第二节 高技术在军事上的应用
一、基础型军事高技术
(一)军用微电子技术
微电子技术,听起来,似乎是一个极高深且难以理解的概念。其实不然。所谓微电子技术,通俗地讲,就是使电子元器件及由它组成的电子设备微型化的技术;它是在晶体管技术的基础上发展起来的。其核心是集成电路技术。
随着微电子技术发展水平的不断提高,其应用范围也将越来越广,影响也将越来越大。从目前情况看,随着高性能集成电路芯片的广泛应用,将会给人类社会的各个领域带来翻天覆地的变化。特别是在军事领域的广泛应用,将使武器装备的性能发生巨大变化。首先是武器系统的体积、质量和功耗大大减少,可靠性大大提高。其次是武器系统自身的信息处理能力得到质的飞跃,使一些原来作为设想的高技术兵器如今成为现实。第三是传统后勤装备的信息化水平不断提高,保障手段逐步走向多样化和智能化。
(二)光电子技术
光电子技术是电子技术同光学技术相结合而形成的一门新型综合性技术。它主要研究光波与物质中的电子相互作用及其能量相互转换。它利用光进行信息的发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现。它包括的主要技术有:激光技术、红外技术、光纤技术、集成光学技术、光计算和显示技术等等。
目前,光电子技术已经渗透到武器系统的各个领域,广泛用于侦察、预警、通信、导航、武器制导和火控、以及定向能武器等。
总之,光电子技术在军事领域的应用极大提高了军队的作战效能,使各级C4ISR系统的功能得以充分发挥,各类探测设备和制导武器的精度得到极大提高;但是,光电子技术在探测距离以及全天候作战方面还存在着缺点和不足,还需进一步的完善和提高。在未来,光电子技术与电子技术的紧密配合,取长补短,将成为高技术兵器发展的主要支撑。
(三)计算机技术
计算机是由电子器件及相关设备和系统软件组成的自动计算系统。它具有极强的数据处理能力,即能计算、能分析、能判断;具有较强的记忆能力;有一定的思维能力,而且上述能力在不需人为干预的情况下可自动完成。
计算机的发展方向将朝着高性能和应用的广度与深度发展。
具体来讲,一是计算机的性能越来越高。到2010年前后将研制出1千万亿次的并行机,可以对大至宇宙小至微观世界做逼真的模拟计算。中国目前实用的曙光4000A并行机的运算速度已达11.3万亿次,无故障突破25万小时,总体性能达到国际先进水平。
二是计算机的网络化与大众化,使计算机渗透到人类生活的各个方面。美国哈佛大学的研究人员2005年4月27日宣布,他们利用低温技术研制成功纳米导线集成电路,使用这种技术制成的时钟振荡电路频率可达11.7兆赫兹,是目前用有机半导体材料制造的时钟振荡电路的20倍;制成的芯片将可以大大促进计算设备在生活中的应用,“使高效的电子设备进入我们生活的每个方面”。
三是计算机将越来越善解人意,人们将通过口语、书写、文字、手势等非常自然的方式与计算机打交道。计算机将会以更加便捷的方式为人类提供智能化的服务。
随着计算机技术的发展,尤其是超级计算机的发展,计算机在武器系统中的应用还将会更加强烈。
(四)军用新材料技术
“材料是发明之母”。新型材料是军事高技术发展的物质基础和突破口,谁能更快地开发和应用具有特定功能的材料,谁就拥有更强大的技术潜力。正因为如此,各国的军用高技术计划,无不把新材料的研究与开发作为重要内容之一。
目前,世界各国主攻的军用新型材料主要集中在高温材料、功能材料和复合材料等方面。
功能材料是指具有各种各样特殊功能的材料,比如:电光材料、电声材料、隐身材料、“记忆合金”材料等。这些材料在军事上的应用效果,令人叹为观止。
