第一篇:軍事通信講稿-201109062124-屈寧威
光纖通信技術的發(fā)展史及其現(xiàn)狀
光自身固有的優(yōu)點注定了它在人類歷史上充當不可忽略的角色,隨著人類技術的發(fā)展,其應用越來越廣泛,優(yōu)點也越來越突出。
光纖通信是將要傳送的圖像、數(shù)據(jù)等信號調(diào)制到光載波上,以光纖作為傳輸媒介的通信方式。作為載波的光波頻率比電波頻率高得多,作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多,因此相對于電纜通信或微波通信,光纖通信具有許多獨特的優(yōu)點。
將優(yōu)點突出的光纖通信真正應用到人類生活中去,和很多技術一樣,都需要一個發(fā)展的過程。
一、光纖通信技術的形成
(一)、早期的光通信
光無處不在,這句話毫不夸張。在人類發(fā)展的早期,人類已經(jīng)開始使用光傳遞信息了,這樣的例子有很多。
打手勢是一種目視形式的光通信,在黑暗中不能進行。白天太陽充當這個傳輸系統(tǒng)的光源,太陽輻射攜帶發(fā)送者的信息傳送給接收者,手的動作調(diào)制光波,人的眼睛充當檢測器。
另外,3000多年前就有的烽火臺,直到目前仍然使用的信號燈、旗語等都可以看作是原始形式的光通信。望遠鏡的出現(xiàn)則又極大地延長了這類目視形式的光通信的距離。
這類光通信方式有一個顯著的缺點,就是它們能夠傳輸?shù)娜萘繕O其有限。近代歷史上,早在1880年,美國的貝爾(Bell)發(fā)明了“光電話”。這種光電話利用太陽光或弧光燈作光源,通過透鏡把光束聚焦在送話器前的振動鏡片上,使光強度隨話音的變化而變化,實現(xiàn)話音對光強度的調(diào)制。在接收端,用拋物面反射鏡把從大氣傳來的光束反射到硅光電池上,使光信號變換為電流傳送到受話器。
光電話并未能在人類生活中得到實際的使用,這主要是因為當時沒有合適的光源和傳輸介質(zhì)。其所利用的自然光為非相干光,方向性不好,不易調(diào)制和傳輸;而以空氣作為傳輸介質(zhì),損耗會很大,無法實現(xiàn)遠距離傳輸,又易受天氣影響,通信極不穩(wěn)定可靠。
如此看來,這種光電話并沒有太大的實際應用價值,然而,我們不得不說,光電話仍是一項偉大的發(fā)明,它的出現(xiàn)證明了用光波作為載波傳輸信息是可行的,因此,把貝爾光電話稱為現(xiàn)代光通信的雛形毫不過分。
(二)、現(xiàn)代光纖通信技術的形成 隨著社會的發(fā)展,信息傳輸與交換量與日俱增,傳統(tǒng)的通信方式已不能滿足人們的需要。為了擴大通信容量,通信方式從中波、短波發(fā)展到微波、毫米波,這實際上就是通過提高通通信載波頻率來擴大通信容量的。
繼續(xù)提高頻率,達到光波波段,光波是人們最熟悉的電磁波,其波長在微米級,而頻率則為1014Hz數(shù)量級,這比常用的微波頻率高104~105倍。如此看來,5-1 用光波作為載波進行通信,通信容量將大大超過傳統(tǒng)通信方式。
要發(fā)展光通信,最重要的問題就是要尋找適用于光通信的光源和傳輸介質(zhì)。1970年,光纖和激光器這兩個科研成果同時問世,拉開了光纖通信的帷幕,所以我們把1970年稱為光纖通信的“元年”。
1、光源
1960年,美國的梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了紅寶石激光器,它可以產(chǎn)生單色相干光,使高速信息的光調(diào)制成為可能。
和普通光相比,激光具有波譜寬度窄,方向性極好,亮度極高,以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光,它的特性和無線電波相似,是一種理想的光載波。
但是,紅寶石激光器發(fā)出的光束不容易耦合進光纖中傳輸,其耦合效率是極低的,因此需要研制小型化的激光光源。
1970年,美國貝爾實驗室、日本電氣公司(NEC)和前蘇聯(lián)先后突破了半導體激光器在低溫(-200 ?C)或脈沖激勵條件下工作的限制,研制成功室溫下連續(xù)工作的鎵鋁砷(GaAlAs)雙異質(zhì)結半導體激光器(短波長)。雖然壽命只有幾個小時,但其意義是重大的,它為半導體激光器的發(fā)展奠定了基礎。1973年,半導體激光器壽命達到10萬小時(約11.4年),外推壽命達到100萬小時,完全滿足實用化的要求。在這個期間,1976年日本電報電話公司研制成功發(fā)射波長為1.3 ?m的銦鎵砷磷(InGaAsP)激光器,1979年美國電報電話(AT&T)公司和日本電報電話公司研制成功發(fā)射波長為1.55?m的連續(xù)振蕩半導體激光器。
激光器的發(fā)明和應用,使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。
2、傳輸介質(zhì) 1)大氣
1961~1970年,人們主要研究利用大氣傳輸光信號。美國麻省理工學院利用He-Ne激光器和CO2激光器進行了大氣激光通信試驗。試驗證明用承載信息的光波通過大氣的傳播實現(xiàn)點對點的通信是可行的,但是大氣傳輸光通信存在很多嚴重的問題:
(1)通信能力和質(zhì)量受氣候影響十分嚴重。由于雨、霧、雪和大氣灰塵的吸收和散射,光波能量衰減很大。例如,雨能造成30dB/km的衰減,濃霧衰減高達120dB/km。
(2)大氣的密度和溫度很不均勻,造成折射率的變化,加上大氣湍流的影響,光束位置可能會發(fā)生偏移和抖動。因而通信的距離和穩(wěn)定性都受到極大的限制,不能實現(xiàn)“全天候”通信。
(3)大氣傳輸設備要求設在高處,收、發(fā)設備必須直線可見。這種地理條件使得大氣傳輸通信的適用范圍具有很大的局限性。
雖然,固體激光器(例如摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光器)的發(fā)明大大提高了發(fā)射光功率,延長了傳輸距離,使大氣激光通信可以在江河兩岸、海島之間和某些特定場合使用,但是大氣激光通信的穩(wěn)定性和可靠性仍然沒有解決。
為了克服氣候?qū)す馔ㄐ诺挠绊懀藗冏匀幌氲桨鸭す馐拗圃谔囟ǖ目臻g內(nèi)傳輸。因而提出了透鏡波導和反射鏡波導的光波傳輸系統(tǒng)。透鏡波導是在金屬
5-2 管內(nèi)每隔一定距離安裝一個透鏡,每個透鏡把經(jīng)傳輸?shù)墓馐鴷鄣较乱粋€透鏡而實現(xiàn)的。反射鏡波導和透射鏡波導相似,是用與光束傳輸方向成45?角的兩個平行反射鏡代替透鏡而構成的。
這兩種波導從理論上講是可行的,但在實際應用中遇到了不可克服的困難。首先,現(xiàn)場施工中校準和安裝十分復雜;其次,為了防止地面活動對波導的影響,必須把波導深埋或選擇在人車稀少的地區(qū)使用。
由于沒有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì),對光通信的研究曾一度走入了低潮。
2)光纖
為了發(fā)展光通信技術,人們又考慮和嘗試了各種傳輸介質(zhì),其中包括利用玻璃材料制成光導纖維來傳輸光信號,但是當時最好的光學玻璃材料的損耗在1000dB/km以上,這么高的傳輸損耗根本就無法用于通信。
二、光纖通信技術現(xiàn)狀及其發(fā)展
從宏觀上來看,光纖通信主要包括光纖光纜、光電子器件及光通信系統(tǒng)設備等三個部分。
(一)、光纖光纜
光纖本身所固有的優(yōu)點及其技術的進步使其成為當今社會信息傳輸?shù)闹饕浇椤?/p>
(二)、光電子器件 光檢測器
常見的光檢測器包括:PN光電二極管、PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)。目前的光檢測器基本能滿足了光纖傳輸?shù)囊螅趯嶋H的光接收機中,光纖傳來的信號及其微弱,有時只有1mW左右。為了得到較大的信號電流,人們希望靈敏度盡可能的高。
光電檢測器工作時,電信號完全不延遲是不可能的,但是必須限制在一個范圍之內(nèi),否則光電檢測器將不能工作。隨著光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率不斷提高,超高速的傳輸對光電檢測器的響應速度的要求越來越高,對其制造技術提出了更高的要求。
由于光電檢測器是在極其微弱的信號條件下工作的,而且它又處于光接收機的最前端,如果在光電變換過程中引入的噪聲過大,則會使信噪比降低,影響重現(xiàn)原來的信號。因此,光電檢測器的噪聲要求很小。
另外,要求檢測器的主要性能盡可能不受或者少受外界溫度變化和環(huán)境變化的影響。
光隔離器
隔離器是一種光單向傳輸?shù)姆腔ヒ灼骷鼘φ騻鬏敼饩哂休^低的插入損耗,而對反向傳輸光有很大的衰減作用。
目前,光隔離器已經(jīng)產(chǎn)生了一系列的器件,如陣列光隔離器、小型化光隔離器,還有一些隔離器與WDM、Tap、GFF等濾波器混合的器件,這些器件都已研制
5-3 成功,并批量生產(chǎn)。到目前為止,自由空間型、偏振相關型隔離器應用較多,主要用于有源器件的封裝。
從實用的角度來看,光隔離器發(fā)展的主要方向是高性能偏振無關在線型光隔離器、高性能偏振靈敏微型光隔離器以及多功能光隔離器。
隨著光纖放大器、CATV網(wǎng)、光信息處理、Gbit/s級高速光纖通信及相干光通信等技術的進一步推廣,光隔離器也正向著高性能、微型化、集成化、多功能能、低價格方向發(fā)展未來的光隔離器很可能是一種微型化高性價比的集成器件。
光開關
隨著密集波分復用系統(tǒng)和全光通信網(wǎng)的使用,各結點上的信號交換直接在光域中完成,這就需要光開關。由于這些結點上進行交換的光纖和波長數(shù)量很多,所以這種光開關應當是大端口數(shù)的矩陣開關。因此,光開關的矩陣化和小型化是光開關發(fā)展的一個重要趨勢。
今年來出現(xiàn)了能繼承大規(guī)模矩陣陣列而又有良好性能的兩種新型光開關,即微機械光開關(MEMS)和熱光開關。
三、我國光纖通信的發(fā)展
在國外光纖通信的研究起步不久,我國從1974年就開始了光纖通信的基礎研究,并在幾年之內(nèi)就取得了階段性的研究成果。在此基礎上,20世紀70年代末進行了光纖通信系統(tǒng)現(xiàn)場試驗。80年代主要進行光纖通信系統(tǒng)的實用化攻關,完成了武漢市話中繼實用化工程,武漢-荊州多模光纜34Mbit/s省內(nèi)干線工程以及合肥-蕪湖140Mbit/s單模光纜一級干線工程等,為大規(guī)模推廣應用打下了基礎。90年代初期,我國開始了光纖通信系統(tǒng)的大量建設,光纜逐漸取代電纜,并完成了“八縱八橫”國家干線。這些干線主要是采用PDH140Mbit/s系統(tǒng)。隨著市場需求量的增加以及技術水平的不斷提高,逐漸采用了SDH622Mbit/s和2.5Gbit/s系統(tǒng)。鄭州-洛陽-開封的16×2.5Gbit/s和上海-南京的32×10Gbit/s的波分復用數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的研究開發(fā)與投入商用等工作正在加速進行之中。此外,國產(chǎn)的光器件產(chǎn)品在國際市場也具有較強的競爭力。由此可見,我國已具有大力發(fā)展光纖通信的綜合實力。
