基本介紹
- 中文名：雷射制導
- 外文名：laser guidance
- 屬性：制導方法
- 利用：雷射
- 雷射特性：方向性
制導形式分類,半主動式,主動式,雷射駕束制導,指令制導,對抗戰略,精準戰略,制導屏障,黑化保護,鏡面保護,雷射制導武器的種類,飛彈,制導炮彈,制導魚雷,制導子彈,未來發展情況,
制導形式分類
半主動式
使用位於載機或地面上的雷射器照射目標，飛彈上的雷射導引頭接收從目標反射的雷射從而跟蹤目標並把飛彈導向目標。
將攻擊用彈頭與指引目標用的“雷射目標指示器”分開配置的。攻擊時，先從地面或空中用雷射目標指示器對準目標發射雷射束，發射或投放的攻擊性彈頭前端的“尋的器”就會捕獲由目標表面漫反射回來的雷射，並控制和導引彈頭對目標進行奔襲，直至擊中目標並將目標炸掉。由於雷射束的方向性極好而且發散角極小，因此，雷射制導武器命中精度極高，可以說指哪兒打哪兒。如美國生產和裝備的“寶石路”雷射制導炸彈，其命中精度已達到1. 5米。
主動式
雷射照射器裝在導引頭上。這種雷射制導的自動化程度高，但實際上還沒有套用到反坦克飛彈上。這種照射器可以將飛彈的預設軌道在雷射器內編碼，有雷射通過光的反射自主導航。該種方法抗干擾能力較強，並且制導精確，適合於在空中打擊地面目標，如坦克等。
雷射駕束制導
光束編碼是駕束制導的關鍵技術，雷射駕束制導武器系統對飛彈的控制的關鍵是要形成具有編碼信息的雷射駕束控制場。雷射駕束的編碼方案有多 種，如數字編碼、空間偏振編碼、空間掃描以及調製 盤空間編碼等，其中雷射空間頻率編碼方式套用較廣。該方式抗干擾性能好，解碼方式簡單，易實對光強分布均勻性要求不高，但對調製盤轉速穩定性要求嚴格。
指令制導
雷射波束方向性強、波束窄，故雷射制導精度高，抗干擾能力強。但是0.8—1.8微米波段的雷射易被雲、霧、雨等吸收，透過率低，全天候使用受到限制。如採用10.6微米波段的長波雷射，則可在能見度不良的條件下使用。
對抗戰略
精準戰略
雷射制導炸彈可謂威力非凡。越戰之初，美軍為炸毀河內附近的一座大橋曾出動了600多架飛機，投下2000多噸彈藥，結果大橋安然無恙，而美軍飛機卻被打下20架。1968年初，美軍使用了“寶石路”雷射制導實驗炸彈，只出動了12架飛機空投了10餘枚雷射制導炸彈就徹底摧毀了那座大橋，而美方卻沒有一架飛機損失。在海灣戰爭期間，以美國為首的多國部隊共投擲了6520噸雷射制導炸彈，有 90%擊中了目標，同期投下的8萬餘噸非制導炸彈的命中率卻只有25%。
各軍事強國紛紛加強雷射制導炸彈的研製。在未來戰爭中如何防範雷射制導武器的襲擊是一個不可迴避的課題。
制導屏障
對付雷射制導武器的常用辦法是對目標進行煙幕保護，即在可能被襲擊的目標周圍施放煙幕，把目標隱藏在濃濃的煙幕之中。越戰期間，在美軍首次利用雷射制導炸彈取得輝煌戰果之後，越方及時使用了煙幕對電廠橋樑等目標進行了掩護。當美軍又一次對這些目標進行轟炸時，投下的許多雷射制導炸彈面對白茫茫的濃煙就都成了看不見目標的“瞎子”，結果竟沒有一枚命中目標。
煙幕使雷射制導武器“變瞎”的原因在於煙幕能對光波產生強烈的散射和吸收。這種散射和吸收有效地遮擋了光波的通道，使“雷射目標指示器”難以瞄準目標，也使雷射制導武器的“尋的器”無法接收到由目標漫反射回來的引導光波。在這種情況下，雷射制導武器自然也就變“瞎”了。
