传感技术及其军事应用

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1、工程学院李广才传感器在军事上的应用主要内容0引　言1军用传感器类别2军用传感器的特征3军用传感器的应用4军用传感器的发展趋势5高技术战争中需要新型传感器0引　言在现代电子信息系统中，信息采集-传感器技术，信息传递-通讯技术，信息处理-微处理器(即计算机)技术是现代电子信息技术的三大核心技术，也是现代武器装备发展必不可少的重要组成部分。在军事上传感器是武器装备发展的重要环节。专家认为，“一个国家军用传感器制造技术水平的高低，决定了该国武器制造水平的高低，决定了该国武器自动化程度的高低，最终决定了该国武器性能的优劣”。美国国防部专家说过，“当今世界谁掌握了传感器技术，谁就

2、掌握了高科技，谁就控制了世界”。近十几年来，发生的历次局部战争中使用的高技术武器上都装有多种传感器，在对目标探测、精确制导、电子对抗、通讯指挥、故障诊断和自我防护中发挥了重要作用。1军用传感器类别按军用传感器在装备中的作用和特点分为两类：用于探测军用装备外界信息的传感器称为外部传感器，如用于目标探测、精确打击、姿态控制的光电传感器、红外传感器、光纤陀螺等；而所有检测与控制内部各子系统、各部件、参数的传感器均为内部传感器，如用于各类发动机系统、火控系统和监控系统的力学量传感器、温度传感器、光电传感器等。在实战中，各类武器装备一方面靠外部传感器快速发现与精确测定并打击敌方

3、目标；另一方面靠各种内部传感器保证武器装备本身处于最佳状态，发挥最大效能。因此，两类传感器同等重要。2军用传感器的特征传感器是一项军民两用的高技术，军用传感器是传感器产业中的一个重要分支。与民用传感器相比，军用传感器具有品种结构特殊，使用环境恶劣、技术指标高、质量水平高(产品的一致性、稳定性和可靠性)等特殊要求，研制生产难度大。近十年来，在微电子技术、微机械加工技术、纳米技术以及新型材料科学等高技术的推动下，传感器技术已从单一的物性型传感器进入功能更为强大、技术高度集成的新型传感器阶段。因此，当代军用传感器已进入新型军用传感器阶段，其典型特征是微型化、多功能化、数字化

4、、智能化、系统化和网络化，它必将对军用电子装备的发展起到先导和促进作用。3传感器在军事上的应用重点应用领域当今，传感器在军事上的应用极为广泛，可以说无时不用、无处不有，大到星体、两弹、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统，小到单兵作战武器；从参战的武器系统到后勤保障；从军事科学试验到军事装备工程；从战场作战到战略、战术指挥，如：“C3I”系统；从战争准备、战略决策到战争实施，遍及整个作战系统及战争的全过程，而且必将在未来的高技术战争中促使作战的时域、空域和频域更加扩大，更加影响和改变作战的方式和效率，大幅度提高武器的威力和作战指挥及战场管理能力。图1列出了新型传感器在武器

5、装备中的应用。图1新型传感器在武器装备中的应用传感器在军事上的应用举例美国的军用传感器处于世界领先水平，且已在天、空、海、陆平台的实战中得到应用，见表1。3.1微型传感器的应用（1）在微型侦察卫星上的应用：2002年2月，美国成功地将世界上第一颗皮型卫星(小于1kg)发射到离地面750km的轨道上，其外形尺寸为(1in×3in×4in，注：1in=0.0254m)，质量仅为245g。另美国研制成功一个微尘卫星(小于500g)，装有7个不同轴向的传感器，包括2个磁传感器，2个加速度传感器以及光、湿度、压力传感器。(2)在导航系统上的应用：美国研制成功的一种加速度达105

6、g的MEMS惯性传感器，已用于智能弹头和钻地弹头中，其抗震能力足以使弹头钻入地下后，仍能对其进行制导、控制并引爆。(3)用于陆军单兵作战的多功能电子设备：该装置安装在士兵身上的各个部位，包括各类MEMS传感器及其测控系统，主要有智能头盔(包括夜视仪、红外/激光瞄准器等)，能有效地提高士兵作战能力，从2003年起已逐步装备于陆军单兵作战。(5)传感器在武器引爆上的应用：传感器引爆武器是目前智能化程度最高的武器，B1轰炸机可以携带30个这样的武器。投弹后，武器外壳和炸弹平台会裂解，放出多个炸弹筒，每个炸弹筒可以30度角射出名为斯科特的带降落伞的炸弹，每个斯科特都有传感器引

7、爆系统能够追踪目标。找到目标的斯科特会将熔化的铜弹头打入敌军坦克，而没有找到目标的会自动销毁，不会在战场上留下明显痕迹。最初使用在美伊战争，投放第一批武器就炸毁了伊拉克2/3的前线坦克，余下的1/3则迅速缴械投降了。(4)在分布式机器人中的应用：美国军方列入研究计划的装有多种微型传感器的各类军用机器人有100多种，其中已投入实际使用的有无人机、机器人坦克、自主式地面车辆、扫雷机器人、武器装备自动故障与排除系统等。3.2红外探测器的应用(1)对战略弹道导弹的预警为了适应未来战争的需要，美军于1994年提出建立探测与跟踪导弹发射的新一代卫星监视系统，以取