1982年建武漢市話中繼光纜(0.85?m窗口、3.5dB/km,多模、8Mbit/s、13.5km),1988年建第一條國產(chǎn)設備長途直埋光纜蘭州至武威工程(1.30?m窗口、1.2dB/km,多模、140Mb/s、286km),1989年起大量用單模光纖建線路。至2000年底,光纜總長度達125萬公里(其中長途干線光纜28.6萬公里,中國電信23萬公里、中國聯(lián)通5.6萬公里),通達250多個地市,總用光纖約3000萬公里。上述線路基本上是G.652單模光纖(只有京九光纜放了六根G.653光纖),且1995年前只開通1310nm窗口,1995年后才開通1550nm窗口。傳輸速率九十年代末期才開始從622Mb/s提升到2.5Gb/s。這兩年新建線路用到10Gb/s,波分復用最高達32,總傳輸容量達320Gb/s(32×10Gb/s)。1999年開始較多使用G.655光纖。
在光纖研制方面,我國對國際上現(xiàn)有的光纖類型都在跟蹤研究并有了成果,5-4 武漢郵科院和長飛公司研制的非零色散位移光纖已經(jīng)實用。其他如色散補償光纖、偏振保持光纖、摻餌光纖、數(shù)據(jù)光纖、塑料光纖等均能達到生產(chǎn)階段。光有源器件的研制在摻餌光纖激光器、主動鎖模光纖環(huán)形激光器、被動鎖模光纖環(huán)形激光器、光纖光柵激光器、增益平坦EDFA、高增益低噪聲EDFA、摻餌光纖均衡放大器、DFB-LD與EA型外調(diào)制器的集成器件等方面都有顯著進展。
四、最后
總的說來,任何一項技術的發(fā)展都是要與人類生活相適應的。目前社會,很多產(chǎn)品都在向小型化、集成化方向發(fā)展,光纖通信領域的設備也不例外,而其技術則在向越來越有利于人類的方向發(fā)展,這些技術、設備的進步都是在我們的研究中不斷進步的,我國的光纖通信技術還需要我們進一步的學習和研究發(fā)展。
5-5
第二篇:軍事通信論文
軍事通信論文
軍事通信學是研究軍事通信一般規(guī)律,并指導軍事通信實踐的學科。軍事通信在人類戰(zhàn)爭史上,伴隨著武裝沖突和軍隊的產(chǎn)生而產(chǎn)生,并隨著戰(zhàn)爭和軍隊的發(fā)展而發(fā)展。在我國古代軍事理論中,很早就有關于軍事通信的論述。而軍事通信學真正作為一門相對獨立的學科,則是在軍事科學與現(xiàn)代科學技術高度發(fā)展的現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下逐步形成和完善的。特別是自20世紀70年代以來世界范圍內(nèi)爆發(fā)的幾場局部戰(zhàn)爭和信息技術的發(fā)展,極大地提高了軍事通信在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位,促進了軍事通信理論研究向?qū)W科化方向的發(fā)展。自20世紀80年代以來,重視和加強軍事通信基礎理論的研究,從宏觀上探討軍事通信本質(zhì)特征、規(guī)律和軍事通信學科體系結構的學術活動,對于軍事通信學的形成起了極為重要的推動作用。
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,軍事通信的中樞神經(jīng)作用顯得格外突出。而在現(xiàn)代電子技術、計算機技術、航天技術等高技術基礎上發(fā)展起來的現(xiàn)代通信技術,則為現(xiàn)代軍事通信提供了更加有效的通信工具和更完善的通信手段。毋庸置疑,軍事通信技術在戰(zhàn)后得到了相當大的發(fā)展。
一、載波通信與光纖通信技術
載波通信就是利用頻率分割原理,在一對線路上同時傳輸多路電話的通信。其工作原理是:在發(fā)信端把各路電話信號分別對不同的載波頻率進行調(diào)制,將各話路的頻譜安排在各自不同的頻位上。在接收端,則進行相反的解調(diào)過程,把位于不同頻位的各話路還原為話音頻譜,實現(xiàn)載波多路通信。載波通信除了傳輸電話信號外,還可以進行二次復用,即利用載波話路來傳輸電報、傳真、數(shù)據(jù)等等。載波通信有效的利用了有線通信的線路,擴大了信道的容量,提高了傳輸?shù)乃俣取T谲娛滦畔⒘坎粩嘣黾印④娛峦ㄐ乓蟾咝а杆俚那闆r下,載波通信是一種極好的技術手段。載波通信技術產(chǎn)生于20世紀初期,電子管和濾波器發(fā)明以后,為實現(xiàn)載波電話通信創(chuàng)造了技術條件。同時,增音器和同軸電纜的發(fā)明又為載波通信的發(fā)展插上了翅膀。1918年,在美國的匹茨堡到巴爾的線路上開通了第一個載波電話通信系統(tǒng),每對線通3路電話。到1938年,經(jīng)過不斷改進,可通12路電話。在兩次世界大戰(zhàn)中,由于戰(zhàn)爭條件的限制,各參戰(zhàn)國(除美國外)的長途有線通信發(fā)展很慢。第二次世界大戰(zhàn)結束初期,各國均建立了規(guī)模巨大的軍用長途載波通信系統(tǒng),通信容量從最初的每對線幾路、十幾路,發(fā)展到幾十路、幾百路。20世紀60年代初,載波通信設備進入了半導體化階段。20世紀50年代初,單晶硅制備技術得到了突破性的發(fā)展,60年代各種晶體管電子元件相繼誕生。半導體晶體管的誕生是電子元件的第二次重大突破,它具有體積小、重量輕、耐震、壽命長、性能可靠、功耗低等電子管無法比擬的優(yōu)點,有效地促進了電子技術的發(fā)展。載波通信的半導體化進一步促進了軍事載波技術的發(fā)展。到70年代,隨著半導體技術的進一步發(fā)展和同軸電纜材料與性能的提高,10800路載波電話系統(tǒng)在一些國家的軍隊中先后投入使用。
光纖通信是以激光作載體,以光纖維做媒介來實行信息傳輸?shù)囊环N新型通信方式。1960年美國科學家梅曼用紅寶石制成了世界上第一臺激光器,激光技術由此問世。其基本工作原理是,通過從外部對某些物質(zhì)施加能量,使電子急劇增能,在外來光的激發(fā)下,以光子形式經(jīng)過光學諧振腔的特殊裝置,等到聚能放大而發(fā)射出來。激光具有很好的相干性、單色性和方向性,可在大氣空間、宇宙空間、光波導、光導纖維以及海水中傳輸,故能作為信號載波應用于通信。由于激光的光束很細、方向性極好,人眼又看不見,因此用激光進行通信具有極好的保密性。不易被敵人截獲和干擾,且不受熱核輻射的影響。激光技術的產(chǎn)生,為光纖通信創(chuàng)造了技術條件。1955年,英國倫敦大學的卡佩奈在其博士論文中提出了纖維光學技術的基礎理論。1970年,廷德爾首次表演了沿電解質(zhì)管進行光的傳輸。光通信原理的提出和對于光纖維的研究,激發(fā)了人們對利用光纖維進行通信的興趣。但是要使它真正實現(xiàn)還要有賴于激光技術的成熟、光纖維的制備和光電調(diào)制技術。1970年,格拉斯研制成20db/km低衰減的纖維,這是光纖通信的一項重大突破。1971年,日本電星公司生產(chǎn)出一種具有分散折射指數(shù)的纖維。1976年,在美國芝加哥展示了試驗性光波傳輸系統(tǒng)(利用玻璃光波導傳送由超小型固體激光器和發(fā)光二極管發(fā)出的光脈沖信息)。1977年,美國及其他國家的一些電話公司建立了實驗性的光導纖維系統(tǒng)。80年代以后,光纖通信以逐漸滲透到陸、海、空乃至空間武器裝備系統(tǒng)中,成為現(xiàn)代軍事通信的重要手段。目前,世界各國軍隊紛紛以光纖代替原先的金屬電纜,美空軍后勤司令部已在所有空軍基地建立了據(jù)稱是迄今世界上同類網(wǎng)絡中最大的光纖通信網(wǎng)絡——“軍事基地光纖通信系統(tǒng)”。隨著光纖通信技術的發(fā)展,光纖通信在現(xiàn)代軍事通信中的應用將更加廣泛。
二、散射通信與衛(wèi)星通信技術
散射通信是利用空中傳播煤質(zhì)的不均勻性對電磁波的反射作用進行的超視距通信。大氣層中的對流層、電離層和流星余跡等,都具有對入射的電磁波再向多方向輻射的特性。利用這些煤質(zhì)將視距傳播的電磁波傳送到視距以外,即可進行遠距離通信。對流層散射通信即用對流層對超短波或微波的反射作用來實施超視距通信。軍用對流層散射通信有固定式和移動式。流星余跡通信則是利用流行穿過大氣層高速運動造成的短暫電離痕跡對無線電波的反射或散射作用進行遠距離瞬間通信。流星余跡通信傳輸受核爆炸及太陽耀斑的影響較小,電波反射的方向性強,隱蔽性好,信號不易被截獲,適用于遠距離小容量的軍事通信。第一條對流層散射通信線路于1955年在美國建立,全長2600公里。
三、采用適合任務區(qū)域的通信保障手段
瀕海地區(qū)非戰(zhàn)爭軍事行動應急通信保障應由過去的單純“靜中通”向“擾中通”轉(zhuǎn)變,由過去以短波、超短波電臺為主的單一通信手段,向綜合利用移動通信、衛(wèi)星通信、有線通信等手段實現(xiàn)非戰(zhàn)爭軍事行動應急通信保障方式轉(zhuǎn)變。另外瀕海地區(qū)無線信號密集,人口眾多,經(jīng)濟發(fā)達,除正常無線電業(yè)務外,還有導航、漁業(yè)、對潛、對艦等通信任務,用頻裝備多。部隊在非戰(zhàn)爭軍事行動中要充分考慮復雜電磁環(huán)境因素,在瀕海城市地區(qū)可多利用現(xiàn)有完善的有線通信網(wǎng)絡,在瀕海非城市地區(qū)應多利用軍用機動CDMA移動通信和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡,通過采用適合任務區(qū)域的通信保障方式,實現(xiàn)非戰(zhàn)爭軍事行動應急通信的順暢。
四、防磁抗擾,增強通信保障可靠性
為應對瀕海地區(qū)尤其是瀕海城市地區(qū)復雜電磁環(huán)境下的通信干擾問題,防止指揮通信中斷,應綜合利用各種通信手段,增強通信網(wǎng)的多信道傳輸能力。如在非戰(zhàn)爭軍事行動現(xiàn)場接入固定通信網(wǎng)絡,利用其良好的抗干擾特性,完成快速可靠的通信。充分利用通信裝備自身的抗干擾性能,或通過加裝抗干擾單元,提高通信裝備的抗干擾能力。嚴格部隊遂行非戰(zhàn)爭軍事行動地區(qū)的電磁頻譜管理,及時清除電磁污染,確保各部隊的電磁使用環(huán)境安全有序。
第三篇:講稿:軍事高技術
軍事高技術
科學技術的發(fā)展特別是軍事高技術的發(fā)展正在軍事領域引發(fā)一場深刻的變革。從20世紀80年代以來發(fā)生的屢次局部戰(zhàn)爭,特別是20世紀末發(fā)生的科索沃戰(zhàn)爭中,人們可以看出:現(xiàn)代戰(zhàn)爭已在很大程度上表現(xiàn)為高技術的較量,誰擁有軍事高技術,誰就能夠在戰(zhàn)爭中占據(jù)更大的主動權;現(xiàn)代戰(zhàn)爭已進入高技術時代。
一、軍事高技術的內(nèi)涵與特點
軍事高技術是高技術的重要組成部分。它具有高技術的一切特征,但同時又具有其自身的特點。一般認為,軍事高技術是建立在現(xiàn)代科學技術成就基礎上,處于當代科學技術前沿,以信息技術為核心,在軍事領域發(fā)展和應用的,對國防科技和武器裝備發(fā)展起巨大推動作用的那部分高技術的總稱。
高技術與一般技術相比,有七大特點:
