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航空航天答案
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自动射击武器 航空自动武器出现在第一次世界大战的后期.开始作为飞机战斗使用的射击武器,主要由陆用机枪改进而来.口径7-8毫米,配上燃烧弹丸,对付齐柏林式飞艇和无装甲的布质蒙皮的飞机还可取得相当满意的射击效果. 三十年代,飞机进而采用金属的结构和蒙皮,性能也不断提高,并用了装甲防护.为了取得比较满意的杀伤效果,航炮口径大多提高到20毫米.当时认为20毫米是可以做成爆破弹和安装可靠延期引信的最合适的口径.为了对付速度不断提高的空中目标,航炮的射速也成了一项十分重要的指标.同时要求航炮的重量减轻,自动化程度提高.现代的航炮,口径20-30毫米,弹丸初速1000米房#左右,射速一般在发/分之间.对空兼对地面目标射击,在一定距离范围内,能取得相当满意的杀伤效果. 航炮为了保持连续射击,必须要完成击发、开膛、抽壳、抛壳、进膛和锁膛等循环动作.根据完成连发循环动作所采用的能量的形式不同,可分为自身能源和外能源的航炮. 这类武器的优点是由于活动构件较轻,容易获得高的射速;而且可以用改变气孔大小的方法,方便地调整射速.缺点则是机件容易被火药气体熏脏,维护比较麻烦;后座力比较大,在飞机上安装时,需要专门的缓冲装置.属于这种类型的武器有苏制B-20、A12-7和AM-23等. 值得一提的是69年苏联新装的双管导气式r皿.23型航炮.该炮重60公斤,射速达到了3400发/分.同时结构异常紧凑,可以装在纤细的MH r-21机身内部;MM r-23也装这种航炮. 五十年代,美国在此原理基础上设计成M39航炮.口径二十毫米,射速达1500发/分,首次用于朝鲜战争.第二次大战后,英国和法国也在此基础上分别设计成30毫米的“阿登"和“德发"转膛式航炮.
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这两种炮的弹药可以通用.英国的“阿登"M阳,射速可达发/分.法国的“德发"554射速达1800发/分,配置在最新的歼击部,“幻影"2000上。 联邦德国的毛瑟公司,为新式的“旋风"多用途歼击机设计转膛炮时,在20-30毫米之间选择了27毫米的口径.该炮重
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125公斤,射速达发/分,弹丸重260克,初速1025米/秒.27毫米的毛瑟,可发射五种不同效用和用途的弹丸,带碳化钨弹芯和有燃烧效应的锆穿甲弹,对付轻型装甲的穿甲燃烧榴弹,对付软目标的燃烧榴弹,演习弹和可显示命中点的练习和实验弹. 单管航炮在射速提高之后，又出现了炮管过早磨损和烧蚀问题.为了进一步提高射速就出现了多管武器-利用外能源的航炮. 1946年,美国通用电气公司利用19世纪加德林博士设计的一种用手驱动的转管炮原理,开始发展一种射速很高的航炮.第一种型号的产品是20毫米的M61“伏尔肯",射速为6000发/分,配备在F-104、105、106等十多种歼击机上.图12.4是该炮在飞机上安装后的状态. M61转管炮的原理并不复杂.六根炮管成束装在一个可以绕其轴线回转的机匣上.每根炮管有相应的与其配合的机心,机心上的滚轮进入不动的炮身的螺旋槽内.机匣可用电机或液压马达驱动,每根炮管转到一定位置就完成进弹、抛壳;机,心由于受到炮身螺旋槽的限制,只能相对各自的炮管往复运动,完成送弹入膛及击发的动作.
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到目前为止,美国已在转炮管原理基础上,设计成口径从7.62-30毫米,炮管数从3-7的航炮系列,以适应其现代各歼击机和的不同要求.美国最新的7管GAU-8/A航炮,装配在A-10攻击机上.该炮口径为30毫米,射速发/分,并配用燃烧榴弹
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和穿甲燃烧弹.苏联新式的米格27和苏24歼击机都装配了23毫米的转炮管,射速5000发/分,苏联也有30毫米的转炮管. 特别对于像体积和重量都比较大的转炮管,在新式的飞机上,大多已采用吊舱安装,以取得良好的空气动力性能。 六十年代以来,武装直升机已引起了世界上各大集团的重视,特别近年来发展尤为迅速.为了提高武装直升机在压制地面火力、攻击地面军事目标特别是反坦克的能力,所用的航炮要有相当大的威力,同时射速虽不高,但后座力要成倍地减小.这又引起了一系列专门用在武装直升机上的航炮的出现. 五十年代末,空-空火箭和导弹进入实用阶段,同时飞机速度不断提高.一些国家认为飞机格斗已经过时,航炮在空战中也就不复存在了.如美国初期的F-14和前苏联苏9和米格21歼击机,都只备导弹而不装航炮.在越南战争中和中东战争中,实践表明航炮不仅没有过时而且还不可缺少.