第六章精确制导技术

•第六章：精确制导技术主要内容•第一节精确制导技术•第二节导弹武器•第三节精确制导弹药第一节精确制导技术•精确制导技术是指采用导引和控制的方法,调整受控导弹或弹药的运动轨迹,使之精确命中目标的技术。•其应用主要体现在两类武器上：一是精确制导武器，主要有战术导弹、制导炸弹、制导炮弹和制导鱼雷等；二是战略导弹。精确制导技术的原理第二步，通过控制系统发出纠正这种偏差的指令，调整武器的飞行姿态和弹道，直到命中目标。第一步，通过导引系统测量出武器与目标的相对位置和速度，计算出实际飞行弹道与理论弹道的偏差。精确制导武器的概念精确制导武器，就是指采用精确制导技术，直接命中概率在50％以上的武器。精确制导武器的分类精确制导武器导弹精确制导弹药导弹精确制导弹药93.3%6.7%精确制导武器的组成及分类•精确制导武器的涵盖范围：一是常用于战役和战术作战；二是对制导武器的精度有量化的规定，即直接摧毁率超过50%。•总体而言，精确制导武器可分为精确制导导弹和精确制导弹药。制导方式自主式寻的式遥控式地形匹配惯性景象匹配主动寻的半主动寻的被动寻的波束指令ＧＰＳ复合式自主制导是在导弹的制导系统计算机里预先存有拟定的飞行线路，导引系统在导弹飞行过程中能适时地发现偏差，并输出修正偏差的控制指令，控制导弹按拟定的飞行路线飞向目标。自主制导1、惯性制导★在发射前，需把发射点、目标点、飞行弹道及其他初始条件预先编成制导程序，输入到弹上制导计算机内。★在飞行中，计算机根据惯性测量装置实时测得导弹运动参数，并与制导程序要求的预定值进行比较，如有误差，制导系统即发出指令，修正导弹的飞行弹道，直到命中目标。惯性制导优点1、“发射后不用管”；2、不受气象条件的影响；3、抗干扰能力强；4、隐蔽性好。缺点1、制导精度随导弹飞行时间的增加而降低。2、只能打击固定目标。战略导弹初始制导多采用惯性制导美国“民兵Ш”洲际弹道导弹2、地形匹配和景象匹配制导在发射前，事先把路线上的地形数据或景物图象数字化，存储在导弹上。在飞行中，通过特定的装置不断测量实际地形或景物数据，与事先存储的进行对比，算出偏差后进行纠正。地形匹配和景象匹配制导优点1、“发射后不用管”；2、容易获得目标特征，数据稳定，不受气象变化的影响；3、抗干扰能力强；4、隐蔽性好。缺点1、在平原、水面区域使用效果较差；2、制导精度随飞行时间增加而下降；3、准备工作时间较长；4、只能击打固定目标。3、天文导航制导GPS制导的工作原理是利用弹上安装的GPS接收机接收4颗导航卫星播发的信号（卫星的位置）及播发信号的时间，来确定导弹的位置，根据这个数据来修正导弹的飞行路线，提高导弹的制导精度。4、GPS制导全球定位系统(GPS)制导遥控制导在导弹飞行过程中，另外设有指令站，通过不断测量目标和导弹的相对位置，不断地对导弹发出指令来修正飞行路线，使其逼进目标。遥控制导雷达无线指令制导遥控制导波束制导遥控制导优点1.弹上设备简单；2.在一定距离内制导精度较高。缺点1.抗干扰能力差；2.容易被敌方发现。寻的制导导引系统接收来自目标的反射或是辐射信号，确定导弹与目标的相对位置和速度，自动跟踪目标，引导武器飞向目标。反射辐射寻的制导主动雷达寻的寻的制导被动雷达寻的寻的制导被动红外寻的寻的制导地对空半主动雷达寻的寻的制导优点1.“发射后不用管”；2.制导武器投掷系统具有同时对付多个目标的能力；3.命中精度高。寻的制导缺点1.易受干扰；2.隐蔽性能差。复合制导复合制导是指导弹在空中飞行的各个阶段，分别采用不同的制导方式。复合制导惯性+地形匹配惯性+主动雷达惯性+地形匹配+数字景象匹配区域相关BGM-109CBGM-109ABGM-109B第二节导弹武器导弹的定义：是依靠自身动力装置推进,由制导系统导引、控制其飞行路线，并导向目标的武器。导弹研究思想历程矛→标枪→箭→火箭→火箭弹飞机第一种实战导弹：V-1德国导弹研制简况和V-2导弹}→导弹一、德国导弹研制简况•二战期间，德国人有一种军事思想，认为战争要打闪击战，要速战速决。