新闻提要

总算明白了,美国为什么要彻底封杀这条国产传感器赛道,现代战争,打的都是传感器

发布日期:2024-05-09 14:49:00   来源 : 传感器专家网    作者 :传感器专家网    浏览量 :25
传感器专家网 传感器专家网 发布日期:2024-05-09 14:49:00  
25

       近日,美国财政部更新SDN清单,新增制裁多家中国实体,其中包括高芯科技、艾睿光电两家国产红外传感器芯片企业。

       至此,中国排名前三的红外传感器芯片公司,全部被美国相关部门列入制裁清单中。其中,海康微影(海康威视全资子公司)为实体清单(Entity List),高芯科技、艾睿光电为SDN清单。相关信息参看《3大国产红外传感器芯片公司全被美国制裁!》

       将三大国产红外传感器芯片企业全部列入制裁,几乎宣布了对国产红外传感器赛道的封杀。为什么美国要制裁这条传感器赛道?为什么如此忌惮这些传感器? 据美国财政部新闻稿给出的资料显示,高芯科技涉及向俄罗斯军工企业提供红外探测器等零部件;艾睿光电涉及提供热像仪等产品。

▲来源:美国财政部

       以红外探测器等先进传感器部件为感知核心的现代化武器,在现代战争中扮演了至关重要的角色,传感器与高端芯片、操作系统等一样,都是国家的核心竞争力。

       现代战争,打的都是传感器。

       现代战争传感器有多重要?

       在本次俄罗斯与乌克兰的战争中,俄罗斯凭借先进的“高精度武器”,在战争前期取得极大的领先优势。

       开战仅仅一个多小时,俄罗斯即对全世界宣布:高精度武器致乌克兰空军的军事基础设施、防空设备、军用机场和航空队失去战斗能力。

       在几乎无任何平民伤亡的情况下,俄罗斯使用“高精度武器”空袭了乌克兰全境几乎所有的重要军事设施,然后俄罗斯军队如入无人之境,快速推进至乌克兰首都基辅。

▲乌克兰主要军事目标

       这就是“高精度武器”的功劳,所谓“高精度武器”就是包括伊斯坎德尔导弹以及Kh101、Kh22等巡航导弹在内的俄罗斯精确制导武器。

▲俄罗斯KH-101/102巡航导弹

       那什么是高精度制导武器?就是以惯性、无线电指令、激光、光电、红外、毫米波、卫星等方式制导的高准确度导弹。在这些制导方式里,惯性测量单元(IMU)、激光传感器、红外传感器、毫米波传感器、光电传感器、雷达等传感器发挥了关键性作用。

       进入20世纪60年代后,美国、俄罗斯、日本以及中国等大国都纷纷以传感器,尤其是军用、航天传感器作为国家科技发展的重大战略,写入相关报告中。

       为什么传感器在精确制导武器中发挥了关键作用?

       我们先来看看一颗导弹的主要结构,一般导弹分为战斗部、弹体结构、动力装置、制导系统四个部分。 战斗部装有炸药负责摧毁目标;弹体结构就是外壳、主翼等支承结构;动力装置是导弹飞行的动力源、引擎;制导系统控制导弹的飞行方向、姿态、高度、速度等,令导弹准确无误飞向目标。

▲导弹结构示意图

       火力再猛,给你在导弹上装10000个广岛原子弹,指你打北极,你却打到南极去,这也白搭。

       因此,制导系统的核心是导引头,是精确制导武器中价值量最高的部分。不仅在于战略价值,成本价值上更是这样。根据《防空导弹成        本与防空导弹武器装备建设》一文中关于导弹按价值量拆分的描述:

导引头和动力装置占据 40~60%的成本,弹体结构占据 20~30%的成本,战斗部占据 10~20%的成本。例如:美国的鱼叉反舰导弹其雷达导引头价格约 25 万美元;1964 年研制的“百舌鸟”反辐射导弹的制导系统价值量甚至高达 80%。

       而制导系统导引头的核心,则是各种惯性测量单元(IMU)、红外传感器、光电传感器、雷达等等用于感知目标的传感器。作为核心中的核心,传感器在制导武器,在现代战争中发挥着关键作用。

       除此之外,隐身战机、卫星等武器,也都需要由海量传感器组成的传感器融合网络提供数据,进行态势感知、近实时跟踪、多目标跟踪、反隐身作战等行动,传感器在现代战争中太重要了!

