导弹与精确制导技术综述

导弹与精确制导技术综述导弹作为战争中举足轻重的高科技强打击力的现代战争武器，已经在信息化战争中扮演重要角色，并且不可替代。我国自上个世纪发展导弹以及导弹部队以来，已经取得巨大进步。经过半个学期“导弹与精确制导”课程的学习，我对导弹的历史发展、相关分类、武器结构、作战模式、导弹突防等方面有了初步的了解,今天我将从导弹的制导方式与发射方式两个方面做简单介绍。发射方式总体讲，陆基弹道导弹发射方式主要有两种，即固定式和移动式。其实，到目前为止本质上陆基弹道导弹都是以固定方式发射的。也就是说，陆基弹道导弹的发射作业都是以“静止”方式进行的。之所以有固定和移动的区别，主要是因为进入发射作业前导弹的状态有所不同。之所以存在这种不同，主要是因为弹道导弹是一种非常敏感并明确具备大规模毁伤特性的战略兵器。因为弹道导弹本身的技术特点和作战地位，即使是固定发射的弹道导弹也不可能摆在露天地里。因此，发射井成为陆基弹道导弹最初的唯一选择。概括起来发射井主要有三个作用：储存（含维护保养）、隐蔽（含防护）、发射（便于在短时间内完成发射作业）。导弹兵器本身就是由一系列精密设备组成的，弹道导弹的储存并不简单。作为一种战略兵器，服役的弹道导弹在多数时间里都处于“值班”状态。因此，发射井不仅仅是一个储存的坑道或“井”。导弹在“井”内不仅要完成“值班”任务，还应可以完成绝大部分的维护和测试内容。比如，某些固体燃料的导弹还需要定期在井（洞）内完成“翻身”的动作。因为，长时间的静止储存会造成发射药药柱变形，影响精度。具体维护方式主要有，整体维护和分段维护。因此，发射井至少应包含：相关的机械（起重、移动）系统；环境（温度、湿度）维持系统；信息传输处理系统；机械和电气测试系统；值班和生活保障系统；动力（电源）系统等。不同的导弹有各自的预警和反应时间。简单的说，导弹只要及时出井并脱离对方核弹的破坏效应区，发射井即完成了使命，这时是否被直接命中已经不那么重要了。因此，弹道导弹的戒备等级和反应时间似乎非常重要。相信多数人会同意上述看法，冷战期间美苏之间也确实尝试过这种相互戒备的方式。美苏之间的实践证明，这种方式过渡依赖预警系统，使双方从预警到发射值班的整个系统经常处于极度紧张敏感的状态。冷战其间曾多次出现过危险的虚警险情，多次险些造成错误的链式反应„„简单的说，尽管发射井在高精度的核攻击面前显得有些脆弱，但由于经济和具体技术的原因，发射井方式仍是弹道导弹的重要选择。发射井的工程防护强度，不仅仅取决于工程措施，还取决于地质情况。而地质和岩层本身的材质强度往往更胜于工程措施。一般的讲，发射井一旦被命中（或近距离命中），根据被破坏程度需要经过相应的紧急工程补救后才能使用（经过较短的过程方可完成）。尽管发射井造价昂贵，但比较起来发射井方式仍是各种陆基发射方式中最“廉价”的。也有的国家设想多枚导弹共用一个发射井，这实际上是以减少“值班”导弹数量为代价的，存储的后备导弹能否在核攻击时派上用场存在很大疑问。鉴于发射井本身的特点和弊端，随着导弹技术的进步，移动发射方式成为又一种陆基发射的主要方式。其实，移动发射的过程比发射井还要复杂，成本更高，具体问题也更多些。随着电子技术和导弹燃料（推进剂）„„等等技术的进步，弹道导弹技术有了相当的进步，体积和质量都变小了，结合其战斗部的改进，弹道导弹实现了陆基移动发射。简单的说，陆基移动发射的目的是为了在确保攻击能力的前提下改善生存能力。目前，陆基移动主要有两种方式，即公路机动和铁路机动。这两种方式各有千秋，但无论那种方式全寿命周期费用成本都高于固定方式。一般的统计表明，移动发射方式所需兵源数量是固定方式的3～6倍。移动方式涉及的兵种配置主要有：指挥、测地、测试、维护、电源、警戒等。尽管移动方式发射作业同固定方式一样，也是在“静止”间进行的，但涉及到的具体细节却更复杂一些，具体的维护内容也更复杂一些。这里仅就相对固定方式的特点做有限介绍。弹道导弹的“旅行”距离很长，且经过长距离的飞行后还要准确的中的。除去各种精密的制导手段外，精确的确定发射阵地是其中甚为关键的环节。从一定意义上说，导弹能否精确命中千里之外的目标，取决于精确的始发点。也就是说，战斗部能否准确中的，取决于导弹是否有一个精确的出发地。因此，与固定方式不同的是，移动方式需要测地兵种时时伴随左右。固定方式的发射阵地是事先经过精确测定的，一次测定的数据可以长期使用；而移动方式的发射阵地不是固定的，不仅需要部队及时准确到位，而且具体占领阵地的过程要求也非常严格，具体每枚导弹都需要有精确的“出发”坐标（不仅是经度、纬度，还有高程）。否则再好的制导手段也难以确保精确的中的，这点也是弹道导弹同巡航导弹的重要区别之一。俗话说“善始善终”。