1、高智力。高技術是知識密集型技術,它的發(fā)展必須依靠創(chuàng)造性的智力勞動,依靠富有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,體現(xiàn)了高智力的特性。比如半導體集成電路,從成本上講,原料及能源僅占其總成本的2%,而其余98%都是其智力含量。
2、高投資。高技術的研究開發(fā)需要昂貴的設備和較長的研制周期,因而研制過程需要耗費巨額資金。據(jù)統(tǒng)計,目前,一般高技術企業(yè)用于研究開發(fā)的經(jīng)費占其產(chǎn)品銷售額的比例高達10-30%,而科研成果產(chǎn)業(yè)化的投資又比研究開發(fā)投資高出5-20倍,形成高技術產(chǎn)業(yè)后的設備更新投資還會越來越大。比如制造集成電路的設備,十年之中關鍵設備就更新了三代,每更新一代,設備投資就要增加一個數(shù)量級。
3、高競爭。高技術的時效性決定了誰先掌握技術、誰先開發(fā)出產(chǎn)品
并搶先投放市場或用于戰(zhàn)場,誰就能獲得優(yōu)勢,占據(jù)主動。為此,世界軍事強國和大國都制定了高技術發(fā)展計劃,試圖在世界高技術發(fā)展的競爭中占有一席之地。
4、高風險。高技術競爭的失敗,對企業(yè)而言,就意味著投資的失敗;對國家而言,意味著國家利益將要受到損害。此外,高技術研究本身也蘊含著巨大的風險,甚至要以生命作為代價。以航天技術的發(fā)展為例,40多年來,航天技術取得了神話般的巨大成就,但其風險也高得驚人。1961年3月23日,蘇聯(lián)的邦達連科就成為為航天事業(yè)獻身的第一人。另據(jù)英國《新科學家》雜志數(shù)據(jù)分析:目前正在組裝的國際空間站,在組裝過程中,發(fā)生至少一次重大失誤的可能性為73.6%。
5、高效益。高技術產(chǎn)品是高附加值產(chǎn)品,其形態(tài)是知識的物化形式,所以其價值遠遠超過所消耗的原材料和能源的價值。實踐證明,高技術成果一旦轉(zhuǎn)化為市場化的產(chǎn)品,就能獲得巨大的經(jīng)濟收益,一旦得到實際應用,就能產(chǎn)生廣泛的社會影響。比如航天技術,其投資效益比高達1:14,充分體現(xiàn)了高效益的特點。
6、高滲透。高技術本身具有極強的綜合性和技術輻射性或滲透性,隱含著巨大的技術潛力,不僅可以用于新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)立,而且可以用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造,成為經(jīng)濟、國防、科學、技術、政治、外交和社會生活等各個領域發(fā)展變化的驅(qū)動力。
7、高速度。高技術產(chǎn)業(yè)是目前發(fā)達國家經(jīng)濟中最活躍也是增長最快的經(jīng)濟部門。美國經(jīng)濟在“911”事件前已連續(xù)十多年呈現(xiàn)高增長、低通脹趨勢,而且美國GNP占世界總值的比例也由90年代初的24.2%增加到2000年的30%。這些都是以信息技術為龍頭的高技術產(chǎn)業(yè)帶來的結果。高技術產(chǎn)業(yè)的成功不僅表現(xiàn)在產(chǎn)值、產(chǎn)量的發(fā)展高速度上,而且還突出表現(xiàn)在產(chǎn)品性能更新的高速度,比如計算機芯片的處理速度,30多年來,幾乎每18個月就翻一番。現(xiàn)在普遍使用的高性能計算機,其運算速度已可達每秒十幾萬億次,微機處理速度也已可達每秒10億次。
二、當代軍事高技術的發(fā)展與應用
當代高技術的發(fā)展可謂日新月異,而且種類也是形形色色。就其分類方法而言,也不盡相同.從宏觀層次上來分,目前軍事高技術主要可分為六大技術群,即信息技術、新材料技術、航天技術、生物技術、新能源技術和海洋技術。其中信息技術又包括微電子技術、計算機技術等。“十五”期間,我國在確定對提高綜合國力起重要作用的高技術領域時,又增加了一個“先進防御技術”。
從軍事高技術與高技術武器裝備的關系出發(fā),軍事高技術還可劃分為兩類技術:一是支撐高技術武器裝備發(fā)展的共性基礎技術,其主要包括微電子技術、光電子技術、電子計算機技術、新材料技術、高性能推進與動力技術、仿真技術、先進制造技術等;二是直接應用于武器裝備并使之具有某種特定功能的應用技術,其主要包括偵察監(jiān)視技術、偽裝與隱身技術、精確制導技術、電子戰(zhàn)與信息戰(zhàn)技術、指揮自動化系統(tǒng)技術、軍事航天技術、核武器和化學武器及生物武器技術、新概念武器技術等。
在這些高技術分類中,共性基礎技術和應用性技術將在究竟又有哪些高技術對未來武器裝備的發(fā)展、對未來軍事斗爭的影響具有最關鍵性導向作用呢?這是大家都比較關心的問題。結合目前世界各國軍事高技術發(fā)展現(xiàn)狀,并根據(jù)國內(nèi)外權威部門的調(diào)查征詢,比較多的人認為,競爭的“制高點”主要包括以下五個方面:
(一)軍用微電子技術
什么是微電子技術?簡單地說,就是使電子元器件及由它組成的電子設備微型化的技術,其核心是集成電路技術。電子設備包括民用的收音機、電視機、錄像機,軍用的無線電臺、雷達,以及軍民共用的計算機等等。
早期的電子設備是由各自獨立的電子管、晶體管、電阻、電容、電感線圈等元器件組成。40年代以前的電子設備主要由電子管、電阻、電容組
成。由于電子管體積太大,所以用電子管組成的電子設備的體積也很大。1946年,世界上第一臺電子計算機就是用1.8萬個電子管再加上1萬個電阻、1萬個電容、1500個繼電器等元器件組成的。做成后,體積達90立方米,占地170平方米,重達30噸,耗電150千瓦,運算速度每秒5000次。1948年人類發(fā)明了晶體管,用晶體管做出的收音機體積就大大縮小了,可以裝在口袋里,但用它做軍用電子設備,體積還是太大。到了1952年,英國雷達研究所一位名叫達默的科學家提出了一個標新立異的設想:能否按照電子線路的要求,把一個線路中所包含的晶體管和二極管以及其他必要的元器件統(tǒng)統(tǒng)集合在一塊半導體晶片上,從而構成一塊具有預定功能的電路。這就是后來被稱為集成電路或集成化的最初設想。到了1958年9月13日,美國一位年輕的工程師基爾比把達默的設想變成了現(xiàn)實。他使用一根半導體硅單晶制成了一個相移振蕩器,這個振蕩器包含2個晶體管、8個電阻、2個電容,期間無需金屬導線進行連接。這就是世界上第一塊集成電路。集成電路是衡量微電子技術發(fā)展水平高低的重要標志。在單位面積上集合的晶體管越多,我們就說它的集成度越高;集成度越高,微電子技術發(fā)展水平就越高。
從1958年人類發(fā)明第一塊集成電路到現(xiàn)在,集成電路的發(fā)展水平越來越高。50年代末,集成度平均每10年增大250倍,到70年代末,在一塊不到小手指甲蓋一半面積的芯片上,集成度已高達15.6萬。1989年,集成度已達到800萬個。1996年,已經(jīng)能夠在一張普通郵票大小(面積350平方毫米)的芯片上,集成5億個元器件,其加工精細水平簡直到了令人不可思議的地步。根據(jù)預測,到2010年,集成度可高達10億;再往后,采用量子器件,每個芯片將有1萬億個元器件。
隨著微電子技術發(fā)展水平的不斷提高,做出的集成電路芯片的體積將變得越來越小,同時其性能也將越來越高,對人類社會進步、提高國防實力將會產(chǎn)生巨大影響。2000年3月27日,韓國三星電子公司推出了世界上最小的容量為8MB的SRAM(靜態(tài)可讀寫存儲芯片)。這種芯片被放在一
枚直徑為2.3厘米的韓國硬幣上,也只占到其面積的1/3。體積雖小,但功能卻很大,它將被用于需要小尺寸、大容量存儲芯片的移動電話中。從目前情況看,隨著高性能集成電路芯片的廣泛應用,將會給人類社會的各個領域帶來翻天覆地的變化。概括起來,有“三化”,即:設備小型化、機器智能化、用途廣泛化。
設備小型化是指各種各樣的電子設備已變得越來越小,比如,曾經(jīng)像投影幻燈一樣大的收音機如今可以做得像鈕扣那么小;曾經(jīng)重達30噸的計算機如今可以做得像筆記本那么大。體積縮小了,但功能卻沒有減。一架普通相機,加上一塊小小的芯片,就變成了人人會使的“傻瓜”相機。這就是機器智能化的體現(xiàn)。由于成本越來越低,性能越來越高,微電子技術的應用,已經(jīng)達到了“無微不至、無所不為、無與倫比”的程度。1992年,美國《研究與發(fā)展》雜志組織了一次大規(guī)模的調(diào)查活動,請讀者評選30年來對人類產(chǎn)生最大影響的30種發(fā)明。評選結果,集成電路不僅榜上有名,而且其余29種產(chǎn)品,多數(shù)也與集成電路有關。可以毫不夸張地說,倘若離開了以集成電路為核心的微電子技術,其它所有的高技術,都不會是今天這個樣子。
在現(xiàn)代高技術武器裝備發(fā)展過程中,微電子技術也在發(fā)揮著“四兩撥千斤”的作用。過去武器裝備的發(fā)展求大、惟多和大規(guī)模殺傷破壞,而今天,正在被小巧、靈活、精確所代替。目前衡量一個裝備發(fā)展水平高低的標準,很大程度上已經(jīng)取決于電子設備的水平,而電子設備的更新?lián)Q代在很大程度上又取決于微電子技術的發(fā)展水平。在現(xiàn)代高技術武器裝備發(fā)展過程中,用于發(fā)展電子設備的資金占總成本的份額越來越大。據(jù)統(tǒng)計,目前軍用車輛成本的24%,軍艦成本的25%,軍用飛機成本的33%,導彈成本的45%,航天器(包括衛(wèi)星、飛船、航天飛機等)成本的66%,通信電子戰(zhàn)設備成本的90%都花在電子設備上。由于電子設備水平的不斷提高,致使現(xiàn)代武器裝備的性能也得到巨大提高,具體來說,就是武器系統(tǒng)的體積更小、重量更輕、功能更強、可靠性更高、作戰(zhàn)效能和威力更大。比如:
現(xiàn)代導彈既可打面目標,又能打點目標;現(xiàn)代坦克既可白天作戰(zhàn),也可晚上夜戰(zhàn);電子戰(zhàn)設備既能對付在固定頻率工作的敵電臺、雷達,也能對付頻率敏捷更換的敵電臺、雷達。從這個意義上來說,現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)從“打鋼鐵”轉(zhuǎn)變到“打鋼鐵更要打硅片”的新階段。
微電子技術雖然在各個領域都有重要作用,但要達到高水平,卻不是一件輕而易舉的事情,需要闖過一道道難關:材料要超純、環(huán)境要超凈、工藝要超精細,哪一項上不去都不行。已經(jīng)掌握了這項尖端技術的國家,又嚴格控制向其它國家轉(zhuǎn)移,要想擺脫對別國的依賴,必須依靠自力更生。為了加速實現(xiàn)四個現(xiàn)代化,我國的微電子技術從無到有,取得了可喜的成績。但是與世界先進水平相比,我們還存在著相當大的差距,這在很大程度上成了制約我國工業(yè)發(fā)展和武器裝備上臺階的“瓶頸”因素。為此,我們國家已經(jīng)下決心把這項高技術盡快搞上去。“八五”期間,微電子技術就已被作為科技攻關重點項目進行研究,并取得重要突破。1996年,中國科學院微電子中心自力更生實現(xiàn)了0.8微米集成電路加工技術,成都光電所研制成功0.8~1微米分步重復投影光刻機,標志著我國微電子技術跨上了一個新水平。“九五”期間,國家實施了“909”工程,建設采用0.35-0.24微米技術、8英寸硅片,月產(chǎn)2萬片超大規(guī)模集成電路芯片生產(chǎn)線,不僅能滿足國內(nèi)民用軍用的需要,而且可以有一定數(shù)量的出口。2001年7月,美國摩托羅拉公司天津半導體集成電路生產(chǎn)中心成功采用0.35微米制作出國內(nèi)第一塊高精度邏輯芯片,從而使我國移動通訊多年來一直依賴國外進口產(chǎn)品的局面得到改觀。總之,只要我們堅持自力更生方針,積極引進消化國外先進技術,微電子領域的差距一定會逐步縮小,從而為推動國內(nèi)各項高技術的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。
