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【科普】什么是动能武器
动能武器是能发射超高速飞行的具有较高动能的弹头，利用弹头的动能直接撞毁目标，可用于战略反导，反卫星和反航天器，也可于战术防空，反坦克和战术反导作战。如电磁炮发射的射弹速度最大可达几十千米每秒，带数枚或数十枚射弹，火力强，拦截面积大，毁伤效果好。
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动能武器是指利用发射高超速弹头的动能直接撞毁目标的武器。所谓高超速，通常指具备5倍以上的音速（331.36米/秒）的速度。这个速度，远非张清的“石子”所能比拟。由于弹头的速度极快，人们把它形象地称为“太空神箭”。用高中的天体物理学知识做个简单的计算，卫星从距离地面米的同步卫星轨道投掷一枚800千克重的金属条，从重力加速度0.3一直加速到重力加速度9.8的地表，经过多重计算求得到达地面的速度为，（80%为空气阻力损耗）。170亿焦耳的动能，在几微秒的时间内全部释放，威力堪比核武器。
动能武器之电磁炮电磁炮。是一种利用电磁力沿导轨发射炮弹的武器。美军电磁炮早在19世纪，科学家们就发现，在磁场中的电荷和电流会受到力的作用，他们把这种力叫“洛仑磁力”即电磁力。当第一次世界大战正席卷欧洲的时候，法国的科学家们提出了利用洛仑磁力发射炮弹的设想，并进行了开创性研究，但没能成功。到第二次世界大战时，德、日等国的科学家又进行了大量秘密的研究，企求利用新式武器取得战场上的胜利，但也以失败告终。战后，其他国家的科学家们，虽都对电磁发射技术表示了极大的兴趣，进行了一些研究，一直未能取得理想进展。直到70年代，澳大利亚国立大学的研究人员，终于利用建造的第一台电磁发射装置，将3克重的塑料块（炮弹）加速到6000米/秒的速度，成功地打出了世界上第一颗电磁炮弹，这才引起了世界科学界尤其是各国军界的关注。电磁炮通常由电源、加速器、开关及能量调节器等组成。电源：发射电磁炮弹所需要的大量能源，来源于燃料驱动发电机和储能器。先由储能器从发电机获取能量，并把它储存起来，一旦需要发射，能在瞬间向加速器提供巨大的电流脉冲能量。因此，储能器是电磁炮的动力源泉。所采用的储能器有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电极和补偿型脉冲交流发电机等。其中单极发电机可能是短期内最有发展前途的能源。加速器：即轨道炮，是把电磁能量转换成炮弹动能，使炮弹达到高速的装置。它有多种结构类型。其中主要的有两种，一种是使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器，另一种叫同轴同步线圈加速器，亦称“大型驱动机”。开关：犹如火炮的炮闩，是接通电源和加速器的装置，能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中。常用的一种由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组合而成。能量调节器：调节输入加速器的脉冲电流的装置。又称中间级储能感应线圈。作用是对输入加速器的电流整流，使之适合发射要求的电感量。此外，电磁炮还包括瞄准装置，目标探测，跟踪、识别系统等等。电磁炮与普通火炮或其他常规动能武器相比，具有很多独特的优势。一是射速快，动能大，射击精度高，射程远。电磁炮的发射速度突破了常规火炮发射速度的极限。弹头具有的动能可达同质量炮弹的几十倍甚至上百倍，一旦瞄准目标，命中概率大，摧毁的可能性高。由于电磁炮是靠其动能毁伤目标的，一些采用抗激光、粒子束防护的“装甲”和一般加固措施的导弹，虽能突破定向能武器的防御，但也难逃脱电磁炮的摧毁。二是射击隐蔽性好。电磁炮射击时，既无炮口焰、雾，也无震耳欲聋的炮声，不产生有害气体。无论白天还是夜晚射击都很隐蔽，对方难以发现。三是射程可调。我们知道，常规火炮的射程及射击范围是通过改变发射角和发射不同弹药来调整的，操纵复杂，变化范围有限。