深度紅外——軍用紅外裝備市場(chǎng)要火！
發(fā)布日期：2017-12-01
發(fā)布人： 搜狐軍事
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這可不是什么黑科技。如果按照第一代夜視儀被應(yīng)用在軍事領(lǐng)域算起，他也有70多歲的歷史啦。但是像任何一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)化一樣，紅外熱成像也在不斷進(jìn)化?，F(xiàn)如今，它可是國(guó)防行業(yè)的紅人，已經(jīng)成為了反恐領(lǐng)域的主要偵查警戒裝備。紅外熱像裝備中最主要的就是紅外探測(cè)器。不同材質(zhì)的探測(cè)器適用于不同的紅外波段。微測(cè)熱輻射計(jì)主要是在長(zhǎng)波紅外上應(yīng)用。短波紅外主要應(yīng)用在對(duì)地觀測(cè)、運(yùn)輸安全以及工業(yè)無損過程控制等領(lǐng)域，中波和長(zhǎng)波紅外是目前應(yīng)用最廣的兩個(gè)探測(cè)波段。此外，根據(jù)紅外探測(cè)器是否需要制冷，可以分為制冷型和非制冷型產(chǎn)品。目前長(zhǎng)波和中波制冷探測(cè)器主要用于空空制導(dǎo)系統(tǒng)、探測(cè)搜索系統(tǒng)、紅外預(yù)警系統(tǒng)和高性能的觀察系統(tǒng)；長(zhǎng)波非制冷探測(cè)器則多用于一般的紅外觀察系統(tǒng)。
市場(chǎng)前景火爆
根據(jù)全球第二大市場(chǎng)研究咨詢公司Markets&Markets的市場(chǎng)研究分析員們預(yù)測(cè)，未來六年內(nèi)全球?qū)τ谲娪霉怆姾图t外傳感器的需求將增長(zhǎng)40%。
分析員們稱，全球軍用光電和紅外系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模將從今年的101.5億美元增長(zhǎng)至2022年的142億美元，其復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到5.75%。
紅外成像系統(tǒng)的高速增長(zhǎng)很大程度上取決于高速發(fā)展的非制冷相關(guān)技術(shù)以及探測(cè)器成本的不斷降低。
另據(jù)美國(guó)Maxtech International 紅外熱像儀市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告，軍用紅外熱像儀的市場(chǎng)將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，2014 年全球軍用市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到78.01 億美元，2019 年市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)92.51 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率3.40%。軍用紅外裝備市場(chǎng)爆發(fā)正當(dāng)時(shí)！
應(yīng)用領(lǐng)域
一、彈道導(dǎo)彈防御
經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，夜視儀被廣泛應(yīng)用在海陸空部隊(duì)，職能擴(kuò)及紅外警戒、跟蹤、瞄準(zhǔn)以及制導(dǎo)。尤其是一些先進(jìn)軍事技術(shù)中，紅外熱成像扮演了核心角色。例如美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御中，針對(duì)敵方導(dǎo)彈進(jìn)行攔截的導(dǎo)彈，就是以紅外成像來識(shí)別目標(biāo)和制導(dǎo)，從而摧毀敵彈。
世界各國(guó)還研制多種紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈，大大提高導(dǎo)彈防御能力。紅外技術(shù)的探測(cè)功能被廣泛應(yīng)用在巡航導(dǎo)彈、防御導(dǎo)彈上，除此之外，隨著未來作戰(zhàn)的隱身化和高速化，在嚴(yán)重電磁干擾的情況下，紅外探測(cè)技術(shù)，相比雷達(dá)探測(cè)，將成為主要手段。這主要源于紅外技術(shù)成像更加靈活，不易受到對(duì)方干擾，尤其是在空中。