       说说传感器在战争中的历史

       说这个历史之前,我们可以先下结论:传感器开启了现代战争。

       人类战争历史上的第一场真正意义上的现代战争,是1990年的海湾战争。

       在海湾战争中,以美国为首的多国部队动用了精确制导武器、卫星、隐身飞机等众多二战后发展起来的高科技武器,短短时间内瓦解了伊拉克的防空力量。之后在空天火力的掩护下,美军长驱直入。

       最后,美国等多国部队以不到1000人的伤亡代价,获得了战争的胜利成果,而伊拉克方面估计伤亡在2.5万到7.5万之间。

       我们来看海湾战争后统计的一组数字:

       尽管精确制导弹药的使用量只占到弹药消耗总量的8.36%,其中仅美军战机投掷的“宝石路”系列激光制导炸弹就达到15500枚,共7400吨,摧毁的伊军重要目标数更是占到了80%左右。而美军在海湾战争中首次使用的“战斧”巡航导弹更是令各国军方震撼,美军总共发射“战斧”288枚,命中率达80%。

       这次战争震撼了全世界,原来现代战争可以这么打?!由此中国加速了军事现代化的步伐,各类先进传感器、导航系统等被列入了提案。

       装有传感器的精确制导武器让现代战争的效率大大提高,开启了现代战争的新模式:导弹洗地,摧毁敌方海空天防御力量,陆军挺进,空天火力压制。

       从海湾战争开始,到现在的俄乌冲突,制导武器在战场中的使用比例越来越高,甚至突破了90%。

▲历次战争中制导武器使用占比

       装备传感器的武器,在现代战争中,地位愈发坚固。

       战争中使用最多的传感器

       制导武器是现代战争最重要的火力组成部分,中国的东方、巨浪;美国的民兵、三叉戟;俄罗斯的白杨、撒旦等,这些导弹系统,无一不是一国之重器。

       我们先来看看制导武器系统的发展历程,经过多年的发展,制导武器主要有4个发展阶段,各阶段的特点和所使用的主要传感器主要有:

       第一阶段:第二次世界大战,主要通过简单的惯性测量和程序制导,精度、可靠性较差,用于打击固定的目标。主要用到惯性测量单元(IMU)。

       第二阶段:1950~1960年代,红外、雷达制导等技术出现,具备一定的自主跟踪能力,但命中精度仍较差,主要用到红外传感器、雷达、IMU等传感器。

       第三阶段:1960~1970年代,电视成像、激光等传感器技术出现,制导精度相比红外、雷达等传感技术进一步提高。主要用到激光传感器、光电传感器等。

       第四阶段:1980年代至今,传感器技术通过使用MEMS技术等形成智能化、小型化趋势,同时结合卫星导航技术,导弹制导精度和抗干扰能力大大提高。主要用到多传感器融合技术。

▲制导武器发展图表

       我们再来看下如今制导武器的系统结构,制导系统主要分为光学制导和雷达制导两部分。

       光学制导的核心在于将敏感光波信息 (辐射强度及频率等)转换为电信号的光电探测器,主要包括电视、红外、紫外及激光制导。

       雷达制导的核心在于利用不同物体对电磁波的反射或辐射能力的差异来发现目标和测定目标的位置及速度,主要包括雷达、毫米波、相控阵雷达等导引头。

       随着MENS技术等引入,传感器朝着小型化、智能化发展,制导武器也开始呈现多传感器融合制导的方向,这样有助于提高精度和抗干扰能力。

       从下表可看出我国主要导弹的制导技术:

▲国内制导武器的主要制导方式

       从以上资料看到,目前战争中使用最多的传感器主要有红外线传感器、雷达、激光传感器、惯性测量单元等。其中雷达传感器包括常规超声波雷达、微波雷、毫米波雷达、激光雷达等,在战场上应用最广的传感器种类之一。

       而且可以这么说,武器越先进,所依靠的传感器就越先进。

       为了克服一种传感器感知单一的问题,目前许多先进制导武器都采用多种制导方式复合制导的方式。譬如雷达/红外复合制导、主被动雷达复合制导等方式。

       这次俄罗斯对战乌克兰的战争中,有目击民众拍摄到疑似有大量的伊斯坎德尔导弹飞越乌克兰上空,并命中乌克兰相关军事基地及机场设施。

▲俄罗斯伊斯坎德尔导弹

       伊斯坎德尔导弹系统是俄罗斯较知名和先进的制导武器,其采用惯性制导+卫星导航(GPS/GLONASS)+图像匹配制导等复合制导方式,最大射程接近500公里,打击精度在10米内,其圆概率误差甚至可以达到2米!

       俄军方号称世界上没有能拦截伊斯坎德尔的方法存在。

       其中图像匹配制导是目前最先进的制导方式之一,简单来说就是通过卫星、侦察机等方式拍摄目标图片,存储到导弹的内存中,当导弹通过卫星定位等方式制导到目标附近,通过导弹上的微型图像传感器拍摄实时图像与存储的目标图像对比,发现目标并制导,直到命中目标为止。

▲俄罗斯太平洋舰队打靶训练视频:位于日本海的基洛级潜艇发射了1枚“口径”巡航导弹,击中了位于1000公里外的靶标。

       一枚导弹上实现了传感器的感知、信息处理、自校准等一系列动作,不得不感叹战争中传感器的强大!