而电磁炮只需调节控制输入加速器的能量即可达到调整目的，简便易行，精确度高。但尺有所短、寸有所长，电磁炮也存在着炮管使用寿命短、轨道部件易遭损坏、体积庞大等不足。电磁炮以其独特的优势在军事上具有十分广泛的应用及不可估量的发展前景，主要表现在：用于反卫星和反导弹。美国国防部和美国空军正在联合主持一项天基动能武器研究计划，名曰“电磁轨道系统”。由安装在模拟空间环境的真空室里的电磁炮发射的小型弹头的速度已达每秒8.6公里。实验中的第一代电磁炮，能将克重的炮弹，以每秒5～25公里的速度射向2000公里外的目标，可用于拦截洲际弹道导弹和中低轨道卫星。用于战术防空。用电磁炮代替高射炮和防空导弹执行防空任务。美国研制中的战术用电磁炮，其发射速度可达每分钟500发，射程几十公里。美国海军也考虑利用轨道电磁炮代替舰上的“火神/方阵防空系统”。它与舰上防空、反导探测系统相配合，不仅能打击各种飞机，还能远距离拦截类似法国“飞鱼”式的导弹。用于反装甲。电磁炮的巨大动能，可穿透现有坦克的各种装甲。用于增大常规火炮射程。如在普通火炮炮管口部加装电磁加速器，可大大提高火炮的射程。此外，随着电磁发射技术的发展，今后的电磁炮不仅能用来发射炮弹，还可用来发射无人飞机、载人飞机，发射导弹、卫星，甚至航天器等。
动能拦截弹反卫星动能拦截弹，是一种靠弹头的动能，击毁敌方卫星的机载空对天导弹。反卫星动能拦截弹，基本上利用的是现成导弹技术。比如，前苏联从1963年开始研制的这种武器，导弹长为4.2米，直径1.8米，用SS-9洲际导弹或其改进型运送入轨。它由推进系统、侦察瞄准制导系统和战斗部等组成。推进系统包括主发动机（推力5780牛顿、工作时间400秒），轨道发动机和姿控发动机。侦察瞄准制导系统能在111～185公里范围内捕获目标，并在9.3～55.6公里的范围内锁定目标，最后在雷达引导下逼进目标。战斗部，是用于摧毁目标的装置，通常使用常规炸药，也有使用核装料的。前苏联的这种反卫星拦截弹虽然比较笨重，只能拦截低轨道卫星，且反应时间长，生存能力与抗于扰能力较差，但它将成为未来世界上第一代具有实战能力的反卫星系统。美国从60年代开始研究核能反卫星动能拦截弹。70年代转向发展非核杀伤的战斗部，1977年开始研制非核杀伤的反卫星拦截导弹。该导弹全长5428毫米，直径501.9毫米，重1220千克，有效拦截高度500公里。该导弹由三级组成一、二级为火箭发动机，采用近程攻击导弹火箭和“牵牛星Ⅲ”固体火箭。第三级为战斗部，即弹头。上面装有动能撞击杀伤器、8个红外望远镜、数据处理机、激光陀螺和56个操纵火箭，采用惯性加红外制导方式。反卫星动能拦截弹由F-15战斗机运载。其拦截卫星的过程是：根据地面指挥中心指令，F-15战斗机从10.7～15.24公里的高度上发射；导弹脱离飞机后，靠弹上惯性制导，飞抵预定空间点；弹上红外传感器开始搜索目标，一旦捕捉到目标，即自动跟踪；当拦截弹达到最大速度时，战斗部与第二级火箭脱离；弹头依靠小型计算机控制，通过点火与熄灭自身火箭，进行弹道修正，直至战斗部以每秒13.7公里的高速度与目标相撞，将其摧毁。该拦截弹虽具有成本低、机动灵活，命中精度高等优点，但也只能攻击500公里以下的低轨道卫星。它有可能成为美国最先投入实战部署的星战武器。反导弹动能拦截弹，是一种利用弹头动能，摧毁来袭导弹弹头的导弹。它是未来星战武器中的重要成员。与反卫星动能拦截弹一样，反导弹动能拦截弹大部分也是采用现成的导弹技术。例如，海湾战争中，美国使用的“爱国者”地空导弹就属于此类。“爱国者”是美国陆军研制的第三代全天候、全空域武器系统，能在电子干扰条件下以强大的火力快速投入战斗，用以拦截低、中、高空进攻的多个地空导弹、巡航导弹和近程弹道导弹等。该导弹系统于1965年开始研制，1985年开始装备部队。据称，每枚导弹的造价约80万美元。爱国者导弹“爱国者”武器系统由以下五部分组成：发射架/导弹发射厢、指挥控制车、雷达装置、天线/天线杆组合、电源车。每个“发射单位”由8～16辆发射车组成，每个发射厢有4枚导弹。