国外单兵热成像装备的现状与发展趋势
续上节
2 单兵作战使用场景
在现代局部战争中，单兵热成像装备的典型作战使用场景有观察与侦察、目标定位与激光指示、轻*器武**瞄准、在预设固定阵地的*击狙**作战、轻*器武**对视界和障碍物后目标的精确射击、“未来士兵”作战系统等。
2.1 战场观察与侦察
单兵使用便携式热像仪（Portable Thermal Imager）进行夜间和低能见度条件下的观察和侦察，也可用于发现伪装目标，实际上热像仪在白天一样可以使用。当便携式热像仪重量较大时，采用三脚架支撑使用（图7）。
图7 俄罗斯陆军装备的“猫头鹰”-4（Сыч-4）手持激光测距-热像仪
如图7所示 俄罗斯陆军装备的“猫头鹰”-4（Сыч-4）手持激光测距-热像仪，可用三角架支撑是便携式的特征（图片来自www.arms.expo.ru）
2.2 目标定位和引导打击
除观察和侦察外，手持热像仪（Hand-Hold Thermal Imager）（图8）还可以通过与方向盘、卫星定位仪、激光测距机、激光目标指示器等组合使用（图9），解决确定目标角坐标和距离的问题，可以引导半主动激光精确制导*器武**对高价值目标进行精确打击。
图8 士兵双手把持手持热像仪即可稳定用于的观察和侦察，图为法国“索菲”（Sophie）手持热像仪
图9 “索菲”手持热像仪
如图9所示 “索菲”手持热像仪（右）可与方向盘、卫星定位仪、激光测距机、激光目标指示器等组合使用，解决士兵在前沿进行侦察、确定目标位置和引导半主动激光精确制导*器武**打击高价值“点目标”的问题（图片来自www.v2.hrvatski-vojnik.hr ）
2.3 特种作战和夜间作战
头盔式热像仪（Helmet Thermal Imager）除解决士兵在夜间（也可以在白天）和低能见度条件下的观察、侦察等问题外，还解放士兵的双手用于操作*器武**装备，例如使用轻*器武**进行瞄准和射击、驾驶车辆等。为提高士兵的射击精度，在枪身上安装激光指示器发射近红红激光（例如波长808nm），同时头盔式热像仪集成了微光夜视模块（图10），士兵能从微光夜视模块的图像中看到枪身上激光指示器照射在目标上的近红外光斑，这相当于瞄准了目标，可以进行射击，这种瞄准模式称为间接瞄准。
图10 图为美国单目镜式AN/PVS-20增强型头盔夜视仪
如图10所示 图为美国单目镜式AN/PVS-20增强型头盔夜视仪，包括微光夜视仪（上）和非制冷长波红外热像仪（下）两个模块集成在一个壳体内，不用时整体向上翻起，用于解决解放士兵双手的问题，解决士兵在夜间和低能见度条件下的观察问题。士兵使用的枪上集成了激光指示器，和微光夜视仪一起实现间接瞄准和精确射击（图片来自ja.wiki.org）
2.4 轻*器武**瞄准射击
可见光瞄准镜提高轻*器武**射击精度的主要因素有两个：看得更清楚——可见光瞄准镜的物镜孔径比人眼的大1个数量级，因接收了更多的光子能量而产生明亮的像；看得更清楚且可以测量距离——可见光瞄准镜具有放大作用（典型值为8×），并可用密位测距分划线测量至目标的距离以修正射表。热瞄镜（图11、12）除具有与可见光瞄准镜的功能外，还解决了在夜间（也可以在白天）和低能见度条件下的观察、瞄准和精度射击的问题。
图11 MP7型冲锋枪只安装热瞄镜，士兵可用其在昼夜对目标进行精度射击（图片来自www.defense-updata.com）
图12 热瞄镜与可见光瞄准镜组合使用，士兵可在昼、夜对目标精度射击（图片来自www.auroratactical.com）
在夜间和低能见度（例如在烟、尘、雾、霾等）条件下，人眼不能看见目标，故单兵不能使用轻*器武**配的白光瞄准镜进行搜索、瞄准和射击。因此，如果具备在昼夜和低能见度条件下观察、搜索目标的能力，即可提高单兵作战效能。单兵装备的轻*器武**包括突击步枪、冲锋枪、轻机枪、*击狙**步枪（图13）、火箭筒、无后座力炮（图14，图15）、便携式反坦克导弹（图16）和防空导弹（图17）*器武**系统等。不同轻*器武**的作战目标、射程不同，因此发展了可与轻*器武**配套的轻型、中型和重型*器武**热瞄镜。
