[《洛杉矶之战》中的决胜武器]激光目标指示器

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　　刚看过《洛杉矶之战》的人也许对美国海军陆战队队员召唤激光制导导弹最终摧毁外星人指挥控制中心的情节记忆犹新。在制空权完全丧失、无线电通信成为祸水的时候，只有激光制导武器成为了挽救人类危亡的决胜武器，特别是最后争夺激光目标指示器的过程扣人心弦。这种诞生于上世纪60年代的武器究竟有什么神奇本领，能担负起挽救全人类的重任?
　　
　　激光引导――《洛杉矶之战》中的神器
　　
　　年初在全国上映的《洛杉矶之战》给观众留下了深刻印象，后来传出美国军方因电影过度暴露了美军军力和海军陆战队的精良装备而意欲封杀这部电影，这似乎为炒作这部影片添了一把火。
　　《洛杉矶之战》拍摄期间，驻扎在加州和路易斯安那州的部队也加入“战斗”，多数战争场面都是在加州军事基地完成的。该片拍摄得到军方大力援助与支持，对海军陆战队的刻画更是浓墨重彩。
　　电影中出现了M2“布莱德利”步兵战车、E-3预警机、AH-64“阿帕奇”武装直升机等多种现役装备，陆战队员的多功能战术背心更让军迷向往，但这些装备在新的故事中都不堪一击。如果说该电影具有军事寓言意义，就只能说其设想了美军在失去制空和制电磁权下的作战形态。影片中一贯占据武器优势的美军，反而像藏匿在山洞与街巷中的游击队一样。而从电影情节设计可以看出，美国人狂妄而自信地认为让美军失去这两项优势的只有外星人，地球上还没有哪只军队具有此种能力：美军在经过前期的挫折后，终于依靠军人的勇敢和智慧找到了严重不对称作战条件下的作战方式――召唤激光制导导弹攻击敌人指控中心。
　　影片中，美国陆战队英雄冒着生命危险将携带的激光目标指示器标定了外星人的指控中心，最终引导导弹将其击毁。实际上，如果说该电影有什么暴露美军秘密的地方，那就是这个情节了.因为所谓装甲车、直升机等凡此种种的武器装备在任何技术手册上都可以找到更多、更精确的数据，甚至每天的电视新闻上也充斥着这些先进装备。让美国军方对此片感到顾忌的是，其暴露了美军空中武器精确打击的运作方式。
　　目前，美国已广泛推广了GPS制导武器。但众所周知，GPS制导本身就存在数米的误差，再加上武器本身使用误差，累积误差可以达到13米。美军实际战场使用也说明了这一情况。而激光制导是抵近瞄准，只存在武器本身使用误差，可以控制在5米以内，甚至可以达到1.5米。特别是其可以对低速运动目标进行跟踪瞄准，这是GPS制导不具备的。这就是为什么廉价可靠的GPS制导弹药无法取代激光制导武器的根本原因。
　　
　　激光引导的秘密
　　
　　要探究激光目标指示器是如何工作的，就不能不提激光制导武器的工作原理。激光制导就是利用激光获得制导信息或传输制导指令，使武器按一定导引规律飞向目标的方法。
　　激光制导方式激光之所以被选用引导弹药，主要是因为其方向性非常强。激光几乎是一束理想的平行光，可以传播很远而极少发散，这使其成为一种理想的指示工具。激光制导是上世纪60年代美军在越南战场上发展起来的一种武器制导技术，此后发展迅猛。按照激光在制导过程中的作用可以将其分为激光驾束制导、激光半主动制导，以及激光主动式自动制导和激光传输指令制导等方式，目前应用于战场的只有前两种。
　　激光驾束制导是将激光接收器置于武器上，武器发射时激光器对着目标照射，发射后的武器在激光波束内飞行。当导弹偏离激光波束轴线时，接收器敏感偏离的大小和方位并形成误差信号，按导引规律形成控制指令来修正导弹的飞行。这种方式类似二战中最初使用的无线电飞行导航。当时盟军在轰炸机飞行线路上发射无线电波束，一旦飞机偏航，即可告警，从而确保飞机的正确飞行方向。这种激光制导方式现在多用于反坦克导弹。
　　空中打击弹药较为常见的是激光半主动式制导。该方式使用位于载机或地面上的激光器照射目标，导弹上的激光导引头接收从目标反射的激光，从而跟踪目标并把导弹导向目标。
　　激光主动式自动制导和激光传输指令制导方式较为先进，但也较为复杂，尚在开发之中。