“爱国者”导弹弹长5.3米，弹径0.41米，翼展0.87米，弹重约1000千克。最大速度是音速的三倍，战斗部重68千克。采用破片效应摧毁目标，杀伤半径为20米。战斗部装有高能装药或核装药，杀伤概率为90%，采用无线电近炸引信，具有良好的抗干扰能力，并装有反雷达导弹诱饵系统。它的作战半径为3里至100公里；作战高度300米至24公里。由于采用能对相当大空域内分布的100个目标实施搜索、监视的相控阵雷达TVM末段制导，大大提高了系统的制导精度和抗干扰能力，该雷达可同时以9枚导弹拦截不同方向、不同高度的目标。此外，该系统还可安装于舰船上，并能用大型运输机或直升机空运，具有很好的机动能力。
群射火箭所谓群射火箭，群射防空火箭就是一种子弹式旋转稳定的无控火箭。主要用于摧毁再入段洲际弹道导弹弹头。设计中的这种火箭发射装置是一种可横向旋转360度的由几十个管集合而成的圆桶形发射器。这种火箭直径约2.54～7.62厘米，长度为25.4～38.1厘米，大小如60毫米迫击炮炮弹。火箭使用普通钢质壳体和一种较好的高氯酸铵推进剂。飞行速度可达每秒1.5公里，拦截范围是1.2公里左右。其拦截来袭导弹的过程是：接到指令后，群射火箭发射，在来袭弹头再入大气层的临空弹道上，形成一个多层次的密集的火箭雨阵，与来袭的弹头相碰撞，将弹头摧毁。用这种火箭保护洲际导弹的地下发射井，预计每个井需配备枚火箭，拦截成功率约为85%以上。在美国的研制计划中，它是构成星球大战计划最后一道反导屏障的武器系统。由于该武器具有重量轻、体积小，便于生产和使用，操作易于实现全自动化等优势，因而，将成为未来实战中最先投入使用的武器之一。
反卫星卫星，又称拦截卫星，是一种对敌方有威胁的卫星实施摧毁或使其失效的人造地球卫星。它是前苏联一直致力于研究、试验的反卫星系统。被认为可能成为世界上具备反卫星实战能力的第一种太空动能武器，仍在不断改进之中。另外中国也在这方面有许多研究，正如美国、日本等个别国家一直扬言中国正在发展反卫星卫星，但又缺乏证据，但又不得不肯定的是，中国也在研制。拦截卫星一般包含跟踪引导系统、飞行控制系统、动力系统、战斗部和星体等主要部分。跟踪引导系统包括地面跟踪引导部分和拦截卫星的星体内的跟踪测量部分。其中星体内的跟踪测量设备用于测量目标运动参数，确定拦截卫星与目标的相对距离和速度，并将信息传给控制系统，引导卫星遵循一定路线飞行、接近目标。飞行控制系统包括制导和稳定部分。制导部分控制卫星的飞行路线，保证它按选定的攻击路线飞行。稳定部分是一组设置在拦截卫星上的装置，用于保证卫星在空间飞行时，不随便转动，保持方向和稳定星体。动力系统是拦截卫星作轨道机动和稳定等提供动力的。常采用推力大小和方向可调的发动机或小喷嘴。战斗部是杀伤目标的具体执行者，它的任务是摧毁或破坏目标使之失效。它的形式有多种，可以是普通战斗部（装弹丸或弹片）或是核战斗部，以自身爆炸与目标同归于尽；也可以是激光或粒子束武器，及其他能使目标失效的武器。但一般是采用常规战斗部（装弹丸或弹片）。反卫星的攻击手段有如下几种：一是椭圆轨道法——将拦截卫星发射到一条椭圆轨道上，远地点接近目标的轨道高度，多用于拦截高轨道的卫星；二是圆轨道法——将拦截卫星的圆轨道与目标卫星的轨道共面，这样便于进行机动变轨去接近攻击目标，也可节省推进剂；三是急升轨道法——将拦截卫星发射到一条低轨道上，并在一圈内进行变轨机动，快速拦截目标卫星，使其来不及采取防御措施，但需要消耗较多的推进剂。
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非致命性武器发射器FN303
比利时赫斯塔尔（FN）公司是世界知名的轻型武器、便携式武器、综合武器系统和弹药的设计者和生产商，该公司生产的FN303非致命性武器发射器是一种由压缩气体提供动力的半自动霰弹枪，能发射多种非致命弹。枪上配有可调折叠瞄具、皮卡汀尼导轨、扳机保险、压力瓶、2个弹匣、2个快装拉机柄及擦拭工具。FN303主要用于执法和军事行动，包括镇压暴乱、监控和防护敏感地区、控制骚乱人群以及护卫车辆和人员等。因该武器采用气动方式，不需要使用任何火药，使用时既安全又无声。这一特性对于避免失控态势的进一步扩大，或者在危险环境中（弹药库、大规模杀伤性武器可疑存放点、船只和石油平台等）使用该武器时极为重要。