因为航炮具有近距离精度好,不受电子干扰,备弹量大并可完成多次发射,耗费较低等优点.与导弹相比,各有长短.远用导弹,近用航炮,配合使用、相辅相成.所以后来世界上许多新发展的战斗机,都是导弹和航炮兼备,而且过去不曾安装航炮的F-106,F4和F.6等歼击机,又重新用航炮武装起来. 预计在今后相当长一段时间,航炮的地位,作用和面貌,基本上不会改变,但在新的武装下,其性能会大大提高一步.首先,无壳弹和液体发射药,是很有希望在航炮上实现的两项新技术.若能实现,武器系统的重量将会大大减低,弹丸初速则大幅度提高..其次一些国家正在研究弹丸的底喷技术,在不增加炮管重量的条件下,提高了射击精度.一种挠性炮管也正受到美国空军的重视.这种炮管允许偏转安装轴线几度,由火控系统来控制,以改善空中射击的瞄准条件.由机关炮发射的可导弹丸的设想,也有人提出来了.努力的目标是把制导系统装到30毫米的弹丸上. 根据当前航空技术的发展估计,继美国F-15、瑞典“雷电"和英"德,意联合研制的“旋风"之后,下一代的战斗机仍将安装与现有航炮差别不大的武器.新一代的航空武器的出现,恐怕是2000年以后的事了.&
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航空炸弹与核弹 航空炸弹是航空兵实施轰炸时用以杀伤敌人或破坏敌人目标的一种重要武器.炸弹按其用途的不同,可分为三类:一类是直接用来破坏和杀伤目标的炸弹,主要有爆破弹,杀伤弹,杀伤爆破弹,燃烧弹,穿甲弹,反坦克弹,反潜艇弹等;一类是在轰炸实施过程中起辅助作用的炸弹,主要有照明弹,夜间标志弹等;一类是用来完成其他专门任务的炸弹,主要有照明弹,烟幕弹,宣传弹和练习弹等.炸弹的类型不同,它的构造和作用也有不同的特点.但是它们的一般构造和对目标产生破坏作用的原理都是大体相同的. 对航空炸弹的一般要求 对不同类型的航空炸弹,要求也不相同.但对一般炸弹有二下以下几点共同的要求: 一、有稳定下落的弹道. 二、炸弹的外形,要求受空气主力阻力小,装药量要多. 三、要有弹耳(或弹箍)以便能在飞机上悬挂. 四、对目标的破坏作用要大。 五、要有引信口,以便安装各种类型的引信. 六、平时保管,运输和装在飞机上飞行要保证安全.
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炸弹的一般构造 炸弹一般都由弹体、安定器、弹道环、弹耳(或弹箍)和装药五部分组成。弹体是炸弹的外壳,可分为弹头、弹身和弹尾三部分.弹头通常为卵形,弹身为圆筒形,弹尾为圆锥形.这种形状既可保证炸弹有一定的装药量,又可减少空气的阻力,增大炸弹的穿透能力.弹体头尾有引信口,用以安装航空引信. 安定器固定在弹尾上,其作用是保证炸弹沿一定的弹道稳定下落. 由于炸弹在下落过程中方向不断改变,因而炸弹轴与气流方向之间经常会出现一个夹角.如果炸弹没有安定器,头部所受的阻力就比较大,而尾部所受的阻力比较小,阻力合力的着力点,就会位于炸弹质量中心的前面.围绕质量中心就会产生一个使夹角
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增大的力矩M1引起炸弹翻滚,使炸弹不能沿着一定的弹道下落;当炸弹装上安定器后,尾部所受的阻力显著增大,其阻力中心就会移到质量中心的后面,从而产生一个使炸弹纵轴转向相对气流方向的修正力矩M2,在这个力矩的作用下,夹角
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就会逐渐减小,直到炸弹纵轴与相对气流方向取得一致为止.由此可见,在安定器的作用下,炸弹就会沿着一定的弹道稳定地下落.弹道环是安装在弹头上的一个环形箍,它的功用是在炸弹的速度接近音速时,提高炸弹运动的稳定性,改善炸弹的弹道性能. 没有弹道环的炸弹降落时,在相对气流方向与炸弹纵轴不一致的情况下,弹道周围气流流速变化的情况不相同.如果相对气流从炸弹前下方吹来,在炸弹上面气流流过弹头附近时,流速就已达到最大值,而在炸弹下面,气流要流到弹尾时流速才会达到最大值.因妃,当炸弹速度逐渐接近音速时,炸弹上面和炸弹下面产生局部激泼的部位也就不同.在炸弹上面,局部激波产生在弹头附近,而在炸弹下面,局部激波则产生在弹尾附近.这样,就会使炸弹周围产生的局部激波面与炸弹纵轴不对称,而偏在弹体的后上方.由于气流通过激波面后压力会急剧增加,因此,激波面后的弹体表面会受到一定的附加压力,从图可以看出,附加压力大部分作用在炸弹质量中心的后面,因此就会产生一个使炸弹向上翻转的附加力矩△M1降低炸弹的稳定性. 如果炸弹头部装有弹道环,气流流速就会在弹道环附近达到最大值,因此,当炸弹速度接近音速时,局部激波也都产生在弹道环附近.在这种情况下,局部激波面与炸弹纵轴是对称的,激波面在后弹体所受的附加压力也是对称的.这样,就不会产生降低炸弹稳定性的附加力矩,炸弹的弹道,性能就可以得到改善. 弹耳是直接固定着侧在弹身上的吊耳;弹箍是带有吊耳的环形箍.