出现革命性变化的重要标志。现阶段,主要是应用信息技术成果对现有武器装备进行改造,同时研制和发展新型信息化武器系统,从而实现武器装备的信息化、智能化和高效化。目前,发达国家军队已经实现了高度机械化和部分信息化。

(二)创新体制编制,重组军队组织结构

一场军事变革的完成,以军队组织结构调整的最终实现为标志。调整改革军队的体制编制,是实现人与武器有机结合,最终完成军事变革的关键。世界各国为适应世界新军事变革的发展,高度重视优化军队的内部结构,使军队的体制编制向着精干、高效、合成的方向发展。总的趋势是,压缩常备军规模,裁减一般部队,增编高技术军兵种部队,使军队向小型化、多能化、一体化方向发展。现阶段,主要是建设便于灵活组合的中小型模块式部队,建立适合信息快速流通的扁平式作战指挥体制。

(三)创新军事理论,推动军队建设转型

随着高新技术武器装备的发展,传统的战争理论、作战原则以及战略、战役、战术之间的关系等都随之发生变化,出现了一些建立在新的物质基础之上的军事理论,比如,信息化战争理论、信息战理论、联合作战理论、精确化作战理论、非对称作战理论、空间作战理论、非接触作战理论和网络中心战理论等。近几场局部战争充分证明,适应信息化战争要求的创新军事理论是必需的,并要根据新的军事理论完成军队由机械化向信息化的转型。

(四)创新作战方式,适应新的战争形态

20世纪90年代以来,非接触、非线式作战日益成为重要作战方式。网络中心战、太空攻防战等也将在不久的将来登上实战舞台。美军在伊拉克战争中所采用的基本作战方式就是非接触、非线式作战。这种作战方式不再是逐次突破推进,而是一开始就超越防御地带和自然地理屏障,直接对敌战役和战略纵深目标实施中远程精确打击,通过使对方的整个作战体系瘫痪、摧毁对方的战争潜力和国家意志来达成战略目的。因此,创新作战方式是为了适应战争形态发展的需要,必须灵活多变。

四、新军事变革的重要影响

新军事变革促进了世界军事力量的大发展、大动荡和大调整,将对重建国际军事安全秩序、重建世界军事力量格局、重塑未来战争形态和重建未来型军队等产生决定性影响。

(一)进一步加剧了世界战略力量对比的失衡态势

两极格局的结束,本身就使世界战略力量对比失衡。作为这场新军事变革“领头羊”的美国,拥有当今世界上最雄厚的经济实力、最先进的科学技术和最强大的军事力量,加重了其称霸世界的筹码,使它有可能具备全球投送、全球抵达、全谱作战的能力,实施全球性扩张、干涉和控制。这种结果,必将导致世界军事力量的严重失衡,使弱国与强国之间已经存在的差距越拉越大,并由此引发新一轮军备竞赛。

目前,不仅世界大国加快了军事变革的步伐,一些中小国家也积极创造条件进行军事变革,大力推进军事理论、作战思想、武器装备、组织体制、教育训练和后勤保障等各个方面的创新,从而使新军事变革呈现出向广度和深度加速发展的趋势。英、法、德、日等发达国家和俄罗斯,为拉近与美国的距离,正逐步增大投入,力争在某些领域谋取优势;许多发展中国家,为避免陷入被动挨打的境地,也在千方百计发展国力,壮大军力,力求防止和消除出现“时代差”。这就构成了一种各国竞相发展、全球战略互动的新局面。

(二)进一步推动了世界各国军事战略的全面调整

新军事变革极大地冲击了传统的战争理念,改变了现代战争面貌,促使各国重新审视安全环境和战略策略,依据客观环境和主观需求积极主动地进行战略调整。可以预见,随着新军事变革的深入发展,各国还会进行新的战略调整并促进国际战略格局进行新的整合。

(三)进一步拉大了世界各国军队武器装备和作战能力上的“时代差”

在机械化战争时代,武器装备和作战方式上的“时代差”曾经使法西斯德国军队在第二次世界大战初期的陆战场上取得了显赫战果,也曾使军国主义日本在海战场上独占鳌头,但与其主要对手往往并非实力悬殊。而新军事变革中所产生的武器装备和作战能力上的“时代差”,却使优劣差距极端明显。一旦存在“时代差”的两军在战场上对垒,就会出现“占有优势的一方可以看到劣势的一方,而劣势的一方却看不到优势的一方;优势的一方可以打到劣势的一方,而劣势的一方却根本打不到优势的一方;优势的一方可做到攻守自如,而劣势的一方则手足无措”的局面。这就是这场新军事变革在武器装备和作战能力上所产生的“时代差”的突出表象。

(四)进一步增强了军事手段维护国家安全的作用

新军事变革的飞速发展,使强国在短时间内变得愈强、弱国变得愈弱,两者之间的差距可能越拉越大,而且这种差距一旦形成,则难以消除,其结果是:一方面,力量的失衡导致战争的危险性增加;另一方面,“时代差”的形成,增强了战争的可控性,从而为强国运用军事手段达到政治目的,提供了低风险、高效益、多样化的战略选择。可以预见,新军事变革不仅使军事手段的地位和作用明显上升,而且刺激了新干涉主义进一步抬头,给世界和平与地区安全带来了新的威胁和挑战。

