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《高空舰队》电子干扰器作用效果介绍

2021-08-04 来源:网络 整理:游戏232(www.youxi232.com)

如何进行“兵不血刃”的电子战?

电子战就是电磁频谱的斗争。其作战方式主要表现为:利用电子装备与器材,侦察与反侦察,干扰与反干扰,摧毁与反摧毁。目的在于削弱、破坏敌方电子设备的使用效能和保护己方电子设备正常发挥效能。

电子战是伴随电子装备出现发展起来的。电子战最早发生于1904年,当时日俄战争中,俄国的海军从电报中窃取了日军舰队的行踪,在海上打了一个大胜仗,从此拉开了电子战的序幕。开始,电子战仅限于无线电报中的电子对抗。后来人们发明了雷达,有了军事上的“千里眼”。作战的敌对一方就千方百计地想蒙住另一方的“千里眼”,于是就有了雷达对抗。第二次世界大战中,英法联军在诺曼底登陆战役中,首先用火力摧毁了德军的大批雷达,然后制造了假司令部、假司令、假军舰,散布假情报,运用电子欺骗的办法,声东击西,让希特勒的德国军队错误地判断英法联军在加莱地区登陆,使诺曼底兵力空虚。英法联军以较小的代价赢得了登陆战役的胜利。英国首相丘吉尔在总结“二战”经验谈到电子战时,十分感慨地说:“如果没有这种魔法战争,我们就会失败,直到灭亡。”

“二战”之后,雷达技术得到迅速发展,雷达的探测距离、跟踪精度、分辨能力都有了进一步的提高,飞机、导弹、卫星、舰艇、火炮都装备了先进的雷达。人们针对雷达制导系统的作用又研制出了各种欺骗干扰的装备和器材,还研制出了专门对付雷达的反辐射导弹和专门用于电子对抗的电子战飞机。20世纪60年代,越南战争初期,越军平均发射2~3枚地对空导弹就能击落1架美军飞机。1966年之后,美军在飞机上安装了雷达报警接收机,部署了“百舌鸟”反辐射导弹,还使用了杂波干扰机。到了1971年,越军平均发射70~80枚导弹才能打落1架美国飞机。在第四次中东战争中,由于埃及加强了武器系统抗干扰措施,开战后的第一个星期,使以色列飞机损失了78架。后来以色列又加强了电子干扰,飞机的损失就大大减少了。在贝卡谷地的作战是一次典型的电子战。在战斗的开始,以色列派了一些无人机到了导弹阵地上空飞行。无人机经过了特殊伪装并装有防空设备。这种无人机本身反射面积很小,雷达回波反射信号比较弱,但加装了一些角反射器一类的装置,使得反射面积增大,信号增强。叙利亚误认为大型飞机来攻击,于是开动制导雷达。无人机就把导弹系统的一些参数,如频率参数测到了,同时把叙利亚的导弹阵地的位置也侦察到了。以色列第一步先取得信息,第二步就发动攻击。攻击时,最高一层是预警飞机,作为空中指挥;第二层是F-15作为护航;最底层是F-16攻击地面目标。以军攻击前首先派无人机引诱导弹阵地开机。导弹阵地开机后,以色列发射反辐射导弹。就这样,以色列一举摧毁了叙利亚19个导弹阵地和几十架作战飞机。

1991年的海湾战争之后,人们总结这场战争的特点是:陆、海、空、天、电,五维一体。电子战过去一直是战场上的配角,海湾战争中竟然与陆战、海战、空战、天战平起平坐,成为第五维战场。可见电子战在战争中的地位已经大大地升格了。电子战荣升战争主角主要表现在以下3个方面:

其一,电子侦察成为战场信息获取的主力军。“兵马未动,电子先行”。在海湾战争爆发前的5个月,美国就起用了70多颗军用卫星,其中有部署在高、中、低轨道上的20多个侦察卫星,昼夜不停对伊拉克军队的重要军事设施、雷达、通信、导航和导弹系统,实行了不间断的电子侦察,为多国部队飞机、雷达告警,电子干扰和发射反雷达导弹提供了依据。据有关资料介绍,现代战争中所需要的军事情报65%以上是通过电子侦察获取的。

其二,电子“轰炸”成为战场火力进攻的尖兵。早在1990年底,以美国为首的多国部队就制订了一个代号“白雪”的电子战行动计划。1991年1月17日,大规模空袭开始前5小时,多国部队利用地面电子干扰设备对伊拉克军队的指挥、控制和通讯系统进行了强烈的干扰,出动了大批电子战飞机,对伊拉克军队的防空雷达、通信系统施行了压制性大功率干扰,为空袭飞机的突防和攻击提供支援干扰,使伊拉克军队雷达迷茫、通信中断、制导失灵,使伊拉克军队变成了瞎子、聋子、傻子,处于被动挨打的境地。除了上述“软杀伤”以外,美军还出动了大批反雷达飞机,发射大批反雷达导弹,摧毁伊拉克还在工作中的雷达,还迫使伊一些雷达赶快关机。威力巨大的电子轰炸为多国部队的空袭开辟了胜利的道路。

