大有作为的舰用 “小光电”
王泽和
舰用光电是海军光电应用的象征和主体，是海军武备先进水平的基本标志。因此，各国海军始终把它的发展放在重要位置。80 年代的舰用光电，从总体上看，是处于论证、演示和海试阶段。90 年代则处于较为成熟的发展期，目前已不存在阻碍舰用光电发展的重大技术问题。
在 90 年代的舰用光电设备研究中，小型化的光电设备，即 “小光电”设备尤其引人注意。这种舰用 “小光电”，不仅可装在大型舰船上，更重要的是有利于在中小型舰船上普及，因此深受军方青睐。“小光电”的问世，标志着舰用光电不再仅仅是大型舰船的“宠物”，过不了多久，它就将进入舰船世界的“千家万户”。
“小光电”的特点
舰用光电设备是舰船防空武器系统的重要配套设备。在 80 年代，舰用光电设备主要是光电跟踪仪(并通过它形成光电火控系统)，其使用特点是把昼光电视摄像机、红外热像仪和激光测距仪一并组装在经双轴稳定的指向仪上。甲板下的操纵手通过控制台控制传感器和跟踪器、图像显示、弹道预测并控制对接的火控系统。到了 90 年代，另一种重要光电设备——舰用红外搜索和跟踪系统(IRST)又开始服役。这种设备的使用特点是利用扫描式红外探测器进行被动警戒，并向防御反舰导弹的武器和探测器系统提供目标指示信号。
目前满足舰船上述作战要求的舰用光电设备均已小型化，这种 “小光电”的基本特点是高效能、轻型、桅杆载。
高效能
是指性能进一步提高。其战术使命除上面所述外，还包括执行早期警戒、自动搜索、探测浮雷、夜间导航等多项功能。另外，对目标的探测、跟踪和识别距离也有较大提高。整个系统，不仅抗干扰能力强，而且更加可靠耐用。
轻型
是指减轻重量和减小体积。90 年代的小型光电瞄准设备的头部，重量较轻，甚至仅有60 千克，回转半径约200 毫米，外形多呈球状或锥状，可安装在中小型护卫舰等舰船上。
与之相比，80 年代相应设备的重量和体积都较大，如重量一般都在200 千克以上，回转半径在500 毫米以上，而且，电视、红外、激光3 个传感器分置在支座两侧，形成 “一肩担”配置，很难装在桅杆上。
这就限制了这种设备在数量众多的中小型舰船上的广泛应用。同样，90年代的红外搜索和跟踪系统，重量已从80 年代试用型的500 千克，减少到目前的150千克左右，且性能大大提高，深受海军欢迎。
桅杆载
系指装在舰船桅杆上。这样做，不仅不与其他设备争甲板上的 “寸金之地”，而且有利于发挥自身性能，并减少舰上其他热源设备和电子设备的干扰。
其实，高效能、轻型和桅杆载是不可分割的整体。只有做到轻型，才有可能装在桅杆上，在承载能力有限而又十分拥挤的桅杆上争得一席之地。当然，既高效，又轻型，看来这是矛盾的。但这种矛盾依靠90 年代的高科技手段可得以解决，从而使90 年代及今后的舰用 “小光电”更加充满魅力。
舰用 “小光电”采取的技术措施。当前，“小光电”在减轻重量和体积方面采取的主要措施有：采用轻型铝合金材料由此可大大减轻设备壳体的重量。
采用复合光学通道
对光电跟踪仪来说让电视、红外和激光3 个探测器共用一个复合通道，即“三光合一”，而不是过去普遍采用的3 个独立的光学通道。对红外搜索和跟踪系统来说，则是中红外波段探测器和长红外波段探测器共用一个通道，即 “二光合一”通道，光学通道的减少势必导致重量和体积的减少。当然，复合光学通道的材料选取和设计更为复杂，这也是整个系统的设计难点之一。
选择先进的红外焦平面阵列探测器件