　　激光制导原理半主动激光制导是目前研制较成功的一种激光制导方式。半主动激光制度的武器一般由两部分组成：一是装有激光导引头的弹体，二是照射目标的激光目标指示器(激光照射器)。使用中这两部分必须密切配合。手持、车载或机载(舰载)的激光目标指示器向目标发射激光，目标便会使激光散射，与此同时，飞机投下装有激光导引头和控制系统的激光制导武器(炸弹、炮弹、导弹、火箭)，导引头捕捉到被目标散射的激光束并判定其方向，确定武器瞄准目标的误差，然后向导引头下达必要的校正指令；武器导引头能够根据气流方向，通过头部安定面定位，同时上下左右移动来调整角度。导引头由整流罩来防护。特制的整流罩能让激光束自由通过，却会通过红外线过滤器只让“有用”波长的光线通过，以排除干扰信号。
　　激光目标指示器是半主动寻的激光制导武器系统不可缺少的一部分，一般要始终照射目标，直至击中目标为止。而为了同时攻击多个目标，可以把激光信号进行编码，用多个指示器发射不同编码的激光分别控制数枚炸弹或导弹。
　　激光波束方向性强、波束窄，故激光制导精度高，抗干扰能力强。通常来说，波长越短的激光束透过率就越低，例如，现有的0.8～1.8微米波段的激光易被云、雾、雨等吸收，全天候使用受到限制。目前许多国家都在发展10.6微米波段的长波激光，其可在能见度不良的条件下使用。
　　
　　激光目标指示器的工作原理与使用
　　
　　从上述过程可以看出，激光目标指示器发挥着重要作用，其性能直接影响到了制导武器的性能。
　　激光目标指示器的组成与工作激光目标指示器(Laser Target Designator)用于对目标进行精确定位，这在实际使用上无疑是十分重要的。在激光制导武器系统中，目标指示器的已编码激光指向目标，由目标反射的激光脉冲向各个方向上散射，并被安装在导弹头部的目标搜索器探测，引导导弹准确地击中目标。这里激光束的编码是非常关键的，只有目标搜索器才能识码，这对防敌干扰至关重要。光束编码的另一个优点是可以同时识别或指示同一区域的几个不同目标，它们各自具有不同的编码，以防相互影响。
　　目前，激光目标指示器一般都兼有测距功能，也被称为激光测距目标指示器(LTD／RF)。激光目标指示器的发展也历经了几代，出现了许多不同种类、不同功能和适应于不同平台与使用环境的不同产品，主要有机载型、地面型及舰载型三大类。地面型还可以分为车载型和手持型两种，主要区别是功率和重量不同。战场上使用较多的是机载型。大家在《洛杉矶之战》中看到的则是一种更为小巧的手持型激光目标指示器，通常重量只有6千克左右，相当于两个笔记本电脑的重量，可以很容易地单人操作。
　　激光目标指示器在前面通常有一个激光发射透镜和一个光学或光电瞄准镜头， 与该镜头对应的后侧为目视镜窗口。内部的核心部件是激光器。目前在激光半自动寻的制导系统中使用最多的是工作在近红外波段的Nd：YAG激光器，脉冲宽度在10纳秒左右，脉冲频率10-20赫兹，脉冲能量取决于目标与指示器和导弹发射平台的相对位置、指示器光学系统、导引头光学系统以及现场大气对光束的透过率等因素。前面提到的透过率较高的10.6微米波长激光使用的是TEA CO2激光器。TEACO2激光器的光学系统更加复杂，但穿透战场烟尘的能力更强，因此有取代Nd：YAG激光器的趋势。
　　激光目标指示器除了激光发射系统――激光器外，还增加了瞄准系统，用于初始捕捉目标，保证激光发射与瞄准在静态和动态情况下始终保持同轴，是确保照射精度的关键。
　　此外，在激光目标指示过程中，目标或指示器平台可能发生相对运动，这就需要有目标跟踪系统。激光目标指示器使用的跟踪手段很多，用的最普遍、技术最成熟的有电视自动跟踪、红外及前视红外自动跟踪等。手持式激光目标指示器对该系统的要求不是很严格。对机载激光目标指示器而言，载机运动将造成目标相对瞄准线运动，因此如何保持瞄准线稳定是跟踪系统中必需解决的技术关键。
　　激光目标指示器的实际使用
　　激光目标指示器在战场使用中既可以装配在地面侦察车辆上，或由特种部队携带在隐蔽区域指示目标，也可以装在飞机上由飞行员确定目标。机载激光指示器可以是固定的，如F-117、“美洲虎”、苏-39等，更多的则是采用吊舱挂载方案，行动前把目标指示器吊舱装配到飞机外挂点上。制导炸弹或导弹和目标指示器吊舱还可以不在同一架飞机上，如在“沙漠风暴”行动中，英国“狂风”GR.1战斗轰炸机投掷的制导航弹，就是由挂在“掠夺者”S.2B轰炸机上的目标指示器引导的。不过这要求飞行员间有非常好的行动协调能力，保证在炸弹准确命中目标前提供全程照射。地面手持式照射也是如此，在武器攻击过程中要求激光目标指示器始终照射目标，否则激光制导炸弹或导弹就会失去目标。《洛杉矶之战》中击毁外星人指控中心的一段戏就是把这一过程设计得紧张、刺激而富有戏剧性。