其三,电子防护成为战场信息防护狙击手。海湾战争中伊拉克曾经从国外花重金购买了大量有关自己国家情况的卫星照片,根据这些照片采用伪装器材对重要目标加以伪装。伊拉克设置了数千个由合成材料制成的假目标,涂上掺杂有金属的涂料,并装上热源,使多国部队的电子侦察受到了干扰,分不清真假,白白地投入了不少兵力兵器对这些假目标进行轰击。结果伊拉克的“飞毛腿”导弹和一些兵器得以隐藏和保全下来。

海湾战争的实践表明,电子战在信息化战争中具有十分重要的地位和作用。电子战既充当了战争的“先行官”,又作为战争的主力军,贯穿于战争的始终,成为真正的关键角色,使人们对它刮目相看。国外的军事家们说:“20世纪是空战时代,21世纪将是电磁战时代。”有的说:“如果发生第三次世界大战,获胜的必将是最善用控制和运用电磁频谱的一方。”还有的认为:“夺取电子优势比第二次世界大战中夺取制空权还重要。”

21世纪电磁对抗将更加异彩纷呈。

电子战已经走过了整整100年的历史,留下了一串串耀眼夺目的光辉。它从一开始的战争辅助手段,一跃成为现代战争的主角,引起了世界各国军事家的高度重视。随着科学的飞速发展,武器装备的电子化程度必然越来越高,电子战的技术装备也越来越走向尖端。21世纪的电子战将更加激烈。获得制电磁权的一方将依靠强大的电子优势在极短的时间内以强大的电磁干扰造成敌方指挥失灵,电子制导武器失控、技术兵器失去功能以至整个战争机器瘫痪,从而为随后采取的兵力火力打击提供“昏睡中的目标”。由于电子战的地位和作用日益增大,世界各国在研究电子战武器装备上都舍得花大量的人力、物力和财力。电子战设备的发展已经被提升到和导弹、核武器发展同样重要的程度。而且各国认为没有电子设备,导弹和核武器同样发挥不了作用。

21世纪电子战场所利用的频谱将向全频谱扩展。随着电子技术的发展,电子对抗的范围在频谱上已大大超过以往只限于射频范围的概念,迅速向两端扩展,也就是向低端的声频和高端的光频扩展,使电子对抗既有射频对抗还有光学对抗、声学对抗。目前,军事电子技术所利用的频谱已经覆盖了从低频、短波、微波、毫米波、红外、可见光等全部频谱。

21世纪的电子战将重点发展网络对抗、计算机病毒武器。传统的电子对抗技术也将不断向高新方向发展。无源干扰技术如箔条、干扰丝等,是廉价有效、易行的干扰技术,将继续被采用。新技术新材料的发展使干扰箔条和干扰丝在材料上不断更新,从而更具威力。目前,用镀铝、镀锌、镀银的玻璃丝、涤纶丝、尼龙丝代替以前的锡、锌、铝等箔条,可以增加在空中滞留的时间,增强干扰效果。新发明的复合箔条将微波、毫米波反射型材料和红外全溶胶涤料结合起来形成可干扰红外、可见光、微波等宽频带干扰物。干扰箔条从结构上设计出了干扰球、金属体和干扰绳等新的类型干扰物,可对雷达、红外和微光进行复合干扰。

21世纪的电子战装备将向系统化、系列化、软硬武器一体化,报警、侦查、干扰一体化,标准化和“模块化”方向发展。因此,21世纪的电子战必将异常激烈,异常复杂。谁能够赢得制电磁权,谁就将在未来战争稳操胜券,这已为各国军事家们所公认。

预警机有什么作用

预警机是用于搜索、监视空中或海上目标,指挥引导己方执行作战飞行任务的军用飞机。

机上装有雷达和电子侦察设备,飞机起飞后大大增加雷达的搜索范围和探测距离,增长预警时间,发现低空、超低空和海上飞机目标的作用尤为显著。

预警机通常由大型运输机改装而成,在现代战争中具有重要作用。

1991年初海湾战争中,以美国为首的多国部队出动了30多架预警机用于执行对空指挥、侦察、战场监视等任务,在破坏伊拉克军队指挥系统,摧毁飞毛腿导弹基地,夺取制空权等方面发挥了很大作用。

