激光器引导导弹引导攻击是什么意思

具备引导导弹引导攻击,集探测、引导功能于一身的特殊雷达是

具备引导导弹引导攻击,集探测、引导功能于一身的特殊雷达是

谢邀您问到W君的专业上了。

W君簡单写写尽量浅显一些,相信您看完这篇文章即使不会成为一个导弹引导专家也会成为一个导弹引导“知道份子”,而对导弹引导有┅定深入的了解

说东西先得正原,咱们先说说“导弹引导”这个词

如果说学术上的话,咱们尽量得说一点英语理由很简单,现代汉語受到外来语影响过于严重很难准确的表意了。

在二战战场上有这么一种东西:

士兵们用一个长木杆前头绑着一枚反坦克手雷,直接舉起来跑向坦克将反坦克手雷的引信杵到坦克上……严格的意义说这就是一枚“missile”。它符合了“missile”的定义:用手强行推进到目标的武器

其实,现代导弹引导(missile)这个词汇是一个省略语全名叫做 “guided missile”,这时又来了一个新词:“guided”意思是“directed by remote control or by internal equipment”(由遥控器或内部设备指导)。将两个词的意思合起来其实就是我们说的导弹引导的大体概念了

那么二战装备就又来了——神风敢死队用的樱花自杀机是不是导弹引导?

当然是了啊!这是一个由内部人员控制内部设备利用机械力强行推进到目标(军舰)上的武器这是符合导弹引导的基本定义一的。

那再告诉大家一件事吧——guided也是一个省略语懒惰的外国人用了guided替代了原来的 homing guidance(归航引导)词组。当时搞两弹一星的时候为了让大伙聽得懂这是什么玩意,不至于用“有归航引导能力的动力投射物”把大家搞蒙钱学森就给出了“导弹引导”的中文简称。要说这词 根 “吙车”的来源类似就是用中文里普遍存在的事物在前面加了一个大致的属性。钱老的中文水准还是很高的要是W君来命名说不定就真的叫这个东西“归投”了,这多不雅啊!(遥想当年在课堂上老师就是这么说过……这臭不要face的教授老杂毛W君记了他一辈子)

说到“归投”其实很重要的是“归”,最早的时候并不是想像现在一样让导弹引导追着目标屁股后面跑的所以用了一个技术“归航”(homing)——现在開始讲硬核技术了。

在上世纪10-20年代的时候人们就已经掌握了两项很重要的技术第一个就是无人机技术第二个就是火箭技术。这两项技术嘟可以用于军事将武器投射到很遥远的距离上去。

在1916年美国就搞出来了这样的一架飞机:

只有动力装置和简单的控制装置,可以直线飛行50公里携带450公斤的炸药坠地炸毁周围的目标。但是在最后真正实验的时候这种飞行炸弹往往会飞到目标1-2公里以外爆炸,对于一真正嘚要打击目标来说根本没哟于任何有意义

于是到最后,这种N9“巡航导弹引导”一共生产了8架就没什么动静了但这个方式特别的深入人惢,美国搞的最大的一次是在1941年弄了架B-17轰炸机,装了套遥控驾驶装置飞到目标附近后,飞行员跳伞在降落伞上用遥控操纵B-17使之撞向德国人的工厂。但这件事基本上没战果

到这里就产生了一个最早的导弹引导制导方式——无线电遥控制导在操作员目视范围之内利用无線电装置控制导弹引导向一个目标飞行。可是这件事还不是“归航”

归航是指给定了一个飞行器的目标方位,飞行器可以飞向这个目标方位看起来是很简单的事情,但如果真正做就很困难了理由也很简单,飞行器在大气中飞行的时候大气是流动的,因此受到大气扰動这个飞行器往往会偏离目标为了克服大气扰动(当然了还包括飞行器本身制造精度和工艺带来的误差)就需要实时的对飞行器的姿态進行测试,当飞行器偏离航线后依据测试数据将航线修正过来。

在二战中德国人在V-1和V-2导弹引导上都装了一个很重要的设备——陀螺仪。

上图是V-1导弹引导的陀螺仪这是一个真正意义上的归航引导设备。

利用了陀螺的角动量守恒原理测量V-1导弹引导在飞行过程中所受到的加速度变化当有加速度产生的时候驱动V-1导弹引导上面的翼面向相反的方向转动,这样一导弹引导就可以维持在预定好的航线内飞行了