图13 图为法国陆军的一个3人作战小组
如图13所示 图为法国陆军的一个3人作战小组，其中1名士兵装备配“剑”（Sword）观察-火控型*击狙**步枪瞄准镜-FR-F2型7.62mm口径*击狙**步枪——对800m以内目标精确的点*伤杀**，1名士兵装备配热瞄镜的“米尼米”轻机枪——对1000m以内目标面*伤杀**，1名士兵装备“法玛斯”突击步枪用于掩护*击狙**手和机枪手（图片来自www.news.xinhuanet.com）
图14 “卡尔•古斯塔夫”（Carl Gustav）无后坐力炮
如图14所示 左图为安装法国昼夜型热成像“剑”（Sword）瞄准镜的M3式“卡尔•古斯塔夫”（Carl Gustav）无后坐力炮，可在昼夜和低能见度条件下瞄准目标射击
图15 安装可见光瞄准镜的M3式“卡尔•古斯塔夫”（Carl Gustav）无后坐力炮
图16 FGM-148“标枪”（Javelin）便携式反坦克导弹*器武**系统
如图16所示 FGM-148“标枪”（Javelin）便携式反坦克导弹*器武**系统火控系统（指令发射单元）的热成像通道采用扫描成像的长波红外热瞄镜，可在昼夜和低能见度条件下截获目标，为导弹发射解算和装订射击诸元（图片来自www.gtaforums.com）
图17 FIM-92“毒刺”（Stinger）便携式防空导弹*器武**系统
如图17所示 FIM-92“毒刺”（Stinger）便携式防空导弹*器武**系统配备AN/PAS-18热瞄镜，可在昼夜和低能见度条件下引导导弹的红外导引头在发射前截获目标（图片来自www.funny-pictures.picphotos.net）
为发挥热瞄镜的效能，其作用距离应与大于轻*器武**的射程，至少与之相当。因此，根据作用距离的不同，热瞄镜通常分为三类：轻型热瞄镜（Light Weapon Thermal Sight， LWTS）、中型热瞄镜（Medium Weapon Thermal Sight，MWTS）和重型热瞄镜（Heavy Weapon Thermal Sight，HWTS），例如美国雷神（Raytheon）公司生产的AN/PAS-13E系列热瞄镜（图18）。
图18 美国雷神（Raytheon）公司生产的AN/PAS-13E系列非制冷热瞄镜
如图18所示 美国雷神（Raytheon）公司生产的AN/PAS-13E系列非制冷热瞄镜，配不同的红外光学镜头和非制冷红外焦平面探测器即构成轻型（LTWS）、中型（MTWS）和重型（HTWS）非制冷热瞄镜，具有双视场和3倍电子放大倍率，装备各种不同射程的轻*器武**；除作为热瞄镜外，也可作为手持式热像仪单独使用（图片来自www.nitevis.com）
2.5 *击狙**作战
*击狙**作战是步兵使用*击狙**步枪对视界内、距离1000m级的目标进行精确打击的一种作战方式。2012年11月11日白天，英国陆军的一名*击狙**手使用L115A3*击狙**步枪击毙2名塔利班士兵，经GPS精确测量的距离为2475m。但在昼夜和低能见度条件下进行*击狙**作战，就需要配备热瞄镜（图19）。*击狙**手使用*击狙**步枪热瞄镜搜索目标效率低，需要一个手持热像仪搜索目标，提供方位指示和测距。
图19 2人小组进行*击狙**作战场景
如图19所示 2人小组进行*击狙**作战的场景，*击狙**手使用“增程高性能同轴*击狙**步枪热瞄镜”（HISS-XLR）（左）搜索目标效率低，需要副射手使用“侦察”V型（Recon V）手持热像仪（右）搜索目标，提供方位指示和测距（图片来自www.flir.com）
2.6 轻*器武**光电瞄准-激光测距-火控系统
目前，轻*器武**也提出了装备光电瞄准-激光测距-火控系统的需求，主要原因是当射程增大（例如超过2000m）后，依靠人眼进行观察和瞄准的作战效能大幅度降低。轻*器武**的光电瞄准-激光测距-火控系统（图20、21）除解决了士兵在夜间（也可以在白天）和不良气候/低能见度条件下的观察、精确测距的问题外，还解决了射击诸元的计算和显示问题，普通士兵使用轻*器武**即可进行精度射击，是单兵系统的一个重要组成部分。
