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光纤制导方式的优越性 从1945年有线制导导弹诞生以来，总摆脱不了"长尾巴"的印象，虽有难以干扰的优点，但金属导线的重量、长度与信号的衰减，限制了导弹的射程，使其射程限于2000-3000米内，而且作战对象也以反坦克为主。随着电子技术的发展，袖珍化的红外线或可见光波段摄象机可放到导弹里面，通过光纤将图像送回来，让射手看到目标，这种方式形成一类崭新的线导导弹家族。光纤重量轻，延伸距离可达60公里，甚至在障碍后方或视距外也可锁定目标，由于是以图像来选择目标，对坦克、船舰、地面或低速空中目标均可作精确的打击，同时没有信号泄露，容易作到隐身，存活性高，也有绝佳的干�"免疫力"。 导弹的制导方式很多。主要包括线束制导、主动寻的制导和半主动寻的制导等。再细分一下，线束制导包括导线制导和光纤制导；主动寻的制导包括激光主动寻的和雷达主动寻的制导；被动寻的制导有雷达被动寻的、红外被动寻的、红外成像(或电视成像)被动寻的制导等多种方式。 分析比较这几种制导方式，光纤制导是目前可供潜空导弹使用的最便宜、最有效的制导方式。 主动激光寻的、主动雷达寻的和被动红外寻的导弹，易受雷达诱饵和红外诱饵的干扰和欺骗。目标可采用"关闭雷达"措施而使被动雷达寻的导弹失效。光纤制导、导线制导和红外成像被动寻的制导不存在上述问题。导线制导的研究是从第二次世界大战开始的。半个世纪以来，世界各国已生产了数十万枚导线制导反坦克导弹。尽管光纤制导导弹的研究历史只有十几年，而且尚未正式装备部队使用，但其制导方式已显示出其无与伦比的优点。 铜导线制导用在潜空导弹中遇到的首要问题是导线的密封和防腐蚀问题。为了达到上述目的，就必须在导线外部加上隔离层，使制导导线体积和重量很大，从而难以满足目前对潜空导弹所提出的战术要求。其次，导线传输信号的带宽较窄，难以与现代探测设备和数据处理系统实现最佳配合，最终造成制导精度和控制指令质量下降。 相比之下，光纤是由石英材料制成的，有非常好的水密性和防腐性。另外，光纤还具有重量轻、体积小、强度高和抗电磁干扰等特点。光纤传输信号的容量也很大，在线径和长度相同的条件下，是铜导线的5000倍。这一切，使得光纤制导系统不仅可采用最新一代的探测器和大容量数据处理机，而且也较容易满足对潜空导弹提出的其他各项战术指标。 被动寻的红外(或电视)成像制导采用高密度凝视型红外焦平面阵列。被动红外成像寻的制导具有伪警率低、搜索速度快和抗干扰能力强等特点，但根据目前的技术，它与光纤制导方式相比，仍然存在以下缺点： 1.对红外焦平面探测器件的鉴别率要求要比光纤制导系统的高得多。在被动寻的红外成像制导导弹中，其数据处理系统及各种软件系统均装在导弹内，由于空间和价格方面的限制, 不可能构成太复杂的系统。由此产生的不足由高密度红外线焦平面阵列来弥补。与之相比，在光纤制导导弹中，上述系统均装在导弹和发射平台内。由于受空间和重量限制的因素较小，因而可构成数据处理容量大和功能更多的系统。与此同时，在其导引头中也可采用性能略低、目前又能提供使用的红外摄像机。 2.其造价要比光纤制导系统昂贵，在红外成像制导导弹中，数据处理和软件系统属一次消耗的设备，而在光纤制导导弹中, 尽管数据处理及软件结构价格昂贵，但它属非消耗性设备。因此，从总体上看，光纤制导导弹较便宜。 3.其功能低于光纤制导系统，被动红外成像制导系统为全自动，属于"发射后不管"式，而光纤制导除可具有上述功能外，操纵手还可实行人工干预，从而有可能提高光纤制导导弹在非常复杂情况下的杀伤概率。这种人工智能制导是光纤制导的一大优点。
1.纤维强度：虽然在理论上，光学纤维的强度可允许导弹飞行速度超过1马赫，但纤维制造过程中的瑕疵却会限制纤维的强度。以往纤维都是使用在电话工业上，而电话工业所用的电缆始终理在地下，纤维的制造瑕疵基本不会造成问题。而应用于光纤导引导弹上的纤维，必须是毫无瑕疵，能通过24600公斤/平方厘米的强度测验。正因如此，纤维的制造过程必须有所突破。 2. 纤维长度：早期光纤导引导弹曾被步兵用来作3-5公里瞄准范围内反坦克攻击，当150公里低功率电话通信的成功引起各国军方扩展光纤导弹射程的兴趣。数公里长度的光学纤维在制造难度上已经算不上很大，但将纤维长度延伸到数十公里，则又得另当别论了。无论制造过程中多么谨慎，小瑕疵仍是无法避免的。但测试的成败，却深受此类小瑕疵左右，在这样的情况下，高强度接合技术遂应运而生。 3.接合：电话工业用的纤维接合技术很普通，强度要求也不高，电缆因接合而鼓起的情形都可接受。但导弹的纤维接合技术要求接合后的纤维不能有突起，并能通过24600公斤/平方厘米的强度测验。 4.缠绕：光学纤维要能快速且有效地缠绕数公里长确是一项深具挑战的技术。必须借助自动化专门机器。通常，它能以适当的松紧度将光学纤维缠绕于直径0.03厘米的线圈，且作恰当的巢状重叠。 5.纤维类型：电话工业已发展出单式纤维与复式纤维。单式纤维的优良传送效率早为大众所熟知。一般而言，这两种纤维不同处在于：单式纤维虽然价格高、接头需成直线，但是性能较好。因此，近程导弹应采用复式纤维，而远程导弹应采用单式纤维。 6.数据链：光学信号密码的制造与还原，会因纤维长度的差异而有所不同。 7.放线：为使导弹能快速飞行，且光纤不致折断，光纤必须稳定地依卷轴方向释放，卷筒才可与导弹保持稳定的关系。