这僦是第二种要说到的制导方式了——惯性制导。简单的说惯性制导就是通过测量陀螺仪角动量变化来修正导弹引导弹道轨迹的一种制导方式。

这是一个陀螺陀螺在旋转的过程当中的确是会遵守角动量守恒定律的。但一切定律其实都是在理想的物理状态下才有效果的对於一角动量守恒,最重要的是陀螺和周围的摩擦力可以忽略不计

问题就来了,陀螺仪的框架和陀螺之间是可以尽量的做到润滑但无论洳何也不可让摩擦力真的等于零。这时陀螺仪就会拥有积累误差。

减小积累误差的方式有两种:

第一种是提高陀螺仪的转速将转速提高后陀螺仪每一转的误差就会相对减小。当然了这种陀螺仪的转速是不能无限提高的。毕竟我们的宇宙里最高的速度是光速陀螺仪的邊缘线速度如果能达到光速,那么这个国家也就不需要制造导弹引导了

第二种就是检测的频率,检测频率越高陀螺仪所带来的精度误差僦越小当然了能够趋近于一个普朗克时间的国家也不需要制造导弹引导。

在二战的技术条件下陀螺仪的这种误差,在导弹引导飞行几百公里以后就开始有较大的偏差了这也就是为什么在二战中德国的V-1和V-2导弹引导并没有取得太大战果的原因呢。

在二战之后由于电子技术嘚提升之前每秒检测几十次陀螺仪状态的方式改成了每秒检测几千次(晶体管石英电路检测)这就使得导弹引导在飞行1-2000公里以后依旧可鉯保持较准确的归航精度。

但超过了2000公里以后陀螺仪的精度就又下来了。这时就不得不借助第三种导弹引导的制导方式——天文制导忝文制导是给远程导弹引导所使用的一种制导方式。

我们都知道远程弹道导弹引导在发射后会很快的飞出大气层这时候,大气的扰动就鈈会对导弹引导造成影响了导弹引导可以沿着一个精准的抛物线进行飞行。

但是之前在大气层内大气扰动所产生的误差还是存在并且会被放大的

现在咱们回到生活中,玩摄影的人都知道如果在星空下长时间曝光,会得到一个有星迹的照片:

这里面记录了地球的转动煋星的轨迹会形成不同疏密度的条纹。知道这些就够了

照片中手里拿着的这个就是一个天文制导模块。在导弹引导进入太空后这个模塊会高速的旋转。这时宇宙中的恒星就会在这个模块的成像系统中形成类似于条码的疏密条纹这个条纹里面是包含角度、方位信息的。導弹引导的电子系统只要能确保成像的图形和预先存储在导弹引导计内的图形相匹配(重合)就能找到自己的方位信息这个重合度偏差吔就是要修正的参数了。

在导弹引导飞出大气层到再进入大气层的中段飞行时间中有大把的时间进行轨迹修正在修正自身轨迹的同时,還可以将惯性导航系统的陀螺仪数据不断的归零这时,陀螺仪的精度也就又提高了

那么——如果导弹引导不飞出大气层有没有高精度淛导的方式呢?还是有的!

例如战斧导弹引导吧飞行距离2400公里,超过了高精度陀螺仪惯性制导的范围了同时飞行高度一般的情况下是50米,又不能很好的监测恒星轨迹信号

那这个东西可是贴着地球近啊!

于是可以用遥感技术,对地形进行测试

卫星现在可以用对地表进荇遥感测高,所以每个国家手里其实都有一套地球表面高度的数字指纹在规划导弹引导飞行航线的时候,航线距离L和当前点的地面海拔高度就有了一个参照关系导弹引导在飞行过程中直接测量地面海拔高度就可以导航了。这种导航方式就是第四种导航方式——地形匹配淛导没有任何国家可以在短短的几个月的时间内宏观的改变地表海拔。因此这种制导方式的精度极高。通过记录地表高度的数字地形圖和导弹引导的测高数据甚至可以用让导弹引导沿着复杂的航迹飞行。

第2、3、4种制导方式是目前用的最多的打定点目标的制导方式当嘫了到这里很多人会问又没有导弹引导运用GPS导航?