预警机有什么作用

  随着军事技术的发展和进步,现代作战思想和战争指导原则已经发生了巨大变化,二次大战形成的以速度、火力和通信为标志的军队作战能力要求,逐步转变为武器装备发展的优先权是武器装备平台的特性、情报(信息)探测系统和通信系统。现代高科技战争的特点是天、空、地、海、电五维立体化战争,多是非对称战争。谁获得信息权,谁就能赢得战争的胜利。所以说,将来的高科技之战,即是信息化之战,要求战时各兵种和装备之间能有序并精确地被调动,而且要求战场上各种信息实现实时共享和协调。这种作战理念是以信息技术为基础,以信息环境为依托,用数字化设备将指挥、控制、计算机、情报、电子对抗、监视、侦察等信息源联成为整体,实现各网络的无缝连接,使发现目标到击毁目标之间所需的时间由十多年前的数天缩短到现在的几十分钟,攻击精度也大大提高。
  未来战争的关键就在于能否随时随地从各种探测系统中获得最精确的情报,然后,通过网络快速发往所需的部门,及时做出最有效的决策,派出作战武器平台实施软硬杀伤。
  预警机集空中预警、指挥、控制、通信和电子战等功能于一身,是空中活动雷达站和空中指挥中心,是现代战争重要的武器装备,这已为现代局部高科技战争所证明,得到各国认同。现在人们已普遍认识到:提高空中预警能力,是使军事力量变得强大的最有效途径,具有巨大的战争价值。
  预警机的作用和装备国家
  按预警机使用可分为战略预警机、战术预警机;按机种又分为固定翼预警机和旋翼预警机。按使用条件又可分为舰载预警机和陆基预警机。
  战备预警机一般飞行高度为9000~12000米,M数=0.7~0.95,续航时间为6~12小时,为延长空中飞行时间往往备有空中受油装置;容积和载重量最大,能容纳一批庞大的设备和众多人员,装有雷达系统、数据处理系统、数据显示和控制系统、敌我识别系统,通信系统、导航与制导系统及无源探测系统等诸多系统,单架装备费和使用费用高。典型的机种有美国的E-3和俄罗斯的A-50,具有战略和战术预警功能,可以担负国土战略防御和用于战役战术作战。
  战术预警机与战略预警指挥飞机相反,多用于局部战争和海上编队空中预警、指挥引导防空和空中力量,一般造价低,使用费用少,航程短,控制功能小。典型的机种有美国的E-2。
  预警直升机只能作为战术预警机的一种临时替代品,在预警机中性能最低,多为舰载使用。它的续航时间短、飞行高度低、速度低、电子设备性能低,相应的造价和使用费用也低。其代表机种有俄罗斯的KA-31,英国的海王Mk·2预警直升机,它们往往是在固定翼预警机研制受阻而采取的临时应急措施。
  预警机作战均是利用它的对低空目标探测能力和远视能力,精密畅通的通信联系能力,机动性及长航时、高生存力、抗干扰能力强等特点,完成多种作战任务。空中预警机的出动本身往往就向对方发出了强烈的政策信号,表明政策意图,往往能不战而达到政治目的。
  现代成功的预警机有美国的E-3、E-2、E-767、俄罗斯的A-50等,现装备预警机的国家和地区有18个,包括:美国、俄国、英国、日本、埃及、以色列、新加坡、沙特、北约、法国、瑞士、土耳其、印度、澳大利亚、西班牙、南非、智利和台湾。另外瑞典、巴基斯坦、马来西亚、泰国、印尼、韩国、希腊等国也将装备预警机。
  战略预警任务
  冷战时期,美国、前苏联两个超级大国争夺的重点在欧洲,欧洲具有多山脉、多峡谷、犬牙交错的海岸线和湿润的气候和地形特点,使北约在战时兵力调动和快速部署困难,提前预警具有重要价值。
  北约在1960年9月决定在挪威和土耳其之间建立40个地面防空雷达,但由于地面雷达在50千米外,不能探测到低于300米的飞机,只能为北约提供几分钟的空袭警报时间。为此,北约1978年决定建立空中预警和控制系统,使用空中预警机使北约增加30分钟的空袭警报时间,可将战争首次空战地点向外推移30~500千米。同时还可以使用空中预警机探测对大西洋、英吉利海峡及北约运输造成威胁的敌机和战舰,还可监视和跟踪前苏联海面舰艇在波罗地海区域的活动。
  冷战时期美国将预警机纳入大型预警网进行研究,以加强美国本土对苏防空问题,美国海军和空军预警机分别在大西洋和太平洋建立了两条空中预警警戒线。在太平洋警戒线由夏威夷经中途岛到阿留申群岛;大西洋警戒线从纽芬兰至亚速尔群岛延绵1600千米。后来又向东北移到冰岛,延伸到挪威海和丹麦海峡。空军的预警机提供大约1小时预警时间,海军提供2.5~3.5小时预警时间,对M数=3的洲际巡航导弹获得1小时预警时间。
  战术预警使用
  (1) 实施空中引导