炸弹就是通过弹耳(弹箍)悬挂在飞机上的.弹体较厚的炸弹通常使用弹耳.弹体较薄和不能焊接弹耳的炸弹部使用弹箍. 装药,炸弹装药是炸弹产生各种作用的主要能源.根据炸弹的种类不同,分别装有猛炸药、燃烧剂、照明剂、信号剂、发烟剂以及汽油炸药等. 航空炸弹的一般爆炸过程 航空炸弹的爆炸过程,根据对目标的破坏要求不同,这主要取决于炸弹装的引信,如果破坏地面目标,杀伤有生力量,就要求炸弹一接触目标就爆炸.这时炸弹上应配用瞬发引信. 如果要破坏多层建筑物,地下目标等,要求炸弹穿入目标一定深度以后爆炸,使冲击波充分发挥作用,就要求配延期引信. 如果封锁敌人的交通要道,机场等,要求炸弹在某一特定时间爆炸,就要配用定时引信,到了预定的时间以后,炸弹再爆炸. 对于航空辅助炸弹,如航空照明弹,一般配用定时引信,飞机技弹后,到一定的时间(即离地面一定高度时)引信工作,点燃黑火药,一方面把降落伞和照明炬从弹体内推出;一方面点燃照明炬,照明目标. 总之,不论哪种情况,航空炸弹的爆炸过程如忽略时间上的差异,都可简述为炸弹撞击目标(或到预定的时间)以后,引信中的机构击发火帽,火帽起爆雷管,雷管起爆传爆药,传爆药再起爆炸药,使炸弹爆炸.(或由火帽直接点燃黑火药,以完成某辅助炸弹的特定任务)。 常用炸弹的用途和构造特点 航空爆破弹主要利用.炸药爆炸时所产生的冲击波,摧毁或破坏敌人地面或地下目标,如桥梁、工厂、港口、火车站、仓库、油库、机场、各种车辆、舰船、各种兵器、-军事工事和其他建筑物等目标. 爆破弹的一般构造特点是装药多,弹体比较坚固,因而爆破作用大,配用延期引信时还具有一定的贯穿能力,可穿入目标内部爆炸,有效地摧毁多层建筑物和地下目标,在地面还可形成很大的弹坑,增大对公路、铁路、机场跑道的破坏效果. 航空杀伤弹:主要利用炸弹爆炸后弹体生成的大量破片来杀伤敌人的有生力量、技术兵器、汽车、飞机和火车等目标. 杀伤弹的特点是弹体厚,装药少,爆炸时能产生大量的破片,为了充分发挥飞机的载弹能力和增大散布面,一些小杀伤弹通常装在子母弹箱中或用专门的弹束系在一起投放. 航空杀伤爆破弹:是既有杀伤作用又有爆破作用,介于杀伤弹和爆破弹之间的一种炸弹,它主要利用爆炸时产生的冲击波和弹体的|破片杀伤和摧毁目标,主要用于杀伤和摧毁战场上、行军中及集结地点敌人的有生力量和技术装备,以及位于轻、中型掩蔽所内的目标。 航空燃烧弹：主要利用弹体内装填的燃烧剂在炸弹爆炸后产生高温火焰,烧毁敌人的军事建筑、仓库、火车站、运输车辆、森林、政治经济中心、技术兵器和敌人有生力量等. 燃烧弹按其作用特点,可分为集中性燃烧弹和散布性燃烧弹两种. 集中性燃烧弹口径较小,弹体用钢或能够燃烧的铝筷合金制成,落地燃烧时,能造成一个强烈的火源. 散布性燃烧弹口径较大,内装燃烧剂(如铝热燃烧剂、凝固汽油等)和少量猛性炸药.爆炸时,依靠炸药的作用,将燃烧剂抛洒在一定面积上,造成较多的火源,同时引起燃烧.用得最多的是凝固汽油弹.它通常与其他炸弹配合使用,有时也单独使用.散布性燃烧弹也可以在空中爆炸,以增大燃烧剂的散布面积. 航空穿甲弹:用以摧毁具有钢板保护的敌人的工事,各种军舰和钢筋混凝土的建筑物. 穿甲弹的构造特点,是弹体细长,由合金钢制成,弹头厚而坚固,号|信口在尾部,具有较大的侵彻作用.为了发挥其侵彻作用,投弹高度不宜过低,并且配用延期引信,使穿甲弹在碰击目标后,经过一个很短的延期时间当穿甲弹穿人目标后再爆炸. 航空反坦克弹:它是一种用爆炸产生高温、高压的金属流来破坏目标的.主要用来摧毁敌人的坦克、自行火炮、装甲运输车、火炮和其它带装甲的目标,如汽油车等.构造如图所示.其特点是药块前端是凹圆锥形,在凹面处装有一个金属罩.当炸弹爆炸时,由于炸药所产生的气体都是沿与炸药表面接近垂直的方向运动的,药块的凹圆锥形部分所产生的高温高压气体就会向凹圆锥的中央汇集.在汇集过程中,迅速将金属罩压缩并熔化,产生二股温度极高,速度极大,能量十分集中的很细的金属喷流.金属喷流与装甲相撞时,在撞击处产生极大的压力,因而能穿透二、三百毫米厚的装甲,并能杀伤人员,引起油料燃烧和弹药爆炸,所以具有这样构造的穿甲弹也称聚能装药穿甲弹. 航空子母弹:航空子母弹的外形与一般炸弹相似,专门用来装填小炸弹的.子母弹在空中开放后,靠小炸弹大面积杀伤敌人的有生力量和技术兵器.子母弹中可装载各种小的杀伤弹,反坦克弹或燃烧弹. 航空照明弹:利用弹体内装填的照明剂在空中燃烧时发出的强光来,哪月目标,供飞机进行夜间轰炸,空中侦察或支援地面部队进行夜间作战. 照明弹的弹体由薄金属板制成.弹体内部装有带降落伞的照明炬(内装照明剂),大部分照明弹都没有安定器,而用安定伞来使炸弹稳定降落. 航空标志弹:航空标志弹供飞机在无地标地区(如飞机可用它在夜晚看不见地标的区域飞行时,作为地标用的,若夜间进行轰炸可用来标示目标. 航空标志弹分地用和海上用两类.陆地用航空标志弹是利用弹体内装填的烟火剂所产生的有色强光起标示作用,光的颜色有红、绿、黄、自四种,可在夜间使用.还有的烟火剂燃烧时产生浓烟,可在白天使用.