(二)軍用航天技術
航天技術是一項與軍事斗爭密切相關的現(xiàn)代工程技術,其難度之高,影響之大,都是前所未有的。在人類通向太空的征途中,每攻克一道難關
---上天、回收、一箭多星、地球同步、太陽同步、載人航天---不僅標志著科學技術跨上了一個新臺階,而且也預示著在軍事斗爭領域增添了一種角逐的新手段。據(jù)統(tǒng)計,自從1957年人類發(fā)射成功第一顆人造衛(wèi)星至今,一共發(fā)射了5000多顆衛(wèi)星,目前在軌運行的大約還有700多顆,其中約400顆主要用于軍事。
上天,是人類征服宇宙所闖的第一關。所謂上天,就是把衛(wèi)星或其他飛行器加速到足夠大的速度,推進到足夠高的高度讓它繞地球轉(zhuǎn)起來。過這一關有兩大難點,一是速度要足夠大,大到每秒鐘7.91千米,也就是一小時28476千米,換句話說,就是不到一個半小時繞地球轉(zhuǎn)一圈。二是高度足夠高,高到衛(wèi)星上天后離地球最近也要在120千米以上。有資料顯示,在衛(wèi)星上天的頭20年當中,平均每發(fā)射1公斤有效載荷,需要耗費12220美元。這就是說,在地面抓一把黃土,送到天上就貴如黃金。由此可見其難度太高,代價太大,正因如此,所以直到目前為止,世界上200多個國家和地區(qū),能夠獨立研制并發(fā)射人造衛(wèi)星的國家只有9家,按先后順序,依次是:蘇聯(lián)(1957年10月4日);美國(1958年1月31日);法國(1965年11月26日);日本(1970年2月11日);中國(1970年4月24日);英國(1971年10月28日)、印度(1980年7月18日)、以色列(1988年9月19日)、朝鮮(1998年8月31日)。
第二關是回收關。所謂回收關就是把發(fā)射的衛(wèi)星按預定的要求再回收回來,并落在預定地域。目前過了這一關的國家只有3家,即中、美、俄,其它國家都不回收。為什么不回收?因為回收是一件難度很高的事情,回收過程中不僅要衛(wèi)星減速,低頭,而且還必須落回到地面預定地域,這些對遙測、遙控技術提出了很高的要求。據(jù)測算,衛(wèi)星在返回地面過程中,如果速度誤差每秒5米,衛(wèi)星落地點就要偏離70公里;如果角度誤差0.1度,衛(wèi)星落地點就要偏離300公里!因此從這個意義上講,回收要比發(fā)射更加困難。到目前為止,在掌握回收技術的三個國家中,中國的回收成功率是最高的:我們國家從1975年11月26日回收成功第一顆衛(wèi)星到現(xiàn)在,共發(fā)射17次,回收成功16次,成功率達94%。這一點連美國和蘇聯(lián)這樣的航天大國也都沒有辦到。回收關過了,在軍事領域就意味著空間偵察技術已經(jīng)成熟。在民用領域,使用回收衛(wèi)星可以進行科學實驗和搭載實驗,為人類探索太空奧秘、開發(fā)新材料提供有力的支持和幫助。
第三關是一箭多星關。所謂一箭多星是指用一枚火箭同時發(fā)射多顆衛(wèi)星。這種發(fā)射有兩種方式:在大多數(shù)情況下,多星軌道基本相同;另一種情況是把衛(wèi)星分別送入不同軌道。打個比方,前一種情況類似于民航,所有乘客同時上下飛機;后一種則類似于空降兵,大家從同一地方上飛機,但在不同地方下飛機,所以難度更大一些。我們國家1981年9月20日過了這一關,當時我們使用“風暴一號”火箭同時發(fā)射了三顆衛(wèi)星,即“實踐一號”“實踐一號甲”“實踐一號乙”。除了我國之外,目前掌握這一技術的國家還有美國、俄羅斯和歐洲空間局幾家。一箭多星技術與分導技術有非常密切的聯(lián)系,所以誰掌握了一箭多星技術,就意味著向分導技術邁進了一大步。
第四關是地球同步關。所謂地球同步關,就是把衛(wèi)星發(fā)射到地球赤道上空,離地面垂直高度為35786公里,方向正東,速度為每秒3.07公里,這樣,衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)一周的時間正好與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相同,這樣從地面看上去,位于地球同步軌道上的衛(wèi)星仿佛“掛”在天上一樣靜止不動,這就是地球同步關。在地球赤道上空靜止的衛(wèi)星,由于其觀測范圍廣,跟蹤簡單,使用方便,能夠24小時連續(xù)工作,所以在軍事領域和民用領域都具有非常巨大的應用價值。目前,通信、廣播、導航定位、導彈預警、氣象觀測等衛(wèi)星都采用這種軌道,使得這種軌道大有供不應求之勢。再加上這條軌道的惟一性,未來打天戰(zhàn),這里將成為兵家必爭之地。我國目前不僅能發(fā)射本國的地球同步衛(wèi)星,而且正式對外承攬發(fā)射任務,據(jù)統(tǒng)計,目前國際上7%—9%的發(fā)射任務已被我國承攬,這是一件非常了不起的事情。
第五關是太陽同步關。所謂太陽同步關,是指把衛(wèi)星發(fā)射到地球一種
特殊的軌道,衛(wèi)星在這個軌道上運行,與地球繞太陽的公轉(zhuǎn)同步。沿這種軌道運行的衛(wèi)星,每次總是以相同的方向、相同的當?shù)貢r間從同一個地方經(jīng)過。具有這種飛行特點的衛(wèi)星,用來拍攝云圖,可以方便地比較天氣的變化形勢;用來對地面照相偵察,則可以發(fā)現(xiàn)地面軍事目標的動態(tài)變化情況。目前,美國、俄羅斯等發(fā)達國家的照相偵察衛(wèi)星,大多采用太陽同步軌道。我國1988年開始發(fā)射的“風云一號”氣象衛(wèi)星以及1999年10月發(fā)射成功的、與巴西合作研制的“資源一號”國土普查衛(wèi)星就屬于這類太陽同步衛(wèi)星。在全球氣候觀測以及國土普查方面發(fā)揮了積極的作用。
載人航天關是航天技術的最后一道難關。過了這一關,人類就可實現(xiàn)“無高不可攀”的夢想,這對于發(fā)展科技、經(jīng)濟和軍事都有著極其重大的意義。常見有報道說,美國的宇航員,從航天飛機上看到了中國的黃河、長江,看到了人類最偉大的工程---萬里長城;蘇聯(lián)的宇航員,用載人飛船給遠洋捕撈船指示目標,并幫助地面人員進行災難救助??。如果這些報道是可信的話,那么,只要稍微再發(fā)揮一點想象力,就不難明白,具有載人航天本領的國家神不知鬼不覺地搞走了多少重要軍事情報。可以肯定地說,一切無人衛(wèi)星能干的事情,載人飛船不僅都能勝任,而且有過之而無不及。但從技術角度講,搞載人航天,比發(fā)射不載人衛(wèi)星或者探測器要困難得多,目前世界上所有國家中只有美國和俄羅斯掌握這種技術。我國目前已經(jīng)過了前五關,現(xiàn)在正在突出重點,快馬加鞭過第六關。1999年11月21日和2001年1月10日,我國分別進行了兩次無人宇宙飛船---“神舟”號飛行試驗,均獲得圓滿成功,這標志著我國在載人航天領域又邁出了重要一步,按照英國航天專家克拉克的話說:“這看來是中國載人太空計劃的一個良好開端,同時將使中國在大約1年之內(nèi)實現(xiàn)載人飛行”。中國人上太空為時不遠了。
(三)軍用新材料技術
“材料是發(fā)明之母”。新型材料是軍事高技術發(fā)展的物質(zhì)基礎和突破
口,誰能更快地開發(fā)和應用具有特定功能的材料,誰就擁有更強大的技術潛力。這一點,在武器裝備的研制中表現(xiàn)得特別明顯。在許多情況下,新研制的武器裝備性能上不去,并不是技術原理沒搞對,也不是結構設計有問題,而是由于找不到、造不出、買不來符合特定要求的特殊材料。正因為如此,各國的軍用高技術計劃,無不把新材料的研究與開發(fā)作為重要內(nèi)容之一。
目前,世界各國主攻的軍用新型材料主要集中在高溫材料、功能材料和復合材料幾個方面。高溫材料主要是解決各種各樣發(fā)動機制造所使用的材料問題,如汽車、坦克、軍艦、飛機的發(fā)動機,發(fā)射導彈和人造衛(wèi)星的運載火箭,等等。一般來說,材料耐高溫性能越好,用它做出來的發(fā)動機水平就越高。根據(jù)理論計算和試驗發(fā)現(xiàn),發(fā)動機的工作溫度每提高100度,它的推力就可提高15%左右。從50年代以來,噴氣發(fā)動機的性能有了很大的提高:推重比增加了2倍,燃燒效率提高了1倍,大修間隔時間由100小時延長到1萬小時,提高了近100倍,其中一個重要原因,就是提高了發(fā)動機材料的耐高溫性能。目前正在研究中且比較有希望的耐高溫材料是陶瓷材料,用陶瓷材料做發(fā)動機的渦輪,不用冷卻,工作溫度就可達到1500度至1600度,但缺點是容易碎,用作發(fā)動機葉片,實驗中最好的結果是工作7個小時。7個小時做飛機發(fā)動機不行,但作為導彈發(fā)動機卻綽綽有余,比如,洲際導彈打12000公里,只需半個小時,用陶瓷做導彈發(fā)動機,可謂再好不過了。
功能材料是指具有各種各樣特殊功能的材料,比如:電光材料、電聲材料、隱身材料、“記憶”材料等。這些材料在軍事上的應用效果,令人嘆為觀止。比如,使用對紅外線敏感的材料做成的“光電眼”,能夠從離地數(shù)萬公里的太空,發(fā)現(xiàn)地球表面的導彈發(fā)射;使用對氣味敏感的材料做成的“電鼻子”,能夠代替人發(fā)現(xiàn)某些特殊的氣味;除了敏感材料外,還有一種叫做“形狀記憶合金”的功能材料,這種材料的特點是,一旦賦予它所要求的形狀后,你可以改變環(huán)境條件,隨心所欲地把它變成別的樣子,什么時候想恢復原狀,只要把環(huán)境條件再變回去就行了。美國人搞阿波羅登月的時候,需要把一個很大的半球形天線放到月球表面上,可是登月艙很小,怎么辦呢?技術人員想出一個點子:先在地面上用記憶合金造一個又大又薄的天線,造好后,經(jīng)過冷卻,折疊彎曲成一個小球,到月球上經(jīng)陽光一照射,又恢復了原來的形狀。
所謂復合材料是指把兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)過加工,復合形成一種材料,從而克服單一材料所存在的某些弱點,發(fā)揮各個組成材料各自優(yōu)點,提高材料的綜合性能。這就叫取長補短,相得益彰。這種特性在軍事上的應用價值特別大。比如,軍用飛機和衛(wèi)星,要又輕又結實;軍用艦船,要又耐高壓又耐腐蝕。這些苛刻的要求,只有借助新材料技術才能解決。復合材料的特點是強度大,比重小,成形容易,性能優(yōu)異,可以兼有電磁波透過性、抗腐蝕、導熱、隔熱、耐高(低)溫、隔音、減震等性能,是制造飛機、火箭、航天飛行器的理想材料。
軍用新材料是高技術武器裝備的命根子,各個國家控制得都非常嚴格。在軍火市場上,你可以買到火炮、坦克、飛機、軍艦,可能買到導彈、雷達、電子設備,卻很難買到制造這些裝備的新材料;如果想得到制造這些新材料的高技術,那就更難上加難了。要想獨立自主地發(fā)展本國的國防科技和武器裝備,非下功夫自力更生解決各種新型材料不可。