20世纪90年代后，由德国DASA等公司研制的独眼巨人、以色列拉菲尔公司研制的道钉等导弹，为光纤制导导弹(FOGM)的代表作。使FOGM发挥神奇功能的关键在于光纤的使用。与传统的金属导线相比，光纤具有直径小、质量轻、价格低廉、频宽高、信号衰减小等优势。在这样的传输特性下，光纤可以做到在一个方向传送图像的同时，在另一个方向传送指令。美国早在1970年即以光纤替代金属导线进行FOGM与视距外作战的概念展示。随着光纤技术的成熟与图像感测器的发展，使FOGM的概念更具有现实性，让射手的视野延伸，不论白天、夜晚或气候如何，均可全天候提供导弹的末端图像。 独眼巨人的研究可追溯到20世纪80年代初。在1982-1984年间，当时的西德MBB公司利用改型的Mamba导弹进行了光纤制导的初步原理试验，其目的是验证光纤绕线轴、光纤传输图象和控制指令的可行性情况。试验距离为0.9-2.5公里。1984年，两家公司联合提出独眼巨人光纤制导导弹发展计划。根据这项计划，在1984-1986年间，又利用法国生产的SS-11(或SS-12M)线导反坦克导弹做进一步改装试验，验证在几公里长的光纤中双向通信的可行性，试验弹上装有由陀螺稳定的昼夜电视摄像机。 在1987年12月-1989年间又进行多次实际尺寸导弹的发射和飞行试验。试验目的是验证光纤制导用于潜空导弹和反装甲导弹的有关情况, 主要包括光纤放线速度、双向信息传输的能力和质量、传输距离以及人工制导的能力等。试验距离多为6.5公里，最大达7公里。在测试时，导弹弹头装有电视摄象机，以150米的高度，150米/秒的速度飞行。各项资料显示，当射程达60公里时，视频信号仍维持相同的性能。最终目标是将制导距离提高到60公里，甚至100公里，速度提高到350米/秒以上。自1989年开始，由德、法两国政府提供经费，估计总研制经费约为1.75亿美元。1992年意大利阿莱尼亚公司也加入进来。 独眼巨人导弹计划有潜空型和反装甲型两种。独眼巨人潜空型和反装甲型有许多异同。二者的弹径、射程和飞行速度相同，而弹长、导弹重量和战斗部重量有所不同。据估计，制导用的光纤也不尽相同。潜空型光纤除了具有和反装甲光纤相同的性能要求外，在水密和强度方面可能会有更特殊的要求。二者在发射方法上也不同，反装甲型采用垂直发射，而潜空型则采用斜向发射。 独眼巨人的作战对象为反潜巡逻飞机和直升机。其主要战术技术指标如下：弹长1.85米，弹径165毫米，导弹系统总重105公斤(其中运载器重62公斤，导弹重43公斤)作战距离10公里，飞行速度150米/秒(搜索时)和250米/秒(攻击时)，最大过载15G，发射深度为潜艇潜望深度到水下300米，制导方式为光纤制导加红外热成像或毫米波雷达导引头，战斗部为3公斤高能炸药。，推进系统采用固体火箭发动机(试验型)或涡轮喷气发动机(生产型)。3公斤高能炸药战斗部。
导弹及其导引头 独眼巨人的导弹设计在很大程度上借鉴了线导反坦克导弹，特别是米兰和霍特导弹的外形和结构。导弹采用圆柱形弹体，中部有4个十字型配置的用于控制方向的鸭式弹翼，尾部也有同样4个十字形配置的稳定翼，弹翼均可折叠，导弹头部装有红外或电视摄像机，光纤线轴装在尾部并由此放出。 导弹的推进系统在试验弹上采用固体火箭发动机。据估计其生产型可能采用西德航空技术公司的涡轮喷气发动机或法国微型涡轮发动机公司的发动机。为防止损伤光纤，发动机尾部喷管是在弹体侧面伸出的。 战斗部装有3公斤重的高能炸药，备有独发和近炸两种引信。制导系统分弹上和艇上两部分，二者由光纤互传视频信息、各种测量数据和指令信号。在试验弹中，导引头采用电视摄像机。但最新资料表明，在正式产品中可能采用红外线热成像探测器或者毫米波探测器。后面两种探测器有更好的昼夜和全天候工作能力。 尽管导引头对于武器系统的效率与物质，有着一定的影响，但原则上，导引头的选择对于光纤制导导弹基本不构成太大问题。凡是可以产生视像或讯号的东西，都可作为光纤导弹的寻标器。光学纤维宽波带能力使它能与不同的感测器――普通电视、电荷耦合(CCD)摄影机、红外线、雷达、毫米波等同时使用。 一个可以提供清晰视像，且能让发射者辨识目标、追踪目标、导引导弹撞击目标的导引头，当然是光纤导引导弹的必备之物。幸运的是，焦面阵列技术正快速进步，且其技术风险很低。使用近百个感测器作焦面阵列的技术，将使光纤导引导弹如虎添翼。虽然，焦面阵列被动红外传感器既可用于白天，也可用于夜间作战，但其性能会受浓烟、浓雾、高浓度、热度等因素影响而降低。可以想象的是，焦面阵列终将被毫米波雷达所取代，因为，毫米波雷达能穿透烟、雾、大雨，适用于各种天候作战。
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玻璃光纤传奇与独眼巨人计划的产生