五、新军事变革的发展趋势

未来10年至20年,纳米技术、隐形技术和定向能技术的更新突破,将为世界新军事变革提供新的物质技术基础。在可以预测的未来,新军事变革将呈现出以下趋势。

(一)军事科学技术的发展水平将有进一步突破

20世纪70年代起,属于信息化军事范畴的信息革命便拉开序幕,这场信息革命分为军事传感革命和军事通信革命两个阶段。

预计2020年前后,一批更加高效的新型武器将陆续出现。用信息网络技术把它们链接起来,就能为新军事变革提供新的物质技术基础,推动军事信息化变革向高级阶段发展。

(二)武器装备信息化建设将进一步向广度和深度发展

当前,世界各国武器装备发展的大趋势是由机械化逐步向信息化过渡。自海湾战争以来,人们发现,经信息化改造的武器装备都具有较强的综合作战效能,为此,世界各国开始投入巨大的人力、物力和财力来加强武器装备的信息化建设。目前,美国陆军正在研制的“未来战斗系统”,就是一种新型的信息化陆战武器系统。未来的海上武器装备将充分吸收航空、航天、电子等领域的最新技术成果,并在机动能力、两栖作战能力、隐身能力、安全性和经济可承受性等方面有较大突破,综合作战效能将得到全面提高。空间武器将逐步由后台走向前台。从发展的角度看,空间作战飞行器和空天飞机将是未来空间作战的威慑和实战力量,它们可以在数十千米的高空或数百千米的近地轨道上执行多种作战任务。

(三)军事组织体制将向便于信息快速流动与使用的方向发展

新军事变革的主要内容之一,就是使军事组织体制实现从工业时代向信息时代的跨时代跃升。这种跃升的实质,是使信息这一主导要素能在军队内部和战场上快速、顺畅、有序地流动,以适应打赢未来信息化战争的要求。反映到体制编制上,就是用信息化时代的体制编制改革工业时代机械化的军事形态,从而使信息化武器装备和创新性作战理论所蕴含的作战潜力实现“物化”。因此,军队体制编制改革的总体趋势,是向便于信息快速流动和使用的方向发展。

(四)作战双方的对抗方式将呈现以网络为中心的体系对抗

随着以计算机为核心的网络技术的发展,战争中作战双方不再是力量单元之间的较量,而是以网络为纽带、以整体对抗为表现形式的体系与体系之间的对抗。在这种以网络为中心的体系对抗中,作战人员并不像过去那样仅仅依赖单元武器装备,每个作战人员面对的是己方和敌方两大网络化的信息网络系统,一切作战资源,都必须依赖信息网络才能发挥最大的作战效能。双方对抗中,谁先获取信息,并以最快的速度处理信息、分发信息,谁就能夺取制空权和制海权,进而掌握战争的主动权。在未来战争中,计算机网络和通信网络将把信息化作战平台与各种探测系统、指挥控制系统、精确打击系统集成为一体化的军事信息系统,使武器装备体系的整体性更强、更完善,从而使信息化战争中体系对抗的特征表现得更为鲜明。

(五)战争形态将逐步由机械化向信息化转变

随着信息化武器装备的大量使用,战争形态正逐渐由机械化向信息化转变。据统计,海湾战争中使用的信息化武器装备只占8%,科索沃战争中则占到35%,阿富汗战争中占到56%,而到了伊拉克战争,信息化武器装备占到美军装备总量的70%。可以看出,信息化武器装备在战争中的使用量在不断增加。信息化武器装备的大量使用,使得战争双方在信息空间的争夺日趋激烈,继争夺制陆权、制海权和制空权之后,争夺制信息权已成为战争双方争夺的新焦点,并出现诸如信息战、网络战、指挥控制战和心理战等许多新的作战样式,战场空间也从三维地理空间拓展到电磁空间、心理空间和信息空间等多维空间,并形成陆、海、空、天、电以及心理等多维一体的全方位联合作战,战争的形态也开始由机械化向信息化转变。这些变化,都与信息化武器装备的性质和结构的发展变化有关。可以预测,未来10年到20年,信息化武器装备的大量使用,将有力推进机械化战争向信息化战争的加速转型,并最终实现完全意义上的信息化战争。

思考题

1.军事高技术具有哪些特点?

2.精确制导武器的主要特点是什么?

3.精确制导武器在现代战争中的作用主要有哪些?

4.结合新型武器装备的发展,谈谈隐身技术的发展趋势。

5.侦察监视技术按活动区域分为哪几种?

6.侦察监视技术有哪些发展趋势?

7.电子对抗技术的作战运用主要体现在哪些方面?

8.什么是航天技术?

9.侦察卫星的特点和用途有哪些?

10.指挥控制技术包括哪些类别?

11.与常规武器相比,激光武器具有哪些性能?

12.结合实际,谈谈高技术与新军事变革的关系。

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