(四)遙感技術
遙感技術具有軍民兼用性。所謂遙感技術是指探測設備不與探測物體直接接觸,在高空、外空或其它遠距離處,借助遙感器接收物體輻射或反射的電磁波信息,經(jīng)過加工處理,從而揭示被探測物體的性質(zhì)、形狀和變化過程。一言以蔽之,就是進行偵察。目前,我們所采用的遙感技術有可見光遙感、紅外線遙感和微波遙感。可見光遙感實際上就是可見光照相,把照相機裝在衛(wèi)星等遙感平臺上,對遠距離目標進行探測。目前可見光照相所使用的膠片有黑白和彩色之分。其中彩色膠片比黑白膠片能平均多判
讀出15%的目標。到了晚上,可見光遙感就會失去作用,于是人們開始使用紅外線遙感,這種遙感不僅能接收赤、橙、黃、綠、青、藍、紫光線,而且還能接收到紅光以外的光。比如說,我們用折下的樹枝編成一個草帽,潛伏在草叢中,如果用普通可見光相機照,就照不出它們的區(qū)別來;如果用紅外線遙感來探測,就可以鑒別出來。因為,長在地上的植物是發(fā)亮的,而折下來作成偽裝帽的植物是發(fā)暗的。無論可見光遙感還是紅外線遙感,都怕云層遮擋,為了克服云層的遮蔽作用,人們又發(fā)明了微波遙感。所謂微波遙感是指采用波長短、頻率高的微波作為探測電磁波來傳遞被探測目標的信息。微波遙感最大的特點就是直線傳播,無論天陰下雨,它的探測效果始終如一。比如中央電視臺通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的節(jié)目就是采用的微波通信,我們絕不會因為哪一天是陰天而收不到中央電視臺的節(jié)目。
除了上述三種遙感方式外,目前國外還有一種叫雷達成像的遙感技術。這種遙感不僅能探測到地表的目標特性,而且還能透過地表發(fā)現(xiàn)埋在地下的目標。目前美國正在使用的長曲棍球偵察衛(wèi)星就屬于這種雷達成像遙感,它不僅可以拍攝到地面目標,而且可以探測到埋在地下幾十米深處的文物,甚至可以看到建在地下的工事。按照美國提供的數(shù)據(jù),如果地面是干沙子,那么它可以探測到沙漠下20米深處埋的文物。此外,美國等一些發(fā)達國家還正在研制一種采用“紅外焦平面陣列技術”制造的新型偵察設備。這種偵察設備能夠?qū)t外圖像敏感,并且其工作原理與人眼相同。以前的紅外裝置采用掃描方式進行偵察,換言之,用這種裝置進行工作就像掃地一樣,從左到右一幀一幀地掃,效果較差,而且一旦被敵方掌握規(guī)律,很容易被欺騙。現(xiàn)在采用凝視型紅外偵察設備,就可以彌補這一缺陷,因為它就像“眼睛”一樣,時刻盯住地球表面的目標,一有動靜它就可以發(fā)現(xiàn)。美國目前已把這種設備裝在地球同步衛(wèi)星上,這種設備由幾千個象素點構成,每一個象素點僅有幾個微米大,別看個頭小,但威力卻非常大,因為每一個象素點就是一個小眼睛,它可以對應觀察地面上13.7萬平方公里的范圍,地球表面哪一地方發(fā)射導彈,它馬上就可探測出來。
(五)定向能技術
所謂定向能技術就是把強激光、高能粒子束或強微波等產(chǎn)生的高溫、電離或輻射效應集合,爾后以束的形式向一定方向發(fā)射,借以摧毀或損傷目標的技術。這種技術具有軍民兼用的性質(zhì)。在軍事領域,按照使用范圍的不同,定向能武器一般可分為戰(zhàn)略和戰(zhàn)術兩大類。
戰(zhàn)略定向能武器,主要用于攻擊飛機、導彈和衛(wèi)星,其技術成熟程度以激光武器為最高。激光武器最大的特點,是速度快,精度高,單發(fā)成本低,附帶毀傷小。正因為如此,不僅各國競相研制,而且有一段時間被吹得神乎其神。當然,實際搞起來,并不是那么容易,它會遇到各種各樣的難關:能源關、聚焦關、瞄準關、傳輸關等等,哪一關都不好過。目前已經(jīng)實驗成功的戰(zhàn)略激光武器有美國的陸基中型紅外高級化學激光器(MIRACL)。它曾是美國星球大戰(zhàn)計劃的一部分,是美國為防止敵國核打擊以及免受他國衛(wèi)星對自己的威脅而秘密研制的一種反衛(wèi)星武器。1997年10月17日,美國在新墨西哥州南部沙漠深處的白沙導彈靶場高能激光系統(tǒng)試驗中心就成功地進行了一次激光打衛(wèi)星實驗。這次試驗使用的激光器是由湯普森-拉莫-伍爾德里奇公司研制,耗資8億美元,激光器發(fā)射的光束寬約2米,波長3.8微米,輸出能量200萬瓦。作為“靶子”的是美國空軍1996年5月發(fā)射升空的MSTI-3號氣象衛(wèi)星,該衛(wèi)星大小相當于一臺電冰箱,攜帶有紅外探測器,軌道高度約420公里,飛行速度26800公里/小時。實驗中,激光武器向快速移動的衛(wèi)星發(fā)射了兩束高能激光,第一波束用于測定高速運行中的衛(wèi)星的準確位置,然后再射擊10秒左右的強激光脈沖,從而準確擊中了這顆日益老化的衛(wèi)星。
戰(zhàn)術定向能武器,主要用來使人致盲和讓武器失效。1995年3月,美國和以色列兩國曾聯(lián)手實施“鸚鵡螺”戰(zhàn)術高能激光器概念評估計劃。1996年2月9日,一枚EM-21短程火箭在飛經(jīng)美國白沙導彈靶場上空時被美以聯(lián)合研制的戰(zhàn)術高能激光器擊落。2000年6月6日、8月28日和9
月22日,美以兩國又連續(xù)三次進行了戰(zhàn)術激光武器打靶試驗,并成功地擊落了5枚短程喀秋莎火箭。戰(zhàn)術激光武器除了能打飛機和導彈以外,還正在研究更加小型的激光器,以對人眼造成致命傷害。過去叫打“冷槍”,未來就將叫打“冷光”。
除激光武器外,還有微波武器。它不僅能毀壞電子設備中的時鐘,而且對其它靈敏元器件也具有破壞作用。此外,微波對人的生理和心理也具有較大的損害作用。如果一個人長期受微波照射,那么他的身體肯定會受影響,甚至整天頭昏腦脹,無法進行正常工作。
隨著軍事高技術的發(fā)展及其在軍事領域的廣泛應用,已經(jīng)對武器裝備和作戰(zhàn)行動產(chǎn)生了巨大影響,概括起來就是“八化”,即:偵察立體化、打擊精確化、反應高速化、防護綜合化、電子武器化、控制智能化、信息多媒化、現(xiàn)裝年輕化。
三、確認識和對待高技術武器與高技術戰(zhàn)爭
(一)以發(fā)展的眼光看待戰(zhàn)爭
我們對待戰(zhàn)爭的態(tài)度是,既要十分珍視過去的經(jīng)驗,又要高度重視變化的現(xiàn)實。隨著科學技術的發(fā)展,特別是信息技術的迅猛發(fā)展,戰(zhàn)爭本身也在不斷變化,特別是戰(zhàn)爭觀念與以往相比也發(fā)生了重大變化。戰(zhàn)爭觀念包括:戰(zhàn)爭的勝負觀,戰(zhàn)爭的平戰(zhàn)觀,戰(zhàn)爭的主權觀。
信息時代的勝負觀已不再以殲滅敵人多少有力力量為標準,而是以使作戰(zhàn)對象失去多少戰(zhàn)斗能力為標準。
信息時代的平戰(zhàn)觀表現(xiàn)為,信息技術的發(fā)展已使信息對抗成為最普遍的對抗形式,而信息對抗從一定意義上模糊了戰(zhàn)爭時期與和平時期的界限。和平時期對一個國家的電磁頻譜進行大規(guī)模的偵察與干擾,嚴格地說,就是進行著一場無硝煙的戰(zhàn)爭。
信息時代主權觀的變化主要體現(xiàn)為,信息時代的國家主權已不僅僅包括國土、領海和領空主權,而且還應包括頻率資源在內(nèi)的電磁領域的主權。保衛(wèi)頻率資源、電磁主權和信息安全已成為國家主權的重要內(nèi)容。
在戰(zhàn)爭觀念發(fā)生重大變化的同時,全球正在興起一場新的軍事革命,這場革命包括:作戰(zhàn)理論、火力打擊、協(xié)同作戰(zhàn)、信息作戰(zhàn)、應急作戰(zhàn)、作戰(zhàn)力量的編制體制、軍隊組織的等級化、作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)部署以及軍隊編成的變化以及這些變化給作戰(zhàn)訓練、條令條例等帶來的深刻影響。面對這些變化,我們必須以發(fā)展的眼光,認真研究其特點和規(guī)律,同時針對未來我軍將面臨的戰(zhàn)爭環(huán)境,研究作戰(zhàn)理論,探究作戰(zhàn)方法,為打贏做好各項準備。
(二)以務實的態(tài)度研究戰(zhàn)法
所謂“務實”,就是既要著眼于打高技術條件下的戰(zhàn)爭,又要立足于以劣勢裝備取勝。我們研究戰(zhàn)法,不能脫離一個“中心”,這個中心就是中央軍委提出的新時期積極防御的戰(zhàn)略方針。離開了這個方針,我們的戰(zhàn)法研究就要迷失方向,就要失去意義。同時我們還要著眼于“兩個基本點”,一個基本點是打贏現(xiàn)代技術特別是高技術條件下的局部戰(zhàn)爭,另一個基本點是立足于以劣勢裝備,或者以手中武器來取勝。
未來的戰(zhàn)爭將是高技術戰(zhàn)爭,但從目前我國國力出發(fā),我們還必須立足于以現(xiàn)有武器裝備來打。同時,在力所能及的范圍內(nèi),還應加緊搞出幾件稱得上我們拿手好戲的“殺手锏”。這些殺手锏,就是讓“敵人喪膽,我們壯膽”的高技術武器裝備。
(三)以全面的觀點加強戰(zhàn)備
所謂全面的觀點就是,既要加速改善武器裝備,又要抓緊人才素質(zhì)的提高。我們不能只把眼睛盯在武器裝備的差距方面,還要看到人才素質(zhì)方面的差距。我們應該“兩條腿走路”,一條是改善武器裝備,一條是提高人才素質(zhì)。從現(xiàn)代戰(zhàn)爭的經(jīng)驗中我們可以看出,不是光有高技術武器裝備就能打贏高技術戰(zhàn)爭,作為一名現(xiàn)代軍人,一要有很高的覺悟,二要有很高的科學素養(yǎng),二者缺一不可。
總之,只要按照中央軍委制定的積極防御的戰(zhàn)略方針,抓住機遇,盯住條件,迎接挑戰(zhàn),內(nèi)緊外松,少說多干,那么,我們的國防科學技術就
會過幾年上一個臺階,我們的武器裝備就會不斷的更新?lián)Q代,實現(xiàn)中央軍委提出的打贏可能發(fā)生的現(xiàn)代技術特別是高技術條件下的局部戰(zhàn)爭的要求。
第四篇:軍事通信課程論文
軍事現(xiàn)代化中的軍事通信
——數(shù)據(jù)鏈
摘要:數(shù)據(jù)鏈也稱數(shù)據(jù)鏈路,是指采用無線或有線通訊設備和數(shù)據(jù)通信規(guī)程建立的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡,并直接為指揮和武器控制系統(tǒng)提供支持、服務,是數(shù)據(jù)通信與計算機控制密切結合的通信鏈路系統(tǒng)。
關鍵詞:軍事通信
軍事現(xiàn)代化
數(shù)據(jù)鏈
引言:在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,軍事通信的中樞神經(jīng)作用顯得格外突出。而在現(xiàn)代電子技術、計算機技術、航天技術等高技術基礎上發(fā)展起來的現(xiàn)代通信技術—數(shù)據(jù)鏈,則為現(xiàn)代軍事通信提供了更加有效的通信工具和更完善的通信手段。