  越南战争期间,美军"勇猛"号航空母舰,派出E-1B舰载预警机巡逻警戒,掩护为轰炸机护航的四架战斗机,美4架战斗机利用越南山阴处的雷达盲区待命。E-1B很快发现迎战的米格-21飞机,及时通报并引导低空待战战斗机,美战斗机编队长机从90米低空突然拉起,尾随其中一架米格-21,发射两枚"响尾蛇"空空导弹,均击中目标,将其击落。
  1991年1月17日海湾战争中,美国第125航空母舰舰载E-2C预警机中队,发现伊拉克西部H3机场两架米格-21起飞,随即命令"萨拉托加"航空母舰的第17航母舰载机F/A-18起飞,此时 F/A-18已经装有执行轰炸任务的武器,接到任务升空作战,先截击并击落了两架米格-21,后又去完成了轰炸任务。
  (2)空战指挥
  1979年和1981年,在黎巴嫩,以色列为支持小范围空战就采用了早期预警。1982年在黎巴嫩的贝卡谷地,以色列和叙利亚空军发生了大规模的空战,从1982年6月2日起,以色列的4架E-2C就在地中海的安全空域对叙军行动实施监控。6月5日首轮攻击中,以色列空军就摧毁了叙利亚部署在贝卡谷地的大量雷达和地对空导弹,同时还监控叙利亚飞机的起落频率,并用无线电通信快速引导己方飞机进入伏击位置,进行侧向攻击。在战斗最激烈的一天,共有90架以色列飞机和60架叙利亚飞机参战,叙利亚损失23架飞机。到7月底,叙以双方的飞机损失率达到85∶0,叙利亚空军完全溃败,这是使用空中预警的著名战例。
  2003年伊拉克战争中,美军一架E-3预警指挥控制飞机在伊拉克上空执行战场监视与侦察任务,在获得"出击"信号后将任务有关信息和坐标数据中继给了正在附近巡航的一架B-1B轰炸机,该机驾驶员键控输入这些数据,经证明目标是真实之后,立即启动一个非常短暂的作战程序,即刻完成了对地轰炸任务。目标"废墟"--巴格达的一幢建筑物(据说是萨达姆及儿子的藏身之地)。
  (3)统一指挥战区的各参战单位
  预警机可以把预警和指挥功能集于一身,在一个战区,把陆、海、空各参战单位紧密地联合成一个作战整体,加速情报的传递,协同作战。在1991年海湾战争的"沙漠盾牌"、"沙漠风暴"和"沙漠军刀"行动中,E-3主宰着整个战场,光是"沙漠风暴"行动就执行控制指挥、空中巡逻、攻击、加油、护航和监视控制支援任务的飞机,几乎超过11000架次,飞行10598小时。机载指挥部门,自动调用各方力量,完成战场管理。
  对舰队提供保障
  预警机对海军舰队的保障作用,主要是向舰队提供入侵兵器的综合数据和威胁方向,便于舰队对空中和海上采取攻击对策,可使敌方在发射反舰导弹前遭到截击。美国航空母舰编队都载有E-2C舰载预警机,在主要威胁方向200千米处巡航,这样可以发现距舰队500千米处以外的敌方飞机并组织拦截,保证航空母舰编队的安全。
  英国在预警机研制中决策的失误导致了惨重损失。在1982年与阿根廷发生马尔维纳斯群岛战争(马岛战争),用于常规航空母舰的"塘鹅" 预警机在1987年全部退役,1966年开始研制的"猎迷" 预警机还没有研制出来。海军没有预警机可以使用,英军当时完成了马岛周围370千米的海空封锁,最现代化的大型军舰、刚服役7年的"谢菲尔德"号驱逐舰游弋在马岛附近海域,并派有护卫舰作为雷达预警舰。在300千米之外的阿方"超军旗"战斗轰炸机带2枚法国产"飞鱼"空舰导弹起飞,接近雷达警戒区突然下降到40~50米高度,然后电子静默,距英军舰48千米锁住目标,32千米处发射"飞鱼"空舰导弹(该导弹最大射程50千米),一枚命中目标,引起军舰爆炸起火,5小时后,人员弃舰逃生,这样造价1.5亿美元的军舰,被造价不过30万美元的"飞鱼"击沉,开创了飞机使用空舰导弹以空制海的先河。随后,阿方2架携带"飞鱼"导弹的飞机从阿大陆起飞,准备攻击在马岛东北面180千米的英国航空母舰,可惜导弹命中的是在航空母舰附近的"大西洋运送者"号运输舰(其体积和航空母舰相仿),很快起火、燃烧、爆炸,不长时间沉没,损失的物资包括3架大载重"支奴干"直升机(英国当时仅有4架)。虽然英国航空母舰得以幸免,但英军仍受重创,不得不远离马岛和阿海岸以免再受攻击。这场战争英军死伤近千人,花费27亿美元,总共有12艘舰艇是被阿根廷攻击飞机击伤、击毁6艘。使英国认识到海战没有预警平台将不能取得战争胜利,紧急装备由"海王"直升机改装的预警直升机来填补预警能力的空白。
  对紧急事件及时做出反应
  利用预警机下视和远视能力,加上机动灵活和畅通的通信能力,预警机具有多种用途。可以在紧急事件发生时,迅速飞往出事点,应对紧急事件,提供空中监视能力,借以表明政治态度和军事意图。