所谓复合材料是指把两种或两种以上不同性质的材料经过加工,复合形成一种材料,从而克服单一材料所存在的某些弱点,发挥各个组成材料各自优点,提高材料的综合性能。这就叫取长补短,相得益彰。军用新材料是高技术武器装备的命根子,世界各国控制得都非常严格。在军火市场上,你可以买到火炮、坦克、飞机、军舰,可能买到导弹、雷达、电子设备,却很难买到制造这些装备的新材料;如果想得到制造这些新材料的高技术,那就更难上加难。要想独立自主地发展本国的国防科技和武器装备,就必须下功夫,自力更生解决各种新型材料不可。
二、应用性军事高技术
(一)精确制导技术
精确制导技术是按照特定基准选择飞行路线,控制和引导武器系统对目标进行攻击的综合性技术。
已发展并成熟的精确制导技术有寻的制导(包括红外制导、毫米波制导、激光制导、可见光成像制导等)、匹配制导(包括地形匹配制导、景像匹配制导)、遥控制导、卫星制导、高精度惯性制导、复合制导(即多模制导)等。
精确制导武器是采用制导技术,控制或导引武器直接对目标实施攻击时,其直接命中概率超过50%的武器。直接命中的含义是指制导武器的圆概率误差(也称圆公算偏差)小于该武器弹头的杀伤半径。精确制导武器的工作原理是,利用探测器和敏感装置获取被攻击目标的信息和特征,对目标进行判断识别并精确定位和跟踪。被跟踪目标的信息源有目标反射的自然光或灯光,目标反射、散射或辐射的红外线、无线电波或声波等物理现象。目前已研制出的精确制导武器主要有导弹、制导炸弹、制导炮弹和末敏弹药等。
由于精确制导武器具有命中率高、军事和经济效益好、机动和反应能力强等优点,因此,一问世就被广泛用于战场,对现代战争产生了重大影响,被公认为是“常规威慑力量”、“未来兵器之星”。一般认为,使用精确制导武器进行“外科手术式”的精确打击作战是高技术战争的主要样式。预计精确制导武器将向智能化、隐身化和更高精度方向发展。
(二)侦察监视技术
从理论上讲,自然界中任何实物目标及其所产生的现象总会有一定的特征(声、光、电、磁、热、力学等),并与其所处的背景有差异。目标与背景之间的任何差异,都可直接由人的感官或借助一些技术手段加以区别,这就是目标可以探测到的基本依据。
现代侦察监视技术就是利用这种差异发展而来的一种军事高技术。侦察监视技术是信息技术的重要组成部分。它是将目标与背景加以区分,从而发现目标、识别目标、监视目标、跟踪目标以及对目标进行定位的技术。
1.地面侦察监视技术
2.水下侦察探测技术
3.空中侦察监视技术
4.空间侦察监视技术
(三)伪装与隐身技术
所谓伪装是指为隐真示假而采取的各种隐蔽措施。或者说,伪装是通过隐蔽真目标、设置假目标、实施佯动、散布假情报和封锁消息等措施,达到降低敌方侦察效果,提高己方目标的生存能力,使敌方对己方的情况与企图产生错觉,造成敌方的指挥失误,从而保障我方的胜利。
隐身技术即低可探测技术,是通过降低武器装备等目标的信号特征,使其难于发现、识别、跟踪和攻击的技术。
隐身技术是传统伪装技术向高技术发展的标志,它综合应用了流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等众多学科领域的技术,被称为“王牌技术”。
(四)信息战技术
信息战技术,通俗地讲,就是应用于信息战领域的各类军事技术。概括起来,主要包括两大部分:一是电子战技术;二是网络战技术,即对计算机网络的攻击技术和相应的防御技术。
所谓信息战,是指在信息领域所采取的对抗行动或所进行的作战。信息战的核心是C4ISR对抗。信息战、精确制导武器、指挥自动化系统是信息化战争的三大支柱。
网络战技术主要有计算机病毒、“蠕虫”程序、逻辑炸弹、陷阱门和“黑客”等进攻手段以及保护通信网络与计算机网络的电磁防护和物理防护措施,如设置“防火墙”和通信保密等。
(五)军用航天技术
