一种新型面源红外诱饵对抗红外成像制导反舰导弹方法

朱宇光，张兴有，吕　隽

(中国人民解放军92941部队92分队，辽宁 葫芦岛　125001)



一种新型面源红外诱饵对抗红外成像制导反舰导弹方法

朱宇光，张兴有，吕隽

(中国人民解放军92941部队92分队，辽宁 葫芦岛125001)

摘要：针对面源红外诱饵在近距离对抗反舰导弹存在的对抗失败问题，提出了一种用于近距作战的面源红外诱饵使用方法；建立了面源红外诱饵与反舰导弹对抗模型，提出了对抗成功判定准则，并进行了仿真试验研究，研究结果表明该方法能够使舰艇有效脱离导弹跟踪，对舰艇作战对抗具有重要参考价值。

关键词：面源红外诱饵；红外制导；对抗模型；使用方法

Citation format:ZHU Yu-guang, ZHANG Xing-you, LYU Jun.A New Using Method of Surface Infrared Decoy Against Infrared Ship Missiles[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(3):39-41.

新型红外制导反舰导弹广泛采用红外凝视成像制导体制，具有制导精度高、隐蔽性好、抗干扰能力强和能够选择攻击目标部位等优点[1-3]。红外制导成像反舰导弹已经成为舰艇的重要威胁之一，如何进行防御也成为了各国研究的重要方向。面源红外诱饵弹是一种对抗红外成像制导反舰导弹的有效手段，具有价格低廉、布设方面和干扰效果较好等特点，各军事强国均发展了自己的面源红外诱饵弹，例如英国的“防珊(RAM+PART)”系统和“盾牌”反导系统、法国“达盖”系统、德国BUCK公司研制生产的130mmDM19 “巨人”(Giant)红外干扰弹等[4-5]。

国内外对红外诱饵弹的使用开展了广泛研究，文献[6-9] 对面源红外诱饵弹进行建模分析。本文在前人的基础上，针对弹目距离较近时，提出一种面源红外诱饵使用方法，并进行了仿真分析，为舰艇对抗红外制导导弹作战提供参考。

1面源红外诱饵弹的工作原理

面源红外诱饵弹是造成假目标欺骗式有源干扰器材，当面源红外诱饵弹被抛射点燃后形成大面积的红外诱饵干扰云，其红外光谱特征与被保护目标相似，形成与保护目标相似的空间热红外图像，其红外辐射强度大于被保护目标，并与被保护目标同时处于导弹视场内，同时对被保护目标的红外辐射形成遮蔽作用，破坏红外制导导弹对目标的跟踪，舰艇根据机动规则，逐步摆脱导弹的跟踪。

图1所示的为德国BUCK公司生产的DM19红外诱饵弹，美国命名为MK245 mod，它按顺序和设定的时间间隔，将红外诱饵弹发射到指定距离上，每枚诱饵弹由热烟混合物(8～14 μm)、灼热微粒(3～5 μm)和气态辐射(4.1～4.5 μm) 3部分组成,能够干扰工作在不同波段的红外制导导弹，得到了广泛应用。

图1　DM19面源红外干扰诱饵弹

2面源红外诱饵弹与红外制导反舰导弹对抗模型

2.1面源红外诱饵弹模型

舰艇在发现红外制导反舰导弹后，及时调整航向，根据红外诱饵干扰弹的战术技术指标，适时进行释放，以达到理想的干扰效果。面源红外诱饵弹的指标主要包括光谱特性、辐射强度、起燃时间、作用时间、辐射面积等。对面源式红外诱饵弹的建模主要考虑其运动模型和红外辐射强度模型[9]。

1) 运动模型。面源红外诱饵弹被发射到距离舰艇一定位置后，开始起燃燃烧，其运动主要受到风力、重力和气动力的影响，根据诱饵弹实际使用情况，为了简化模型构建，假设在垂直方向上诱饵弹匀速下降，水平方向上受风力影响进行运动，因此诱饵弹运动模型为：

(1)

式(1)中：x0,y0,z0为诱饵弹发射后的初始位置，vf为风速，θw为风向，vz0为诱饵下降速度，选择正北方向为坐标系y轴，正东方向为x轴。

2) 红外辐射强度模型。面源红外诱饵弹发射后，其经历起然、燃烧和息烧的过程，红外辐射强度也是实时发生变化，其模型曲线见图2所示。

2.2导弹的运动模型

舰艇使用面源红外诱饵弹对抗反舰导弹的态势如图3所示，导弹的运动轨迹由导引头的跟踪点位置确定。在导引头的跟踪视场内，同时存在诱饵弹形成的干扰辐射和目标辐射，其首先用波门将目标罩住，并随着目标距离的变化而自适应距心跟踪。

图2　红外诱饵弹辐射强度变化

图3　导弹、舰艇和诱饵相对位置

当红外制导导弹视场内出现由多个面源诱饵弹和目标组成的辐射源时，其跟踪点为

(2)

式(3)中，Ij、xj、yj分别为舰艇的辐射强度和坐标位置，Ikj、xkx、yky分别波门内第k个燃烧的诱饵弹辐射强度和中心点瞬时坐标。

在得到跟踪点位置后，可得出导弹的运动轨迹为

(3)

其中，vd为导弹平均速度，ΔT为方针步长，Hd为弹目连线与x轴的夹角。

2.3一种新型面源红外诱饵对抗反舰导弹方法

文献[9]提出的面源红外诱饵使用方法为：将诱饵发射至舰船左后方，利用诱饵与舰船的距心效应诱骗导弹，这种方法适用于远距离(弹目距离大于5 km时)，对于近距离，这种方法将诱饵直接发射至反舰导弹的视场边缘，甚至视场之外，起不到干扰效果。针对这种情况，为了提高红外诱饵的干扰效果，提出将干扰弹直接布设在弹目视线上，利用诱饵的遮蔽效应及距心效应对反舰导弹进行干扰，提高舰艇的生存概率，如图3所示。

