國產導彈航天器為何性能只有美國的一半？專家說了四個字

5月9日，在國內航天基金獎特別獎的頒發儀式上，電子科技集團第十一研究所喻松林研究員獲得了此項殊榮。據事迹介紹披露，以喻松林為首的中國電科紅外技術團隊，實現了航天核心紅外器件的自主可控。紅外器件是各種航天應用研究、裝備的核心器件，西方發達國家對我國嚴格禁運。該研究團隊自主創新突破了多項關鍵技術，實現了航天工程用紅外探測器從跟蹤仿研到自主創新、從解決有無到與國外同步的重大跨越式發展。帶領團隊建成了航天用高端紅外探測器自主製造平台，形成了紅外探測器系列產品和航天應用紅外探測器的國產化自主可控能力，保障了我國高解析度對地觀測、海洋與環境監視、資源普查等多項重點航天工程的急需。

紅外探測技術是一項軍民用途廣泛的全天候探測技術，它利用人類肉眼看不到物體發出的紅外線，來偵測目標。可以說廣大軍事網友都對它耳熟能詳，在各種新聞報道也常常露面。比如最近比較火的2018年1月葉門胡塞武裝利用紅外中距空對空導彈，改裝成地空導彈擊落了一架沙特空軍F-15的視頻，就是用美國FLIR公司的熱成像紅外攝像機拍攝的，讓人大開眼界。紅外探測器可以說既陌生又熟悉，目前比較先進的紅外探測器都是焦平面器件，無需機械掃描機構，大大降低了體積，重量，提高了性能，是世界各國重點發展的對象。對此各軍事網友都有一定的了解。例如， 也是2018年1月份公布的我電子科技集團第十一研究所研製成功中、短波單片2.7K×2.7K紅外焦平面探測器的消息，各媒體就進行了大量報道。

據公開資料披露，此前僅有美國媒體報道，美國雷聲公司於2009年研製出4K×4K紅外焦平面產品，用於該國的天基導彈預警系統和氣象衛星中。法國Sofradir公司2017年6月才宣布研發中波2K×2K產品。據稱，該2.7K×2.7K紅外焦平面探測器的成功研製，填補了國內空白，代表了國內最高、世界先進水平。軍事專家根據公開資料，分析推測了該2.7K×2.7K紅外焦平面探測器的性能水平。紅外成像技術的發展是最先製作出短波紅外的硫化鉛（PbS）探測器，之後才製作出中波紅外的銻化銦（InSb）探測器和長波紅外的碲鎘汞（HgCdTe）探測器。由於硫化鉛（PbS）探測器的靈敏度較低，僅能對飛機，火箭等高溫尾噴口進行探測，不能形成整個物體的紅外圖像，很容易被干擾，現在主流發展的是銻化銦和碲鎘汞探測器。

由於這類感測器必須使用液氮等低溫液體進行冷卻後才能發揮最佳的紅外探測效能，因此後來人們又發展出了非製冷的氧化釩長波紅外焦平面探測器，但由於最大發現距離和圖像細節遠遠遜色於採用低溫液體製冷的銻化銦和碲鎘汞探測器，一般用於民用市場和性能要求不高的地面和手持設備上。中波波段和長波波段都能很好的探測目標微弱的紅外輻射，但中波探測器在海面濕度極大，或下雨時能更好的探測出目標，並且當探測物體溫度超過30攝氏度，如戰鬥機和導彈熱噴管，排氣管，高溫火焰，其探測距離明顯超過長波波段。如果紅外探測系統裝在飛機，導彈上，由於其窗口玻璃要承受極大的風壓和氣動加熱高溫，目前並沒有合適的長波光學材料，也只能採用中波探測器。值得一提的是，碲鎘汞（HgCdTe）探測器除了可以用在長波紅外波段探測物體外，還可以用在短波和中波和紅外波段，可以說是一種全能波段探測器。

據資料分析，我國研製的居於世界第二的某中、短波2.7K×2.7K紅外焦平面就是採用碲鎘汞（HgCdTe）探測器，另據資料披露，用於我國地球靜止軌道遙感衛星「高分四號」紅外凝視相機的1024×1024中波紅外焦平面也是用的碲鎘汞材料，可以說，目前我國航天高性能中波紅外探測器幾乎全部為碲鎘汞材料。而在國際方面，則截然相反，中波紅外探測器全部應用的是銻化銦（InSb）材料。據資料披露，銻化銦的雜訊等效溫差（NETD）明顯優於碲鎘汞材料 ，其值越小，探測距離越遠。目前美國洛克希德馬丁公司研製的銻化銦焦平面NETD值性能最好者為13mK，一般為20mK以下，而我國研製的碲鎘汞焦平面為20mK以上，探測距離只有美國最好性能的60%左右，這也是歐美等國在第四代近距紅外成像空空導彈AIM9-X，彈道導彈紅外預警衛星第三代DSP，大氣層內彈道防禦系統「標準II-4A」和「箭-2」等地空導彈，普遍採用銻化銦探測器的原因。

軍事專家告訴記者，我國在中波焦平面主要採用了碲鎘汞材料，雖然經不斷改進，NETD性能基本達到以色列和法國的銻化銦探測器水平，但離美國還有一段不小的距離，軍事專家用了四個形容，就是在材料領域「吃了大虧」，但由於其立足國內技術基礎，形成了完整的高性能中波紅外碲鎘汞焦平面組件研發平台，所有關鍵技術和核心材料均不受制於人，仍是值得大加肯定的。同時，我國也在努力加強對銻化銦探測器的開發，據資料披露，我國霹靂10近距紅外成像空空導彈128元x128元中波碲鎘汞焦平面的換代產品，128元x128元銻化銦探測器也已研製成功，其NETD值小於18mK以下，大大提高了導彈的探測距離，靈敏度和幀頻。

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