海上用的航标弹是利用弹体内装填的化学药品改变海水的颜色起标志作用. 三、制导炸弹:目前正在研制和使用的制导炸弹有激光制导炸弹,电视制导炸弹,红外制导炸弹和罗兰制导炸弹. 现在已经使用的激光制导炸弹是一种半主动式制导的炸弹.在普通炸弹上加装自动引头和控制面,可以在一定范围内控制炸弹的弹道,导引炸弹飞向目标.投弹时,飞机或地面部队用激光照射器照射所选定的目标,从飞机上投放的激光制导炸弹的引头接受目标反射的激光信号,导引炸弹飞向被照射的目标. 电视制导炸弹是应用较早的制导炸弹,用于攻击桥梁、坦克或掩蔽部等目标.它的制导方式有陀螺制导,图象对比,指令控制等三种.这种制导炸弹在能见度不好的复杂气象条件下,使用就受到很大限制,甚至无法使用.为此,正在研究采用微光电视,以解决全天候使用的问题. 采用图象对比制导的炸弹的投放过程是这样的: 当载机飞到目标空域并发现目标以后,飞行员将电视摄象机对准目标,使摄象机的十字线瞄准目标,并接通炸弹制导系统,在投弹瞬间即将目标的图象存人弹上的记忆装置,投弹后,载机飞离目标区.在炸弹的下落过程中,电视自动引导头随时将其接收的目标图象与记忆装置中的图象进行比较,制控炸弹舵面,引导炸弹飞向目标. 红外制导炸弹采用的红外探测器,由上百个按格子形状排列的错探测器构成.当探测到地面目标的热辐射时,各相应的错探测器发射出一个电信号,经过放大以光点形式显示在观察员所用的阴极射线管荧光屏上,从而给出该目标热辐射图象.红外探测器与激光探测器在结构上是相似的.两者可互换使用. 上述三类制导炸弹各有优缺点,目前趋势是不同制导系统组合使用,甚至构成一个整体系统,以便取长补短,充分发挥其性能. 罗兰制导炸弹是利用罗兰导航原理把炸弹导引到预定目标的.炸弹上装有罗兰信号接收机和计算机,投弹前将载机位置和目标位置引人计算机,投弹后该计算机对接收的罗兰信号进行处理,算出炸弹偏离规定航线的实际位置,根据这两个位置之差值,发出控制信号,使炸弹飞向目标.
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制导炸弹的发展,标志着航空炸弹正走向新的阶段.为了避免空对地攻击武器种类过分增多,充分发挥炸弹的威力,正在研制模式制导炸弹,使航空弹药模式化.这种模式制导炸弹可采用不同型式的导引头“模件",获得昼夜或全天候使用能力;可装不同型式的气动力控制面“模件",获得不同的射程.模式武器将是航空武器发展的重要趋势. 核弹 核弹包括原子弹、氢弹和中子弹,是第二次世界大战快结束时首次使用的大规模杀伤的战略轰炸武器.我国在日试验了第一颗原子弹,不久又爆发了第一颗氢弹. 原子弹利用核燃料在进行核裂变发生链式反应时,释放出巨大能量来引起爆炸.核燃料有铀235、铀233和怀239.1公斤铀235产生的热能大约等于2百万公斤煤的燃烧热能,原子弹犹如一个未加控制的原子反应堆.原子燃料要有一定的体积才能引起链式反应,核燃料能维持链式反应的最小体积叫“临界体积".因此平时原子弹中的核炸药要分开,每块不能大于临界体积.只有在需要爆炸时,才能把它们合在一起.当引信点燃时,使普通炸药爆炸而产生很大的压力,把核炸药的一部分沿导槽推送到两个核炸药半球之间,并把它们紧紧压成一个整体.核炸药的体积立即超过临界体积引起原子爆炸.中子反射层用来防止中子逃脱。 1945年在用的第一个原子弹重约3180公斤,长约305厘米。核炸药是铀235,爆炸力相当于20000吨TNT烈性炸药. 氢弹是利用轻元素例如氚(重氢)和氚的“聚合反应"而造成爆炸的.它爆炸时释放的能量比同样重量核燃料的原子弹大十倍. 聚合反应的必要条件是先要有极高的温度·所以这种反应也叫“热核反应";热核反应所需要的几千甚至几亿度的超高温只有在原子弹爆炸时才能产生·所以氢弹要用原子弹作为引爆装置。 核弹的破本主要是冲击波,光热辐射和放射性沾染。冲击波是核弹的主要破坏因素。例如原子弹在百万分之几秒爆炸,在爆炸中心形成几百万到几千万度高温和十亿至几百亿大气压的压力,高温高压下形成的蒸气(它是铀、钚和钢制弹壳在超高温下蒸发形成的)迅速膨胀周围空气而形成了强大的冲击波,在爆炸中心附近冲击波的扩散速度超过每秒1公里。原子弹爆炸时形成了一个大火球,其表面温度超过6000℃。辐射出的光和热会迅速引起燃烧。贯穿辐射主要是中子流和伽玛射线,能引起严重的放射病而导致死亡。原子弹爆炸时所产生的“灰尘”都具有放射性,随着它的扩散使下落的区域都受到沾染。 中子弹也是一种利用聚合反应的热核武器。它靠纯聚合反应起作用。中子弹爆炸时产生的能量以高能中子为主,约占百分之八十。它的杀伤主要靠大量高速中子形成的浓密中子雨。中子进入人体后,会使人体组织里的氢、碳、氮原子发生反应从而使细胞组织受到破坏。中子弹对非生命物体几乎不产生破坏作用,所以在战争中有它的特殊作用。& 导弹概述 导弹是一种依靠本身动力,通过内部或外部系统的控制,把战斗部(如核武器等)送到预定地点将目标摧毁的飞行器. 导弹与火箭有区别,很多导弹采用了火箭发动机作动力,但不等于装有火箭发动机的飞行器就是导弹,军用无控火箭,如有名的苏联火箭炮-喀秋莎,因不带有内部或外部控制系统就不是导弹,有控制系统但不运载战斗部,如宇宙飞行的运载的运载火箭,也不是导弹,另外导弹也可采用其它型式的航空发动机,如涡轮、冲压、脉冲等喷气发动机,现代巡航导弹即采用小型涡轮喷气发动机.无人驾驶飞机也不是运载战斗部的,因此也不是导弹..&&