图20 美国陆军的MK-47型“打击者”（Striker）40mm自动榴弹发射器
如图20所示 美国陆军的MK-47型“打击者”（Striker）40mm自动榴弹发射器是射程2200m的面*伤杀***器武**，装备了AN/PWG-1“轻型视频瞄准镜”（Lightweight Video Sight），包括电视、第三代微光夜视视仪和激光测距机、弹道计算机和显示器，并与AN/PAS-13重型热瞄镜（左上）组成完整的分置式光电瞄准-激光测距-火控系统（图片来自www.firearmsworld.net， kitup.military.com）
图21 XM25榴弹发射器
如图21所示 XM25榴弹发射器采用了一体化光电瞄准-激光测距-火控系统，解决了射击诸元的计算和显示问题，使普通士兵能够在夜间（也可以在白天）和低能见度条件下使用轻*器武**进行高精度射击（图片来自www.defense.org）
由“三光”瞄准镜构成轻*器武**火控系统后，射手通过可见光、红外通道发现和识别目标，使用激光进行测距，测量数据经弹道计算机解算后形成射击诸元并在显示器上直接显示出瞄准点，使普通士兵也能像专业*击狙**手一样进行高精度射击。2014年，美国国防部（DARPA）提出计算*器武**光学（Computational Weapon Optic，CWO）计划，开发“超级智能瞄准镜”（Super Smart Scope，3S），配备先进的热成像和夜视装备以强化场景感知和定向能力（图22），配置弹道计算机及应用弹道软件（Applied Ballistics software）、射频同步（Radio synchronization）等。
图22 美国国防部在计算*器武**光学（CWO）计划中开发“超级智能瞄准镜”
如图22所示 美国国防部在计算*器武**光学（CWO）计划中开发“超级智能瞄准镜”，集成可见光、微光、热成像和激光测距、弹道计算机及应用弹道软件、射频同步等多种功能为一体，使普通士兵也能像专业*击狙**手一样进行高精度射击（图片来自www.gizmodo.com.au）
使用轻*器武**进行视界和障碍物后的目标进行精确射击时需要获得至目标精确的距离，故在热瞄镜中集成激光测距机成为最优选择，测量出目标的距离后即可解算出射击诸元，这使热瞄镜顺理成章的发展成轻*器武**光电火控系统。使用轻*器武**集成式光电火控系统，普通士兵也具有对视界和超视界目标进行精确射击的能力。为此，美国发展了“昼夜目标截获火控系统”（Target Acquisition Day/Night Fire-Control system——TA D/N FCS）用于XM25榴弹发射器,其原型是为现已放弃的XM29“理想单兵战斗*器武**系统”（Objective Individual Combat Weapon System——OICW）研发的（图23）。
图23 引领世界单兵*器武**发展潮流的XM29“理想单兵战斗*器武**系统”（OICW）
如图23所示 引领世界单兵*器武**发展潮流的XM29“理想单兵战斗*器武**系统”（OICW），主要由5.56mm小口径突击步枪（下）、20mm自动榴弹发射器（中）和集成式光电火控系统（上）三大部分组成（图片来自www.firearmworld.net）
在“昼夜目标截获火控系统”（TA D/N FCS）中，集成了可见光瞄准镜、非制冷热成像模块、激光测距机/激光光点标示器、温度和气压传感器、弹道计算机、引信装订装置等。热成像视频通过反射镜投影至可见光瞄准镜、激光测距的数据、十字瞄准线和瞄准校正点均叠加在热成像模块的微型显示器上供士兵观察，满足昼夜作战的要求（图24）。
图24 美军已将配“昼夜目标截获火控系统”（TA D/N FCS）的XM25榴弹发射器投入阿富汗战场进行作战使用验证