2.4面源红外诱饵对抗成功判定准则

舰艇使用面源诱饵弹对抗反舰导弹时，当舰艇通过机动摆脱导弹跟踪，在导弹视线之外，或者导弹与诱饵遭遇，导弹跟踪点位置距离舰艇边界距离满足安全要求，判定红外诱饵对抗反舰导弹成功。即当满足：

判定面源红外诱饵对抗成功，其中qm为弹目连线与导弹跟踪方向的夹角，θh为导引头跟踪半视场角，pg为导弹与诱饵遭遇时的坐标，pj为舰艇中心坐标，Lj为舰艇长度，ds为安全距离。

3面源红外诱饵对抗反舰导弹仿真分析

假设舰艇长度为150 m，航向为45°，航速为30 kn，烟囱位于距离舰艇中心后部20 m,最大红外辐射强度为2 000 W/Sr；导弹来袭方向为135°，速度为3 00 m/s，导引头稳定跟踪距离为8 km，视场角为4°；风速为5 m/s，风向为210°；红外诱饵弹在左舷布置，布设距离为500 m，诱饵弹辐射强度为3 000 W/Sr，并假设一组面源红外诱饵形成的干扰团长度与舰艇长度相当[10]。

利用建立的数学模型和试验态势设置，对面源红外诱饵导弹对抗反舰导弹的过程进行仿真分析。

图4为导弹、诱饵、舰船和跟踪点变化曲线，从图中可以看出，导弹在舰艇释放诱饵前稳定跟踪舰艇，在舰艇释放诱饵干扰后，舰艇红外被红外诱饵遮蔽，在舰艇烟囱位置驶出红外诱饵之后，导弹跟踪点位置发生变化，导弹开始跟踪面源诱饵与舰艇形成的距心，经过3.7 s后，舰艇驶离导弹视线，成功实现逃离。

图4　导弹与面源红外诱饵对抗结果

为了研究舰艇在不同运动速度下导弹的跟踪时间，分别选取导弹的运动速度为10 kn,15 kn,20 kn,25 kn,30 kn进行仿真，结果见表1。

表1　舰艇被跟踪时间

可以看出当采用在弹目视线之间布设面源红外诱饵弹时，舰艇被跟踪的时间与速度关系不是很大，这也侧面说明了该种方法的优越性，但随着舰艇速度的降低，舰艇驶出红外诱饵的时间也明显加长，因此为了确保安全，应该使舰艇保持最大速度，以便及早脱离导弹跟踪。

4结论

通过对面源红外诱饵对抗反舰导弹的过程进行建模分析，提出了一种近距离对抗面源红外诱饵使用方法，经过仿真分析研究，得到面源红外诱饵、反舰导弹、舰艇和跟踪点的变化规律，舰艇运动速度对被跟踪时间无影响，但对脱离时间有重大影响，舰艇应保持最大速度脱离导弹跟踪。

参考文献：

[1]吕相银,黄超超,凌永顺.面源型红外诱饵对红外成像制导干扰的评析[J].电子对抗技术,2004,19(2):41-45.

[2]邹振宁.红外成像制导反舰导弹的电子对抗方法探析[J].航天电子对抗,2005(4):37-40.

[3]李宝宁,谢吉鹏,李朝荣.美国面源红外诱饵弹的发展分析[J].舰船电子工程,2009(7):33-36.

[4]赵霜,方有培.红外成像制导及其干扰技术[J].红外与激光工程,2006,35(7):197-203.

[5]淦元柳,王晓飞,郭宝录.国外面源红外诱饵技术的装备与发展[J].舰船电子对抗,2009,183(9):23-26.

[6]林涛,李阔.分布式面源型红外诱饵弹建模研究[J].光电技术应用,2007,22(1):72-74.

[7]赵非玉,卢山,蒋冲.面源红外诱饵仿真建模方法研究[J].光电技术应用,2012,27(2):66-68.

[8]付晓红,樊秋林.面源红外诱饵的建模与仿真研究[J].光电技术应用,2013,28(6):81-85.

[9]陈戎,赵威,宋宁涛.舰载红外诱饵防御红外成像制导导弹建模与分析[J].现代防御技术,2010,38(5):17-21.

[10]田晓飞,马丽华,洪华.面源红外诱饵的干扰特性分析以及模拟研究[J].激光与红外,2012,42(2):165-169.

(责任编辑周江川)

A New Using Method of Surface Infrared Decoy Against Infrared Ship Missiles

ZHU Yu-guang, ZHANG Xing-you, LYU Jun

(92 Unit of the No. 92941stTroop of PLA, Huludao 125001, China)

Abstract:Aims at solving the countering failure problem when distance between surface infrared decoy and anti-ship missile is near, a using method of infrared decoy was introduced. Countering model about the missile and decoy was constructed and the success principle was given. Simulation test research was done and research results show that ship can escape the track of anti-ship missile with using the method. The research could make great value in combat.

Key words:surface infrared decoy; infrared guide; countering model; using method

文章编号：1006-0707(2016)03-0039-03

中图分类号：TP391

文献标识码：A

doi:10.11809/scbgxb2016.03.010

作者简介：朱宇光(1984—)，男，工程师，主要从事战术导弹试验研究。

收稿日期：2015-08-23；修回日期：2015-09-09

本文引用格式：朱宇光，张兴有，吕隽.一种新型面源红外诱饵对抗红外成像制导反舰导弹方法[J].兵器装备工程学报，2016(3):39-41.

【装备理论与装备技术】