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导弹诞生于第二次世界大战的德国首先支撑制成飞航式导弹V-1及弹道式导弹V-2,并用这些导弹袭击英国伦敦,想用新武器来扭转败局.当时的导弹作为武器来说尽管还很不成熟,但是已看出它有很大的发展前途,因此在战后,科学发达的国家相继不惜财力物力,动员一切力量开展这一研制工作,使导弹很快发展.出现了形形色色各种用途的导弹,有大到几十吨,也有小到几公斤,其威力有的可以摧毁整个城市,有的能精确地命中一辆坦克,命中率大大提高,使用也较方便,导弹成为一个国家不可缺少的重要武器.我国在建设现代化国防和加强武器装备过程中,也发展了各种导弹,建成了相应的研制及生产系统.我国不但能研制及批量生产反飞机反舰艇反坦克等的战术导弹,并且还独立研制及生产了中程及远程带核弹头的弹道式导弹.1980年5月洲际弹道导弹试射及1982年10月潜艇水下发射弹道式导弹的成功都说明了我国战略弹道式导弹的水平.导弹能完成各种作战任务.&
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导弹的组成 导弹是一种武器系统，因此完整地应叫做导弹系统，它应包括导弹及其地面设备。导弹本身一般由战斗部，动力装置，制导系统及弹体四大部分组成。 一、战斗部 战斗部是直接摧毁目标,完成其战斗任务的部分,由于被攻击的目标不同采用不同的战斗部,有爆破战斗部,杀伤战斗部，聚能战斗部、核战斗部及特殊战斗部。 二、动力装置 动力装置是为导弹提供动力的装置，它保证获得所需的射程及飞行性能。以发动机为主体还包括必须的系统如燃料供应系统，点火系统等。 导弹上的发动机为喷气发动机,有火箭发动机〈固体、液体〉及空气喷气发动机〈涡轮、:中压、脉冲等〉以及组合发动机。 有的导弹采用二级动力,第一级为起飞加速用,第二级为巡航用,前者称助飞发动机或助飞火箭(一般采用火箭发动机),后者称主发动机或巡航发动机。洲际弹道导弹采用多级火箭。 三、制导系统 制导系统是用来控制导引导弹飞向目标的仪器设备,它又可分为导引系统和控制系统。 导引系统不断地测量实际飞行弹道与所要求的飞行弹道之间的偏差,以便向导弹发出修正弹道偏差或飞向目标的指令。 控制系统用来保证导弹以稳定姿态飞行,并根据发来的指令,操纵导弹改变飞行姿态,使之按照所要求的方向和弹道飞行而命中目标。 制导系统可全部装在弹上,如自动寻的制导系统,也有许多导弹上只装控制系统,导引系统设在指挥站(地面、飞机或潜艇上)。 四、弹体 弹体是把上面三个部件通过弹翼,尾翼及弹身各舱段有机地联结起来,使各部件系统能协调工作,成为一个完整的导弹。
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导弹的结构与飞机差不多,有些导弹由于尺寸小弹身各舱段及翼面均采用整体结构,有的洲际弹道导弹,为了要减轻结构重量采用了气球式贮箱结构,箱壁很薄仅一毫米,利用增压保证其强度及刚度,如美国“宇宙神"的弹体。 导弹的外形随着不同的飞行原理而有不同,如弹道式导弹靠推力取得速度及升力,它没有弹翼,有的在尾部有较小的稳定尾翼,这一类导弹的稳定及操纵是依靠燃气舵,摆动发动机,摆动喷管来实现。飞航式导弹基本上是一架飞机,它的稳定及操纵与一般飞机相似。另外一些用于空-空,地-空的有翼导弹要求横侧机动性都要好,因此采用了十字形弹翼及尾翼布置。导弹的翼面布局有正常式,但不少是鸭式,还有用“旋转弹翼"布局的。地面设备随着不同的导弹而有各种不同的设施,一般有运输,起吊和装填的机械设备,进行检查、测量和试验的测试设备,及各种各样的发射装置,还有为射击指挥服务的控制设备。&
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导弹的分类 导弹的种类繁多,所以有许多不同的分类方法,如按军事用途、动力装置、战斗部特性、气动外形、制导方式----.等等。但用得最多的是按发射位置和目标位置来分类,位置可以广义地分为两类-----面及空。因此可以分为面面、面空、空面及空空四大类,面是指地面及舰面(水面及水下),空是指空中。 也可按用途来分为战略导弹和战术导弹,还可以按导弹的作战对象分为反飞机、反舰、反潜艇、反坦克、反雷达、反导弹等导弹。 按导弹的弹道及构造特点可以分为弹道式导弹与有翼式导弹,这里拟按构造分类介绍各种导弹。 一、弹道式导弹