煙幕保護不僅可用於對付雷射制導武器，而且還可以對付其他類型的光學精確制導武器，例如紅外製導武器、電視成像制導武器等。但煙幕必須在敵方的光學制導武器來襲之前的適當時間開始施放，還要選擇在上風頭的必要部位進行。如果在敵方襲擊開始時煙幕不濃或不能充分遮掩目標，就會大大削弱其保護作用。因此煙幕保護不僅需要有效的預警系統相配合，而且還需要消耗大量的發煙器材，對於敵人突如其來的襲擊很難及時進行有效的防禦。
黑化保護
雷射制導武器之所以能夠逞威，關鍵在於被襲擊的目標通常都會對照射雷射產生較強的漫反射作用。為了美觀，許多建築物都採用淺色外表，而這恰恰能夠對照射雷射產生強烈的漫反射，為雷射制導武器提供較強的目標指示信號。既然雷射制導離不開目標對照射雷射的漫反射，那就應當想方設法儘可能地降低目標對雷射的漫反射強度。黑化表面是減小漫反射強度的一種有效方法。
雷射制導武器通常使用波長1.06微米的雷射作照射光（也有用10.6微米的）。一般建築物表面對照射光的反射率都比較大，通常在50%左右，白色表面甚至可以達到90%左右。所以，它們很容易成為被雷射制導武器打擊的目標。如果用對1 .06微米和10.6微米波長的光具有高吸收率低反射率的材料覆蓋表面，就可以在很大程度上實現對雷射制導武器的“隱形”，使雷射制導武器接收不到足夠的反射雷射，因而也就無法對目標進行準確的襲擊。例如，燈黑塗料對1.06微米和10.6 微米光波的反射率只有5%左右。這樣微弱的漫反射光就很難被雷射制導武器接收到。
使用黑色材料覆蓋表面的方法有多種，既可以用塗料直接塗在建築物表面，也可以用黑化後的板、片、膜、布等類型的材料臨時覆蓋（或遮掩）在建築物表面，同時要注意經常清除黑化面上的塵土，因為塵土會增強漫反射，還要注意經常在黑化面上灑些水，使其保持濕潤。濕潤的黑化面可以增強對光波的吸收而減少反射，還可以起到散熱降溫的作用。
鏡面保護
雷射制導武器尋找目標靠的是從目標漫反射回來的照射雷射。因為漫反射是向四面八方進行的，才使得雷射制導武器的尋的器隨時都能捕捉到由目標反射回來的雷射並把攻擊方向對準目標。如果在目標的表面使用平面鏡進行防護，無論照射目標的雷射束來自空中還是地面，平面鏡都將對照射其上的雷射按反射定律產生集中的定向反射。反射光同樣是很窄的光束。雷射制導武器的尋的器極難捕捉到它，即使偶然碰到了反射光束，由於互相運動也很快就會錯開反射光束而“ 脫靶”。而且由於鏡面反射雷射的能量集中，尋的器的光學元件在碰到反射光束時也容易被炸毀而失效。
防護鏡可以用玻璃、有機玻璃、聚酯等材料光潔透明的板或片（甚至較硬的薄膜）經過鍍金屬反光膜來製造。玻璃鏡耐久性好，便於平戰兩用，而有機材料輕便且不易破碎，更適合戰爭環境。尤其是有機材料便於裁割，易於貼在各種大小不一的目標表面。
採用鏡面防護時，由於建築物比較大，防護鏡面通常都是由許多平面鏡組成的。因此要注意儘量使處於同一平面的鏡面在安裝時保持方向一致，這樣作可以減小目標被發現的幾率。
為達到更好的保護效果，還可以將施放煙幕、黑化表面以及鏡面保護組合搭配使用。由於黑化表面和鏡面保護是經常性起作用的，這就彌補了煙幕保護的缺陷，即使預警系統沒有對敵人的來襲作出預警，來襲的雷射制導武器也很難逞威。如果臨戰再施放一些煙幕，不論其覆蓋能力如何，都會更進一步使來襲的光學制導武器喪失準確制導能力。
雷射制導武器的種類
飛彈
飛彈作為21世紀的主要武器需要有極高的精確性，所以雷射制導在飛彈領域引用極廣，1965年美國研製成功“寶石路”雷射制導炸彈,並於67年用於越南戰場， 首次使用就取得了驚人的戰果。從而各國軍事學家開始對雷射制導產生重視。各大國開始正想研究。
制導炮彈