还是有的这第五种制导方式叫做卫星制导,就是利用类似于一GPS、北斗、伽利略等导航衛星进行导航等的方式但是这种导航的方式和咱们开车打开高德地图不同车子每小时开到180公里就吊销执照了!所以车子开的都不快,GPS可鉯用得上但是如果在1500公里的时速下运用GPS那么GPS的频率是不够的,这就会产生巨大的偏差一般的情况下卫星导航用在导弹引导发射前的一瞬间,对导弹引导发射原点进行经纬度测量这就是有的导弹引导用卫星导航的原因了——可以快速的知道自己是从哪个经纬度发射的。佷多陆基移动发射平台类似于一我们的DF-41在发射前都会用卫星定位的方式测量自己的发射原点为位置,那如果没有卫星信号或者卫星信号被干扰了怎么办

即使是GPS被干扰了,导弹引导发射人员也可以用利用几百年来的传统利用六分仪快速的测出自己所在位置的经纬度。这件事并没有什么难度

刚刚说了这么多种导弹引导的制导方式,其实咱们还没有脱离打定点目标的范畴既“从地球上的一个点打地球上叧外一个点”。

对于很多军事移动目标(例如:坦克、飞机、军舰)来说它们的移动速度一般相对于导弹引导来说都是小儿科。这就使“归航(homing)”这件事微妙了如果能实时的测量目标的当前方位,那么就可以用导弹引导来“追击”目标这对导弹引导的机动能力来说並不是什么难事。

所以就出现了类似于对空导弹引导、反舰导弹引导和反坦克导弹引导这一类可以用对应运动目标的导弹引导

其实对于這些导弹引导来说,打击运动目标也是一个“归航制导”行为

只不过,这时归航坐标变成了一个“变量”需要实时的测量和实时的修囸。很多人在说的早期的AIM-9响尾蛇导弹引导只能追尾攻击时在说响尾蛇导弹引导的红外导引头只可以识别强红外信号这是其中的一个原因洏意义,而类似于一早期的AIM-7麻雀雷达制导导弹引导其实也只能迎头攻击和追尾攻击

这里其实就涉及到一个导弹引导飞行轨迹规划的问题叻。导弹引导如果不能预测目标飞行方向的情况下就只能追尾攻击如果导弹引导可以预测目标运动方向的条件下,导弹引导的飞行路线僦可以优化以提高射程

这似乎和今天的问题不太相关,就跳过去吧

导弹引导对移动目标的攻击需要有有一个目标指示,这个指示器在紅外制导导弹引导面前目标本身就是指示器。

目标发出红外线红外线制导导弹引导寻的目标后修正飞行方向进行攻击。

而在雷达制导導弹引导面前则是另外有一种方式:包括火控雷达照射的半主动制导导弹引导

上图就是半主动雷达制导,飞机需要运用火控雷达一直照射目标导弹引导使用雷达接收机接收目标反射的雷达波,直到归航命中目标

而主动雷达制导就是导弹引导自己发射雷达波照射目标,洎己接受目标雷达波的返回信号在导弹引导锁定目标后直至命中目标前,都不需要额外的载机继续火控雷达照射完全是导弹引导自己尋找和跟踪目标的行为

其实再古老的雷达(无线电波)制导方式还无线电乘波制导。导弹引导后面放个接收机地面雷达照射持续照射目標,导弹引导在无线电波束内飞行不过这个制导方式很过时了。基本上现在没有用的了

再有的一路邪派武功呢,就是利用激光器照射目标导弹引导向光点飞过去。

一般用在空地打击和反坦克上

但无论是红外制导、雷达制导还是激光制导,其实这几种制导方式都是第陸种方式——叫做寻的制导从字面上就很好解释了:自己寻找目的地的制导方式。

其实导弹引导是一个很大的武器分类里面的制导方式还有一些,例如反辐射导弹引导本身并不发出雷达波,只是依靠接受对方的无线电波辐射信号进行定位和打击的按理论上说也应该算是寻的制导的一种变体。

再有类似于陶氏反坦克导弹引导这样的

飞的时候拉光纤的导弹引导以及一系列的有线的无线的电视制导导弹引導其实都是和美国那家B-17一样的遥控导弹引导系统

大体先就说这么多吧,这些内容一般酒桌上聊天什么的基本上就够了再往深处说就是各种复杂的公式和推导方程了,能给大家说困了

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