& && &&&FN 303在设计时充分考虑到了人机工效。握把的圆弧部分由粗糙的黑色聚合物材料制成，手感很好；全枪结实可靠，便于操作。FN 303质量仅2.2千克，不带枪托长42厘米，装上可快速拆卸的枪托后全长只有74厘米，可以快速据枪瞄准射击。该枪噪声小，精度高，射程达50米。FN303既可作为警用武器使用，也可安装在突击步枪上使用。
& && &&&FN303系统操作简便，在枪的右侧可安装气瓶，气瓶共有2种型号，小型能发射60发弹，大型能发射100发弹。有备用压力瓶更换，安全性好。有一个简单的充气联结装置，可以用普通的潜水员充气瓶往压力瓶里充气。气瓶上安装标准金属盖，瓶内气体用完后可再次充气使用。在发射器的机匣下方装有可快速拆装的15发容弹量的圆鼓型弹匣，弹匣一侧的盖子由透明塑料制成，射手可以随时检查弹匣内的剩余弹数，此外各种弹丸混合装填时，也可以确认发射弹丸的种类。
& && &&&扳机力只有18千克。充满气体的压力瓶压力只有2000千帕，最多发射110发霰弹，比7个容弹量为15发的弹匣装的弹还多。通过机械瞄具瞄准射击，命中精度特别好，即便使用塑料弹同样能命中目标。FN 303采用翻转式机械瞄具，发射器的上部装有皮卡汀尼导轨，用户可根据需要安装各种瞄准装置。随枪还有一根背带和一件背心作为附件，背心上可挂6个弹匣，还有10个各放15发弹和一个备用压力瓶的口袋。
& && &&&FN 303的弹丸设计极为巧妙。弹丸的外壳由聚苯乙烯压缩而成，这样的结构使其射程增大到了50米，比塑料弹增大15米，比豆袋弹增大20米。FN 303的弹径为1.7厘米，在碰撞时爆裂，以免过度地侵入人体。弹头的前部是铋颗粒，其后是乙二醇或其他物质，弹丸尾部的尾翼用以提高射击精度。为了保持弹道稳定性，其所用弹的质量统一在8.5克，与质量为 2.5～ 2.8g的彩弹相比有明显的区别。为了不对目标造成致命伤害，FN 303将枪口初速限制为每秒88～91米，枪口动能为26～28焦耳，约为普通鸟枪的两倍，但只有普通手枪的五分之一左右。尽管如此，使用FN 303时仍需小心，以免造成误伤。供应商建议，如果想对人的大腿发动攻击，FN 303的最低安全使用距离为9米。
& && &&&目前，FN 303所用的弹丸有5种，即致痛弹、催泪弹、标记弹、照明弹和彩弹。致痛弹是FN 303的主要发射弹种，弹丸内加入了聚苯乙烯塑料材料，命中目标后不会破裂，在50米的距离内，对有生目标具有很好的致痛和狙击效果；催泪弹的装填物是OC、CS或CN等刺激性制剂，可被用来封锁道路或使人员失去抵抗能力；标记弹可用来标记嫌疑犯、车辆或地理位置。用以作标记的物质有很多种，有能洗掉的、不能洗掉的以及在红外线光下可见的颜料等；照明弹是在弹体内封装了能在夜晚发光的高科技发光粉，可用来照明房间内部或隐蔽位置，为夜晚行动提供帮助。除以上几种弹外，游戏中的彩弹也可以在这支枪上使用，用以在近距离上射击训练。无论固体、液体还是粉状物质，都可以作为弹丸的填充物。
& && &&&上个世纪末至本世纪初，一些非致命性武器子弹供应商约定，子弹在15英尺处发射时最大穿透力不超过5厘米。从4.5米处发射时，FN 303的子弹穿透了T恤覆盖的6厘米厚的标准军用凝胶。包括鸟枪子弹在内的几乎所有的以压缩空气为动力的子弹都具有一定程度的杀伤力和穿透性，这是正常的，也是允许的，这更能满足警务执法的需要，更能应对近距离内不断升级的风险。在距离目标4.5厘米之内发射时，必须事先发出警告。FN 303的射击精度极高，弹头在运行中动量消耗很少，在执行战术任务时，可在距目标4.5米之外发射。FN 303的子弹发射后飞行到55米处时，子弹的动能比一般的胡椒粉子弹要仍要高33%，并且，它的射击精度比其他的非致命性武器要高得多，即使在运动过程中的动态发射也能准确地命中目标。只要没有击中头、颈部位，近距离处不会在目标身上留下严重创伤。