  1980年9月两伊战争爆发,美国立即派4架E-3A预警机到波斯湾上空昼夜监视;同年12月波兰局势紧张时,美国又派4架E-3A预警机去欧洲监视苏军动向。1996年4月22日凌晨4点,俄罗斯A-50预警机截获了车臣杜达耶夫与他人的手机通信,在全球定位系统的帮助下,准确地测出了杜达耶夫位置坐标,几分钟后,预警机指挥俄空军苏-25飞机距目标40千米的地方发射了2枚DAB-1200反辐射导弹,将正在进行卫星通信的杜达耶夫炸死。 2003年3月至5月的伊拉克战争期间,美英联军的通信量是1991年海湾战争的10倍,光靠军用通信卫星保障,能力不足,所以美军用预警机进行通信保障,预警机在伊拉克战争中发挥了无可替代的作用。
  几次局部战争中预警机的应用
  过去的战争是一面镜子,深刻地洞察和把握国外预警机作战使用特点,将有利于对未来战争的认识。深入了解别人的思维和行为,透过海湾战争、科索沃战争和伊拉克战争这几场较大规模的局部战争,可以进一步把握未来高科技局部战争中预警机的使用特点、作用及价值。
  (1) 海湾战争
  在海湾战争期间,E-3飞机总共出动845架次,飞行10538小时,直接负责41次美伊空军交战中的39次,证明了E-3作为控制平台通信指挥的作用。它为各军兵种提供共享的信息平台,解决美国和多国部队协同作战问题,用数据链做到资源共享。实施实时战场监控,随6个航空母舰编队一起投入战斗,用于监视伊拉克及邻近地区的飞机,有34架E-2飞机参战并支援E-3飞机作战,E-2活动在阿拉伯海北部、阿曼红海和波斯湾,用于保护往返于巴林、阿曼、阿拉伯联合酋长国和沙特阿拉伯的后勤补给舰队,以及执行战前实行从海上对伊拉克禁运任务。在舰队通过苏伊士运河和霍尔木兹海峡时,E-2起到不间断监视和通信指挥控制任务。
  (2)波斯尼亚战争
  1996年6月16日,北约在波斯尼亚危机中,预警机不断地在匈牙利和亚得里亚海巡逻飞行,进行海洋和空中监视、禁飞,与美海军E-2C飞机和法国E-3F飞机一起,为联军提供完整的空中监视图像,北约飞机可以观察到前南斯拉夫境内所有低空飞行的飞机。
  (3)科索沃战争
  1999年3月24日到6月9日,北约对科索沃发动联合力量行动,北约14架预警机出动656架次,飞行超过4500小时,平均每天出动8个架次,几乎是全天候作战。
  (4)伊拉克战争
  2003年3月20日至5月1日,美英等国发动侵略伊拉克战争,空中打击成为主要战争打击力量,美英集结飞机1145架,截止4月14日就出动41780架次,美英出动的预警机有20架E-2C、22架E-3,战争期间出动超过3000架次。
  预警机的发展
  空中指挥控制系统通常由空中预警与控制系统、联合监视与目标攻击雷达系统、机载战场指挥控制中心组成。空中预警与控制系统主要用于防空作战和早期预警,为战术空军提供空中指挥、控制、通信、信息支援,以充分利用空中资源,最大限度地发挥战术空军的作战效能。当前美国主要用于控制作战飞机的空空作战行动,保证空中优势,以便实施大规模的地面或海上军事行动。联合监视与目标攻击雷达系统,既是空中雷达站,又是空中指挥部,兼顾情报分析任务,技术核心是装有侧视合成高分辨率的雷达,可以大面积监视地面战场并能显示动目标,指挥和控制火力攻击、制导与情报分析,完成C3I任务。机载战场指挥控制中心是战术空中指挥所,是战术空军空中指挥、通信、情报中继站和空军战区级空中自动化指挥所,美军主要用EC-130E担任。它是地面指挥所空中的延伸或地面的备用指挥所,战区联合作战时充当联合指挥所,它通常与前两种飞机密切协同,获得战场态势和威胁数据,再转告各作战飞机,调动空中资源。
  从几场局部战争中来看,战术空中指挥飞机对预警机和联合监视飞机的指挥关系成为主要的发展趋势。像英国、法国、北约等经济实力相对小的国家经常用空中预警机完成多种任务,这也是一个新的发展动向。如担负控制指挥空中巡航、攻击、加油、护航和监视控制支援任务,还可进行对敌方进行高低空监视,同时维护整个战区通信链保持数据链完整,提供战场管理和通信指挥控制信息等。
  当一架预警机研制成功后,服役期都相当长,在服役期飞机的平台特性虽然也在改进,但变化最大的是机载设备,不时地进行改型、更新。机载设备以数据融合技术、有源相控阵雷达、无源探测技术、热成像技术、计算机技术等为发展趋势。由于预警机在现代战争中的地位越来越重要,各国都在研究如何攻击预警机,来提高自己的防御能力。如何提高预警机的生存力免遭敌方攻击,是困扰预警机发展的难题,增加电子对抗设备、自卫武器等就是为解决这一难题做得一些努力。

