中国兵器工业集团公司首席专家纪明

2022-03-29 08:57:06 | 浏览次数:

材料和膜层结合起来,就让这些光窗有不同的颜色,比如棕红、黄色、白色、蓝色等。热像仪的光窗看起来就像一面镜子,而且一般是最大的,因为光学孔径越大,接收的能量越多,作用距离也越远。

记者:不同光电传感器的工作波长不同,那在热像仪上是不是无法看到可见光波段的激光光斑,这对激光指示器、瞄准等是否会有影响?

纪:激光测距机、指示器大多工作在在1.06或1.54/1.57微米,和红外传感器的3-5微米、8-12微米波段不兼容。因此我们在直升机的显示器上看电视或红外图像时,一般看不见激光光斑。不过这不会影响制导精度,因为电视、红外和激光光轴是严格校准的,十字线压住的目标,激光光斑也必然会照在瞄准点上。当然,制导误差取决于准直、瞄准、跟踪等各种误差的综合。

记者:这些不同传感器的窗口能合并或减少吗?

纪:这些窗口可以合并,即所谓“共窗口”或“共光路”。比如MO-9无人机最新的MTS-B稳瞄系统,固定翼飞机的“狙击手”吊舱,采用了共窗口。这是一种发展趋势,但目前有一定难度,主要是因为需要宽光谱材料。另外还涉及分光、共光路等复杂的光学设计和膜系设计等一系列问题。

记者:除了共窗口,图像融合也是现代光电系统的一个发展趋势。这种技术已经在哪些武装直升机上应用了?

纪:在“阿帕奇”的M-TADS/PNVS“箭头”稳瞄系统,以及目前多款新一代稳瞄系统(如FLIR公司的系列产品)中,图像融合技术已经获得应用。

记者:这项技术是为了综合利用中波、长波红外,微光、电视,甚至雷达等各种传感器采集的信息,互相弥补它们的缺点。您能否说说这些传感器各有哪些优缺点?

纪:各种传感器的优缺点要详细述说,过于专业了,只能简单说明一下。

成像雷达如SAR(合成孔径雷达)还主要用于无人机、卫星等载体,并且采用的是推扫成像,目前还难以与光电成像进行图像融合,尤其是适时融合。

微光电视和热像仪的原理不同,是借助星光或月光的,直观的看,图像细节要比热像仪丰富。但受气候限制。目前其探测距离等还比不上热像仪。

热像仪能看到微光电视难以分辨的细节,如烟雾遮挡以及丛林中发热的物体和人员等。这其中,长波和中波红外相比。敏感的大气窗口不同。通常在高热高湿地区,中波红外比长波红外有更好的探测能力。但长波红外有更好的透烟雾能力。中波、长波红外孰优孰劣,目前还是一个争论的课题,需要在不同的环境条件下通过大量的实验对比。

图像融合,就是上述成像特征的互补。

记者:看您的论文介绍说,图像融合主要是像素级的。这种融合是把缸外、电视等图像叠加在一起,还是在一个屏幕上分别切换?

纪:目前能够进入工程应用的主要还是像素级的图像融合,是将两幅性质不同的视频图像通过图像处理,合成一幅图像,集中反映两幅图像的特征,如红外和电视、红外和微光等。当然,这些图像是可以相互切换的,需要融合时可以通过开关切换。两幅图像的重叠在技术上称为图像配准。图像融合涉及软硬件技术,目前的主要技术难点在于图像的快速配准和图像融合算法,以及图像处理的实时性。

记者:您前面曾提到,直升机光电系统中,除了最复杂的稳瞄系统,还有光电对抗系统,这也对保障直升机生存能力至关重要。现在直升机已开始采用定向红外干扰系统,它与以前的干扰设备,比如早期“阿帕奇”用的ALQ-144相比,在原理、结构、技术上有什么区别?

纪:ALQ-144是一种对抗老式导弹的红外干扰系统,通过调制红外源来诱骗干扰导弹导引头。目前该系统已为大多数用户所废弃。定向红外干扰系统目前已趋于向集成式发展,和过去的光电对抗相比,将告警系统、红外捕获与跟踪系统、激光干扰系统、高速数据处理系统等综合集成在一个吊舱内,可挂载在直升机或飞机的两侧形成全方位包络。

记者:最后对于我国光电稳瞄系统的发展,您有哪些建议,比如武装直升机的光电系统如何尽量通用化?

纪:光电稳瞄系统目前除军事应用外,在民用领域和准军事领域的应用也日趋广泛,如森林防护、电力巡视、环境监测、空中摄影、治安巡逻、搜救等。但由于它的技术复杂性和高成本,目前在国内应用还受到一定限制。

我个人认为,光电稳瞄技术推广应用的关键,目前是急需开发出低成本、模块化、开放式结构的产品,包括光电传感器,以适应国内外民用和准军事应用的需求。其次是光电传感器尤其是热像仪,提高性能、降低成本是一个推广应用的重要因素。在这点上,只有从上至下形成共识,才可能引起重视并加大投入。

另外,无论军用或民用,目前重视两头(系统和基础)的较多,对中间很多相关的专项应用技术不够重视,投资力度小,如散热技术、自动准直技术、动态密封技术、工艺和装调技术等。这些都是影响稳瞄系统性能的重要技术。

记者:感谢您的精彩讲解,让我们读者了解了更多有关武装直升机光电系统的知识和发展动向。也祝您和同事们工作顺利,使我国武装直升机与其它平台上的多种光电系统,在现有成果上更加快速地前进。

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