80 年代的舰用光电，由于探测器性能较差，因此，为保证有足够的红外探测率，光学通道的通光口径必须很大(达250 毫米)。加上探测器用的致冷器，致使整个红外设备的重量很大。90 年代使用的红外焦平面阵列探测器有非常高的探测率和灵敏度，从而保证在性能相当的情况下，可大大减小红外通道的通光口径，并可采用工作温度较高的小型致冷器，这都有利于减小探测头的重量和体积。从发展上看，下个世纪上半期有可能采用不用致冷器的非致冷型红外热像仪，这将会进一步大大减小重量和体积。采用红外焦平面阵列器件，还为 实施复合光学通道提供了可能性。
今后，“小光电”性能还将进一步提高，除了上述采用红外焦平面阵列器件有利于提高性能外，下面一些技术措施也应引起我们的注意。
光电跟踪仪采用3～5微米中波段热像仪
80 年代的舰用光电跟踪仪，主要采用8～12微米长波热像仪。90 年代中期，采用3～5微米热像仪的势头有所增强。3～5微米热像仪，主要采用硅化铂探测器或锑化铟探测器，其特点是适合于在炎热和潮湿条件下使用，而且对高速反舰导弹的探测距离比8～12微米热像仪更远；在使用上，它可以并放在8～12微米一侧，或干脆将后者取而代之。
采用目视安全激光测距仪迄今为止，舰用光电都采用工作波长为 11 06微米的 Nd ∶YAG 激光测距仪。
但是，在该频率工作的激光会对人眼造成严重伤害，因此军方一直呼吁使用目视安全激光测距仪。经多年努力，法国激光工业公司和瑞典爱立信公司已研制出工作波长为1.54微米的喇曼频移型 Nd ∶YAG 目视安全激光测距仪，并已交付部队使用。目视安全激光测距仪投入使用是对沿用几十年的对人眼有损伤的激光测距仪的一次重大技术革命。
采用模块化结构
可根据需要灵活组装，如只采用红外探测器，可构成单一的红外瞄准具。也可加上电视，或再加上激光测距仪，从而可构成满足不同要求的 “小光电”。
除此还有采用最新型的智能型数字自动跟踪仪等。
“小光电”即将遍地开花
一些性能优良的舰用 “小光电”已问世，预计在世纪之交可大量装备。
法国在 “小光电”研究中居世界领先地位，法国萨吉姆公司在90 年代上半期研制成功VIGY 2 105桅杆式全景瞄准具。该系统探测头外壳呈锥形，重约60 千克，可与30 毫米或 100毫米火炮配用。VIGY-105 采用组件结构，通常可有三种组合结构。该系统还采用红外焦平面阵列探测器和目视安全激光测距仪。
据称法国海军已定购20 套，拟装在 “戴高乐”号航母、5艘护卫舰和几艘两栖舰上。
法国另一种著名的 “小光电”是由SAT 公司研究的 “旺皮尔”MB 双波段模块式红外搜索和跟踪系统。该系统探测头重 150千克，可装在桅杆顶部。它采用了4 个288×4 元的红外焦平面阵列和 “二光合一”光学通道。据介绍，法海军已定购7套 “旺皮尔”MB 系统，拟装在 “戴高乐”号航母和5艘防空护卫舰上。该系统还被建议装在从2000 年开始服役的法国新一代通用护卫舰中。
其次，以色列光电公司的MSIS 光电火控系统也是著名的 “小光电”。该系统探测头呈球状，重仅 60 千克，可装在桅杆上。MSIS 系统曾于海湾战争中装在美国舰船上作过试验，此后进行了多次改装。据称该系统的最大缺点是未采用目视安全激光测距仪，因此在国际竞争中受到一些影响。
英国雷达迈克公司的 “系统2500”型舰用光电系统也很有特色。其指向仪外壳呈球状，最大特点是除装有目视安全激光测距仪外，还装有一台3～5微米热像仪。据称在炎热条件下，探测距离是8～12微米热像仪的 3倍，1995年底，澳大利亚海军定购了3 套 “系统2500”，预定装在FFG2 7护卫舰上。
美国海军在装备 “小光电”方面动作更大。预计将采购300 套光电瞄准和跟踪系统以及200 套红外搜索和跟踪系统。有关招标工作正在进行中。如果这项计划得以实现，那将标志着美海军的舰用光电设备不仅质量上有很大提高，而且装舰数量上也居各国之首。届时，在美三军中，海军舰船光电装备长期落后于其他军种的局面将大为改观。