第一关是上天关。世界上200多个国家和地区,能够独立研制并发射人造卫星的国家只有8个,按先后顺序,依次是:苏联(1957年10月4日);美国(1958年1月31日);法国(1965年11月26日);日本(1970年2月11日);中国(1970年4月24日);英国(1971年10月28日)、印度(1980年7月18日)、以色列(1988年9月19日)。
第二关是回收关。到目前为止,在掌握回收技术的三个国家中,中国的回收成功率最高的。中国从1975年11月26日成功回收第一颗卫星到2004年9月27日,共发射20次,回收成功19次,成功率达95%。
第三关是一箭多星关。所谓一箭多星是指用一枚火箭同时发射多颗卫星。这种发射有两种方式:在大多数情况下,多星轨道基本相同;另一种情况是把卫星分别送入不同轨道。中国在1981年9月20日成功地使用“风暴一号”火箭同时发射了三颗卫星,即“实践一号”、“实践一号甲”、“实践一号乙”。目前掌握这一技术的国家还有美国、俄罗斯和欧洲空间局等。一箭多星技术与分导技术有密切的联系,所以谁掌握了一箭多星技术,就意味着向分导技术迈进了一大步。
第四关是地球同步关。所谓地球同步关,就是把卫星发射到地球赤道上空,离地面垂直高度为35786千米,方向正东,速度为每秒3.07千米,这样,卫星绕地球旋转一周的时间正好与地球自转一周的时间相同,这样从地面看上去,位于地球同步轨道上的卫星仿佛“挂”在天上一样静止不动,这就是地球同步关。2005年4月12日,中国在西昌卫星发射中心用“长三乙”成功将“亚太六号”通信卫星送入太空。
第五关是太阳同步关。所谓太阳同步关,是指把卫星发射到地球一种特殊的轨道,卫星在这个轨道上运行,与地球绕太阳的公转同步。具有这种飞行特点的卫星,用来拍摄云图,可以方便地比较天气的变化形势;用来对地面照相侦察,则可以发现地面军事目标的动态变化情况。
载人航天关是航天技术的最后一道难关。过了这一关,人类就可实现“无高不可攀”的梦想,这对于发展科技、经济和军事都有着极其重大的意义。中国是2003年10月15日过这一关的。2005年10月12日至17日,“神舟”6飞船再次升空,搭载着中国两名宇航员绕地球77圈325万千米115小时32分,此举距离中国加入世界航天大国精英俱乐部只有两年时间。
(六)军队指挥自动化系统技术
指挥自动化系统是指挥员综合运用以电子计算机为核心的各种技术设备,实现军事信息收集、传递、处理自动化,保障对军队和武器实施指挥与控制的人——机系统。通常情况下,人们往往又把该系统称为C3I、C4I、C4ISR、C4IKSR。从系统结构的角度讲,指挥自动化系统是用电子计算机将指挥、控制、通信和情报各分系统紧密联系在一起的综合系统。
军队指挥自动化系统一般包括信息获取分系统、信息传递分系统、信息处理分系统、信息显示分系统、决策监控分系统和执行分系统。它们由部署在地面、海上、空中和太空的各种各样的信息技术装备组成,并且通过通信分系统联成网络。按照功能和作用划分,指挥自动化系统可分为战略指挥自动化系统和战术指挥自动化系统。建立指挥自动化系统的目的是提高军队指挥和管理效能,从整体上增强军队战斗力。
我军指挥自动化系统的研制始于20世纪60年代,虽然起步较晚,但发展较快。全军指挥自动化网于1984年建成一期网,20世纪90年代建成三期网。目前,我军已建成了集作战、通信、机要为一体,覆盖总部、军区、军兵种主要业务部门和集团军、省军区及部分作战师的自动化指挥网,并投入全时值勤。
在现代战争中,指挥自动化系统发挥着极其重要的作用。
首先提高了作战指挥的效率,使决策更加科学,调控更加完善。
其次提高了军队的机动能力。
再次提高了武器的作战效能。
第四强化了战争保障能力。
(七)核、生、化武器技术
1.核武器