軍事通信學是研究軍事通信一般規(guī)律,并指導軍事通信實踐的學科。軍事通信在人類戰(zhàn)爭史上,伴隨著武裝沖突和軍隊的產(chǎn)生而產(chǎn)生,并隨著戰(zhàn)爭和軍隊的發(fā)展而發(fā)展。在我國古代軍事理論中,很早就有關于軍事通信的論述。而軍事通信學真正作為一門相對獨立的學科,則是在軍事科學與現(xiàn)代科學技術高度發(fā)展的現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下逐步形成和完善的。特別是自20世紀70年代以來世界范圍內(nèi)爆發(fā)的幾場局部戰(zhàn)爭和信息技術的發(fā)展,極大地提高了軍事通信在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位,促進了軍事通信理論研究向?qū)W科化方向的發(fā)展。自20世紀80年代以來,重視和加強軍事通信基礎理論的研究,從宏觀上探討軍事通信本質(zhì)特征、規(guī)律和軍事通信學科體系結構的學術活動,對于軍事通信學的形成起了極為重要的推動作用。
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,軍事通信的中樞神經(jīng)作用顯得格外突出。而在現(xiàn)代電子技術、計算機技術、航天技術等高技術基礎上發(fā)展起來的現(xiàn)代通信技術,則為現(xiàn)代軍事通信提供了更加有效的通信工具和更完善的通信手段。毋庸置疑,軍事通信技術在戰(zhàn)后得到了相當大的發(fā)展。信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)的一個重要特點是各武器平臺之間形成了橫向組網(wǎng),并融入網(wǎng)絡化信息系統(tǒng),實現(xiàn)信息資源共享,從而極大地提高武器平臺的作戰(zhàn)效能。
因此,能夠?qū)鞲衅鳌⒅笓]控制系統(tǒng)和各作戰(zhàn)平臺連接到一起,從而實現(xiàn)優(yōu)化信息資源、有效調(diào)配和使用作戰(zhàn)資源的“數(shù)據(jù)鏈”,正日益成為現(xiàn)代軍事通訊的研究熱點。
一、基本概念
數(shù)據(jù)鏈也稱數(shù)據(jù)鏈路,是指采用無線或有線通訊設備和數(shù)據(jù)通信規(guī)程建立的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡,并直接為指揮和武器控制系統(tǒng)提供支持、服務,是數(shù)據(jù)通信與計算機控制密切結合的通信鏈路系統(tǒng)。主要采用無線網(wǎng)絡通信技術和應用協(xié)議,實現(xiàn)機載、陸基和艦載戰(zhàn)術數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換及戰(zhàn)術系統(tǒng)的各項功能。數(shù)據(jù)鏈包括一套通信協(xié)議以及被交換信息的定義,可以構成點對點和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)鏈路,將通信距離內(nèi)的各種指揮控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和武器控制系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)傳輸/交換和信息處理網(wǎng)絡,為作戰(zhàn)指揮、武器控制和作戰(zhàn)協(xié)同等提供有關數(shù)據(jù)和戰(zhàn)場態(tài)勢信息。
二、發(fā)展歷史
數(shù)據(jù)鏈來源于放空作戰(zhàn),二戰(zhàn)時為了對敵機做出快速反應,構成了預警雷達、指揮系統(tǒng)和防空高炮三位一體的防控體系,建立了數(shù)據(jù)鏈的基本思路。
20世紀50年代初,美軍“賽其”防空預警系統(tǒng)率先在雷達站和指揮控制中心間建立了采用數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)鏈,雖然在現(xiàn)在看來很是簡陋,卻使其反應時間由10分鐘縮短為15秒,作戰(zhàn)效能提高近40倍。不久,北約裝備了Link-1數(shù)據(jù)
鏈,將84座大型雷達站連接為一體,形成了整體防空能力。50年代中期,美國海軍裝備世界上第一個艦空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)——Link-4。到了60年代又開發(fā)了Link-11,可以直接用于艦船、飛機、海軍陸戰(zhàn)隊與陸地之間雙向交換監(jiān)視情報。到了70年代末,在Link-4基礎上發(fā)展了Link-4A/C兩套數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。越戰(zhàn)后,為了解決軍種之間數(shù)據(jù)鏈無法互通的問題,美軍研發(fā)了Link-16數(shù)據(jù)鏈。
三、作戰(zhàn)應用
實踐是檢驗真理的唯一標準,一個裝備是不是真的實用,必定要在戰(zhàn)爭中實現(xiàn)其價值。下面以伊拉克戰(zhàn)爭中空襲作戰(zhàn)為例簡要介紹數(shù)據(jù)鏈在戰(zhàn)爭中的應用。
比如在空襲中,支援地空協(xié)同可分為起飛/著陸、空中編隊和前沿引導三個階段。
1、在起飛/著陸階段,在空戰(zhàn)指揮中心(E2-C預警機)利用Link-4A和Link-16數(shù)據(jù)鏈進行指揮引導,達成射手與控制中心的緊密聯(lián)系。
2、空戰(zhàn)編隊階段,主要利用攻擊戰(zhàn)斗機裝備的Link-16數(shù)據(jù)鏈達成編隊內(nèi)通信,并與遂行作戰(zhàn)任務的E8-C“聯(lián)合星”飛機建立戰(zhàn)場感知聯(lián)系。航母編隊依照安裝在F/A-18攻擊戰(zhàn)斗機上Link-4A數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)對艦載機的指揮與控制,空戰(zhàn)指揮中心則運用裝備的Link-11數(shù)據(jù)鏈與空襲編隊的E2-C預警機達成航跡修正引導。
3、前沿引導階段,空空引導利用各作戰(zhàn)飛機上裝備的Link-16數(shù)據(jù)鏈完成,地空引導則由特種部隊通過增強型定位報告系統(tǒng)(EPLRS)來完成。
在伊拉克戰(zhàn)爭中,在Link-16輔助下,美、英聯(lián)軍實現(xiàn)了各作戰(zhàn)單元、主戰(zhàn)武器和指揮系統(tǒng)高度融合,戰(zhàn)場信息快速傳遞和目標準確識別,縮短情報獲取到火力打擊的時間,偵察打擊一體化、空地作戰(zhàn)一體化,大大提高了各作戰(zhàn)平臺的快速反應能力和協(xié)同作戰(zhàn)能力,使作戰(zhàn)效能成倍增加。特別是在大規(guī)模空襲與地面攻擊行動中,為其實現(xiàn)整體作戰(zhàn)目標與監(jiān)測、戰(zhàn)場指揮控制和攻擊效果評估打
下了堅實基礎。
四、發(fā)展趨勢
隨著世界范圍內(nèi)新軍事變革的進一步發(fā)展,現(xiàn)有的數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)不能產(chǎn)生對敵人的優(yōu)勢,因此對數(shù)據(jù)鏈提出了進一步的發(fā)展需求。
1、高速抗干擾
現(xiàn)在各個軍事大國都有著不弱的電子戰(zhàn)武器,可以說未來戰(zhàn)爭必定出現(xiàn)在復雜電磁環(huán)境中,因此掌握在復雜電磁環(huán)境下高速穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)能力的一方將占據(jù)優(yōu)勢。
2、跨平臺通用化
未來戰(zhàn)爭決不僅僅是單一兵種的舞臺,陸軍小分隊、武裝直升機、無人偵察機、戰(zhàn)斗機、轟炸機、預警機乃至軍艦都是一場戰(zhàn)役的參與者,這些作戰(zhàn)單元每時每刻都需要交換大量數(shù)據(jù),如果不能實現(xiàn)跨平臺直接交換,而是經(jīng)過一個中轉(zhuǎn)站,很有可能在瞬息萬變的戰(zhàn)爭中貽誤戰(zhàn)機,導致慘敗。
3、網(wǎng)絡化分布式
在戰(zhàn)爭中需要進行數(shù)據(jù)交換的不只是指揮中心與作戰(zhàn)單元,各作戰(zhàn)單元之間也需要時刻進行數(shù)據(jù)交換,這樣不僅可以增加單個作戰(zhàn)單元的戰(zhàn)斗力,更可以提高數(shù)據(jù)鏈的可靠性,增加作戰(zhàn)單元與指揮中心的聯(lián)絡方式,延伸數(shù)據(jù)鏈的作戰(zhàn)范圍。而一個去中心化的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)因為“沒有中心又處處是中心”,能夠有效地避開敵人針對性的打擊,大大提高生存能力。
作為戰(zhàn)爭的“神經(jīng)系統(tǒng)”,數(shù)據(jù)鏈在戰(zhàn)爭中越來越重要,數(shù)據(jù)鏈的技術成熟度也幾乎可以代表對戰(zhàn)場環(huán)境的感知與快速反應能力和軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)能力。隨著戰(zhàn)爭形態(tài)的不斷變化,數(shù)據(jù)鏈也必將在戰(zhàn)爭中占據(jù)更加重要的地位。
參考文獻
[1] 孫繼銀.戰(zhàn)術數(shù)據(jù)鏈技術與系統(tǒng) [J].國防工業(yè)出版社,2007.[2] 呂娜.數(shù)據(jù)鏈理論與系統(tǒng) [J].電子工業(yè)出版社,2011.
第五篇:軍事高科技概述講稿
第一節(jié) 軍事高科技概述
導課:“一個謊言改變了一個時代”:1983年,一位演員出身的,擁有眾多女粉絲的美國總統(tǒng),發(fā)表了著名的“星球大戰(zhàn)計劃”演說,演說中描述了未來10年美國開發(fā)太空(神器)遏制蘇聯(lián)的核打擊的軍事戰(zhàn)略,此演說迅速引起美國最大競爭對手蘇聯(lián)老大哥的注意,也決心不惜舉國之力,發(fā)展蘇聯(lián)太空(神器)。但是高昂的神器研發(fā)費用,使得蘇聯(lián)經(jīng)濟發(fā)展背上了沉重的包袱,最終導致經(jīng)濟崩盤,蘇聯(lián)四年后解體,標志著冷戰(zhàn)時代的結束。冷戰(zhàn)結束后,據(jù)美國中央情報局透漏,“星球大戰(zhàn)計劃”,不過是美國精心設計的一場騙局,目標就是拖垮蘇聯(lián)經(jīng)濟。那么,蘇聯(lián)究竟為什么要懼怕呢?
未來高技術的發(fā)展,已經(jīng)打破美蘇之間的軍事平衡,使得蘇聯(lián)的核打擊能力已經(jīng)不占優(yōu)勢。在核戰(zhàn)爭陰影之下,戰(zhàn)爭雙方都不愿使用核武器,達到玉石俱焚的毀滅效果,因此,探索未來軍事高技術的發(fā)展,探索新型戰(zhàn)爭形式,已經(jīng)成為未來戰(zhàn)爭的發(fā)展模式。
一、什么是軍事高技術?