美國(guó)的彈道導(dǎo)彈防御（B劃是當(dāng)前國(guó)際上廣泛關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問題，BMD計(jì)劃針對(duì)敵方導(dǎo)彈在發(fā)射助推段、大氣層外彈道飛行段和再入大氣層段這三個(gè)階段的不同特點(diǎn)，采取不同的方法，建立多層次的、全程的攔截體系。
在這種攔截體系中，紅外焦平面列陣成像技術(shù)扮演著一種核心的角色，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。 ?1、全球性監(jiān)視。2、跟蹤和鑒別。3、識(shí)別和制導(dǎo)。
1、典型的紅外熱成像制導(dǎo)導(dǎo)彈
紅外制導(dǎo)的原理就是利用目標(biāo)本身的紅外輻射和背景的紅外輻射的差異來控制導(dǎo)彈識(shí)別乃至跟蹤目標(biāo)，紅外制導(dǎo)具有分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)，隱蔽性好、自主捕獲目標(biāo)，晝夜工作能力強(qiáng)等特點(diǎn)。導(dǎo)彈越接近目標(biāo)，接收到的目標(biāo)紅外輻射越強(qiáng)，制導(dǎo)精度越高，大大提高了命中率。目前在空空、空地、地空、反坦克導(dǎo)彈等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前各國(guó)已生產(chǎn)和試制的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈已超過50 種。
采用紅外成像制導(dǎo)可使導(dǎo)彈獲得更遠(yuǎn)的全向探測(cè)距離和識(shí)別，對(duì)抗紅外誘餌等人工干擾的能力，大大提高導(dǎo)彈威力，而且也使其成為對(duì)付隱形飛機(jī)等的“殺手锏”，也是熱成像技術(shù)在軍事應(yīng)用中的重中之重。
隨著紅外成像技術(shù)的快速發(fā)展，世界各國(guó)相繼研制了多種紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈。如美國(guó)的毒刺改進(jìn)型 (Stinger Post和Stinger RMP)，斯拉姆AGM284E遠(yuǎn)程攻擊型導(dǎo)彈，蘇聯(lián)的SAM213和法國(guó)的西北風(fēng)改進(jìn)型, 美國(guó)幼畜AGM265D /F空地、空艦導(dǎo)彈，法國(guó)MICA導(dǎo)彈（紅外型），英國(guó)ASRAAM導(dǎo)彈，德國(guó) IRIS-T導(dǎo)彈，美國(guó)AIM-9x導(dǎo)彈，其中，美國(guó)的AIM-9x近距空空導(dǎo)彈是美國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的最新型空空導(dǎo)彈。?
應(yīng)用凝視紅外焦平面陣列成像技術(shù)的典型代表有德、英、法合研的遠(yuǎn)程崔格特導(dǎo)彈、美國(guó)的標(biāo)槍便攜式反坦克導(dǎo)彈以及戰(zhàn)區(qū)高空防空導(dǎo)彈THADD等。
2、先進(jìn)反裝甲導(dǎo)彈系統(tǒng)：
在紅外焦平面技術(shù)發(fā)展初期，最先成功應(yīng)用的領(lǐng)域是反裝甲導(dǎo)彈系統(tǒng)的熱瞄準(zhǔn)器和精確制導(dǎo)尋的器，美國(guó)和歐洲的一些主要先進(jìn)反裝甲導(dǎo)彈計(jì)劃，現(xiàn)已處于裝備、服役階段，主要有美國(guó)“標(biāo)槍”Javelin導(dǎo)彈系統(tǒng)，歐洲第三代遠(yuǎn)程反坦克導(dǎo)彈（TriGAT-L，又名ATGW-3），美國(guó)“獄火”導(dǎo)彈（Hellfire）。
二、軍用紅外熱成像儀
紅外裝備在軍事領(lǐng)域用途功不可沒，紅外熱成像能夠適應(yīng)全天候的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)除了在技術(shù)上精益求精，開拓新的疆域，譬如超音速、數(shù)據(jù)信息化、 無人駕駛外，軍方還在隱身技術(shù)等戰(zhàn)斗性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上做好偽裝和隱藏技術(shù)，隨之而來的對(duì)抗技術(shù)中，紅外探測(cè)以及夜視儀就是其中一種方向。