& && &&&目前，该武器系统已经被美国的一些警察部门使用。驻扎在美国-墨西哥边境的边境巡逻队目前装备有超过1000套FN 303非致命武器系统。（文/阎宝华）
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美国“上帝之仗”天基动能武器系统详析
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“上帝之杖”天基动能武器系统是美军2012年开始研制的一种空间攻击武器，将于2025年之前实现部署。作为一种新型战略武器，“上帝之杖”将汲取“智能卵石”等早期天基武器项目的研究成果，也将借鉴“常规全球快速打击”系统等现有开发项目的高新技术，意味着美国将首次实现天基全球战略打击与威慑能力，进一步完善美国战略打击力量体系。什么是“上帝之杖”？“上帝之杖”天基动能武器系统主要由位于低轨道的两颗卫星平台组成，一颗负责通讯和锁定目标，另一颗则搭载有大量被称为“上帝之杖”的金属长杆形动能“导弹”。这些“导弹”实际上就是直径0.3米、长6.1米、重量达100千克的钨、钛或铀金属棒。其结构主要由动能弹头、推进系统、制导系统、热控系统与通信系统5部分组成。弹头主要由高密度的钨、钛或铀等金属铸造，前方略尖，可减小空气阻力，降低到达地面时的动能损耗。推进系统主要是小型火箭助推器，可在外层空间为导弹提供较为精确、容易控制的推力。制导系统主要是不断调整火箭助推器和空气动力学舵面，改变飞行方向，确保精确命中目标。热控制系统主要是依靠外部特制的热防护涂层来防止弹体过热。这些安装了小型火箭助推器的金属棒可在几分钟之内依靠卫星制导对地球上任何地区的目标进行打击。“上帝之杖”从空间发射后，不依靠任何弹药，完全依赖动能撞击来对目标产生破坏力，但攻击效果堪比核武器。美国为什么要发展“上帝之杖”？美国对“上帝之杖”天基动能武器系统的探索始于20世纪80年代。其主要发展动因有三点：一是谋求绝对军事优势。目前，尽管美国在核武器上占据较大，但未拥有绝对优势，其核武器的威慑作用受到限制，因此美军需要在其他非核武器上寻求新的突破口和新的战略制高点，而空间武器正是一种可为美国带来新威慑与实战能力的新兴武器。二是满足新的军事需求。目前深埋加固目标已成为美国重点对付的目标之一，但常规武器尚不具备深足够的钻地能力，以美军的GBU-28型“掩体粉碎机”钻地炸弹为例，仅能穿透6米厚的混凝土或30米的坚硬地层，对地下坚固的钢筋混凝土工事无能为力。因此发展“上帝之杖”等具有强大钻地能力的武器势在必行。三是进一步完善战略打击体系。目前，美国的战略力量体系主要由陆、海、空“三位一体”的战略核武器系统、导弹防御系统和灵活反应的基础设施组成。而天基战略打击能力则只处于探索阶段，尚未形成现实战斗力。因此推进“上帝之杖”等进攻性空间武器的研制工作将极大丰富美国的战略力量体系。“上帝之杖”厉害在哪里？相对于传统的导弹武器，“上帝之杖”具有许多革命性的优势，主要体现在以下一些方面：反应速度快由于“上帝之杖”系统通常部署在1000千米以下的低轨道，所以对地攻击准备时间短、反应速度快，从离轨到对地面实施打击仅需几分钟。在相同射程的情况下，打击时间不及洲际弹道导弹的三分之一，能以11千米/秒的初始速度进入大气层，即使在大气下层飞行时速度会有所下降，但仍能达到约3千米/秒的攻击速度。突防能力强平时，“上帝之杖”系统部署在距离地面1000千米的轨道上，不易受到一般飞机和导弹的攻击。战时，“上帝之杖”在进入大气层内对地面目标实施攻击时，由于其速度极高，打击目标时通常采取垂直攻击的方式，因此它获得的动能巨大。对于这种速度高、动能大的目标，目前的多层导弹防御系统很难有足够的预警时间，即使发现，也难以进行有效的拦截。精确毁伤能力强主要体现在三个方面：一是采用含GPS的复合末制导系统，命中精度较高；二是动能杀伤力巨大，对深埋加固目标的杀伤效果好。