高技術一詞由英文Hightechnology直譯而來。“高技術”這個詞最早來源于美國的建筑業(yè),六十年代的美國建筑業(yè)處在蓬勃發(fā)展的時期,一座座新型建筑物拔地而起,內(nèi)部裝潢大量采用新技術、新材料、新工藝,迅猛地變幻使人眼花繚亂。當時兩位才華橫溢的美國女建筑師,為抒發(fā)對當時世界形勢變化快速的感嘆,于是合寫了一本敘述新型建筑的書,名為《高格調(diào)技術》,描寫了辦公室和醫(yī)院等建筑物的優(yōu)異功能和協(xié)調(diào)美的特性,這就是我們今天講的高技術的最初原形。到了七十年代,隨著生產(chǎn)實踐的不斷發(fā)展,高技術一詞逐漸為人們所接受,并頻繁出現(xiàn)在報刊文獻上,但它的含義已經(jīng)和它剛出現(xiàn)時大不相同,后來人們常把那些能帶來高經(jīng)濟效益、具有高增值作用并能向社會和經(jīng)濟各個領域廣泛滲透的一大批新型技術產(chǎn)業(yè)稱為高技術產(chǎn)業(yè),把這些高技術產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品叫高技術產(chǎn)品。到了1981年美國人出了一本月刊叫《高技術月刊》,從此高技術這個詞就更 廣泛地流傳開來。
它是建立在綜合科學研究基礎上,處于當代科學技術前沿的,對發(fā)展生產(chǎn)力,促進社會文明,增強國防實力起先導作用的新技術群,是知識、人才和投資密集的新技術群。
2、高技術所包括的領域
由于高技術是一個不斷發(fā)展的動態(tài)概念,高技術的構成也將隨著技術的進步而不斷充實新的內(nèi)容。就當今世界而言,高技術主要由以下六大技術群構成。
(1)信息技術群
信息技術是當今世界新技術革命的核心與先導。凡是研究信息的收集、加工、處理、存儲、傳輸和應用的技術都可列入信息技術的行列,其主體和基礎是電子技術,而發(fā)展最快、影響最大、應用最廣的學科則是微電子、計算機、自動化和激光技術。
(2)新材料技術群
新材料技術群和信息技術群、新能源技術群被并稱為現(xiàn)代高技術領域的三大支柱。人類已經(jīng)應用和正在應用的成千上萬種材料,絕大多數(shù)是傳統(tǒng)材料,而新材料則是指那些對現(xiàn)代科學技術進步和國民經(jīng)濟發(fā)展有重大推動作用的材料,其優(yōu)異的性能是傳統(tǒng)材料沒有或無法比擬的。新材料按用途可分為信息材料、新能源材料及特種結構和功能材料等三大類,其共同特點是生戶技術難度高、工藝復雜、發(fā)展速度迅猛和前景美好。
(3)新能源技術群
新能源技術一般是指尚未被大規(guī)模使用。有待于進一步研究.試驗完善,才能開發(fā)利用的能源,如太陽能、地熱能、海洋能、生物能、氫能等。新能源的井同特點是具有再生性,取之不盡,用之不竭,儲量豐富,既能進行大規(guī)模開采利用,也能小規(guī)模機動地使用;清潔、安全;具有較高的熱值,便于存儲,運輸和使用;價格低廉;無污染和公害。新能源技術的發(fā)展前景十分戶闊,世界各國都在制訂計劃,采取措施,組織力雖、逐步將目前的常規(guī)能源系統(tǒng)過渡到持久的、多樣化的、可再生的新能源系統(tǒng)、不久的將來,新能源開發(fā)利用技術可望獲得突破性進展,并將從根本上改變現(xiàn)有的能源結構。
(4)生物技術群
現(xiàn)代生物技術是以生命科學為基礎,利用生物體(包括生物活組織或細胞〕的特性與功能,設計并完成具有預期性狀的新物種或新品種,以及與工程原理相結合進行加工生產(chǎn),為社會提供商品和服務的綜合性技術體系。生物技術在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、仿生工程和軍事等領域顯示了強大的生命力和良好的發(fā)展前景。
(5)航天技術群
航天技術(亦稱空間技術)是通過將無人的或載人的航天器送入太空,以探索、開發(fā)和利用太空的一門綜合性工程技術,主要包括運載技術和航天器技術。航天技術在廣播、通信、氣象預報、資源勘探、空間開發(fā)和軍事須域,為人類社會的進步和發(fā)c眼務,并正在把入類千百年來的夢幻逐步變?yōu)楝F(xiàn)實。
(6)海洋開發(fā)技術群
海洋開發(fā)技術是指人類為了生存和發(fā)展的目的,使用各種方法和設備,把海洋中蘊藏的各種資源開發(fā)出來,用于社會發(fā)展,以及把海洋的潛在價值轉(zhuǎn)化為實際價值和社會效益的綜合性技術,主要包括海洋資源開發(fā)技術、海洋空間利用技術和海洋開發(fā)服務技術。在海洋生物資源開發(fā)、海底礦物資源開發(fā)、海水資源開發(fā)、海洋能開發(fā)、海洋運輸、海上建筑、海底空間開發(fā)、海洋調(diào)查、海洋預報、海洋環(huán)境保護等各個領域內(nèi),技術不斷被更新并逐步進入實用化階段。以“海洋經(jīng)濟”為標志的新時代,可望在不久的將來實現(xiàn),人類在地球上的生活和生產(chǎn)環(huán)境將要發(fā)生革命性變化。
現(xiàn)代六大高技術群,不斷地改變著我們的生活和環(huán)境。在每個高技術群中又包括許多具體高技術,這些高技術既各自獨立又交叉滲透,并不斷產(chǎn)生出新的高技術,從而構成了一個多層次的、不斷翻新的高技術群體。
我們把高技術或軍事高技術當作一個概念來理解,為什么?因為軍事高技術是高技術的重要組成部分,它具有高技術的一切特征,同時也有自身的特點。而且很多高技術都是產(chǎn)生于軍事高技術,據(jù)統(tǒng)計,目前85%的高技術都是來源于或者應用于或者具有巨大的軍事應用潛力。所以有時候我們把它當成一個概念來理解,但是它和高技術又是小概念和大概念的區(qū)別。
為了對軍事高技術進行具體描述,我們也給出一個定義,一般認為,軍事高技術是建立在現(xiàn)代科學技術成就基礎上,處于當代科學技術前沿,以信息技術為核心,在軍事領域發(fā)展和應用的,對國防科技和武器裝備發(fā)展起巨大推動作用的那部分高技術的總稱。
當代軍事高技術的發(fā)展日新月異,而且種類繁多。一般來說從宏觀層次上來分,目前軍事高技術主要可分為六大技術群,即信息技術、新材料技術、航天技術、生物技術、新能源技術和海洋技術。其中信息技術又包括微電子技術、計算機技術等。
從軍事高技術與高技術武器裝備的關系出發(fā),軍事高技術還可劃分為兩類技術:一是支撐高技術武器裝備發(fā)展的共性基礎技術,其主要包括微電子技術、光電子技術、電子計算機技術、新材料技術、高性能推進與動力技術、仿真技術、先進制造技術等;二是直接應用于武器裝備并使之具有某種特定功能的應用技術,其主要包括偵察監(jiān)視技術、偽裝與隱身技術、精確制導技術、電子戰(zhàn)與信息戰(zhàn)技術、指揮自動化系統(tǒng)技術、軍事航天技術、核武器和化學武器及生物武器技術、新概念武器技術等。
二、軍事高技術對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的影響。
(一)提高了武器裝備質(zhì)量
軍事高技術的發(fā)展和應用,加快了武器裝備更新?lián)Q代的步伐。各種高新技術武器頻頻登臺亮相,其戰(zhàn)術、技術性能得到空前提高。
1、高度數(shù)字化 信息技術的發(fā)展,特別是集成電路技術的提高,為武器裝備大量使用電子設備開辟了廣闊的前景。不僅使通信、雷達、導航、遙控、遙感等軍用電子裝備系統(tǒng)得到進一步發(fā)展,而且出現(xiàn)了偵察與反偵察、偽裝與反偽裝、干擾與反干擾等大量電子戰(zhàn)技術裝備。海灣戰(zhàn)爭表明,各種信息化的作戰(zhàn)裝備在現(xiàn)代作戰(zhàn)中的地位作用十分突出。如C3I系統(tǒng)已經(jīng)成為整個軍隊的中樞神經(jīng),成為影響戰(zhàn)爭全局的重要因素。除此之外,電子技術對武器系統(tǒng)的滲透性也十分普遍。目前,在各種先進的武器裝備系統(tǒng)中,電子設備占有很大比重。例如,在坦克和軍艦的建造費用中,電子系統(tǒng)的費用占30%左右;在飛機的制造費用中,電子系統(tǒng)的費用占50%左右;在制導武器、智能武器和空間武器的費用中,電子系統(tǒng)的費用已高達70%以上。這些都表明,信息技術已經(jīng)成為現(xiàn)代武器裝備系統(tǒng)的重要支柱,“數(shù)字化”已經(jīng)成為衡量武器裝備現(xiàn)代化程度的一個重要標志。
2、精確制導化
制導技術,是控制和導引武器按照特定的飛行軌道,對目標進行攻擊的綜合性技術。它是利用探測器和敏感裝置獲取被攻擊目標的信息特征,對目標進行判斷識別并實施精確定位和跟蹤的。目前,制導武器種類繁多。從制導導彈到制導炮彈、制導炸彈,從制導地雷到制導魚雷等,已經(jīng)形成了一個大家族。據(jù)不完全統(tǒng)計,僅導彈就有四代340種之多。按所用技術的性質(zhì)可分為無線電制導、紅外制導、激光制導、電視制導等;按控制導引的方式可分為自主式、遙控式、自動尋的式三大類。為了使導彈具有更高的可靠性,有的導彈還采用了復合式制導,即集多種制導方式于一身。制導武器雖然問世時間不長,但發(fā)展很快,并在幾場局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮了超常的威力。如第四次中東戰(zhàn)爭,埃以雙方共損失坦克2550輛,其中約70%是被反坦克導彈擊毀的。海灣戰(zhàn)爭中,雖然美國部隊發(fā)射的精確制導彈藥只占發(fā)射彈藥總量的7%-,但卻擊毀了伊拉克80%的重要目標。由于精確制導武器具有命中精度高,軍事和經(jīng)濟效益好,反應能力強等優(yōu)點,因而,受到各國軍界的青睞,被認為是“未來兵器之星”。武器系統(tǒng)的制導化,使常規(guī)兵器有了新的發(fā)展,正在引起各國的普遍關注。
3、殺傷聚能化
激光技術、粒子束技術、微波技術和等離子體技術的迅速崛起,為聚能武器的發(fā)展提供了條件。同傳統(tǒng)的殺傷性武器不同,聚能武器是把能量匯集成極細的能束,使其沿著精確的方向,以接近光速的速度去殺傷敵人或摧毀目標,所以亦稱定向能武器。由于粒子束武器能將大量的粒子變成無數(shù)顆以接近光速飛行的、具有極大動能的“小炮彈”,因而,在其射程范圍內(nèi),能迅速攔截高速飛行的目標,并能在百分之一秒內(nèi)改變方向,直至消滅目標。利用微波技術研制的射頻武器,能以高能量的電磁脈沖在1千米內(nèi)殺死人腦細胞,也可在更遠的距離上造成人員心理障礙,并能摧毀比較脆弱的電子元件。目前,美國、日本和西歐的一些國家都很重視定向能武器的研制,除發(fā)展空間基定向能武器外,還在加緊研制各種戰(zhàn)術用激光槍、激光炮以及微波武器。美國正在研制比激光更為優(yōu)越的不受氣象和大氣干擾的粒子束、等離子體束等定向能武器,并且取得了很大的進展。國外專家認為,定向能武器具有巨大的威力和發(fā)展?jié)摿Α:四芎吞柲芸梢詾檫@類武器提供無數(shù)次定向發(fā)射的能量。由此看來,聚能武器系統(tǒng)登上戰(zhàn)爭舞臺已為期不遠,它和常規(guī)武器系統(tǒng)、導彈核武器系統(tǒng)結合使用,將會收到更大的殺傷與破壞效果。
4、人工智能化
