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1 # 路漫漫吾求兮
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2 # 鷹隼之利
在二戰中交戰雙方的作戰方式都還是近距離槍炮互射的戰場環境,而制導武器的出現一下子改變了這種傳統的交戰模式,使得現代戰爭交戰規則發生了革新。
制導武器的大量出現並使用是在美國面對北越的戰爭中。美國在這場戰爭中使用了小牛空地導彈、百舌鳥導彈、和麻雀、響尾蛇等多種導彈。這些導彈的使用讓美軍在此次戰爭中取得了巨大的戰果。在隨後的海灣戰爭中,美國大量的使用了“戰斧”巡航導彈。伊拉克戰爭中,美國在地面部隊還未發起進攻時就首先使用精確制導武器摧毀了伊拉克半數的步兵和約四分之一的裝甲車。伊拉克戰爭後,精確制導武器引起了全球絕大多數國家的注意,成為各國現代武器裝備的發展方向。
制導武器的成功讓所有軍迷朋友都對其津津樂道。幾乎所有人都開始關注世界軍事強國的各種型別的導彈,並且開始討論與這些導彈相關的射程、威力等資料指標。但對於這些的導彈的工作原理也就是制導方式卻不甚明瞭。今天,我們就針對這些導彈的制導方式來進行一下簡單的科普。
導彈制導技術是一種透過測量和計算導彈與目標的相對位置,以預定的導引規律控制導彈擊中目標的技術。現代導彈的制導方式是多種多樣的,其中包括有線制導、無線電制導、電視制導、紅外製導、雷達制導、鐳射制導、聲制導、GPS制導、慣性制導、地形匹配製導、景象匹配製導等等。具體到某款導彈選擇使用哪種制導方式,取決於該款導彈的作戰要求和設計目標。不管使用哪種制導方式,導彈的設計目標都是以保證導彈能夠按照預定彈道進行穩定的控制和飛行,並在最終準確命中目標為標準的。
其實制導這個詞應該分為兩部分來看,第一個是控制。第二個是導引。這也是制導導彈最主要的兩個系統。導引系統主要是負責確定導彈和目標的相對位置,並且制定導彈的飛行規律。而控制系統則負責執行導引系統的命令,使導彈穩定的抵達預定目標。導彈要實現精確制導,這兩個系統是缺一不可的。
雖然導彈的制導方式多種多樣,但總的來說,不外乎三種:
第一種叫做遙控制導。它的工作原理就是由導彈外的指揮戰透過通訊裝置(單向或雙向,有線或無線)發出命令,指揮導彈一步步的抵達目標。比如反坦克導彈一般使用的就是遙控制導中的有線制導。這種制導方式的優點就是不易受到干擾,缺點是射程受導線長度的影響。
第二種是尋的制導。它的工作原理就是利用裝在導彈上的導引裝置接收目標輻射或反射的訊號後,控制導彈並使其準確抵達目標。這種制導方式適用於打擊移動目標的導彈。比如中國的前衛-1單兵防空導彈在使用時首先將武器扛在肩上,指向飛機來襲方向。在確認敵機已處於武器系統啟用範圍之內後,壓下啟用手柄。當武器系統發出已捕獲目標的聲光訊號時,射手即可給出發射前置角,扣動發射扳機。
第三種是自主制導。它的工作原理是按照發射前事先規定的程式或外界固定的參考點作為基準來將導彈導向目標。這種制導方式不易受外界影響,但只能用於對付固定的目標或已知其飛行軌道的目標,如彈道式導彈。
其實,這三類制導方式在實際應用中都是互相結合起來的,這就是複合制導方式。現在基本上所有先進的導彈使用的都是複合制導方式。
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3 # 皇家橡樹1972
圖片裡是“響尾蛇”格鬥彈的紅外線引導頭,它被安裝在一個“永珍支架”上面,可以上下左右角度調節,理論上來說只要是在它的轉動角探測到的角度內飛機它都能跟蹤得到,並且直到將目標擊落。
