紅外導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)基本原理

1、紅外導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)基本原理紅外導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)基本原理張張 浩浩Beijing University of Aeronautics and Astronautics第一個(gè)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈第一個(gè)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈-響尾蛇響尾蛇響尾蛇導(dǎo)彈落入中國(guó)與蘇聯(lián)手中的過程有著一個(gè)悲壯的故事。1958年9月，我軍殲-5編隊(duì)與臺(tái)灣空軍24架F-86編隊(duì)在浙江溫州地區(qū)上空遭遇，空軍飛行員王自重因掉隊(duì)被其中12架F-86圍困。王自重單機(jī)擊落敵兩架F-86后，被F-86攜帶的AIM-9“響尾蛇”導(dǎo)彈擊落。這是世界上第一次實(shí)戰(zhàn)中空空導(dǎo)彈取得的戰(zhàn)績(jī)。但當(dāng)天F-86發(fā)射的AIM-9中有一發(fā)未爆炸，墜落后被我軍民發(fā)現(xiàn)。這枚AIM-9被送

2、往蘇聯(lián)，蘇聯(lián)在此基礎(chǔ)上研制成功了K-13(AA-2)空空導(dǎo)彈，我國(guó)的進(jìn)口仿制品即霹靂-2空空導(dǎo)彈。但是在國(guó)民革命軍的史料中，戰(zhàn)斗的經(jīng)過大致為，臺(tái)灣空軍第11大隊(duì)的多架F-86F，在溫洲灣上空獲得重大戰(zhàn)果，擊落10架米格-17F，其中至少有2架是被李叔元中校與錢奕強(qiáng)上尉所發(fā)射的GAR-8飛彈(AIM-9B當(dāng)時(shí)的編號(hào))所擊落，第一代的響尾蛇飛彈至此初試啼聲。最重要的是，成功運(yùn)用AIM-9擊落解放軍戰(zhàn)斗機(jī)后，所有參戰(zhàn)飛行員進(jìn)行了合影留念，并無任何一人傷亡。孰真孰假，還有待分曉。Beijing University of Aeronautics and Astronautics 紅外制導(dǎo)優(yōu)缺點(diǎn)紅外制導(dǎo)

3、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)不不受惡劣天氣的影響，白天黑夜都可以使用，不受惡劣天氣的影響，白天黑夜都可以使用，不必由人必由人參與制導(dǎo)。紅外制導(dǎo)系統(tǒng)的分辨力高、抗干擾參與制導(dǎo)。紅外制導(dǎo)系統(tǒng)的分辨力高、抗干擾性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、重量輕、成本低，由于采用被動(dòng)探性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、重量輕、成本低，由于采用被動(dòng)探測(cè)，無需紅外輻射源，所以隱蔽性也較好。測(cè)，無需紅外輻射源，所以隱蔽性也較好。 導(dǎo)彈發(fā)射后，母機(jī)駕駛?cè)藛T可以不必再管導(dǎo)彈，而導(dǎo)彈發(fā)射后，母機(jī)駕駛?cè)藛T可以不必再管導(dǎo)彈，而駕駛母機(jī)退出戰(zhàn)區(qū)，由導(dǎo)彈獨(dú)立地飛向目標(biāo)，有利于駕駛母機(jī)退出戰(zhàn)區(qū)，由導(dǎo)彈獨(dú)立地飛向目標(biāo)，有利于消滅敵人、保全自己。而且，導(dǎo)彈越接近目標(biāo)，來自消滅敵人、保

4、全自己。而且，導(dǎo)彈越接近目標(biāo)，來自目標(biāo)的紅外輻射越強(qiáng)，制導(dǎo)精度就越高，大大提高了目標(biāo)的紅外輻射越強(qiáng)，制導(dǎo)精度就越高，大大提高了命中率。命中率。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是對(duì)目標(biāo)本身的輻射或散射特性有較大的依賴性，是對(duì)目標(biāo)本身的輻射或散射特性有較大的依賴性，需要在背景環(huán)境中將目標(biāo)檢測(cè)出來需要在背景環(huán)境中將目標(biāo)檢測(cè)出來。Beijing University of Aeronautics and AstronauticsBeijing University of Aeronautics and Astronautics 紅外紅外導(dǎo)引頭工作導(dǎo)引頭工作原理原理Beijing University of Aeronaut