舰队卫星通信系统有什么作用

美海军特高频舰队卫星通信系统由四颗同步轨道卫星、地面控制站和各种通信终端组成。四颗卫星分别位于东经72°、东经172°、西经23°和西经100°上空。该卫星由TRW公司制造。发射时重约1860ks。它装有两种组件,一种是带通信设备的有效负载组件,另一种是带电源和太阳能电池组的航天器组件。通信设备由特高频、超高频和S波段中继器、转发器和天线组成。

该卫星是三轴稳定的,能使天线一直指向地球。时钟驱动使太阳能电池板保持在最佳接收方向。其太阳能电池组设计成能在5年运行之后提供1400W的功率。此外,一组镍镉电池根据需要还可将其电能供给峰值负载。

该卫星装有四副天线:一副发射用的带螺旋双线馈源的4.8m特高频抛物面反射器天线;一副特高频18匝的螺旋形接收天线;一副安装在星体上,位于特高频抛物面反射器"透明"部分之后的超高频喇叭形天线和一副S波段锥形螺旋跟踪遥测天线。此外,一些卫星上述装有一个极高频(EHF)组件,这种设备组件可提供初始试用性的极高频通信能力。

每个FLTSATCOM卫星上有23个信道,频率范围244-400MHz;其中9个25kHz的宽带信道用于海军中继通信(7个低功率,2个高功率);12个5kHz的窄带信道用于空军卫星通信系统AFSATCOM的一部分;1个500kHZ的宽带信道给国家指挥管理局使用;1个25kHZ的信道(SHF上行,UHF下行)用于舰队广播。岸站用SHF扩频信号发往卫星,卫星接收后用UHF抗干扰信号向各舰船通播,同时也用于岸站间,舰队的弹道导弹潜艇、航空母舰、巡洋舰等之间的指挥与控制链路的计算机数据交换。

FLTSATCOM系统中,有5个岸站及各种通信终端,还有控制站及远程跟踪站,如舰载站、潜艇站、机载站、陆上车载站及背负站等,表3.5-4列出主要终端站。这些站可以传送FM模拟话,24kb/sPSK调制的声码话,75b/s/FSK电传与1.2-9.6kb/sPSK的数据。该系统部分信道采用了按需分配的时分多址方式,1条25kHz带宽的信道中可容纳13条1.2kb/s数据或7条2.4kb/s的密话(或传真),经按需分配后可供数百用户使用,系统中大量使用了AN/UCA-1,2跳频扩频调制解调器,目前系统中约有8000个UHF终端,到2010年将约有11000个,有计划拟在飞机、舰船、潜艇和岸站上使用新型UHF通信终端,如TitanLink-abit公司的AN/USC-42小型化按需分配多址通信MODEM,以便为小型舰船、潜艇和飞机提供按需分配多址功能。