目前導彈跟蹤移動目標主要是:光學跟蹤和雷達跟蹤兩種方式,這兩種方式幾乎應用到了所有導彈的彈種上,比如:光學制導應用在了空–空導彈、反坦克/對地/反艦導彈...但,採用光學跟蹤的這些導彈射程都比較近,通常情況下射程都在30公里以內,因為距離太遠光學跟蹤發現目標訊號太弱了,很有可能就把目標丟失了,所以距離較遠的目標要使用雷達跟蹤才行。那麼,紅外跟蹤是什麼原理?就是在自然界當中任何物體都會發出熱量(紅外線),就算是沒有生命的鋼鐵、石頭...也會因為吸收太Sunny產生自熱並且還散熱,當然各種物體所散熱的強度是有強有弱的,而紅外跟蹤就是利用物體散熱的原理進行跟蹤,比如:圖片上“響尾蛇–X型”近距離格鬥導彈的引導頭,它使用了“銻化銦”光敏感材料製造而成,採用了128×128陣列方式組成“響尾蛇–X導彈”的紅外跟蹤元件。陣列式跟蹤元件的好處就是它像“蜻蜓複眼”一樣,是將目標網格化處理,在這個網格當中每一個微小的“銻化銦”光敏探測頭都能探測到目標,將目標的紅外特徵更加的細緻化,解析度和抗雜光干擾會更強!所以,1980年代之後的戰鬥機用的“紅外格鬥彈”引導頭都採用這樣設計,隨著科技的進步從32×32陣列開始逐步升級到了64×64,再到現在128×128陣列,陣列越密集探測精度越來越高!但是,不論怎樣先進的紅外跟蹤器的探測距離都不能超過30公里,因為它是需要冷卻的,冷卻用的液氮瓶維持不了多長時間,跟蹤尋的器太熱最後自己都成了熱源,所以紅外格鬥彈的使用距離最好在800米~20公里之間的範圍。現代噴氣式戰鬥機在飛行時都會產生尾焰和高溫廢氣,圖片上SR–71高空高速戰略偵察機由於飛行速度極快,它產生的尾焰溫度也很高。
根據戰鬥機尾焰的溫度測試,橘紅色代表為1000℃、純橘色代表1100℃、金橘色代表1200℃、金黃色代表1300度的高溫、金白色是1400℃、純白色為1500℃、白藍色1500℃以上、天藍色是2000度、藍色為2500℃。圖片上SR–71的尾焰溫度有興趣的看官可以對照一下。
但是,飛機的尾焰溫度高也給了紅外跟蹤導彈提供了最好的紅外光源!對它的跟蹤也就會更加穩定和準確,當然SR–71現在還沒有被擊落的記錄,但是其它戰鬥機的尾噴火焰溫度這樣的高,絕對會給“紅外跟蹤引導頭”最好的方向感...所以,現代戰鬥機怎樣抑制尾噴口的溫度,不讓紅外特徵明顯一直都是戰鬥機研製部門的主要課題之一,但目前為止仍然沒有比較滿意的解決方法。
紅外跟蹤方式當中有種更高階的“紅外成像跟蹤”,也就是使用高畫質晰度的“被動紅外線成像攝像頭”,以色列的“怪蛇–5”型格鬥彈就用上這這種更高階的跟蹤器材,怪蛇–5隨戰鬥機升空後紅外成像引導頭就開始工作,將拍攝的空域景象實時傳輸到戰鬥機的顯示器上,起到了一定的紅外偵察作用,當發現有目標的時候還可以將目標放大供飛行員判斷,由於畫質清晰(右下角就是拍攝到的飛機)飛行員可以直觀的判斷出敵友,是友就放過、是敵就攻擊!使用比較靈活,但紅外成像好倒是好,就是價格太貴了,不太適宜大國空軍使用。粗略的介紹完“紅外跟蹤”之後再說幾句“雷達跟蹤”,圖片上是美軍AIM–120C中距離攔截導彈的雷達跟蹤頭。雷達制導就是導彈自身攜帶有小型雷達,當導彈發射之後,導彈自己採用慣性指導方式飛向目標,同時戰鬥機的雷達照射敵機,並將敵機的座標方位透過資料鏈傳輸給導彈,讓它修正飛行軌跡朝目標方向飛,當導彈進入到自身雷達可以準確的探測到目標時,戰鬥機停止照射目標脫離,導彈的雷達開機探測目標直至將目標擊落...導彈的雷達跟蹤大概就是這樣。AIM–120的自雷達跟蹤系統就是圖片裡的這樣。
到了21世紀後隨著科技的進步,最新型的中距離攔截導彈,已經可以進行所謂的“全程制導了”,也就是戰鬥機將它發射出去之後,導彈雷達就開機可以自己跟蹤目標,不在需要戰鬥機在前半段使用雷達給它提供資料...但“全程制導”效果如何沒進行過實戰不得而知,因為中距離攔截彈的雷達天線只有飯碗直徑大小,能否探測到100多公里外的目標,還要精確的跟蹤目標是讓人懷疑的事情!光纖電視制導的紅箭–10反坦克導彈,右側黑白色影象就是“被動紅外線攝像頭”拍攝的畫面,這種跟蹤方式和以色列的“怪蛇–5”導彈的跟蹤方式一樣,都是用“被動紅外攝像機”透過景象內的物體所發出的紅外線強弱,再將紅外強度對比,將較高紅外特徵的目標從背景內的目標“揪出來”,將它擊毀!