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弹道式导弹在起飞后有一段由火箭发动机加速,并由制导系统按预定方案倾斜,在达到了预定的速度(又称末速度)VA及倾角 A时,发动机熄火。这一段弹道称主动段。熄火后,导弹以初速VA及倾角 A作弹道飞行,这一段称被动段,约占整弹道的百分之九十以上,故称弹道导弹。导弹的命中精度取决于VA及 A。由于导弹在主动段靠发动机推力上升,被动段为自由弹道飞行,因此不需要翼面,是一个流线型的圆柱体,至多在尾部有很小的安定面,而现在弹道式导弹大部都采用摆动发动机等来控制导弹,所以往往不用。射程在几百公里以上的弹道式导弹战斗部与弹体往往做成分离的。这是因为这样可以使弹体在重入大气层时无需因载荷大而加强,使导弹的起飞重量大为减轻。最初的弹道式导弹都是用液体火箭发动机。但推进剂的贮存、运输及加注都比较复杂,远不能随时处于准备状态,后来大部分都采用了性能提高的固体推进剂,使用方便,尺寸重量都减小。 弹道式导弹随着其射程及打击目标的不同可分为战略与战术两类。 战略导弹都为核战斗部,射程在1000公里以上,包括洲际导弹。由于射程远,这类导弹采用二或三级火箭推进。这一类导弹如美国的“大力神-2',、“民兵-3",苏联的“SS-9"、“66-16”,法国的“S-2"等。 “大力神-2"为二级液体火箭,推力各为1912千午顿,系钝锥形头部的圆柱体,弹长31.40米,最大直径3.05米,起飞重量149.69吨,最大末速度为7.6公里/秒,最大射程10140公里,采用惯性制导系统,第一级由两个摆动发动机控制,第二级由一个摆动喷管控制,其末速度及姿态可以由4台小的游动发动机来修正,因此精度较高。 “民兵-3"为三级固体火箭,采用热核战斗部,三个分弹头每个重160公斤,弹头总重907公斤,每个分弹头威力为16一20万吨TNT当量。系三级圆柱形,弹长18.20米,最大直径1.83米,起飞重量344.75吨,最大末速度6.7公里/秒,采用惯性制导系统。 为了提高突破敌方防御系统的能力,现在战略导弹常采用多弹头战斗部,利用多弹头分导技术根据指令调整好释放各个分弹头的速度及姿势,能分别打击不同的目标。 弹道式导弹最初是在地面发射,由于地面设备繁多,目标较大,很易为敌方摧毁,因此采用地下发射,地下发射比较隐蔽,同时发射井上面及四周均加固,但在目前威力极大的战略导弹打击下也易摧毁,因此提出洲际导弹在陆上机动,由于导弹很庞大,困难很多,且机动范围也不会太大。所以早就在六十年代初就开始在潜艇上发射弹道式导弹的研究,并且取得了成功。由于潜艇在水下,来去无踪影,不易被发现,更不易被摧毁,因此是提高生存率的好办法,但由于潜艇容积有限,携带的导弹不能太大,所以射程较近,在水下操作,发射的位置不易测准,弹头精度较差,经过十多年的改进,增大了射程,提高了精度,如美国的“三叉载"。苏联的SS-N-6,这一类导弹属于舰地导弹。 三叉载导弹是三级固体火箭,起飞重量31.8吨,射程为7400公里。能携带6..8个威力为10万吨的核弹头,采用星光制导技术,精度较高。每艘15000吨的三叉载潜艇中可装24枚。 也考虑过在空中投掷弹道导弹，如美国曾于1960年左右研制过一种射程为1850公里的“空中闪电",打算在B-52中发射,但未取得成功。1974年美国又利用C-5飞机试射了一枚“
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民兵"导弹,方法是从空中投掷，落下后成竖直状态在2500米高度点火。目前在美国使用的是一种射程为56-169公里的近程空投导弹SRAM,由B-52、F-111及B-1携带,B-52一架能带20枚,采用固体火箭发动机,长尖卵形头部的圆柱体向后收缩,尾部有三个等距安装的控制尾翼。采用惯性制导系统,曾计划采用雷达或红外末制导。有四种基本弹道1)半弹道式,(2)地形跟踪,(3)目视雷达荧光屏操纵,(4)惯性与地形匹配。弹长4.27米,直径44.5厘米,速度为2.5M,核战斗部威力相当于10一20万吨TNT当量。 战术弹道式导弹,大约情况与战略导弹相似,就是射程小得多,在几公里到几百公里。现都使用固体火箭发动机,采用惯性制导,可以竖直也可以倾斜发射,大都有专用运输车可在车上发射。如美国的“潘兴",法国的“冥王星",苏联的SS-12等。 “潘兴"战术导弹为二级固体火箭发动机,弹体为带锥形头部的圆柱体,每一级尾部均有三个控制尾翼,采用惯性制导系统,弹长10.51米,发射重量4.535吨,最大速度8.95M,射程185一740公里,近来美国又把它改进为“潘兴ll",起飞重量为7.5吨,射程可达1800公里,‘采用了惯性制导和雷达地图匹配末制导,使其命中精度为25米。 二、有翼式导弹 有翼式导弹可以根据其翼面的安排分为飞航式导弹与十字形翼面导弹。 飞航式导弹(现又称巡航导弹)脱胎于飞机,实质上是无人驾驶的轰炸机,导弹一般用空气喷气发动机为动力,大都借助助推火箭起飞,然后在一定高度上平飞,靠制导系统飞向目标,转入俯冲攻击,制导系统多采用惯性等自主制导系统及无线电制导系统。 