製導武器
概述
所謂製導武器,是以微電子、電子計算機和光電轉換技術為核心的,以自動化技術為基礎發展起來的高新技術武器,它是按一定規律控製武器的飛行方向、姿態、高度和速度,引導戰鬥部準確攻擊目標的各類武器的統稱。
通常精確製導武器包括精確製導的導彈、航空炸彈、炮彈、魚雷、地雷等武器。武器的精確製導係統通常由測量裝置和計算機、敏感裝置、執行機構等部分組成,主要是依靠控製指令信息修正武器的飛行姿態,保證武器的穩定飛行,直至命中目標。由於精確製導武器的優異的特性,因此受到各國軍界的青睞。
原理
製導技術是一門使飛行器按照特定路線飛行,控製和導引武器係統對目標進行攻擊的綜合性技術。製導方式不同導致誤差也不一樣,精確製導技術按照不同的導引方式可以分成自主式、尋的式、指令式、波束式、圖像式和複合式等幾種。
比如說獨立行動的自主式製導,它是製導係統與目標、指揮站不發生任何聯係的製導方式。導彈發射後,導彈上的指導係統不斷測試導彈飛行和天體的、地形的關係位置,並將這些數據輸入到導彈上的計算機中,與原來已經存儲的模型或者數據相比較,再將偏差轉換為控製信號,這樣就能使導彈飛往預定的目標。
比如我們比較常見的“飛毛腿”導彈就是這樣製導的導彈。其他的製導方式的不同之處是獲得偏差的方法的不同,或者通過不同的控製率校正飛行的方向。
不同的導引方式都有自己的長處和缺點,所以通常采用的方法是把不同的導引規律複合起來使用,在不同的情況下使用不同的規律,這樣可以大大提高命中精度。常用的複合方式有:慣性製導+地形匹配方式、自主式+指令式製導方法等。
製導方式
不同的製導武器有不同的製導使用的物理量,這些不同的物理量在導航中就展現出不同的特點。比如說紅外線導航的作用,就是一種通過紅外位標器輸出的信號與導彈上的基準信號的比較來產生偏差信號,通過偏差信號來驅動紅外線位標器來使得繼續跟蹤目標,同時,這個偏差信號經過處理並通過執行裝置來控製導彈飛向目標。
紅外線的指導多用於被動尋的的製導係統,也可以用於指令製導係統。當用於指令製導時,紅外位標器還要接收導彈輻射的紅外線,跟蹤導彈並提供導彈的運動參數。
紅外製導具有結構簡單可靠、成本低、功耗少、隱蔽和重量輕等特點。但是,紅外製導的目標必須與周圍背景有比較大的熱輻射反差,並且容易受到雲、霧和太陽光等氣象條件的限製。
除了利用紅外線進行製導以外,主要的製導方式還有無線電波製導、激光製導、雷達製導等方式。其中,激光製導是利用激光來進行跟蹤和導引物體的製導方法。
由於激光的優越的性質,使得激光製導有很強的抗幹擾性,測量精度更好,但是激光製導也有不足之處,比如還是不能全天候使用,製導複雜度比較大等。不同的製導方式各有優劣,在不同的條件下能夠發揮自己的用途。
精確製導武器作為精確測量技術和精確控製技術在軍事上的應用,雖然單個製導武器的成本較普通的武器昂貴,但是正是因為大大超過傳統的武器的命中率,使得作戰成本反而在下降,而且可以減少對其他的目標的不必要的損壞,這樣精確製導武器成為了每個國家軍事投資的重點,在現代戰爭中發揮著越來越大的作用。
曆史與發展沿革
彈道導彈
人類第一款製導武器要追溯到二戰間德國研製出的第一枚無線電製導滑翔炸彈。當時德國還研製成功了HS-293和輔裏茲-X(SD-140OX)兩種炸彈。它們可由高空戰略轟炸機投送,發現目標後自動鎖定並隨其進行戰術機動,直至命中目標。盟軍形象地把它們叫作“影子炸彈”。這種新型炸彈就是現代巡航導彈的雛形。
V-1與V-2彈道導彈
二戰時期納粹德國的V-1導彈,是第一種巡航導彈類,使用磁性陀螺加上機械測高和彈身姿態感知和控製係統,接近於簡陋的沒有什麼計算過程的慣性製導,有人也不認為這是製導,而將第一種真正的導彈的名份歸於V-2
納粹德國的V-2是第一種彈道導彈,使用無線電遙控製導,其設計具有高度的現代特征,甚至影響到戰後長期以來中短程彈道導彈的設計,典型如飛毛腿導彈也是延續了V-2的設計模式,而戰後各國最初的航天活動使用的火箭也大幅使用了V-2導彈的成果(因為他們大都使用了原來德國的火箭科學家或火箭圖紙作為其宇航火箭的設計研究基礎)。
陸基洲際導彈
世界上最早的陸基(即地麵發射)洲際導彈是蘇聯1957年8月首次全程發射試驗的SS—6型彈道導彈,它的射程為8000公裏,核彈頭當量500萬噸梯恩梯。
潛地導彈
世界上第一枚潛地導彈是美國的“天獅星”1型巡航導彈,它1951年從潛艇上發射成功,最大射程960公裏,戰鬥部為4—5萬噸級核彈頭或常規彈頭。世界上最早的潛地彈道導彈是蘇聯首先研製成功的。
1955年9月,蘇聯首次將一枚改裝的陸基戰術彈道導彈從潛艇上發射成功。隨後,蘇聯研製成功SS—N—4型潛地彈道導彈,它的射程650公裏,戰鬥部為100萬噸級核彈頭。
潛射洲際彈道導彈
世界上第一枚潛射洲際彈道導彈是蘇聯於70年代研製成功的SS—N—8II型彈道導彈,它的射程為9100公裏,核彈頭當量為100萬噸TNT。
地空導彈
世界上最早的地空導彈,是德國在第二次大戰後期研製的“萊茵女兒”、“龍膽草”、“蝴蝶”、“瀑布”、等導彈,但均未投入使用。戰後,美、蘇、英等國在德國技術成果的基礎上,於50年代後研製出第一代實用地空導彈。
1958年10月7日,中國人民解放軍空軍地空導彈部隊在華北地區用地空導彈一舉擊落了台灣國民黨空軍的美製RB—58D型高空偵察機。這是世界上首次用地空導彈實戰擊落敵機。