紅箭–10與“怪蛇–5”不同之處在於前者是拖一根光纖,將攝像頭拍攝到的景象傳輸到發射車的控制檯顯示屏上,操縱手在顯示屏上就能觀察到目標,也可以用操縱桿修正導彈飛行的軌跡、而“怪蛇–5”在天上飛沒法拖光纖,它採用無線電方式與飛機交換資料,同時自身可以透過彈載計算機資料庫對目標景象進行對比...。俄軍9B–1130M雷達引導頭(跟蹤)150毫米直徑的是R–77中距離攔截導彈用的、200毫米就是著名的“山毛櫸”中程地空導彈所用的,這個引導頭可能出口到了伊朗,要不然伊朗的防空導彈怎麼會擊落美國的“人魚–海神”高空戰略無人偵察機?
現代導彈的跟蹤目前就是紅外跟蹤和雷達跟蹤為主流,相對短距離使用紅外跟蹤、遠距離必須使用雷達跟蹤,它們之間即有區分的主要任務用途,同時相互間也配合使用,只有配合才能發揮出各自的最大效能。
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4 # 狼煙火燎
導彈的制導方式有很多種,比如最常見的雷達、被動紅外製導,還有鐳射制導,電視制導、光纖制導等等,現代技術下可以用地形匹配修正、GPS進行修正等等,但不管是哪一種制導打擊移動目標的原理基本都是一樣的!
比如我們以被動紅外製導為例,當目標資料輸入導彈後,導彈發射並由紅外引導頭實施對目標的跟蹤,比如目標是一個戰鬥機,在雷達警告系統警告自己被鎖定後,就會進行各種大機動以擺脫導彈的追蹤,而導彈的紅外引導頭會持續捕捉目標,這樣就形成了導彈的軸線與導彈至目標的連線形成了一個夾角差,計算機會自動控制尾翼調整導彈的飛行姿態,讓導彈的軸線與這根連線重疊,如此不斷的修正調整,導彈的飛行速度和機動性遠大於目標,速度更快調整姿態也更快,自然就會擊中目標了!
其實制導方法原理基本都是一樣的,雷達波制導、電視制導都是這樣原理。當然現代計算機更為強大了,對於像戰鬥機、反艦導彈這種飛行速度很快的目標,計算機會自動計算目標的提前量讓導彈飛行距離更短,效率更高!而且還能自動成像來判定目標真假,這就是電子技術飛速發展帶來的好處!