七十年代后,由于电子技术及小型涡轮风扇发动机的发展,制成了装有耗油低的涡轮风扇发动机,采用惯性加地图匹配制导系统,并使用小型化设备的小尺寸巡航导弹,它的雷达反射面积小,又能超低空进入目标,不易为敌方发现,还可采用机动多便道,到目标附近.,突然转向目标,增强突防能力,还可装上末制导提高命中精度,于是又得到了发展,成为现代的有力武器,它可以从潜艇水下发射,如美国的“短战斧",弹长6.17米,弹径仅0.517米,射程可达555-2780公里,可作战略或战术导弹使用,也可从飞机上发射如美国ALCM。 飞航式导弹一般用空气喷气发动机,推力小于重量,靠弹翼产生升力,保持平飞,速度也较小,一般为高亚音速,要作机动飞行时,横侧向是互相交联的,控制比较复杂,而地地空空、空地对付活动目标的导弹要求速度较大,导弹要对目标进行跟踪,弹道比较复杂,因此常采用推力较大的火箭发动机,十字形的气动布局,横侧向均可独立地控制的有翼导弹。 地(舰)空导弹一般采用固体火箭发动机作动力,少数用液体火箭发动机及忡压等发动机,重量较大的常用助推火箭作为起飞加速,一般采用串联连接,少数采用并联如英国的“警犬"。有正常式、鸭式或全动弹翼布局。多采用指令、波束、寻的等制导方法,常在末段采用寻的制导以提高其命中精度。地空导弹随防空任务不同,又可分为要地防空导弹、野战防空导弹和步兵防空导
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弹。另外为了对付洲际弹道导弹,还在发展反弹道导弹的导弹 要使防空导弹射程比较远,要求阵地相对固定,并需要远程警戒雷达配合,先期发现目标,由防空导弹跟踪击落,有苏联的SA-2;美国的“奈克一赫克里斯",英国的“警犬"等。 SA-2采用液体火箭发动机,串联固体火箭作为助推器,助推器带有四个十字形截短三角形尾翼,其中两个尾翼后缘有控制翼面,导弹本身直径为0.51米,在中部和尾部分别装有固定的十字形弹翼和小的十字形控制翼面,采用无线电指令加末段雷达寻的,战斗部为131公斤,装高能炸药,弹长10.60米,翼展1.70米,起飞重量为2270公斤,最大速度为3.5M,最大射程为40公里,射高800 -18000米。 由于这一类早期的导弹比较笨重,不能对付低空目标,于是各国又研制一种机动性较好的能对付中低空亚音速超音速目标的战地防空导弹,如美国的“霍克",苏联的SA-6等,也可用于野战。 “霍克"系单级双推力固体火箭发动机,头部为流线形的圆柱体,无尾翼,十字形弹翼,后缘为升降副翼,采用半主动雷达寻的系统,高能炸药战斗部,重50公斤,弹长5.03米,直径0.36米,翼展1.20米,发射重量587公斤,最大速度2.5M,射程2-35公里,射高达11.6公里以上。 防空导弹的发展促使对地攻击及战斗轰炸机作低空及超低空飞行,因此需要野战防空导弹来对付低空飞行的飞机,要求导弹轻便机动,能与部队一起行进,具有独立作战能力,能击落飞行在米以下的飞机。如法国的“响尾蛇”,英国的“长剑”,法德合作的“罗兰特”,及美国的“小橱树”等。 “罗兰特”系两级固体火箭发动机,流线型头部的圆柱体,十字翼正常式,用光学瞄准和红外跟踪系统进行无线电指令制导。高能炸药战斗部,弹长2.40米,直径16厘米,翼展0.50米,发射重量63公斤，速度约为1.6M,射程为500-6500米,射高为15-3000米,它装在战车或坦克上,机动性很好。 对付低空及超低空袭击,还专门研制了一种步兵防空导弹,甚至单兵即可发射,如美国的“红眼睛”,“尾刺”,英国的“吹管”,苏联的“SA-7”,等。“红眼睛”导弹的最大飞行距离为3000米,攻击目标最大高度为1500米,导弹系统的战斗准备时间仅为5秒,导弹速度为350米/秒,系统总重12.7公斤,导弹本身重8.2公斤,弹长1219毫米弹径约70毫米,单级固体火箭发动机,鸭式布局,红外自动寻的制导,战斗部为杀伤爆破型。它的缺点是不能全天候战斗,抗气象条件干扰的性能差,不能迎击,也没有敌我识别器。优点是重量轻,装备少,仅有导弹及其发射筒,单兵肩上发射,操作十分灵活方便。 地空导弹也可以用来对付一般有翼导弹,但是对弹道式导弹,一般的地空导弹就无能为力了，因此专门发展了反弹道导弹的导弹,它要求有更大的加速性和机动性,以便拦击。根据目标情况，采用两种导弹,一种为高空反导弹导弹,当获得来袭导弹的信息后,通过计算机算出反导弹导弹的最佳发射时刻及拦射弹道，及时发射,到达拦击点将核战斗部引爆，摧毁来袭的洲际弹道导弹。另一种是低空反导弹导弹,这时来袭弹头己下降到几十公里的高空:要求几十秒钟就要将它击毁,因此要求有很高的加速性和机动性,前者美国有一种“斯巴达人“导弹,重14吨,为三级固体火箭,携带百万吨级核战斗部,飞行时受地面指挥站控制,每一级的尾部均有控制舵面,射程约630公里,高度为160公里。后者美国有一种“斯普林特"导弹,系一锥体形二级固体火箭,总重4.5吨,起飞推力为千牛顿,全长8.2米,起飞后很快加速到每秒3公里,在大气层内爆炸其小型核弹头,摧毁来袭的战斗部。 舰对空导弹与地空导弹相类似,但有其特点,要求火力强,发射率高,由于在舰内贮存需要,要求导弹细而长,也有把地空导弹移植过来。如远程的有美国的“黄铜骑士”,“标准"导弹,英国的“海蛇”,法国的“马舒卡-2”。近程的有美国的“海麻雀”,英国的“海猫”及苏联的“SA-N-1”。 如标准导弹,为双推力固体火箭发动机,流线型头部的圆柱体,弹翼翼展很小翼弦很长,十字形翼布置,采用半主动雷达寻的系统,由尾翼控制。高能炸药战斗部,弹径30.5厘米,弹长8.23米,发射重量590公斤,射程为24公里。