美军将“昼夜目标截获火控系统”（TA D/N FCS）配置在XM25榴弹发射器，士兵使用时将十字瞄准线的中心压住目标的瞄准点，然后进行激光测距，选择爆炸点距目标的距离后自动对榴弹引信进行射击诸元装订后发射。在接外置GPS接收机获取目标的坐标后，可对障碍物后的目标进行精确打击。
如果利用“三光”瞄准镜和电控枪架和控制链路，可以构成遥控*击狙**步枪*器武**站，不需要士兵长时间埋伏在预设阵地上，在安全的地方即可进行*击狙**作战（图25）。“三光”瞄准镜是未来单兵*器武**系统的一个重要组成部分，既可以通过热瞄镜直接瞄准射击，又可以通过看显示器进行间接瞄准、射击。
图25 “三光”瞄准镜与电控枪架和控制链路等结合起来即可构成遥控*击狙**步枪*器武**站
如图25所示 “三光”瞄准镜与电控枪架和控制链路等结合起来即可构成遥控*击狙**步枪*器武**站，不需要士兵长时间埋伏在预设阵地上，在安全的地方即可进行*击狙**作战；图中的遥控大口径*击狙**步枪*器武**站的三光瞄准镜采用分置式结构（图片来自iask.sina.com.cn）
2.7 “未来士兵”作战系统
“未来士兵”作战系统是一个单兵信息化作战装备系统，通过融合进入战术互联网，使单兵作为整个作战系统中的一个信息和作战节点，解决战场态势感知、作战计划制定、协同/联合作战实施、保障补给等问题，并将单兵*器武**的作战效能发挥至最大。在德国“短剑”（GLADIUS）新未来士兵计划的系统中，共有8个型号热成像装备（图26）。
图26 德国“短剑”（GLADIUS）新未来士兵计划
如图26所示 德国“短剑”（GLADIUS）新未来士兵计划的系统组成，其中核心系统（Core System）有一个“带红外模块夜视双目镜”（Night vision goggle with IR module），侦察装备（Recce Equipment）有3型热像仪，为6型轻*器武**配置了7型*器武**辅助装备（Weapon Accessory Equipment）——热瞄镜（图片来自www.defence-updata.com）
法国的“未来士兵”作战系统称为“装备与通信一体化步兵”（FELIN）系统，其中也包括多个型号的热成像装备。该系统既解决了单兵与单兵之间协同/联合作战的问题（图27～29），也解决了单兵与其它军、兵之间的联合作战问题，例如对战场目标进行定位，引导空中火力或后方的炮兵对目标进行精确打击。
图27 法国FELIN单兵*器武**系统
如图27所示 “三光”瞄准镜是未来单兵*器武**系统的一个重要组成部分，图为法国FELIN单兵*器武**系统，士兵在持枪瞄准时通过突击步枪前握把上的按键即可操作热瞄镜（图片来自www.defense-update.com）
图28 法国FELIN单兵系统热瞄镜
如图28所示 法国FELIN单兵系统热瞄镜的热图像可以送到头盔显示器，实现士兵使用“法玛斯”（FAMAS）突击步枪进行间接瞄准、射击（图片来自www.militaryphotos.net）
图29 法国“未来士兵”作战系统
如图29所示 法国“未来士兵”作战系统——“装备与通信一体化步兵”（FELIN）系统的一个作战场景，卧倒在地面上的士兵使用“基姆”中程型（JIM MR）手持热像仪进行观察，指挥利用树干掩护、站立的士兵使用配昼夜型“剑”瞄准镜的“法玛斯”突击步枪进行射击（图片来自www.sagem.com）
简化版的“未来士兵”作战系统可以实现士兵与轻*器武**结合后的“所见即所射”——即将热瞄镜与头盔显示器结合，使士兵看见目标后无需举枪瞄准即可射击（图30、31）。在城市和丛林中，或是视界不好，或是能见度低，往往看见目标时都近在咫尺，来不及举枪进行瞄准射击。士兵看见目标就能射击——“所见即所射”。
图30 将热瞄镜与头盔显示器结合，“所见即所射”（图片来自www.armytimes.com）
图31 热瞄镜与头盔显示器结合“所见即所射”重机枪射击.（图片来自www.peosoldier.armylive.dodlmil）