机器人的作用

诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间。操作型机器人:能自动控制,可重复编程,多功能,有几个自由度,可固定或运动,用于关自动化系统中。程控型机器人:按预先要求的顺序及条件,依次控制机器人的机械动作。示教再现型机器人:通过引导或其它方式,先教会机器人动作,输入工作程序,机器人则自动重复进行作业。数控型机器人:不必使机器人动作,通过数值、语言等对机器人进行示教,机器人根据示教后的信息进行作业。感觉控制型机器人:利用传感器获取的信息控制机器人的动作。适应控制型机器人:机器人能适应环境的变化,控制其自身的行动。学习控制型机器人:机器人能“体会”工作的经验,具有一定的学习功能,并将所“学”的经验用于工作中。智能机器人:以人工智能决定其行动的人。我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。空中机器人又叫无人机,近年来在军用机器人家族中,无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多年来,世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前推进的,无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看,美国均居世界之首位。 机器人品种篇“别动队”无人机纵观无人机发展的历史,可以说现代战争是推动无人机发展的动力。而无人机对现代战争的影响也越来越大。一次和二次世界大战期间,尽管出现并使用了无人机,但由于技术水平低下,无人机并未发挥重大作用。朝鲜战争中美国使用了无人侦察机和攻击机,不过数量有限。在随后的越南战争、中东战争中无人机已成为必不可少的武器系统。而在海湾战争、波黑战争及科索沃战争中无人机更成了主要的侦察机种。法国“红隼”无人机越南战争期间美国空军损失惨重,被击落飞机2500架,飞行员死亡5000多名,美国国内舆论哗然。为此美国空军较多地使用了无人机。如“水牛猎手”无人机在北越上空执行任务2500多次,超低空拍摄照片,损伤率仅4%。AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次,进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。高空无人侦察机
在1982年的贝卡谷地之战中,以色列军队通过空中侦察发现。叙利亚在贝卡谷地集中了大量部队。6月9日,以军出动美制E-2C“鹰眼”预警飞机对叙军进行监视,同时每天出动“侦察兵”及“猛犬”等无人机70多架次,对叙军的防空阵地、机场进行反复侦察,并将拍摄的图像传送给预警飞机和地面指挥部。这样,以军准确地查明了叙军雷达的位置,接着发射“狼”式反雷达导弹,摧毁了叙军不少的雷达、导弹及自行高炮,迫使叙军的雷达不敢开机,为以军有人飞机攻击目标创造了条件。鬼怪式无人机1991年爆发了海湾战争,美军首先面对的一个问题就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隐藏的飞毛腿导弹发射器。如果用有人侦察机,就必须在大漠上空往返飞行,长时间暴露于伊拉克军队的高射火力之下,极其危险。为此,无人机成了美军空中侦察的主力。在整个海湾战争期间,“先锋”无人机是美军使用最多的无人机种,美军在海湾地区共部署了6个先锋无人机连,总共出动了522架次,飞行时间达1640小时。那时,不论白天还是黑夜,每天总有一架先锋无人机在海湾上空飞行。
为了摧毁伊军在沿海修筑的坚固的防御工事,2月4日密苏里号战舰乘夜驶至近海区,先锋号无人机由它的甲板上起飞,用红外侦察仪拍摄了地面目标的图像并传送给指挥中心。几分钟后,战舰上的406毫米的舰炮开始轰击目标,同时无人机不断地为舰炮进行校射。之后威斯康星号战舰接替了密苏里号,如此连续炮轰了三天,使伊军的炮兵阵地、雷达网、指挥通信枢纽遭到彻底破坏。在海湾战争期间,仅从两艘战列舰上起飞的先锋无人机就有151架次,飞行了530多个小时,完成了目标搜索、战场警戒、海上拦截及海军炮火支援等任务。
发射Brevel无人机
在海湾战争中,先锋无人机成了美国陆军部队的开路先锋。它为陆军第7军进行空中侦察,拍摄了大量的伊军坦克、指挥中心、及导弹发射阵地的图像,并传送给直升机部队,接着美军就出动“阿帕奇”攻击型直升机对目标进行攻击,必要时还可呼唤炮兵部队进行火力支援。先锋机的生存能力很强,在319架次的飞行中,仅有一架被击中,有4~5架由于电磁干扰而失事。除美军外,英、法、加拿大也都出动了无人机。如法国的“幼鹿”师装备有一个“马尔特”无人机排。当法军深入伊境内作战时,首先派无人机侦察敌情,根据侦察到的情况,法军躲过了伊军的坦克及炮兵阵地。1995年波黑战争中,因部队急需,“捕食者”无人机很快就被运往前线。在北约空袭塞族部队的补给线、弹药库、指挥中心时,“捕食者”发挥了重要的作用。它首先进行侦察,发现目标后引导有人飞机进行攻击,然后再进行战果评估。它还为联合国维和部队提供波黑境内主要公路上军车移动的情况,以判断各方是否遵守了和平协议。美军因而把“捕食者”称作“战场上的低空卫星”。其实卫星只能提供战场上的瞬间图像,而无人机可以在战场上空长时间盘旋逗留,因而能够提供战场的连续实时图像,无人机还比使用卫星便宜得多。1999年3月24日,以美国为首的北约打着“维护人权”的幌子对南联盟开始了狂轰滥炸,爆发了震惊世界的“科索沃战争”。在持续78天的轰炸过程中,北约共出动飞机3.2万架次,投入舰艇40多艘,扔下炸弹1.3万吨,造成了二战以来欧洲空前的浩劫。南联盟多山、多森林的地形以及多阴雨天的气候条件,大大影响了北约侦察卫星及高空侦察机的侦察效果,塞军的防空火力又很猛,有人侦察机不敢低飞,致使北约空军无法识别及攻击云层下面的目标。为了减少人员的伤亡,北约大量使用了无人机。科索沃战争是世界局部战争中使用无人机数量最多、无人机发挥作用最大的战争。无人机尽管飞得较慢,飞行高度较低,但它体积小,雷达及红外特征较小,隐蔽性好,不易被击中,适于进行中低空侦察,可以看清卫星及有人侦察机看不清的目标。在科索沃战争中,美国、德国、法国及英国总共出动了6种不同类型的无人机约200多架,它们有:美国空军的“捕食者”(Predator)、陆军的“猎人”(Hunter)及海军的“先锋”(Pioneer);德国的CL-289;法国的“红隼”(Crecerelles)、 “猎人”,以及英国的“不死鸟”(Phoenix)等无人机。无人机在科索沃战争中主要完成了以下一些任务:中低空侦察及战场监视,电子干扰,战果评估,目标定位,气象资料搜集,散发传单以及营救飞行员等。科索沃战争不仅大大提高了无人机在战争中的地位,而且引起了各国政府对无人机的重视。美国参议院武装部队委员会要求,10年内军方应准备足够数量的无人系统,使低空攻击机中有三分之一是无人机;15年内,地面战车中应有三分之一是无人系统。这并不是要用无人系统代替飞行员及有人飞机,而是用它们补充有人飞机的能力,以便在高风险的任务中尽量少用飞行员。无人机的发展必将推动现代战争理论和无人战争体系的发展。
机器警察
所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统,它们不仅在和平时期可以帮助民警排除炸弹、完成要地保安任务,在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务,今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。
英国的“手推车”机器人
在西方国家中,恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。英国由于民族矛盾,饱受爆炸物的威胁,因而早在60年代就研制成功排爆机器人。英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机器人,已向50多个国家的军警机构售出了800台以上。最近英国又将手推车机器人加以优化,研制出土拨鼠及野牛两种遥控电动排爆机器人,英国皇家工程兵在波黑及科索沃都用它们探测及处理爆炸物。土拨鼠重35公斤,在桅杆上装有两台摄像机。野牛重210公斤,可携带100公斤负载。两者均采用无线电控制系统,遥控距离约1公里。
“土拨鼠”和“野牛”排爆机器人
除了恐怖分子安放的炸弹外,在世界上许多战乱国家中,到处都散布着未爆炸的各种弹药。例如,海湾战争后的科威特,就像一座随时可能爆炸的弹药库。在伊科边境一万多平方公里的地区内,有16个国家制造的25万颗地雷,85万发炮弹,以及多国部队投下的布雷弹及子母弹的2500万颗子弹,其中至少有20%没有爆炸。而且直到现在,在许多国家中甚至还残留有一次大战和二次大战中未爆炸的炸弹和地雷。因此,爆炸物处理机器人的需求量是很大的。
排除爆炸物机器人有轮式的及履带式的,它们一般体积不大,转向灵活,便于在狭窄的地方工作,操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察;一个多自由度机械手,用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来,并把爆炸物运走;车上还装有猎枪,利用激光指示器瞄准后,它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁;有的机器人还装有高压水枪,可以切割爆炸物。