核武器是利用爆炸性核反应释放的能量,造成杀伤破坏作用的武器。根据核材料、核反应方式及杀伤破坏因素的不同,核武器分为裂变核武器(原子弹)、聚变核武器(热核武器或氢弹)、增强辐射核武器(中子弹)和核定向能武器等。核武器的杀伤破坏因素主要有光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲和放射性沾染等。核武器具有杀伤破坏范围大、杀伤破坏程度严重、杀伤破坏因素多、伤害作用持续时间长和防护复杂等特点。
2.化学武器
化学武器是利用化学毒剂的毒害作用杀伤、疲惫敌人的武器,它主要指装填有化学毒剂的各种化学弹药和化学毒剂布洒器,如各种炮弹、炸弹、火箭弹、导弹、毒烟弹、手榴弹、地雷、布(喷)洒器等。化学武器通过按毒剂的毒害作用来分类。一般把毒剂分为神经性毒剂、糜烂性毒剂、全身中毒性毒剂、失能性毒剂、窒息性毒剂、刺激性毒剂等。在战争中,化学武器的使用具有以下特点:
一是杀伤范围大。
二是伤害途径多。
三是持续时间长。
由于化学武器造价低廉、原料来源方便,只要具有生产农药、医药、石油化工产品的能力,就能生产化学武器。据报道,目前世界上拥有化学武器的国家和地区至少有30个,因此,也被一些国家称为“穷国的原子弹”。在未来战争中仍将难以排除化学武器的威胁。
3.生物武器
生物武器是指利用生物战剂杀伤有生力量和破坏植物的各种武器、器材。其技术关键是生物战剂的研制和生产。生物战剂按照不同的目的有不同的分类方法。按攻击对象可分为人员杀伤剂、动物杀伤剂和植物杀伤剂。按生物学可分为细菌战剂、病毒战剂、立克次体战剂、衣原体战剂、真菌战剂和毒素战剂。按效应可分为失能性生物战剂和致死性生物战剂。未来有可能研制出生物化学战剂和遗传工程武器,即基因武器。生物武器在战争上使用,具有致病力强、污染范围广,伤害途径多,危害作用时间长,没有立即杀害作用以及具有传染性等特点。
随着核武器、生物武器和化学武器的发展,其防护技术也在进一步发展。如一些国家正在研制核生化武器新的检测手段和高性能的防护装备或器材。
(八)新概念武器
新概念武器是指在原理、结构、功能和杀伤破坏机理上(其中之一或多个方面)与传统武器完全不同的新型武器,如激光武器、高功率微波武器、粒子束武器、电磁炮、计算机“病毒”和计算机“黑客”及其他反装备武器等。
新概念武器与其他武器相比,具有以下特点:一是武器形态多样化;二是具有多种作战效能,综合功能强;三是设计思想新、使用的材料新、结构方式新。
这些武器技术目前都正在发展之中。
1.粒子束武器
粒子束能技术,是利用电磁场把粒子源产生的电子、质子或中子等亚原子粒子加速到接近光速,再靠磁场的作用将其聚集成密集的束流射出,以其巨大的动能摧毁目标的技术。用这种技术制成的武器就是粒子束武器。这种武器射出的粒子束流具有巨大的能量,在击中目标的瞬间可产生摄氏8000度的高温,使目标表面顷刻破碎和气化,就连陶瓷、碳等耐热材料也会融化。此外,高能粒子束还会形成附加电场和大电流脉冲,可在瞬间把目标内部的电子器件击穿等。近年来,美国和俄罗斯等国先后进行了研究和试验。
2.微波武器
微波武器由超高功率微波发射机、大型天线及其他配套设施组成。大型天线可把超高功率微波发射机输出的能量会聚成极窄的波束,使微波能量高度集中,以便照射、杀伤或摧毁目标。微波武器所辐射的微波能量比普通雷达高数百倍乃至数万倍。它是利用较弱的微波能量照射目标引起的电磁辐射杀伤效应的“非热效应”杀伤目标,使人出现神经功能紊乱、头痛、呕吐、心情烦躁、记忆力减退等生理反应;或者利用强微波能量照射人体引起伤害作用的“热效应”杀伤目标,人体即使被强微波照射时间不长,也会造成皮肤及内部组织损伤,使人的眼睛因白内障而致盲,甚至导致死亡。微波能量具有很强的穿透力,能够穿过缝隙、玻璃或纤维,使车辆内部或简易掩蔽所内的人员受到伤害。微波武器还可用于攻击洲际弹道导弹、巡航导弹、卫星、航天飞机、飞机、坦克、舰艇、雷达、通信器材、电子计算机等目标,可在不破坏这些目标整体情况下,使之失去作战效能。微波武器具有三大功能:实施强电磁干扰、破坏电子设备电路和投射强热效应。微波武器与粒子束和激光武器相比,微波武器有更宽的波束,照射的目标区域更大,作用距离更远,杀伤范围更广。
