从仪器仪表的应用领域谈仪器仪表在军事上的
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从仪器仪表的应用领域谈仪器仪表在军
事上的“战斗力”作用
众所周知,随着世界科技的飞速发展,仪器仪表在很多领域都有广泛的涉及,其中主要覆盖了工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等方面,在国民经济建设各行各业的运行过程中承担着把关者和指导者的任务。由于仪器仪表可将被测目标的各种非电量信息转换成可进行测量的电信号,因此在军事上仪器仪表是武器装备发展的重要环节。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仪器仪表,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。专家认为,一个国家军用仪器仪表制造技术水平的高低,决定了该国武器制造层次的高低,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高低。一、仪器仪表发展的必要性和背景
当今世界已经进入信息时代,信息技术成为推动国民经济和科学技术迅速发展的关键技术。著名科学家钱学森明确指出:“信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。测量技术是关键和基础。”现代仪器仪表是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备,是信息产业的源头和组成部分。美国商务部1999年报告在关于新兴数字经济部分提出,信息产业包括计算机软硬件行业、通信设备制造及服务行业、仪器仪表行业。现代仪器仪表在当今社会具有极为重要的作用。
信息通常是通过测量技术和测量仪表获得的。仪器仪表是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备。因此,仪器仪表(特别是测量仪器仪表)是信息产业的源头和重要组成部分。信息技术产业的要素包括信息的获取、存储、传输、处理和利用,而信息的获取正是靠传感器和测量技术实现的。如果获取的信息
是错误的或不准确的,那么其后继的信息存储、传输、处理和利用都是毫无意义的,甚至是有害的。因此,仪器仪表(特别是测量仪器仪表)理应包括在信息技术产业之中,而且是它的关键和基础。
仪器仪表产品的高科技化,必将成为日后仪器仪表科技与产业的发展主流。世界近二十年来,微电子技术、计算机技术、精密机械技术、高密封技术、特种加工技术、集成技术、薄膜技术、网络技术、纳米技术、激光技术、超导技术、生物技术等高新技术获得了迅猛发展。
这一背景和形势,不断地向仪器仪表提出了更高、更新、更多的要求,如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥测遥控更远距、使用更方便、成本更低廉、无污染等,同时也为仪器仪表科技与产业的发展提供了强大的推动力,并成了仪器仪表进一步发展的物质、知识和技术基础。
尤其需要指出的是,近十年来,由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果、新型传感器技术与智能化技术研究成果,以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新科技成果的竞相问世。新技术推动仪器仪表飞速发展。
二、仪器仪表在军事上所表现的“战斗力”
在现代化的战争中,获取战场信息已成为整场战争获取胜利的关键,但是,获取信息主要是通过各种各样的仪器和仪表来实现的。或许,会有人质疑了:为什么不能通过人来实现呢?原因就是现代化的战争是技术的战争,而不是人的战争了。比如,在世界第一次大战和第二次大战上,各国最重要的是战斗人员,技术其次,但是在伊拉克战争和海湾战争中,用仪器仪表来获取信息在其中体现除了很大优势,美国通过各种卫星、雷达、红外线
传感技术来赢得战争。现在,我们就军用卫星和传感技术在军事上的应用两个方面来具体介绍仪器仪表在军事上所表现的“战斗力”。
1、军用卫星
(1)、电子侦察卫星──它是装有电子侦察设备,用于侦察雷达和其它无线电设备的位置与特性,截收对方遥测和通信等机密信息的侦察卫星。美国在早期的“发现者”系列卫星上曾进行过电子侦察的试验,1962年5月发射的“搜索者”号是世界上最早的实用侦察卫星,在现代战争中,电子侦察卫星已成为获得情报所不可缺少的手段。1991年海湾战争中,美国在空袭伊拉克前几个月就开始通过电子侦察卫星搜集掌握了大量的伊军电子情报。利用这些情报在空袭前几十分钟开始对伊展开电子战,使伊大部分雷达受到强烈干扰而无法正常工作,无线电通信全部瘫痪,连巴格达电台的广播也因干扰而无法听清。据报道,萨达姆与前线作战指挥官的通话,甚至战场分队之间的通话,均被美国的电子侦察卫星所窃听。
(2)、军用导航卫星──它是通过发射无线电信号,为地面、海洋和空中军事用户导航定位的人造地球卫星。军用导航卫星原先主要为核潜艇提供在各种气象条件下的全球定位服务,现在也能为地面战车、空中飞机、水面舰艇、地面部队及单兵提供精确的所处位置、时间的信息。世界上第一颗导航卫星是美国海军的“子午仪”─7A号卫星,它于1959年9月17日发射升空,它是试验性卫星,第一颗实用导航卫星是1960年4月13日发射的“子午仪”─B号。美国共发射了约30颗“子千仪”卫星,于1964年7月组成导航卫星网正式投入使用。它可使全球任何地点的用户平均每隔1.5小时利用卫星定位一次,导航定位精度为20─50米。美国防部队从1978年2月开始发射“导航星”系列导航卫星,部署“导航星”新一代全球定位系统(GPS)。卫星网由18颗“导航星”组成,可使任何地点或近地空间的用户在任何时候都能接收到至少4颗卫星的信号,以保证全球覆盖、三
维定位和连续导航。其定位精度为16米,测速精度优于0.1米/秋,授时精度优于1微秒,是目前最先进的卫星导航系统。在海湾战争中,美国的飞机,巡航导弹、舰艇、地面部队和执行其它任务的军用卫星都曾利用“导航星”系统进行了精确的导航定位。
2、传感技术
当今,传感器在军事上的应用极为广泛,可以说无时不用、无处不用,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;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。
(1)、微型传感器——智能微尘系统也可以部署在战场上,远程传感器芯片能够跟踪敌人的军事行动,智能微尘可以被大量地装在宣传品,子弹或炮弹壳中,在目标地点撒落下去,形成严密的监视网络,敌国的力量和人员、物资的运动自然一清二楚。美国五角大楼希望在战场上放置这种微小的无线传感器,以秘密监视敌军的行踪。美国国防部在四年以前就已经把它列为一个重点研发项目。如果像美国预想的那样,智能微尘用在战场上,美国的军事实力又将与其他国家再度拉开距离。智能微尘还可以用于防止生化攻击——智能微尘可以通过分析空气中的化学成分来预告生化攻击。
(2)、光纤水听器——是利用光纤的传光特性以及它与周围环境相互作用产生的种种调制效应。在海洋中侦听声场信号的仪器。它与传统的压电水听器相比,具有极高的灵敏度(高出3个数量级)、足够大的动态范围、本质的抗电磁干扰能力、无阻抗匹配要求、系统湿端质量轻和结构的任意性等优势。因此足以应