       不止是制导武器,传感器在战争中还有更多用途

       制导武器虽然是传感器在现代战争中的重要应用,但这只是冰山一角。现代战争中传感器发挥着远比这更多的作用。

       譬如雷达系统是战场中的“眼睛和耳朵”,雷达是一种电磁波传感器,是现代战争中用来侦查信息的强有力的武器,也是战争开始制导武器需要首先歼灭的敌方最有战略价值的基地之一。

       根据反射波的不同,雷达有超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等。在民用上,激光雷达正在大规模用于自动驾驶技术。

       以后的战争,都是超视距战争。

       超视距,顾名思义就是超过了人的肉眼的观察距离。以前的战争,要看得到敌人,子弹才能对准敌人,才能制敌。现代的战争你不需要用肉眼看到敌人就可以制敌于千里之外。

       用什么代替人眼去感知?就是靠的雷达等传感器!

       美陆军内刊《军事评论》有一个以美国著名军事智库“杜普伊中心”命名的“杜普伊杯”有奖征文比赛,一年一度非常隆重。该比赛2020年度的三等奖就给了一篇论述严谨的《猎敌:2035年战场上的传感器》(Hunting the Adversary:Sensors in the 2035 Battlespace)的内容,主要描述未来传感器在军事领域发挥的重要作用,及美军要为此做出哪些准备。

       文中,从图像、信号、测量、人力等各方面阐述传感器的重要性。

       在美国单兵作战装备中,红外线夜视仪是必备的装备。红外夜视仪采用红外线传感器感知远处的敌人,使士兵能够在零光和弱光情况下进行观察和机动。

       美军2020年装备的ENVG-B单兵军用夜视仪甚至能够让士兵在无光的夜晚对300米甚至更远的目标实施精准射击,真正做到先敌发现,先敌开火,进而取得明显的战术优势。


▲美军装备ENVG-B单兵军用夜视仪

▲ENVG-B单兵军用夜视仪效果

       除此之外,越来越多的传统武器也开始装上了传感器。例如无人不知的RPG火箭筒,这款由苏联研制的单兵反坦克武器,它结构简单,成本低廉,使用可靠,号称游击神器,在60年代后的每次战争和冲突都有它的身影。其中最著名一次就是在摩加迪沙,美军两架UH60黑鹰直升机被对方用RPG火箭筒击落。

       得益于微电子和MEMS技术的发展,传感器得以小型化、智能化。近几年,中国军工相继展出了数款RPG的改进型号,在小小的榴弹炮上装上了红外传感器、激光传感器,使21世纪的RPG也有了“眼睛”,获得了制导功能。

▲国产Jk-1制导榴弹

▲国产JK-1参数,制导方式为惯性模组+激光/红外成像

       随着MEMS甚至NEMS等传感器技术的发展,最近几十年内出现能够追踪目标的子弹小编也不会觉得惊讶。

       到时手枪也不用瞄准,就能百步穿杨,狙击手似乎可以退休了?

       美国以军事为名制裁多家中国传感器企业

       从上文可以看到,传感器在军事中有着非常巨大的价值,最先进的传感器,往往就用在军事上,然后才逐渐下放为民用。

       在中美摩擦加剧的时候,美国相继将多家中国企业列入实体清单,其中就有28家是中国传感器企业,具体名单可看《26家传感器企业仍被拉黑(附全名单)》

       其中海康微影、高芯科技、艾睿光电都是红外传感器芯片企业,海康威视、大华科技是国内红外热成像仪的龙头企业,美泰电子是中电十三所子公司,国内MEMS和惯性传感器龙头企业,瑞芬科技主要从事惯性导航INS系统的开发,这些传感器企业擅长的都是在军事上具有重大应用价值的领域。

       因此,不难解释 ,为什么美国要遏制这些传感器公司了。

       结语

       传感器被人类创造出来,赋予机械感知的能力。在战争中,传感器给武器以眼睛,指哪打哪,虽然能避免平民受更多弹火的摧残,但也让人们笼罩在传感器侦查的阴影之下,逃无可逃。

       某种意义上来说,传感器在军事上的价值,远比民用的更加重要,传感器赋带给现代武器质的变化。中国军用传感器,基本能满足武器的需要,在某些领域,如雷达、卫星等传感领域,能达到甚至超过世界先进水平。

       然而涉及良品率、一致性、稳定性等因素,中国民用传感器不能像军用一样不计成本地去筛选适用的传感器,这也是中国民用传感器最大的障碍。

       愿世界和平。

       声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与我们联系,我们将及时更正、删除,谢谢。

联系我们
快速链接
搜索
关注我们
>
>
>
>
>
hithingsiot@163.com
在这里快速搜索,可以更快捷的找到想要的内容并且可以快速的到达对应的位置,找到想要的 。
Copyright © 2023 深圳市海翔物联科技有限公司
深圳市南山区科技中二路19号劲嘉科技大厦11楼1103房
钟先生:13500096375
台先生:15889633683
EHREN亿润公众号
EHREN官方小程序
罗先生:17388333341
云计算支持 反馈 枢纽云管理
回到顶部