3.次声波武器
高于20000赫兹的声波叫超声波,低于20赫兹的声波叫次声波,通常次声波的频率范围是0.0001——20赫兹,人耳能听见的声波频率是20——20000赫兹。当频率在4——8赫兹的次声波作用到人体时,就会使人腹部剧烈疼痛,大小便失禁、脱水、休克,严重时可使内脏破裂,腹腔大量出血而死亡。当频率在8——12赫兹的次声波作用到人体时,就会使人心神不安、头部剧烈疼痛、恶心、呕吐、脑组织损伤,失去知觉,严重时可使脑血管破裂引起脑出血而死亡。其原因就是利用次声波的频率与人体某些器官固有振动频率产生同频共振造成的。次声波武器有三个特点:一是隐蔽快速,便于突然袭击。次声波在空气中的传播速度是每秒500米,在水中的传播速度是每秒1600米。二是传播距离远,不易被削弱。声波传播时,频率越高,空气和水对它的吸收和衰耗就越大,如频率为1000赫兹的可听声,大气对它的吸收和衰耗比频率为0.1赫兹的次声波大1亿多倍。次声波可以传播很远,而能量衰耗却很少,它具有洲际作战能力。三是穿透能力强,不易防护。声波频率越低,穿透能力越强。频率为几赫兹的次声波可穿透10多米厚的钢筋混泥土。因此,坐在坦克或者水下潜艇里的人员,也难于逃脱次声波武器的攻击。
4.“材料束”武器
正在研制中的可定向攻击目标的材料束武器,既不发射光束、粒子束,也不放射频束和声束,而是利用材料本身的一些特性致使武器装备丧失作用或被摧毁。主要种类有:一是胶粘剂发射器。即用两种不同成分的塑料在发射中使之混合、爆轰而形成具有强粘合特性的塑料状物质,当发动机、瞄准具、测距仪等武器装备粘上这种物质后就会停车和失效。二是聚苯乙烯颗粒弹。它可向空中飞行的直升机发射这种极轻的颗粒,使之被吸附在发动机的叶片上,造成“喘振”,以致停机和坠落。三是乙炔发射器。即用乙炔榴弹炮向坦克等装甲车辆发射含有水和碳化钙混合产生的乙炔气体,当乙炔气体被发动机吸入,立即引起燃爆,击毁坦克装甲车辆。四是泡沫体发射器。用可膨胀的泡沫塑料,从飞机、火炮、车辆等平台上向坦克等装甲车辆发射,可使坦克装甲车辆发动机立即熄火。五是润滑剂喷撒器。它把润滑剂喷洒到飞机跑道、道路上,使其变得滑溜,造成飞机无法起飞,车辆无法行驶。
5.电磁武器
目前电磁武器主要分为电磁枪和电磁炮两种。电磁枪依据的原理是,当电流与磁场相交时,在与电流和磁场垂直的方向上产生电磁力。利用这种电磁力,电磁枪可将安放在导电杆上的金属子弹至少以每秒10千米的初速度射出,毁伤目标。
电磁炮是利用电磁力加速弹丸的电磁发射系统。目前开发的电磁炮是轨道炮,即在两条平行放置的轨道中间夹一弹丸,弹丸后部有一等离子体或固体电枢,利用流经轨道的电流产生的磁场与流经电枢的电流之间的电磁力加速弹丸。电磁炮作为发展中的高技术兵器,军事用途十分广泛。一是反卫星和反导弹。电磁炮可把0.1——1千克的弹丸加速到每秒3——20千米,用于摧毁空间的卫星、导弹,还可拦截由舰艇和坦克装甲车辆发射的导弹。二是防空防天。不仅可以拦截各种导弹、飞机,还可以拦截来自外层空间的战略导弹。三是反装甲。只要发射重为50克,速度为每秒3千米的电磁炮弹,就可射穿0.025米厚的装甲。目前,美、俄、英、澳、日等国都在积极开展电磁炮的研究。
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