这些导弹在卫星制导下，利用小推力液体火箭助推和自由落体产生的巨大动能，钻地深度可达数百米，千克级质量的“上帝之杖”与吨级TNT当量产生的破坏能量基本相当；三是饱和攻击强，每个“上帝之杖”系统可发射100枚导弹，如果在同一轨道部署和使用多个该系统，则可对地面目标进行有效毁伤。作战范围广全球打击能力是天基对地打击动能武器的主要能力之一。作为天基动能武器的“上帝之杖”，同样有着打击范围广的特点，其打击范围可覆盖全球任何一个地区，打击对象包括指挥中心、导弹发射装置、地下掩体等所有非移动类目标。发展“上帝之杖”的关键技术作为一种研制中的新型武器，“上帝之杖”既采用了现有的成熟技术，也将采用许多高新技术。这里仅列举几项主要的关键技术。小推力火箭发动机技术“上帝之杖”平时放置于组网部署的卫星平台上，当接到打击命令后，“上帝之杖”与卫星平台分离，再入大气层后打击目标。这种小推力液体火箭发动机主要应用于天基动能武器的轨道修正、姿态控制、对接、着陆等，具有高性能、高可靠性，同时还有质量轻、尺寸小、响应快等特点。除此之外，小推力火箭发动机还具有以下优点：一是通常比冲最高，在推进剂量一定的情况下飞行器速度最大或者有效载荷最重；二是推进剂贮箱在飞行器内的布局能最大程度地减小动力飞行段中心的变化量，提高了飞行器的飞行稳定性、减小了控制力。高速飞行制导，控制与导航技术“上帝之杖”作为一种小型导弹，其飞行弹道与一般的导弹武器一样，分为助推段（时间极短）、中段和再入段，但形状特殊，呈直线状。在抵达目标前，“上帝之杖”需要穿过真空、稀薄大气层与稠密大气层。在进入大气层前，“上帝之杖”需要通过控制姿态角来实现对目标的精确打击，但在进入大气层后弹体必然受到空气流动、密度差异等很多不确定因素的影响，加之速度过快，如果没有尾翼修正，则难以实现对目标的精确打击。因此，在控制系统方面，“上帝之杖”导弹的再入弹头需要综合使用喷气反作用控制与气动控制两套系统。在真空状态下，必须利用喷气反作用力进行控制；在稠密大气层中，可以利用气动力（矩）进行控制。在稀薄大气层内飞行可能导致动压不足，单纯依靠气动力会引起控制失效，需要喷气反作用控制与气动控制系统配合使用。在制导与导航系统方面，“上帝之杖”的助推段和中段可采用惯导+GPS组合制导方式；末段可采用主被动雷达、红外成像等末制导方式。不过，稠密大气层中的飞行可能导致严重的气动加热现象，从而产生等离子鞘，严重时可能导致GPS导航信号中断。因此，“上帝之杖”需要采用多传感器信息融合组合制导结构。热防护技术“上帝之杖”的弹头在大气层内的高超声速飞行会导致严重的气动加热，例如因空气磨擦而出现弹体过热问题，弹体过热将直接导致内部精密电子元件受损、弹体磨损或解体。因此气动热防护显得尤为重要。一般来说，高超声速飞行器所使用的主要热防护系统方案可分为被动式、半被动式和主动式三大类。其中，主动热防护系统的结构和技术较为复杂，检查、维护、维修不便，同时发展不成熟；半主动热防护系统方案则介于被动防热和主动冷却方案之间，发展也不成熟；被动热防护方案结构简单、技术可靠、易于实现，被各国广泛采用。在被动热防护方案中，热防护材料在加热环境中会产生一系列物理和化学反应；在这些反应过程中一方面消耗了热防护材料，一方面以不同方式分散和消耗环境给予这些材料的热量，以保证飞行器内部结构在允许温度下工作。不过，被动热防护系统只能一次性使用，并会发生烧蚀变形，而“上帝之杖”正是一种不可重复使用武器，因此适合使用被动热防护系统。同时，由于“上帝之杖”的再入段采用垂直飞行，受热最严重的部分为头锥，因此也适合采用被动烧蚀热防护措施。目前，美国正在开发新型弹体材料，其主要特征为长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度。这些材料主要包括轻金属材料、金属基复合材料、聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料和碳碳复合材料。采用被动烧蚀热防护措施，比较可行的一种方案是利用超高温陶瓷防护头锥、控制面和翼前缘等表面；C/SiC复合材料防护机身迎风侧；金属基复合材料防护背风侧，并利用多层隔热措施保护内部结构。