現(xiàn)代武器裝備中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

劉斌偉 楊彬

摘 ? ?要：隨著科技的發(fā)展，逐漸形成了機(jī)電一體化技術(shù)。其是指將機(jī)械、電子、信息、傳感等技術(shù)綜合為一體的綜合性技術(shù)。現(xiàn)代軍事戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出了更高要求，這就促使現(xiàn)代武器中進(jìn)一步深化機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用，提高無(wú)線裝備的先進(jìn)化程度。基于此，本文對(duì)現(xiàn)代武器裝備的分類(lèi)進(jìn)行闡述，并提出機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代武器裝備中的主要特點(diǎn)和具體應(yīng)用，希望為我國(guó)的武器裝備的更好發(fā)展提供一些思路。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;技術(shù);現(xiàn)代武器;特點(diǎn);應(yīng)用

1 ?現(xiàn)代武器裝備的分類(lèi)

1.1 ? 定向能裝備

定向能裝備又稱束能裝備，是利用束能產(chǎn)生殺傷力的武器裝備。其原理是利用各種激光束、聲波束以及粒子束等能量。從而產(chǎn)生高溫、聲波以及輻射等綜合效應(yīng)，用束的形式來(lái)摧毀目標(biāo)。定向能武器裝備以載體的不同還可分為激光、粒子、微波等武器裝備形式，無(wú)論哪種載體，其共性特點(diǎn)是束能速度可接近光速，一旦發(fā)射，即可擊中目標(biāo)，等待時(shí)間幾乎為零;同時(shí)其能量的集中程度高，例如激光束的輸出功率可到達(dá)幾百甚至幾千千瓦，當(dāng)目標(biāo)被擊中時(shí)，可造成燒毀或者融化;此外，由于發(fā)射的是激光束或者粒子束，通常聚集程度較高，并且時(shí)間迅速，導(dǎo)致對(duì)手難以發(fā)現(xiàn)光束來(lái)自哪里，因此，使對(duì)手猝不及防。定向能武器裝備分為激光武器裝備、產(chǎn)生高功率的微波裝備、射頻武器裝備以及粒子束武器裝備等，其中高能激光和微波可擊敗處于任意發(fā)射階段的導(dǎo)彈，因此威力巨大。在定向能武器裝備的操作過(guò)程中，都應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，應(yīng)用信息處理和控制功能上將機(jī)械裝置和軟件相結(jié)合，控制定向能裝備。

1.2 ?動(dòng)能和聲波裝備

（1）動(dòng)能武器裝備是指發(fā)射高速飛行的高動(dòng)能彈頭，并可利用彈頭摧毀目標(biāo)，其可用在戰(zhàn)略反導(dǎo)、反衛(wèi)星以及航天器等，還可用于防控戰(zhàn)術(shù)當(dāng)中。例如：電磁炮在發(fā)射時(shí)的速度可以達(dá)到每秒幾千米，還可攜帶幾十枚射彈，擁有較強(qiáng)的火力，摧毀性強(qiáng)。其中在其發(fā)射過(guò)程中應(yīng)用到機(jī)電一體化技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)等操控武器，使其發(fā)揮最大功效。

（2）聲波武器裝備分為四種：第一，次聲波武器裝備。其中裝備可產(chǎn)生和人腦震動(dòng)頻率相同聲波，對(duì)人的神經(jīng)產(chǎn)生巨大影響;還可產(chǎn)生和人內(nèi)臟頻率相近的聲波，導(dǎo)致人體功能異常。第二，強(qiáng)聲波器裝備。通過(guò)設(shè)備發(fā)出強(qiáng)大的聲波，使入侵者失去行動(dòng)能力，通常用于保護(hù)重要的軍事基地中的設(shè)施。第三，超聲波武器裝備。利用聲波發(fā)生器產(chǎn)生高頻的聲波，使空氣壓力增強(qiáng)，從而影響敵人的視覺(jué)能力，使其失去作戰(zhàn)能力。第四，噪聲波武器裝備。其是利用爆炸產(chǎn)生的噪聲麻痹敵人聽(tīng)覺(jué)，使人產(chǎn)生昏迷狀態(tài)，可用于對(duì)抗恐怖分子。在各種聲波武器中也應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等操控裝備產(chǎn)生不同的聲波，體現(xiàn)出武器裝備的戰(zhàn)斗力。

1.3 ?計(jì)算機(jī)病毒以及人工智能武器裝備

計(jì)算機(jī)病毒是利用通信線路將計(jì)算機(jī)病毒擴(kuò)散出去，可事先將病毒植入智能機(jī)構(gòu)，然后再按照給定的信號(hào)或者預(yù)定的時(shí)間使其發(fā)作，從而破壞計(jì)算機(jī)內(nèi)部資源，造成系統(tǒng)故障。人工智能武器裝備是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，其通過(guò)利用機(jī)器實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的智力活動(dòng)，通過(guò)相關(guān)理論和技術(shù)應(yīng)用在軍事上制造出人工智能武器。這兩種武器裝備形式都離不開(kāi)機(jī)電一體化技術(shù)中計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及控制技術(shù)等方面的應(yīng)用。

2 ?現(xiàn)代軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

現(xiàn)代軍事裝備在新世紀(jì)呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，對(duì)裝備的各項(xiàng)指標(biāo)有了新的要求。機(jī)電一體化技術(shù)能夠提升軍事裝備的先進(jìn)性，在軍事裝備領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)。