由于夜視技術(shù)的特殊性，作戰(zhàn)部隊(duì)能夠突破夜幕的障礙、獲得夜戰(zhàn)的自由。坦克、艦船、飛機(jī)等裝備安裝夜視器材后，大大延長(zhǎng)有效的作戰(zhàn)時(shí)間。無論是地面作戰(zhàn)部隊(duì)，還是空對(duì)地作戰(zhàn)部隊(duì)，夜間攻擊下，夜視裝備成為多國(guó)部隊(duì)的標(biāo)配。夜視技術(shù)與武器裝備相結(jié)合將進(jìn)一步提高武器裝備在夜間和惡劣天氣條件下獲取信息、實(shí)施打擊和協(xié)同作戰(zhàn)的效能。
美國(guó)ITT公司近年來將熱成像技術(shù)同圖像增強(qiáng)技術(shù)結(jié)合到一起，設(shè)計(jì)生產(chǎn)了AN / PSQ-20 也被稱為增強(qiáng)型夜視鏡(ENVG)，可顯著提高美軍夜戰(zhàn)的戰(zhàn)斗力。此外，地面載具用夜視裝備以及機(jī)載前視紅外吊艙等也是紅外夜視裝備的重要組成部分。其中，F(xiàn)LIR 適合于機(jī)載空對(duì)地火控系統(tǒng)，主要用于夜間和不良天氣條件下對(duì)地面目標(biāo)的導(dǎo)航和攻擊。IRST 適合于機(jī)載空空火控系統(tǒng)中，用于對(duì)空中目標(biāo)搜索和跟蹤，可晝夜全天候使用。
紅外熱成像儀是應(yīng)用最廣泛的紅外裝置，而在熱成像技術(shù)的發(fā)展初期，只能研制出基于單元器件的熱像儀，場(chǎng)頻較低，只限于小范圍應(yīng)用。
直到20世紀(jì)70年代中長(zhǎng)波碲鎘汞(MCT)材料與光導(dǎo)型多元線列器件工藝成熟之后，熱像儀才開始大量生產(chǎn)并裝備軍隊(duì)，發(fā)展很快，種類繁多。
第一代軍用紅外熱成像儀大都采用MCT的60、120和180元線列“通用組件”制造的前視紅外系統(tǒng)，即FLIR，它占紅外軍事應(yīng)用的50％以上，而到90年代，性能更高的第二代熱成像儀SADA應(yīng)運(yùn)而生，即美國(guó)陸軍標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)杜瓦組件，SADAⅠ為240×2長(zhǎng)波MCT TDI掃描焦平面，SADAⅡ?yàn)?480×6（以及480×4）長(zhǎng)波MCT TDI掃描焦平面，使用SADAⅡ的第二代熱成像儀比使用180元通用組件的第一代熱成像儀的探測(cè)距離提高了一倍，且如果是凝視型焦平面熱像儀具有更多的優(yōu)點(diǎn)，小巧、堅(jiān)固、可靠、省電、靈敏度更高，640×480元InSb凝視焦平面熱成像儀探測(cè)距離是通用組件的4倍。
SADAⅡ已廣泛用于各種機(jī)載，艦載和車載的熱像儀和搜索跟蹤系統(tǒng)中，如Bradley戰(zhàn)車，Abrams M1坦克，Comanche裝甲，而美國(guó)的超級(jí)戰(zhàn)機(jī)F-22，V-22和F-18都使用了凝視型的焦平面熱成像儀。
三、空間紅外熱成像
紅外搜索追蹤及其他應(yīng)用
紅外成像探測(cè)系統(tǒng)具有隱蔽性好、角分辨率高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、低空探測(cè)性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了各國(guó)軍方的廣泛關(guān)注和大力發(fā)展。以紅外成像探測(cè)技術(shù)為核心構(gòu)建的紅外搜索與跟蹤（Infrared Search and Tracking，IRST）系統(tǒng)已成為戰(zhàn)場(chǎng)防御系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝備之一，主要用于搜索跟蹤空中、地面、海面目標(biāo)，為近程防御武器系統(tǒng)提供目標(biāo)信息。
目前，紅外熱成像的空間應(yīng)用主要有3方面：環(huán)球表面監(jiān)測(cè)，行星和空間探索以及軍事事件的監(jiān)視。自1960年第一顆氣象衛(wèi)星上天，到美國(guó)最為先進(jìn)的空間紅外望遠(yuǎn)鏡Spitzer發(fā)射，紅外熱成像技術(shù)在空間的應(yīng)用也是發(fā)揮的淋漓盡致。