在这种思想的指导下，德国人急于寻求一种能够迅速瓦解敌方军事力量及精神意志的一种武器，于是德国人率先开始了导弹武器的研究。当时由瓦尔德·多恩伯格上尉直接负责这项工程，他起用了世界上著名的火箭专家冯布劳恩工程师，他们在希特勒大量经费的投入下，德国的导弹很快研制出来，德国人于1942年研制成功了世界上最早的导弹--V-1和V-2导弹。美国导弹研制简况•1936年，美国加州理工学院冯卡门教授集合了一个五人火箭研究小组。•1945年，美国试射成功了第一枚导弹“下士”地地导弹。苏联导弹研制简况•1948年，苏联的第一枚导弹P-1导弹试射成功。•1957年，苏联试验成功了世界上第一枚洲际弹道导弹。中国导弹研制简况•1960年东风1号导弹试验成功；•1964年6月29日东风2号导弹试验成功；•1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸成功；•1966年10月27日中国第一枚弹道导弹核武器发射成功中国洲际导弹东风31公路机动中国洲际导弹东风31战略打击第一种公路隐蔽机动中国洲际导弹东风31海军改进型巨浪-2战略打击第二种战略核潜艇水下发射二、导弹武器的组成导弹武器的组成战斗部动力装置制导系统弹体导弹武器的组成•一、战斗部又称弹头，导弹能够挂装的弹头有４种：•●常规弹头●核弹头●特种弹头●多弹头右图为美国“陆军战术弹道导弹系统”中导弹所用的四种子弹头。导弹武器的组成•常规弹头•常规弹头是以普通高能炸药做为装药的一种弹头。按爆破原理不同可分为：•１．爆破型弹头•它对目标的破坏作用主要通过两方面来实现：一是到达目标时具有很高的动能，对目标的穿透和冲击作用。二是进入目标后起爆引起高温高压气流，对目标有冲击作用。导弹武器的组成•２．穿甲型弹头（又称聚能型弹头)弹头的尖端预制成一个凹槽，弹头起爆时，高温高压气流沿着槽面各点法线飞出，使高温高压气流汇聚成一股，从而对厚的装甲、混凝土工事有穿透和冲击作用。•贫铀穿甲弹是最具代表性的穿甲弹。导弹武器的组成•３．破片型弹头•是到达目标附近起爆，产生很多碎片，碎片的形状可以预制，如链状、球状、片状。这些碎片以很高的速度飞散出去打击目标，破片型弹头常用来打击空中的目标。导弹武器的组成•核弹头•核弹头是利用核反应的各种效应起到杀伤破坏作用。战略导弹均采用核弹头。按装料和主要杀伤因素的不同，可分为原子弹头、氢弹头和中子弹头。1.原子弹弹头•利用钚、铀等重元素，在爆炸的瞬间靠其核裂变产生高温、高压气体释放出起破坏作用的巨大能量造成杀伤破坏作用。导弹武器的组成•2.氢弹弹头•利用氘、氚等重氢和超重氢元素的原子核聚变，产生冲击波，光辐射、辐射性沾染等效应来摧毁目标。3.中子弹头•利用核反应产生的大量高能中子杀伤生物的一种武器。导弹武器的组成•特种弹头•有特殊的作用的弹头，称为特种弹头。如化学弹头、细菌弹头、军用毒剂弹头、生物战剂弹头等。导弹武器的组成•多弹头•多弹头是一枚母弹头携带若干枚子弹头，母弹头到达一定高度后，释放子弹头，释放出的子弹头可沿不同轨迹攻击同一军事目标或沿不同轨迹攻击不同的军事目标。新型战斗部的出现•云爆弹也称燃料空气炸弹。美军BLU-82炸弹MOAB•钻地弹•电磁脉冲炸弹•石墨炸弹也称SoftBomb导弹武器的组成•二、动力装置•动力系统是为把导弹送到目标执行作战使命而提供动力的装置。导弹所使用的动力装置主要有：空气喷气发动机和火箭喷气发动机。导弹武器的组成•1.空气喷气发动机•导弹自己携带燃烧剂，需要利用空气中的空气作为氧化剂，二者反应形成高温高压气流推动导弹前进。由于需要利用空气作氧化剂，所以使用这种发动机的导弹只能在大气层中飞行，属低空导弹。导弹武器的组成•2.火箭喷气发动机•导弹自己携带氧化剂，燃烧剂二者反应形成高温高压气流推动导弹前进。这种导弹既可在大气层中飞行，又可在大气层外飞行，适合于高空导弹或低空导弹。导弹武器的组成•三、制导系统•制导系统是保障导弹准确导向目标的系统，包括引导系统和控制系统。