制導炮彈是利用自身制導裝置，發射後能在彈道末段實施控制、引導的炮彈。主要對付坦克、裝甲車輛、艦艇等目標。雷射制導炮彈廣泛套用於反坦克領域，由於打擊精確度高，在各國陸軍中有極高的套用。代表有美國“銅班蛇”制導炮彈，瑞典的“斯特勒克斯”制導炮彈等。
制導魚雷
21世紀海軍作為發展較快的軍種誕生了無數的新型武器，制導魚雷就是其中之一，早在二次世界大戰時德國潛艇就想要製造一種精確度較高的魚雷，以便進一步打擊航空母艦等大型船隻，雷射器的發明使這一構想成為現實。雷射的高精確度使得魚雷可以更準確地遠距離打擊船隻。
制導子彈
2012年2月初，美國洛克希德·馬丁公司桑迪亞國家實驗室對外宣布研製了一種類似飛鏢的雷射制導子彈。這種雷射制導子彈長4英寸（約合10.16厘米），適用於點50口徑（指彈殼直徑為0.5英寸，約合12.7毫米）槍族武器。研究人員稱，雷射制導子彈在飛行過程中能自動調整方向，像微型飛彈一樣擊中1英里（約合1.6公里）以外的目標。這種子彈可廣泛裝備軍隊，從而提高射擊的命中率，讓普通士兵也擁有狙擊手的神奇槍法。
據介紹，在阿富汗戰場和伊拉克戰場上，由於受天氣、風速、光線及目標移動等因素影響，美軍士兵經常消耗大量子彈也無法命中目標。為了提高武器射程和射擊精度，美國國防部高級研究計畫局（DARPA）早在4年前就秘密啟動了一項名為EXACTO（Extreme Accuracy Tasked Ordnance）的項目，即一種射程可達5公里的高精度武器項目。洛克希德·馬丁公司桑迪亞國家實驗室負責研製的這款雷射制導子彈正是EXACTO項目的一部分，雖然目前還處於初級研製階段，但其最終目標是研發一種可以自動搜尋和鎖定目標，並精確命中目標的子彈。
“前長眼睛後長魚鰭”的獨特設計
人們常說“子彈不長眼”，但這種說法在雷射制導子彈面前得改一改。與傳統意義上的子彈不同，雷射制導子彈突破了子彈從螺紋槍管發射後直線飛行的慣性軌跡，開闢了無動力曲線飛行的先例，直接顛覆了傳統射擊原理。
在雷射制導子彈的內部有一個獨特的微型控制系統，其主要由兩大部分構成：一是制導系統。在子彈前端有一個光學感應器，用以搜尋、追蹤射向目標的雷射制導點，內部的感測器能將目標不斷變化的信息適時傳給制導和指揮元件，後者通過一個8位的中央處理器計算出需要的飛行路徑，並指揮電磁傳動裝置。二是傳動系統，主要是一個驅動電機和一個類似“魚鰭”的微型彈尾，驅動電機可為傳動系統提供持續動力，微型彈尾可不斷旋轉，調整方向，控制子彈迂迴、曲折地擊中目標。因此，有人形象地把該型子彈稱作是“前長眼睛、後長魚鰭”並且“還有頭腦”的“聰明子彈”。
“迷你版”的微型雷射飛彈
相比瞄準射擊的老式武器，雷射制導子彈顯然把步兵單兵武器帶入了一個新時代。據稱，與普通子彈不同，這種雷射制導子彈並不靠凹槽或螺紋膛線來實現高速旋轉，以保持直線飛行。它採用的是一種獨特的滑膛設計，子彈發射後不必旋轉，其尾部微型的“魚鰭”在飛行過程中，能根據目標移動等信息調整方向，完成彈道偏離、自動導引和準確命中目標。研究人員稱，它每秒可自動調整導航路徑達30次，以保證能達到“百步穿楊”的效果。
研究人員還通過計算機進行了空氣動力學模擬測試，發現普通子彈受到外界影響每前進1公里至少偏離目標9.8米，而這種雷射制導子彈在同樣情況下只會偏離0.2米。因為它獨特的尾翼能適應空氣動力學變化，在一定限度上抵消風速和地球引力的作用，從而增大系統瞄準和直接射擊距離，提高作戰效能。