开发由这些材料构成的热保护系统面临许多技术挑战，包括对气动热力负载和烧蚀率的精确预测技术、用于保护内部部件的绝缘技术等。为了解决这些技术难题，美国国防高级研究计划局正在实施包括“高超声速试验飞行器”在内的多项高超声速飞行器计划。2010年和2011年，美国先后两次进行HTV-2的飞行试验，以演示长时间运行的TPS系统性能，但均未获得成功。飞行中通信技术对于“上帝之杖”导弹来说，飞行中通信将使飞行中的目标重新瞄准、重新捕获以及验证成为可能。同时，“上帝之杖”导弹的飞行中止和战斗损伤评估也需要进行飞行中通信。再瞄准和巡飞能力在实际作战中可能发生的情况是，在发射一枚“上帝之杖”导弹后，一个价值更高的目标可能出现或初始目标可能丢失（如藏入地下），因此原先次要目标可能成为首要目标。飞行中的通信将使指挥员具备在发生上述情况时改变作战方案的灵活性。“上帝之杖”导弹在再瞄准和巡飞能力方面具有重大优势，因为它们能根据目标坐标的变化来进行机动。通过将发射前未能探测到的新出现目标数据传输给“上帝之杖”导弹，飞行中的通信将能使上述机动能力得到利用。卫星通信与数据链技术与“上帝之杖”导弹进行飞行中通信的最具有潜力手段是现役的超高频（UHF）卫星。该频段允许“上帝之杖”导弹可采用一种简单的全向天线。不过，“上帝之杖”导弹再入时所产生的等离子壳层可能会干扰无线频率通信频道，从而影响“上帝之杖”导弹的超高频通信能力。等离子壳层的形成主要取决于再入体的具体特性。速度超过10马赫的再入体可能产生等离子壳层，而速度约20马赫的再入体则一定会产生等离子壳层。高度也是产生等离子壳层的一个重要因素，因为等离子壳层通常产生于约9千米至90千米的高度。再入体的形状也很重要，钝形再入体可产生较高密度的等离子壳层，尖锥形再入体所产生的则密度较低。另外，易烧蚀材料以及含高度产生等离子体的杂质的材料可能增加等离子体的密度。因此，为了提高“上帝之杖”导弹武器系统的飞行中通信能力，需要对“上帝之杖”导弹进行精巧的设计和试验。同时，每个“上帝之杖”系统之间、“上帝之杖”导弹与系统的两个卫星平台之间都需要在互联互通，形成一个卫星作战网络，以实现体系作战能力。而实现这一能力的重要手段之一便是数据链技术。数据链作为该系统的组成部分，由消息格式、链路协议和传输信道构成，完成传感器、控制系统和武器系统之间实时信息的交换，是三者之间进行无缝链接的重要纽带。数据链主要涉及软件无线电技术、抗干扰技术和保密通信技术等。目前，美军正在使用或发展的通用数据链主要Link-4、Link-11、Link-16和Link-22等。作战损伤评估技术在大多数情况下，近实时的作战损伤评估是难以做到的。由于采用更先进的设计和技术，“上帝之杖”导弹可能比现役武器系统具有更强的作战损伤评估能力。“上帝之杖”导弹作战损伤评估能力的基本构想是，由该弹携载一台可在目标上方巡飞的数字照相装置，在目标被击中前和被击中后为其照相，并将相片压缩成比特数较小的数据，之后仍然停留在空中以便通过uHF卫星线路将该数据传输给发射“上帝之杖”导弹的指挥员。“上帝之杖”导弹所携载的照相装置比现役武器系统所携载的更好的原因在于，这种照相装置离目标现场很近；所拍的系列相片可提供对“发动攻击前”和“发动攻击后”的目标进行直接对比；实时相片进行压缩和传输使相片质量高、指挥员接收相片快。卫星快速发射组网技术随着地基或天基反卫星武器的逐步发展与部署，“上帝之杖”导弹系统可能面临着严重的生存问题。除了提高自身的防御能力外，“上帝之杖”还需通过快速发射入轨和组网来提高生存能力和补充星座的战斗损失。美国已具备一次将数个“上帝之杖”系统发射入轨的能力，但还不具备快速发射能力。目前，美国除了实施陆基发射外，还在初步具备从潜艇和战斗机上发射小型卫星的能力。未来美国不仅将提高机动快速发射中大型卫星的能力，还将利用X-37B空天飞机等空间平台部署和补充部署“上帝之杖”系统。“上帝之杖”发展前景展望具备打击移动目标的能力从目前来看，“上帝之杖”主要用于打击固定目标，但未来其打击目标将从固定目标拓展至移动目标。这是因为美国不仅有对付移动目标的军事需求，而且“上帝之杖”也具备一定的对付移动目标的潜力。