人工智能,是研究電子計算機、人腦和智能三者之間關系的一門邊緣學科。人工智能技術或稱智能模擬技術,是這一學科研究成果的技術物化。人工智能武器,就是這種技術物化的一種表現(xiàn)形式,它是由傳感裝置、計算機、控制系統(tǒng)和戰(zhàn)斗部組成的武器系統(tǒng)。其工作原理,是把探測所獲得的圖像輸人計算機,與早已存貯在數(shù)據(jù)庫的已知圖像(如地形、敵我雙方的武器等)進行比較,經(jīng)過識別判斷,認準目標后實施攻擊。同精確制導武器相比,人工智能武器具有圖像處理和“思考”能力,可根據(jù)預先設定的程序自主地尋找、摧毀需要打擊的目標。如美軍研制的智能坦克能在時速60千米的情況下識別道路、繞過障礙、繪制地圖、實施偵察并報告情況;“黃蜂”式反坦克導彈在飛機上發(fā)射后,能在數(shù)千米高度俯瞰戰(zhàn)場,由彈上的人工智能系統(tǒng)控制,對目標進行自動搜索、識別,當發(fā)現(xiàn)目標特征與計算機內(nèi)存儲的圖像完全一致時,立即對其跟蹤并實施攻擊。目前,一些發(fā)達國家正在研制的人工智能武器系統(tǒng)除了人工智能坦克、導彈外,還有人工智能飛機、魚雷、地雷及人工智能機器人。可以預見,隨著智能技術、機器人技術的發(fā)展,具有人工智能的武器裝備系統(tǒng)將會進人戰(zhàn)場,武器裝備將向智能化的方向進一步發(fā)展。
5、裝備隱身化
裝備隱身化,是軍隊為減少目標被探測的概率,提高武器裝備的突防能力及生存能力而采取的一種措施。裝備的隱身,不是依靠某一種單項技術形成的,而是綜合利用了多項科學技術成果。隱身的主要方法:一是對武器裝備的結構進行特殊設計,以減少各種探測波的有效反射面積;二是對武器裝備的動力系統(tǒng)進行改造,盡量減小紅外輻射,降低發(fā)動機的噪音;三是對目標表面噴徐吸波涂料,或直接采用新型的復合吸波材料制造武器裝備等。目前,已經(jīng)研制出來的隱身武器有隱身飛機、隱身巡航導彈、隱身坦克、隱身軍艦等。在隱身武器研制方面,美國占據(jù)領先地位。目前已有F117A隱身戰(zhàn)斗轟炸機、B--I B隱身戰(zhàn)路轟炸機、B--2隱身戰(zhàn)略轟炸機裝備部隊。隱身技術的應用,大大降低了飛機被發(fā)現(xiàn)的概率。例如,美軍B-1 A型隱身飛機的雷達反射面積只有10平方米,B-I B型隱身飛機為1平方米,F(xiàn)-117A型隱身飛機僅為0.025平方米。從其在近期局部戰(zhàn)爭中的使用情況來看,隱身飛機在隱蔽接敵、實施突然襲擊和提高武器裝備生存能力等方面效能較好,并取得了較為理想的實戰(zhàn)效果。
(二)提升了作戰(zhàn)能力
高技術尤其是信息技術的進步引發(fā)了武器裝備領域和軍隊建設領域的一場革命。武器裝備的性能得到明顯改善甚至是質(zhì)的飛躍,軍隊戰(zhàn)斗力直線上升。從而使人類的現(xiàn)代作戰(zhàn)能力得到極大的提高。主要表現(xiàn)在:(1)戰(zhàn)場感知能力的提升。由于電、光、聲等傳感器技術和衛(wèi)星、飛機等偵察監(jiān)視平臺的發(fā)展,人類已經(jīng)可以在距離目標數(shù)千上萬公里的地方準確地發(fā)現(xiàn)、查明和跟綜目標,戰(zhàn)場感知的范圍比二戰(zhàn)時擴大了十倍以上。地球表面的任何一點都可能在對方偵察器材的監(jiān)視之下。(2)戰(zhàn)場反應能力的提升。由于計算機技術、通信網(wǎng)絡技術和指揮控制技術的發(fā)展,對戰(zhàn)場目標作出反應的時間已比二戰(zhàn)時縮短了十倍以上。一個炮兵陣地完成射擊準備的時間只需60秒,發(fā)射反應的時間僅僅幾秒鐘。(3)戰(zhàn)場到達能力的提升。由于航天航空技術、火箭技術、信息技術和新材料新能源技術的發(fā)展,人類已經(jīng)能在24小時左右將兵力、火力投送到地球的任何地方,開辟出陸、海、空、天和電磁戰(zhàn)場。(4)戰(zhàn)場突擊能力的提升。精確制導技術、隱身技術和新能源技術的發(fā)展,使現(xiàn)代突擊兵器的精確打擊能力、突防能力和突擊速度大大提高。突擊兵器的命中概率達到80%以上。二戰(zhàn)中,摧毀敵方一個鐵路樞紐時約需要幾千架次飛機投擲數(shù)千枚炸彈,而現(xiàn)在只需要投擲幾枚精確制導彈藥。(5)控制能力提升。戰(zhàn)爭發(fā)動者無論有多大的優(yōu)勢,通常都會把戰(zhàn)爭目標規(guī)定在謀求有限的、特定的國家利益范圍內(nèi)。這表現(xiàn)為對戰(zhàn)爭目的、作戰(zhàn)范圍、打擊目標、作戰(zhàn)手段、投入兵力、持續(xù)時間諸方面進行有限控制。在戰(zhàn)爭目的的控制上,通常不是以威脅對方生存和全面剝奪對方軍事能力為目標。而是“不必打死它,只要打服它”。在作戰(zhàn)范圍控制上,往往不是依據(jù)自己所擁有的作戰(zhàn)能力來確定交戰(zhàn)的地理范圍,而是把作戰(zhàn)行動限制在一定區(qū)域內(nèi)。在打擊目標控制上,主要是打擊指揮控制樞紐、重要軍事設施和重兵集團等軍事目標,盡可能減少無謂的破壞特別是平民的傷亡上。
(三)優(yōu)化了軍隊結構
軍隊的基本結構,是指軍隊整體的基本兵力組成形式和內(nèi)容。軍事高技術的發(fā)展和應用,使得武器裝備和作戰(zhàn)方式發(fā)生改變,這就必然要從整體上調(diào)整軍隊的兵力結構,使之能夠適應高技術戰(zhàn)爭的需要。系統(tǒng)理論認為,任何系統(tǒng)的功能,都是由它的結構來決定的。同樣,軍隊這個大系統(tǒng)所具有的作戰(zhàn)功能,也必然由它的兵力結構所決定。所以,通過軍隊結構調(diào)整,使軍隊在作戰(zhàn)過程中更有效地發(fā)揮其能力,以保證奪取作戰(zhàn)的勝利。目前,各國軍隊基本結構的合理化調(diào)整,集中地反映在四個方面:
一是軍隊結構的整體性正在增強。通過對軍隊總體結構的不斷調(diào)整,力求使軍隊成為一個精干的和緊密聯(lián)系的整體,以便充分地發(fā)揮出軍隊的整體作戰(zhàn)效能。當前,一些國家軍隊的結構調(diào)整,主要包括統(tǒng)帥機構和各級指揮機關、諸軍兵種部隊、軍事院校和其他訓練機構、國防科技和軍事理論的科研體系、后勤保障體系,以及后備力量體系等基本組成部分。通過調(diào)整,明顯地增強了軍隊的整體性力量,使之能較好地適應高技術戰(zhàn)爭的需要。
二是軍兵種結構更趨合理。各國軍隊在適當增大了海、空軍力量和特種作戰(zhàn)力量規(guī)模的基礎上,普遍制定了指導各軍兵種建設和發(fā)展的長遠規(guī)劃,力求使各軍兵種在長遠建設的過程中,有步驟地搞好各自內(nèi)部的結構調(diào)整。
三是作戰(zhàn)部隊的結構更趨多樣化。由于高技術條件下的作戰(zhàn)手段和作戰(zhàn)方式更加復雜化、多樣化,從而要求部隊必須具備擔負多種作戰(zhàn)任務的能力,這就要求建立適用于不同規(guī)模戰(zhàn)爭和具有不同功能的作戰(zhàn)部隊,從而使作戰(zhàn)部隊的結構呈現(xiàn)出多樣化的特征。多樣化的部隊結構,包括功能多樣化和類型多樣化。如,根據(jù)未來戰(zhàn)爭的特點,把作戰(zhàn)部隊區(qū)分為快速反應部隊、戰(zhàn)略預備部隊和預備役部隊等類型。各類型部隊中又區(qū)分為各技術兵種和專業(yè)性部隊。
四是各級指揮機關日趨精干化。由于現(xiàn)代化指揮手段得到了迅速發(fā)展,已經(jīng)能夠把情報收集、信息傳遞、指揮決策和戰(zhàn)場控制等環(huán)節(jié),緊密地結合起來并形成一個高效率的指揮自動化系統(tǒng),從而能夠大幅度提高指揮效率,為各級指揮機關的精干化創(chuàng)造了必要的物質(zhì)、技術條件。
(四)創(chuàng)新了作戰(zhàn)理論
技術決定戰(zhàn)術,一旦技術有了突破和飛躍,:必將促使作戰(zhàn)理論的變革。這種變革導致新的作戰(zhàn)理論的產(chǎn)生。
第一,聯(lián)合作戰(zhàn)理論。由于武器裝備的發(fā)展和軍隊作戰(zhàn)能力的提高,尤其是各軍種作戰(zhàn)能力的提高,使作戰(zhàn)的基本形式發(fā)生了重大變化。戰(zhàn)場將由陸、海、空、天和電磁領域構成,作戰(zhàn)行動將在上述戰(zhàn)場空間同時或先后展開,各個戰(zhàn)場圍繞統(tǒng)一的作戰(zhàn)目的,彼此依存,融為有機的整體。在這種情況下,任何單一軍種、單一空間的作戰(zhàn)行動都難以主宰戰(zhàn)場,這就使得聯(lián)合作戰(zhàn)成為墓本的作戰(zhàn)樣式。戰(zhàn)役作戰(zhàn)中,各軍種將以協(xié)同關系共同構成戰(zhàn)役力量的基石,共同遂行戰(zhàn)役行動。這必然對戰(zhàn)役作戰(zhàn)和戰(zhàn)役指導提出一系列新的要求,必然摒棄不符合新的作戰(zhàn)形式的傳統(tǒng)作戰(zhàn)指導思想,導致新的聯(lián)合作戰(zhàn)理論的產(chǎn)生。
第二,機動作戰(zhàn)理論。由于軍隊的打擊力、機動力和指揮控制能力的提高,使得戰(zhàn)場形態(tài)發(fā)生了重大變化。其顯著標志是:戰(zhàn)場將由線式形態(tài)向“非線式”形態(tài)轉(zhuǎn)變。在這樣的戰(zhàn)場上,那種圍繞特定地域或目標,從外向內(nèi)層層剝皮或?qū)訉涌箵舻淖鲬?zhàn)樣式和戰(zhàn)場結構將成為個別現(xiàn)象。傳統(tǒng)的戰(zhàn)場正面、翼側(cè)、側(cè)后,戰(zhàn)術、戰(zhàn)役、戰(zhàn)略縱深,前沿、后方及集結、機動、展開、交戰(zhàn),突破、反突破等概念的內(nèi)涵都發(fā)生了重大變化。因此,戰(zhàn)役戰(zhàn)斗將在戰(zhàn)場全空間同時展開,作戰(zhàn)焦點不規(guī)則地分布.于全戰(zhàn)場,而且焦點不固定,形成一個個流動的“交戰(zhàn)島嶼”,交戰(zhàn)雙方同處于包圍與被包圍狀態(tài);圍繞特定地目標反復爭奪的作用降低,更加強調(diào)機動,強調(diào)積極的打擊行動,強調(diào)整體癱瘓對手。所有這些,將使新的機動作戰(zhàn)理論產(chǎn)生。海灣戰(zhàn)爭可以說是機動作戰(zhàn)理論最具典型的和成功的運用。
第三,全縱深作戰(zhàn)理論。軍事高技術的發(fā)展和應用,使得軍隊的武器裝備有了空前的改善。這種改善大大提高了軍隊的火力、機動力和攻擊力,使得部隊實施綜合火力殺傷、地空協(xié)調(diào)、立體突擊和縱深攻擊成為可能。以進攻作戰(zhàn)為例,軍隊能夠在對敵方第一梯隊實施突擊的同時,以遠程兵器、縱探突擊部隊和空降部隊,對敵縱深的重要目標實施大縱深火力殺傷、大縱深奔襲行動和大縱深空中包圍,以前沿、縱深,地面、空中,正面、翼側(cè)一系列交戰(zhàn)的合力奪取作戰(zhàn)的勝利。這樣,就為全縱深作戰(zhàn)理論的產(chǎn)生提供了基礎。美軍在20世紀90年代初曾提出“空地一體”作戰(zhàn)理論和“空地一體戰(zhàn)役構想”,實質(zhì)上就是全縱深作戰(zhàn)理論。
除此之外,信息戰(zhàn)、電子戰(zhàn)、火力戰(zhàn)、特種戰(zhàn)等作戰(zhàn)理論都有了重大發(fā)展。