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5 # 天邊飄著故鄉的雲
導彈能擊中目標,全靠導彈上安裝的制導系統。
制導系統包括目標觀察測量部分,導彈姿態敏感部分,自動駕駛儀,操縱伺服系統。
對於固定目標,目標資訊是不變的,可以預存在導彈儲存空間裡。慣性制導系統的敏感器件是陀螺儀。
對於活動目標,獲取目標資訊主要依靠電磁波。有光學電視攝像頭,紅外線成像導引頭,無線電雷達天線。雷達制導有主動、半主動和被動三種方式。電視制導和紅外線制導都是被動制導。如果目標移動速度很慢,比如坦克,也可以採用有線控制制導方式,比如大多數反坦克導彈。
自動駕駛儀把目標訊號和導彈姿態訊號進行對比,如果導彈運動與目標運動的差不為零,說明導彈與目標之間有偏差。以偏差作為控制訊號,經過功率放大,驅動導彈伺服系統(電機或液壓馬達),操縱舵機,給導彈施加作用力,讓導彈與目標的運動偏差等於零。這樣導彈就能始終對準目標或目標的下一個位置。直到導彈擊中目標。
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6 # 在十字路口等等你
發射導彈前必須有一個大前提,那就是己方的搜尋雷達發現並鎖定了目標,而導彈在尋找目標的時候有兩種方式,一種是導彈自帶的雷達或者導引頭主動搜尋目標並跟隨攻擊,另一種是依靠陸地或者艦上的大型的遠端搜尋雷達提供的資料來對目標進行跟蹤,一般除了飛機的空空格鬥彈和反坦克導彈是主動搜尋目標以外,軍艦或者陸地上的防空雷達都是主動+半主動兩種引導方式並用。圖中的雷達在不停的轉動,就是在不斷搜尋目標位置,為導彈提供修正資料,而導彈也跟隨著在轉動俯仰
而導彈的指導方式有很多種,如紅外製導、電視制導、鐳射制導以及小型雷達制導等。像水面艦艇和地面防空導彈攔截空中來襲目標的時候就是採用艦艇或者地面的雷達的資料進行引導,並透過獲得的資料進行彈道修正,在接近目標後有兩種爆炸方式,一種比較落後的近炸方式,另一種是更為先進的撞擊爆炸。而空空導彈和反坦克導彈一般都是採用主動制導方式,導彈在接收到雷達傳回的資料後主動開機尋找目標,可以做到發射後不管,像空空格鬥彈紅外製導方式隨著技術的發展抗干擾能力越來越強,一旦被飛機雷達鎖定後基本上不可能依靠機動脫離逃逸區。
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7 # 尷尬怎麼起名字
種導彈都有不同的指導模式。指揮制導,導彈本身不具備探尋目標的能力,僅依靠發射載具上的跟蹤雷達對目標進行鎖定,雷達訊號再經計算機處理後得出導彈飛行軌跡修正資料併發送給導彈,直至擊中目標。這種制導模式多見於SAM——面對空導彈。乘波制導,指揮制導的一種,雷達向目標發出一道雷達波追蹤目標,並隨目標移動而移動,導彈發射後始終保持在波束中間,並根據波束的移動而修正軌跡,直至擊毀目標。由於在擊中目標之前波束不能離開目標,所以多數用於SAM導彈。主動制導,導彈本身具有追蹤雷達,並且自我修正軌跡,真正意義上的“發射後不用管”!用於中距、遠距AIM——空對空導彈、ASM——地對空導彈和AGM——空對艦導彈。半主動制導,由載具發出的雷達訊號經目標反射後由導彈接收,由導彈內的計算機計算出目標位置從而修正軌跡,多用於SAM和AGM!被動制導,導彈根據目標發出的特徵訊號進行追蹤,即常見的熱尋空空導彈,但很容易被幹擾,多用於近距空空格鬥彈!GPS制導,這個不用解釋了吧,多用於巡航導彈和JDAM——聯合直接攻擊彈,其實巡航導彈是多重製導,慣性制導+GPS導航+地形匹配製導!慣性制導,其核心裝置是陀螺儀,根據感知導彈飛行過程中所受到的加速度和重力的引數進行計算,並修正飛行軌跡,只用於ICBM——洲際彈道導彈!