对于“上帝之杖”导弹来说，移动目标的情况可包括两种，一种是目标不时地移动但当“上帝之杖”导弹发动攻击时却固定下来，如在分散区域部署的机动型洲际弹道导弹；另一种是“上帝之杖”导弹发动攻击时目标正在移动。这里有三种技术方案可用于对付移动目标：一是加装终端传感器；二是加装遥控传感器和武器数据链；三是上述二者的联合。一台终端传感器可加载于“上帝之杖”导弹，以增加目标定位精度。另外，为了打击移动的地面目标，飞行中的目标重新瞄准也是任何一种远程系统的基本能力要求之一。这是因为它一方面能保持非弹载瞄准系统及其位置精度与数据传输频率之间的性能平衡，同时也能实现武器及其导引头探测和识别目标的能力。为了成功对付移动目标，“上帝之杖”导弹必须不断得到更新的数据。通过在飞行中不断得到最新的瞄准数据，“上帝之杖”导弹可飞抵目标的附近区域，并释放带导引头的弹头来杀伤目标。指挥员可能也需要在“上帝之杖”导弹发射后终止任务的能力。用于反导和反卫星“上帝之杖”可用于在来袭弹道导弹的主动段/上升段实施拦截，它可与地基上升段动能反导系统一起构成对来袭弹道导弹的第一层防御。从武器系统的效能来看，尽早拦截有利于扩大保卫区面积，减少武器布防数量，因此最理想的情况是实施主动段/上升段拦截。对于“上帝之杖”来说，由于不存在地域限制，只要天基平台网、指挥控制网和预警探测网一经建立，就可对任何地区来袭的弹道导弹实施上升段拦截。从长远来看，“上帝之杖”等天基反导系统将成为空间战略防御的重要组成部分。另一方面，“上帝之杖”将具备强大的反卫星能力。目前，美国正在发展“近场红外实验”卫星、“实验卫星系统”等多种反卫星卫星，还通过“轨道快车”等项目发展卫星交会、捕获、破坏等具有潜在反卫星功能的技术。未来“上帝之杖”研制成功后，在采用上述卫星系统相关技术的基础上，可利用动能杀伤机制攻击敌方卫星。配备生存与机动能力强的卫星平台未来美国将进一步提高“上帝之杖”卫星平台的生存与机动能力。美国国防高级研究计划局曾于2007年开始实施“以信息交换为纽带的未来、快速、灵活、分块、自由飞行航天器”（即F6卫星项目）航天技术演示项目。尽管该项目于2010年7月终止，但相关技术开发仍在实施之中，并可能应用于“上帝之杖”系统。F6卫星指模块化编队飞行卫星，用于探索构建分布式卫星体系结构。该体系结构将把传统的单个大卫星分成多个功能模块，各模块间依靠无线方式进行数据、能量传输以及分布式计算，各模块通过在轨编队飞行构成虚拟大卫星，以共同执行航天任务，能有效降低传统大型卫星在轨运行面临的风险。另外，随着技术的不断进步，“上帝之杖”卫星平台的运载能力将得到进一步的提高。通过配备更多的燃料、加装先进的姿控与轨控系统以及对导弹进行小型化等措施，“上帝之杖”卫星平台可以进行大范围内的机动，实现作战的快速反应。同时通过接收提前下达的作战指令，该卫星平台可以进行适当的轨道调整和相位的机动，更快地到达预定轨道，为地面打击提供宝贵的时间。形成天地一体打击能力目前，天基系统逐步从提供作战支援、提供空间防御与控制能力向提供天基打击能力的方向发展。作为一种天基打击武器系统，“上帝之杖”不受地域和国界限制，机动性和隐蔽性好，打击范围广，使用方便；未来既可提供信息支援，又可通过配备常规或核战斗部而具有强大的威慑与打击能力。因此，与传统的地基打击武器系统相比，“上帝之杖”有着不可比拟的优势。“上帝之仗”天基武器系统与地基武器系统（包括各种陆基、海基和空基系统）可有效结合，相辅相成，从而形成天地一体的多维作战体系。在未来作战中，“上帝之仗”利用空间优势，既可提供直接、快速、全方位、精确的对地饱和攻击能力，又可提供信息支援，还可进行信息攻防和反导作战，为地基武器打击创造有利条件，再由地基武器完成打击任务。而地基武器在发挥固有地位与作用的同时，可为“上帝之仗”等天基武器系统提供地面支持，保障其发挥作战效能。二者相互配合可取得最佳作战效果。欢迎您转载分享：
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