德国的排爆机器人

在法国,空军、陆军和警察署都购买了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人。DM公司研制的RM35机器人也被巴黎机场管理局选中。德国驻波黑的维和部队则装备了Telerob公司的MV4系列机器人。我国沈阳自动化所研制的PXJ-2机器人也加入了公安部队的行列。

美国Remotec公司的Andros系列机器人受到各国军警部门的欢迎,白宫及国会大厦的警察局都购买了这种机器人。在南非总统选举之前,警方购买了四台AndrosVIA型机器人,它们在选举过程中总共执行了100多次任务。 Andros机器人可用于小型随机爆炸物的处理,它是美国空军客机及客车上使用的唯一的机器人。海湾战争后,美国海军也曾用这种机器人在沙特阿拉伯和科威特的空军基地清理地雷及未爆炸的弹药。美国空军还派出5台Andros机器人前往科索沃,用于爆炸物及子炮弹的清理。空军每个现役排爆小队及航空救援中心都装备有一台Andros VI。

我国研制的排爆机器人

排爆机器人不仅可以排除炸弹,利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察,监听他们的谈话,不必暴露自己就可对情况了如指掌。

1993年初,在美国发生了韦科庄园教案,为了弄清教徒们的活动,联邦调查局使用了两种机器人。一种是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型机器人,另一种是RST公司研制的STV机器人。STV是一辆6轮遥控车,采用无线电及光缆通信。车上有一个可升高到4.5米的支架 ,上面装有彩色立体摄像机、昼用瞄准具、微光夜视瞄具、双耳音频探测器、化学探测器、卫星定位系统、目标跟踪用的前视红外传感器等。该车仅需一名操作人员,遥控距离达10公里。在这次行动中共出动了3台STV,操作人员遥控机器人行驶到距庄园548米的地方停下来,升起车上的支架,利用摄像机和红外探测器向窗内窥探,联邦调查局的官员们围着荧光屏观察传感器发回的图像,可以把屋里的活动看得一清二楚。

机器人指挥

其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义,自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。

1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”(android),它由4部分组成:

1,生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等);

2,造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体,一种盔甲);

3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态);

4,人造皮肤(含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。

1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了大家的广泛关注,被当成了机器人一词的起源。在该剧中,机器人按照其主人的命令默默地工作,没有感觉和感情,以呆板的方式从事繁重的劳动。后来,罗萨姆公司取得了成功,使机器人具有了感情,导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正,终于造反了,机器人的体能和智能都非常优异,因此消灭了人类。

但是机器人不知道如何制造它们自己,认为它们自己很快就会灭绝,所以它们开始寻找人类的幸存者,但没有结果。最后,一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类,世界又起死回生了。

卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象,但人类社会将可能面临这种现实。

为了防止机器人伤害人类,科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”:

1,机器人不应伤害人类;

2,机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的命令除外;

3,机器人应能保护自己,与第一条相抵触者除外。

这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。

在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上,就提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人:

1,具有脑、手、脚等三要素的个体;

2,具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;

3,具有平衡觉和固有觉的传感器。

礼仪机器人

该定义强调了机器人应当仿人的含义,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。

机器人的定义是多种多样的,其原因是它具有一定的模糊性。动物一般具有上述这些要素,所以在把机器人理解为仿人机器的同时,也可以广义地把机器人理解为仿动物的机器。

1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为:“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统,并以此系统的使用方法作为研究对象”。

1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”

我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中,人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点,人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器,如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性,也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状,更加符合各种不同应用领域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增强,从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。

中国工程院院长宋健指出:“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果,代表了高技术的发展前沿,它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。

古代机器人

机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器,以便代替人类完成各种工作。

机器马车

西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。

春秋后期,我国著名的木匠鲁班,在机械方面也是一位发明家,据《墨经》记载,他曾制造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不下”,体现了我国劳动人民的聪明智慧。

公元前2世纪,亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人——自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像,它可以自己开门,还可以借助蒸汽唱歌。

1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。

后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”,并用其运送军粮,支援前方战争。

1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶,并在大阪的道顿堀演出。

1738年,法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭,它会嘎嘎叫,会游泳和喝水,还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。

写字机器人

在当时的自动玩偶中,最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年,他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画,有的拿着鹅毛蘸墨水写字,结构巧妙,服装华丽,在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制,这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶,它制作于二百年前,两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐,现在还定期演奏供参观者欣赏,展示了古代人的智慧。

19世纪中叶自动玩偶分为2个流派,即科学幻想派和机械制作派,并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”;1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》;1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世;1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面,1893年摩尔制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。

进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人(可编程、圆坐标)在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元