　　目前，外军已经服役了手持、车载或机载(舰载)多种激光目标指示器。美军较为典型的有AN／PED-1手持型激光目标指示器，适合于地面部队召唤近距离空中火力支援：机载型里最有名的应该是“宝石路”系列激光制导炸弹使用的AN／AVQ-26型“铺路图钉”(PAVETACK)系统，它把精密前视红外系统与激光目标照射／跟踪功能融为一体，置于机身下面的吊舱内，在全高度、全气候条件下提供精确的目标位置参数。目前较为先进的是美国空军的“蓝盾”(LANTIRN)系统，特别适用于飞机在夜间、低空，用激光制导武器攻击有着严密防空系统的目标，它使用了改进的AN／AVQ-25激光测距／目标指示器，在捕获目标后，飞行员上仰拉起飞机时，系统即进入自动跟踪状态，用激光指示目标，以投放激光制导武器。
　　
　　激光制导武器的对抗方法
　　
　　激光制导技术虽然神奇，但并不是无法防御。从前面的介绍可以看出，激光制导严重依赖于激光传播的强度与稳定性，而这就可以成为对它的破解之道。
　　烟幕遮障――阻断激光的传播路径烟幕对防御红外、电视等依靠光学原理的制导方式都是通用的，对激光也同样可以发挥作用。当前大多数激光目标照射器使用的0.8-1.8微米波段的激光易被云、雾、雨以及烟幕等遮挡吸收，因此在可能被袭击的目标周围施放烟幕，是对抗激光制导武器打击的有效手段。越南战争期间，美国空军采用激光制导炸弹攻击越南桥梁和地面固定目标，一开始命中率很高，后来越南采用了烟雾遮挡方式，美军激光制导炸弹的命中率大大下降。例如，越南为了保卫河内富安发电厂，在电厂周围燃烧废弃的轮胎和湿稻草，并往烟雾里喷水，喷水的高度超过建筑物3米，面积为目标的2-3倍，浓度达到1克／立方米。结果，烟雾干扰了飞行员的瞄准，使其发现不了电厂的关键部位。而且，潮湿的烟雾阻绝了激光的传播，使激光制导炸弹失效，投下的几十枚激光制导炸弹仅有1枚落入电厂围墙内。海湾战争中，伊拉克在奥希拉克核设施周围部署了大量的烟幕发生器，并向烟幕中淋水，美军投入70多架次进行攻击都没有见效。这一幕在科索沃战争中也曾经再次上演，使美军不得不采用卫星制导等方式打击。
　　目前，许多国家研制了专门的战场发烟机，可在很短时间内在战场上形成一道高50米、宽30米，持续时间几分钟到几十分钟的烟雾笼罩地域，能有效的使受保护目标避开目视、热成像仪和光学设备的侦察，以及激光瞄准，极大地提高了目标的生存能力，成为一种高效费比的现代软防御手段。
　　激光伪装――消弭威胁于无形
　　激光制导的关键是目标通常都会对照射激光产生较强的漫反射作用，如果采用涂装方式降低目标对激光的漫反射强度，可以有效降低目标被打击的概率。据测量统计，白色建筑表面反射激光率可以达到90％左右，而有些黑色表面对激光的反射率只有5％左右。因此可以选择黑色伪装物遮挡目标，或为其采用黑色涂装。
　　信号欺骗――以假乱真的掩护
　　目标被激光目标指示器照射后，会产生漫反射，如果重要目标附近有一个可以发射同样编码的激光源，则制导炸弹或导弹就可能被错误引导到其它目标上了。利用这一原理，外军研制了激光编码破译器，利用其可以接收敌激光目标指示器照射到目标后散射出来的激光束，并对激光编码进行自动破译，然后控制地面己方更大功率的激光照射器照射假目标，引导敌人投放的激光制导武器攻击假目标。
　　激光目标指示器编码信号的解算破译在激光诱骗对抗中至关重要。在现有半主动激光制导武器系统中，从激光目标指示器照射目标到武器命中大约在6-30秒之问，在这段时间内需要对激光脉冲快速解译。因此在激光对抗过程中，不可能在获得大量的敌方脉冲样本之后再解码，这需要采用全程自适应干扰技术。这种技术是在接收到极少量的敌方脉冲后，马上预测下一脉冲的到达时刻并下达发射干扰脉冲的指令，同时侦测敌方目标指示器的后续脉冲到达时刻，在接收脉冲样本不断增长的过程中，对预测码型不断调整，逐步达到精确复制敌方编码信号的技术。目前这一技术发展很快，相信不久的将来就可以应用到实际作战中。
　　魔高一尺，道高一丈，再神奇的武器也会有破解之道。
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