巡航导弹可以先飞起来再说，“善终”的问题可以在途中确定；弹道导弹能否“善终”却取决于是否“善始”。移动方式的导弹经常处于运动状态，其维护显然与固定方式不同，需要各种相应的维护设备相伴。因为导弹经常处于运动状态，不仅导弹本身的设计和工艺措施应满足使用环境的需要，而且也增加了导弹发生故障的几率，同时对导弹本身的安全性也提出了更高的要求。总之，移动方式不仅使导弹脱离了固定方式特有的“保险壳”，而且失去了固定方式特有的冷暖适宜的“舒适”环境。所以，尽管移动方式采取了与之相适应的推进剂（无论是固体还是液体）和相应的技术措施，但维护成本仍在全寿命成本中占有相当比重。铁路方式，即导弹及相关发射保障设备均安装在特制的铁路车体上。通常铁路方式的车体是经过伪装的，从外表看与多数普通货运车体没有区别（与之配套的保障车辆亦同）。这样就可以使导弹混迹于大量的普通列车中，利用四通八达的铁路网高速机动，还可利用编组站、铁路隧洞等改头换面摆脱对方的跟踪侦察。铁路方式的特点是，运载量大机动速度快（等同普通列车），导弹起飞质量可以大一些，发射时的竖起等也相对容易些，在列车编组中可以同时挂载各种其他保障车辆，人员的休息工作环境相对好些（比较公路方式）。前苏联曾有一种铁路机动的导弹搞得美国人很头痛。这种导弹利用前苏联庞大的铁路网，在广阔的苏联境内到处机动，美国人花费了大量的人力物力来跟踪这种导弹，不仅需要安排专门人员24小时盯着这些导弹，而且空中的卫星几乎是满负荷工作。即便是这样美国人发现并成功跟踪这些导弹的概率仍十分可怜，但在相互威慑的大格局下又不能不盯。当年美苏在讨论防务问题时，美国人常常会首先对这种型号提出疑义。美国人对该型号的疑虑直到苏联解体后才消除，此后美国为之警戒预警的卫星也大为减少。制导方式导弹制导是利用预先设定的规则，在飞行与寻找目标的过程中所采取的手段和方法。不同的手段与制导的方式结合在一起就成为导弹的头脑与控制中枢，也是导弹能否精确命中目标的决定性因素。按照不同控制导引方式可以概括为自主式，寻的式，遥控式和复合式等四种制导方式。自主式制导在制导过程中不需要提供目标的直接信息，也不需要导弹以外的设备配合，能自行操纵导弹飞向目标。主要用在攻击地面固定目标的导弹上。可采用几种制导方式，但主要是惯性制导。惯性制导的优点是：不需要任何外界信息，就能自动地根据飞行时间、引力场的变化和导弹的初始状态，确定导弹瞬时的运动参数，因而不易受外界干扰。目前，大多数地地弹道导弹，如美国的“大力神（Titan）”“民兵”洲际弹道导弹等都采用惯性制导。随着制导技术的发展，还可采用天文或地形地图匹配的方式来提高制导精度。大部分地（潜）地导弹采用自主式制导系统。自主式制导由于和目标及指挥站不发生联系，因而隐蔽性好，抗干扰性强，导弹的射程远、制导精度高。但飞行弹道不能改变的特征使之只能用于攻击固定目标或预定区域的弹道导弹和巡航导弹。自主式制导包括了惯性制导（INS）、程序制导、地形匹配制导、星光（天文）制导、GPS制导。寻的制导的测量装置安装在导弹上，通常称导引头。能感受目标辐射或反射的无线电、热和光辐射波。根据测量到的目标和导弹的相对位置、速度等参数，在导弹上形成制导指令，操纵导弹飞向目标。其特点是制导精度较高，但制导距离不能太远。多数空空导弹和一部分地空导弹采用这种制导系统。寻的制导根据感受到目标信息的来源，可分为主动、半主动和被动式寻的等制导方式。寻的制导包括了雷达制导、红外制导、毫米波制导、电视制导、激光制导，分为主动寻的制导、半主动寻的制导、被动寻的制导。遥控制导是由导弹外的指挥站，测定导弹和目标的相对位置，并给导弹发出制导指令，通过导弹上控制装置操纵导弹飞向目标。最常见的是无线电指令制导，不少防空导弹如美国的“奈基-Ⅱ（Nike-Ⅱ）”，采用这种制导方式，其缺点是易被敌方发现和干扰。其他还有有线指令制导、无线电波束制导和激光波束制导等。遥控制导主要用于反坦克导弹、空地导弹、防空导弹、空空导弹和反弹道导弹导弹。按传输方式又可分为指令制导和波束制导，指令制导分为无线电指令和有限电指令。波速制导分为雷达波速制导和激光波速制导。复合制导是指导弹从发射到命中目标，一般分初始段、中间段、末段三个飞行阶段。导弹在飞行过程中，同一阶段或不同阶段采用两种以上制导方式的，称为复合制导系统。它的特点是可以根据战术和技术的要求来选择组合的内容。它可以分为三种：串行、并行以及串-并相结合。串行一般初制导段采用惯性制导，中制导采用遥控指令式，末制导段采用寻的制导。并行制导可以是无线电与光学两种手段同时进行的光电复合式制导。复合制导系统，可增大制导距离，提高制导精度和抗干扰能力以及抗隐身特性。现代某些防空导弹、岸（舰）舰导弹和反弹道导弹导弹等都采用复合制导系统。