5、ics and Astronautics 導(dǎo)引導(dǎo)引頭結(jié)構(gòu)組成頭結(jié)構(gòu)組成方塊圖方塊圖Beijing University of Aeronautics and Astronautics導(dǎo)引頭工作原理導(dǎo)引頭工作原理Beijing University of Aeronautics and Astronautics 紅外光學(xué)系統(tǒng) 紅外紅外光學(xué)系統(tǒng)是紅外導(dǎo)引的一個(gè)重要組成部分。光學(xué)系統(tǒng)是紅外導(dǎo)引的一個(gè)重要組成部分。紅外導(dǎo)引通過光學(xué)系統(tǒng)來收集目標(biāo)輻射的紅外紅外導(dǎo)引通過光學(xué)系統(tǒng)來收集目標(biāo)輻射的紅外線。紅外光學(xué)系統(tǒng)是根據(jù)光的基本傳播規(guī)律進(jìn)線。紅外光學(xué)系統(tǒng)是根據(jù)光的基本傳播規(guī)律進(jìn)行成象的行成象的Beijing

6、 University of Aeronautics and Astronautics 紅外探測(cè)器紅外探測(cè)器 實(shí)際上是一種紅外線輻射能的轉(zhuǎn)換器。它把輻實(shí)際上是一種紅外線輻射能的轉(zhuǎn)換器。它把輻射能轉(zhuǎn)換成另一種便于測(cè)量的能量形式，多數(shù)射能轉(zhuǎn)換成另一種便于測(cè)量的能量形式，多數(shù)情況下轉(zhuǎn)換成電能，因?yàn)閺慕臏y(cè)量技術(shù)看，情況下轉(zhuǎn)換成電能，因?yàn)閺慕臏y(cè)量技術(shù)看，電量的測(cè)量最方便最電量的測(cè)量最方便最精確精確 對(duì)于探測(cè)和跟蹤目標(biāo)的探測(cè)器，按照探測(cè)過程對(duì)于探測(cè)和跟蹤目標(biāo)的探測(cè)器，按照探測(cè)過程的物理機(jī)理，可分為兩類，即的物理機(jī)理，可分為兩類，即熱探測(cè)器和光子熱探測(cè)器和光子探測(cè)器探測(cè)器，熱探測(cè)器是利用紅外線的熱效

7、應(yīng)而工，熱探測(cè)器是利用紅外線的熱效應(yīng)而工作的。作的。Beijing University of Aeronautics and Astronautics 熱探測(cè)器熱探測(cè)器 當(dāng)當(dāng)紅外線輻射到熱探測(cè)器上后，探測(cè)器材料的紅外線輻射到熱探測(cè)器上后，探測(cè)器材料的溫度會(huì)上升，溫度的變化會(huì)引起某些物理特性溫度會(huì)上升，溫度的變化會(huì)引起某些物理特性相應(yīng)發(fā)生改變，利用測(cè)量這些物理特性的改變相應(yīng)發(fā)生改變，利用測(cè)量這些物理特性的改變程度來確定紅外輻射的強(qiáng)弱，這樣的探測(cè)器稱程度來確定紅外輻射的強(qiáng)弱，這樣的探測(cè)器稱為熱探測(cè)器。為熱探測(cè)器。 Beijing University of Aeronautics and Ast

8、ronautics右為電阻式熱探測(cè)器右為電阻式熱探測(cè)器 光子探測(cè)器光子探測(cè)器是利用紅外線中的光子流射到探測(cè)是利用紅外線中的光子流射到探測(cè)器上后，和探測(cè)器材料中的束縛態(tài)電子作用后，器上后，和探測(cè)器材料中的束縛態(tài)電子作用后，引起電子狀態(tài)的變化，從而產(chǎn)生能逸出表面的引起電子狀態(tài)的變化，從而產(chǎn)生能逸出表面的自由電子，以此來探測(cè)紅外線自由電子，以此來探測(cè)紅外線Beijing University of Aeronautics and Astronautics日本濱松日本濱松光子光子-光電管光電管探測(cè)器探測(cè)器Beijing University of Aeronautics and AstronauticsBeijing University of Aeronautics and Astronautics 光子探測(cè)器是基于入射光子對(duì)探測(cè)器材料內(nèi)的光子探測(cè)器是基于入射光子對(duì)探測(cè)器材料內(nèi)的電子作用而產(chǎn)生的光電子效應(yīng)而工作的。光電電子作用而產(chǎn)生的光電子效應(yīng)而工作的。光電子效應(yīng)