桑迪亞國家實驗室的研究人員稱，戰場上的士兵在使用雷射制導子彈時，不需要依靠準星進行精確瞄準，只要鎖定目標，不論朝哪個方向射擊，子彈都將通過雷射導航自我修訂、調整飛行方向，更快速更準確地命中目標。這就大大削弱了素有“死神”之稱的狙擊手的作用，有人調侃地說，“狙擊手可以下崗了”；也有人說，“‘三點一線’即將成為過去時”。制導子彈還有一個突出的功能：能夠打擊隱蔽在牆壁、戰壕、石頭或房屋內的敵人。
這種雷射制導子彈具有廣闊的發展前景。試想，也許在不久的將來，士兵們使用裝滿了雷射制導子彈的滑膛槍械，不必彈飛如雨，而能做到一槍幹掉一個。因此，有專家稱，雷射制導子彈的使用，標誌著步兵這個最古老的兵種也開始進入精確打擊時代。該實驗室的負責人稱，其潛在的大客戶包括軍隊、執法機構等。
雖然這種雷射制導子彈目前已測試成功，結果也令人歡欣鼓舞，但仍有一些問題需要解決。就連桑迪亞國家實驗室的負責人也不得不承認，目前存在的最大挑戰是這種子彈科技含量大，造價過高，從而導致研發經費投入不足。另外，還有專家表示，這種雷射制導子彈的殺傷力不強。其初速僅有2400英尺/秒（約732米/秒），與標準的軍用速度還存在差距。同時，由於其自身沒有持續動力，一旦在飛行過程中改變前進方向，勢必會消耗部分動能，這樣其殺傷力與未制導的子彈相比就弱了很多。
未來發展情況
雷射尋的制導是雷射制導的未來發展方向。雷射尋的制導是用雷射器向目標發射雷射波束，用接收機敏感目標反射回來的雷射束，引導制導武器飛向目標。我國從上世紀70年代就開始進行雷射制導方面的研究，開發出7712型雷射制導炸彈，但由於命中精度不理想，並沒有裝備部隊，此後通過對俄羅斯KAB-5090L雷射制導炸彈的仿製，完全掌握了這種技術，並且在二炮部隊裝備。近幾年隨著東風21—D飛彈的試射，我國在雷射制導飛彈領域發展極為快，而各國也在此方面進行了極大的投資，致力於研發出更強的飛彈。
21世紀隨著技術的發展，國防建設也變得極為困難，雷射制導技術的發展使得飛彈變的更為精確，這使得敵人可以遠距離打擊我國的交通線。在伊拉克戰爭中，戰爭初期美軍就是用雷射精確制導飛彈先行炸毀了伊拉克的橋樑，使得伊軍的後勤補給變得混亂，從而勝利。 現代戰爭中，反導已是現代國防的新課題。如果做個簡單的類比，雷射制導武器相當於“矛”，其對抗裝備則相當於“ 盾”，從目前來看“矛”領先於“盾”。隨著各國軍方對雷射制導武器認識的加深，雷射制導的對抗也越發激烈。目前服役的半主動式雷射制導武器多是波長為1.06μm的脈衝雷射束，且光束編碼是事前預設的。作戰時如向敵方雷射制導武器發射與其相當的雷射信號，使壓制敵雷射接收機或傳送假信息，對方就無法使用雷射制導武器，或使飛彈被誤導而無法命中真實目標。使用煙霧干擾。煙霧干擾仍是一種重要的對抗手段，它不僅能幹擾偵察系統，使照射手看不到目標，而且對1.06μm雷射能強烈吸收，使雷射制導武器的雷射信號被阻塞而喪失戰鬥力。 雷射制導武器的使用要有一個偵察識別的過程，如果事先把己方的目標偽裝、隱形起來，雷射制導武器就無法使用。 配置雷射告警器。在己方的目標上配置雷射告警系統，雷射制導武器在飛行中必須向目標照射雷射，當警告器發覺後，己方可立即採取措施使其喪失戰鬥力。總而言之雷射制導技術在21世紀的發展將會更加強大，而對其的防禦也會做得更好。
在21世紀中，隨著科技的發展，雷射制導技術也必將得到更大的發展，在軍事上矛與盾的爭霸也是技術發展的推動力，從雷射被發現到現在套用於多種武器上，雷射所走之路極為寬闊，也擁有著極大的前景。而各種雷射武器的問世，使得戰爭變得更加殘酷，但更精確的打擊也使平民的傷亡減少，戰爭的時間縮短，進一步減少死亡。 所以我們應單一更為積極的態度去發展科技，使得科技可以更好地造福於人類，發揮出更大的積極作用。