引导系统的作用是确保导弹在飞行中的位置，计算导弹沿预定弹道飞行所需的修正信号，并送至控制系统。控制系统的主要功能是根据导引系统送来的信息和自身敏感元件提供的信息及时修正导弹的飞行角度，使其处于良好的受控状态，保证导弹按所需的轨迹飞行。导弹武器的组成•四、弹体弹体是指将战斗部系统、动力系统和制导系统有机连成一体，使之形成的整体。由于导弹工作环境复杂多变，为使导弹能在各种复杂条件下工作，弹体必须具有良好的空气动力外形，以减少空气阻力；还应具有高质量的内部空间，给各工作系统和仪器设备创造一个良好的工作环境和保护条件。弹体应采用具有足够强度的结构和材料，并应使强度钢度好、重量轻、成本低、来源广。导弹武器系统的组成•配套的地面(机载或舰载)设备；•瞄准、探测跟踪系统；•指挥通信系统导弹武器系统的功能•１．贮存、运输、准备、装填和检测导弹；•２．探测和识别目标，确定目标位置和运动状态，瞄准目标，进行发射准备和实施发射，引导导弹毁伤目标；•３．进行作战通信指挥和及时判断攻击效果．•导弹武器系统分类框图导弹武器系统陆基海基空基固定机动半固定水面舰艇潜艇飞机直升机地上半地下地下井壕沟隧道井上发射井下发射地上地下及半地下铁路野外自行牵引车载便携导弹的分类•1、按作战任务分类•2、按飞行方式分类•3、按发射位置分类•4、按目标特性分类•5、按射程分类•6、按导弹系统机动能力分类战略导弹和战术导弹•战略导弹：是用于打击战略目标的导弹，主要用于打击敌方政治、经济中心、军事、工业基地、核武器库、交通枢纽、导弹基地、指挥控制中心等重要战略目标。通常携带核弹头，由国家最高统帅机构控制和使用。如美国民兵导弹、侏儒及和平卫士导弹。战略导弹和战术导弹•战术导弹：是打击战术目标的导弹。在一般战役中使用。用于打击敌方战役、战术纵深内的核袭击兵器、集结的部队、坦克、飞机、舰船、雷达等战术目标。由战役、战术指挥员使用。如“飞毛腿”、“长矛”、“SS-21”、“蛙式”导弹等。弹道式和有翼式•弹道导弹是由火箭发动机将其推送到一定高度和速度后，弹头靠其惯性沿着预定弹道飞向目标的导弹。由于飞行路线类似于炮弹的轨迹，故称为弹道导弹。如“SS-13”导弹、“三叉戟II”导弹。•左图•为俄•罗斯•SS-13•洲际•弹道•导弹•的结•构布•局图弹道式和有翼式•有翼式（飞航式、巡航式）导弹是指通过弹体、弹翼和舵面产生空气动力，控制和稳定导弹的飞行，使导弹在飞行过程中始终保持匀速状态或等高状态。这种导弹又称为巡航导弹或飞航式导弹。如战斧导弹、V-1导弹。弹道导弹与巡航导弹轨迹对比图巡航式导弹•右图为BGM-109/AGM-109“战斧”巡航导弹，是美国按模块化设计思想发展的一种多用途巡航导弹武器系列。应用了美国在推进技术、高能燃料、微电子技术、小型化核弹头和高爆炸力常规战斗部、精密地图测绘制作技术、小型化弹体设计技术及隐形技术等多种技术领域的最新研究成果,其作战性能与早期巡航导弹相比有明显提高。1991年海湾战争期间,战斧BGM-109C/D取得了令世人瞩目的战果。其它几种分类方法•按目标特性分类•按射程分类•按导弹系统机动能力分类•按发射位置分类•反坦克导弹、反舰导弹、反潜导弹、反雷达导弹、防空导弹、反导弹导弹、反卫星导弹•近程导弹:射程1000公里•中程导弹:射程1000-3000公里•远程导弹:射程3000-8000公里•洲际导弹:射程8000公里•固定式、机动式、车载式和便携式.•陆基、海基、空基导弹武器系统;•机载、舰载、车载、炮射导弹.导弹武器的特点•1.射程远•2.命中精度高•3.威力大•4.飞行速度快•5.飞行高度高1.射程远导弹武器的特点•导弹武器是采用火箭发动机作为动力装置，有的采用多级点火，增加推力的结构。根据计算，一台大型火箭发动机，其推力可达数百万吨，相当于几万辆汽车的总共率。这样威力大的武器，其射程足以攻击地球上的任何目标。2.精度高导弹武器的特点•随着飞行控制系统与控制方法的不断改进，导弹武器已具有相当高的命中精度。如美国的民兵