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8 # 軍武資料庫
導彈的問題問W君都沒毛病。
這件事實際上和狗追兔子沒太大差別。
首先,狗要看到兔子的位置(確定目標方位)
然後,發力向兔子跑去(縮短目標距離)
最後,捉到兔子(摧毀目標)
但如果注意狗的動作的話,我們會發現狗在追兔子的時候是一隻看著兔子的(校準目標實時方位)這就是一種方位補償的方法;再有呢狗在追兔子的時候,並滅有自己連滾帶爬的不斷摔倒,這一定是有注意到自己的姿態和步態(自身姿態監測)
放在導彈打擊移動目標上實際上和上面的描述是一樣的。
確定目標方位-縮短目標距離-校準目標實時方位-縮短目標距離-校準目標實時方位……摧毀目標。
首先我們說“確定目標方位”
目前我們確定目標方位的方式主要是以火控雷達照射的形式進行的,在多個目標中標記出我們最想打掉的目標。
這是一架F-14B後座武器官的火控雷達控制面板作用就是以機上的火控雷達標記要攻擊的目標。
其次,大部分導彈內部還會有一個引導頭:
這個東西就是為了測定所跟蹤的訊號源與自己之間方位角的裝置。
而導彈的伺服機構就會不斷的將目標-導彈的方位角縮減到最小。
當然了,說是很簡單的說,但要注意的是,載機-目標-導彈三者是在空中高速飛行的。這裡就有是一個多元的微分方程了。
最後各個方面去階後大體上就是這樣的一類公式:
實際上這個是導彈的舵機控制函式。在這個基礎上只要控制導彈舵機,導彈就可以想狗追兔子一樣去打擊移動目標了。
當然了,這還是最早期的導彈形式。
現代的導彈還講究一個最優路徑和最優協同的概念:
當導彈發射後並不是以目標的當前位置作為飛行目的地的,而是測量目標的運動軌跡估算目標幾秒後的位置,向目標將要去的位置飛。
這樣的話導彈的飛行路徑就更短,相對而言射程就大幅度的延長了。
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9 # 論道今朝
導彈擊中移動目標,首先導彈要具備探測目標和鎖定目標的能力。比如,導彈安裝有鐳射或紅外導引頭、主動雷達導引頭、被動雷達導引頭,反潛導彈還有主動聲納或被動聲納等;比如下面各圖片中的外國精確制導導彈
上圖為中國藍劍-9鐳射制導空地導彈
上圖為中國藍劍-7鐳射制導空地導彈
上圖為中國PL-10紅外製導空空導彈
上圖為中國紅箭-12單兵反坦克導彈發射器,該型導彈採用紅外製導
上圖為中國PL-15主動雷達制導空空導彈
上圖為中國鷹擊-91反輻射導彈,採用被動雷達制導
上圖為中國新型反潛導彈。
回覆列表
每種導彈都有不同的制導模式,而導彈本身並不具備探尋目標的能力,只能依靠發射載具上的跟蹤雷達對目標進行鎖定。鎖定目標後,雷達訊號再經過計算機處理後得知導彈飛行軌跡並及時修正資料後傳送給導彈,直至擊中目標。這種制導模式多見於SAM—地對空導彈。而乘波制導,則是指揮制導的一種,雷達向目標發出一道雷達波追蹤目標,並隨著目標移動而移動,導彈發射後始終保持在雷達波中間,並根據雷達波的移動而修正軌跡,直至擊中目標。由於在擊中目標之前不能雷達波不能離開目標,所以多數用於SAM導彈。
【SAM地對空導彈】
主動制導導彈—這種導彈本身安裝有追蹤雷達,並且能夠自我修正軌跡,是真正意義上的"發射後不用管"的導彈,主要用於中距和遠距。
【主動雷達制導空對空導彈】
半主動制導導彈—由載具發出的雷達訊號經目標反射後傳給導彈,再由導彈內的計算機計算出目標的位置,然後修正飛行軌跡,從而擊中目標。
【半主動制導導彈】
被動制導導彈—導彈根據目標發出的特徵訊號進行追蹤,即常見的熱尋空空導彈,這種制導模式很容易被幹擾,多用於近距離空對空格鬥。
【被動式制導導彈原理】
GPS制導導彈—最常見的一種導彈,多用於巡航導彈和聯合直接攻擊彈,簡單而又粗暴。其實巡航導彈基本是多重製導,由慣性制導+GPS導航+地形匹配製導!慣性制導,其核心裝置是陀螺儀,根據感知導彈飛行過程中所受到的加速度和重力的引數進行計算,並修正飛行軌跡,只用於ICBM——洲際彈道導彈!【GPS制導—戰斧巡航導彈】
注:文中圖片均採集於網路。