2.1 ?自動(dòng)化

由于軍事裝備運(yùn)行涉及復(fù)雜的操作過(guò)程，并且對(duì)于操作人員的操作技術(shù)有著嚴(yán)格要求。采用機(jī)電一體化技術(shù)避免了人為操作技術(shù)的影響，使軍事裝備在運(yùn)行中采用預(yù)定設(shè)計(jì)的程序，達(dá)到自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。

2.2 ?高可靠性

由于軍事裝備對(duì)可靠性有著嚴(yán)格要求，可靠性直接決定了軍事裝備的實(shí)戰(zhàn)性能。應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠保證裝備的正常運(yùn)行，由于在操作中應(yīng)用各種電子控制設(shè)備，改變了傳統(tǒng)采用線路控制的局面，就可以在很大程度上簡(jiǎn)化軍事裝備的控制結(jié)構(gòu)，提高其自身可靠性。

2.3 ?高準(zhǔn)確性

由于采用諸多輔助工作系統(tǒng)，例如彈道修正系統(tǒng)，自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，大大提升了軍事裝備的準(zhǔn)確性，保證其在工作中保持良好的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。機(jī)電一體化技術(shù)為現(xiàn)代軍事裝備提供了模塊化的功能輔助，增加其工作準(zhǔn)確性。

3 ?現(xiàn)代軍事裝備機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 ?軍事裝備功能機(jī)電一體化分析

現(xiàn)代軍事裝備呈現(xiàn)高度的自動(dòng)化，這與應(yīng)用機(jī)電一體化有著密切關(guān)系。在軍事裝備設(shè)計(jì)中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)主要包括：

（1）彈藥自動(dòng)填充系統(tǒng)。現(xiàn)代軍事裝備強(qiáng)調(diào)彈藥的自動(dòng)填充，實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)和不同數(shù)量彈藥的快速傳遞，達(dá)到在戰(zhàn)場(chǎng)把握戰(zhàn)機(jī)的目的。在武器裝備設(shè)計(jì)中就需要根據(jù)功能設(shè)計(jì)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行彈藥分類(lèi)、傳輸和填充。

（2）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)。針對(duì)遠(yuǎn)程性打擊武器，往往需要精確指導(dǎo)，這就要求導(dǎo)彈發(fā)射機(jī)構(gòu)必須能夠建立自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)，依靠衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。武器自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，控制各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到精確打擊的要求。

（3）自動(dòng)化裝備。隨著現(xiàn)代武器的發(fā)展，自動(dòng)化裝備成為部隊(duì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，例如，無(wú)人機(jī)偵探，自動(dòng)化機(jī)器人，自動(dòng)化運(yùn)輸裝置等。這些裝備均是依靠機(jī)電一體化技術(shù)，按照設(shè)計(jì)的功能完善部隊(duì)作用，提高部隊(duì)的戰(zhàn)斗能力。

3.2 ?現(xiàn)代武器裝備的生產(chǎn)上的應(yīng)用

當(dāng)期我國(guó)現(xiàn)代武器裝備的生產(chǎn)水平可體現(xiàn)出裝備具有的性能以及國(guó)家的軍事實(shí)力，因此在武器裝備的生產(chǎn)是其中的重要環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過(guò)程中，為確保生產(chǎn)設(shè)備的性能，使用機(jī)電一體化技術(shù)代替各種人為操作，通常在現(xiàn)代武器裝備的生產(chǎn)上，在以下兩方面體現(xiàn)出其具體應(yīng)用：

（1）對(duì)生產(chǎn)工藝的控制。例如：在生產(chǎn)武器裝備的零件時(shí)，通常使用自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)，通過(guò)建立自動(dòng)生產(chǎn)的流水線，可對(duì)生產(chǎn)所用原料進(jìn)行自動(dòng)輸送，并且對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)原料的輸送傳輸狀態(tài)合理控制，可按照實(shí)際生產(chǎn)需求，自由進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)以及停止操作。在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中，要充分利用各種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，要注意PLC的硬件組態(tài)配置，并且選擇合理的元件類(lèi)型，為計(jì)算機(jī)發(fā)揮強(qiáng)大的功能奠定良好的基礎(chǔ)。

（2）控制并分析系統(tǒng)參數(shù)。在武器裝備的生產(chǎn)方面，使用機(jī)電一體化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行控制，并對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。具體可從以下三方面體現(xiàn)出來(lái)：第一，對(duì)溫度合理控制。由于在溫度傳感器可以對(duì)各種溫度信息進(jìn)行收集，同時(shí)利用PLC內(nèi)部存在的模擬量模塊，并且利用PID對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將其輸出給調(diào)節(jié)器。第二，對(duì)液體位置進(jìn)行控制。PLC可利用液位變送器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的液位信息進(jìn)行采集，并將信號(hào)傳輸?shù)娇刂埔好嫖恢玫目刂崎y。第三，實(shí)現(xiàn)對(duì)真空設(shè)備的控制。通過(guò)在線檢測(cè)以及液晶顯示器組態(tài)顯示出的內(nèi)部的真空度，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控真空泵等設(shè)備的啟動(dòng)和停止等。

機(jī)電一體化技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代裝備技術(shù)發(fā)展，使武器裝備呈現(xiàn)高程度的自動(dòng)化。同時(shí)，在生產(chǎn)現(xiàn)代裝備中，機(jī)電一體化技術(shù)能夠保證生產(chǎn)效率和質(zhì)量。軍事裝備必須緊密結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)，將最新的研究成果應(yīng)用到武器裝備。

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