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舰舰导弹中除前面讲过的飞航式舰舰导弹外,还有一些十字形弹翼的有翼导弹,这一类有法国的“飞鱼”、挪威的“企鹅”,意大利的“海上凶手”,还有美国的“捕鲸叉”等。 飞鱼为两级固体串联火箭发动机,流线型头部的圆柱体,十字形弹翼布局,采用惯性制导加无线电高度表和主动式雷达末制导,由尾翼控制。高能炸药战斗部100公斤,弹长5.12米,直径0.344米,翼展为1.00米,发射重量为720公斤,速度为高亚音速。射程为37公里。
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空空导弹是在空中飞机上发射,用来打击空中目标,可以装在歼击机上用作进攻手段,也可装在轰炸机上用作防御。空空导弹动力决大部分都是一级固体火箭,因此结构简单,工作可靠,使用维护都很方便,而且成本也较低,但也有采用二级火箭的,弹体尺寸较小,弹长约2-4米,弹身直径0.1一0.4米,重量较轻,约在50-200公斤；并有良好的气动外形。弹体细长,头部呈锥状或卵状。弹体上多装有十字形尾面及操纵面,多为小展弦比的三角形或梯形以适应高速飞行。战斗部一般采用杀伤战斗部,用近爆引信。发射多半采用定向的导轨。制导一般采用半主动式雷达引导或红外线自动寻的。 早期的空空导弹主要从敌机尾部进行攻击。速度不大,机动性也不太好,发射一般在8公里左右.由于尾部攻击,对当时的高速歼击机及轰炸机均已很困难,于是又发展了一种全向攻击,即还可以从侧向或迎头方向攻击的空空导弹。以后又发展了全高度远距离攻击的空空导弹,射程可达160公里,攻击高度可从几十米到二十几公里,如美国的“猎鹰”(AiM47A),苏联的AAXXP-2等.并且有的与火控系统配合能分别攻击不同目标,如美国的“不死鸟”AlM-54A.另一种为近距格斗的空空导弹,可以在300- 500米内发射,并能作高机动飞行,适用于空中优势战斗机(格斗机)上。如美国的“响尾蛇”AlM-9L,法国的Ri550等。 “不死鸟”采用固体火箭发动机,流线型头部的圆柱体,卡字形长弦弹翼,十字形的控制尾翼,采用雷达寻的制导系统,高能炸药战斗部,近炸引信,弹长336米,直径38厘米,翼展0.91米,发射重380公斤,射程110一160公里,由AN/AWG.9火力控制系统操纵,可分别对付6个不同目标。 “响尾蛇”AIM-9L。采用固体火箭发动机,圆柱体十字形鸭式布局,采用红外寻的制导,弹长2.90米,直径12.29厘米,翼展64.01厘米,总重84.82公斤,射程17.7公里,具有全向攻击及高的机动性。 空地导弹。是指由空中(飞机上)发射,用来攻击地面,水面(水下)目标的。目标可以是固定的,也可以是活动的,可以采用弹道式和飞航式导弹来对地攻击,己如上述.这里介绍的导弹是其它的空地导弹,主要是战术导弹,主要用于近距空中支援,以及中、远程空中截击。战斗部多为普通炸药,射程约为6-100公里,最大速度为2M左右,弹重几百公斤到一千公斤。制导系统常采用无线电指令和寻的制导。如美国的“小斗牛犬”英法合制的“马特尔”等。 “小斗牛犬”采用液体火箭发动机,推力为146.8千牛顿,基本上是圆柱形弹体,头部及尾部成锥形,鸭式布局,前舵为三角翼,由无线电指令制导,高能炸药战斗部或核战斗部,弹长4.14米,弹体直径45厘米,翼展1.22米,发射重量810公斤,最大速度2.4M,射程16.5公里。 空地导弹中还发展了一种制导的炸弹,严格讲不应算导弹。因为它没有动力.但有制导系统,目前采用的是电视制导和激光制导如美国的HOBOS,及“铺路石”等,精度较高。 还有一种反辐射的空地导弹可沿雷达波跟踪而下,专门用来攻击地空导弹和防空雷达。如美国的标准ARM,ADSM等,空地导弹还可用来按照预定航线在敌方空域飞行,干扰敌方的预警雷达,导弹雷达和歼击机雷达,并干扰敌方的防御网,如“鹌鹑”。 反坦克导弹由于其对机动与固定目标命中率高达70-90%,能穿破厚达600毫米的装甲,射程可达6公里,并可在离发射处几十米处发射,也可车上,直升机或飞机上发射,因此被认为是对付坦克的最理想武器,取得了很大发展。它是由聚能战斗部,带翼的弹体,固体火箭发动机和弹上控制及稳定仪器组成,最初的反坦克导弹速度低,采用目视手控,存在训练复杂,命中率低等缺点,后来提高飞行速度,改为半自动控制,原采用有线制导,有线制导比较简单,有较高的抗干扰能力,但易被弹片等破坏切断导线.后改用无线电制导并加抗干扰措施。近来趋向于用红外、激光波束制导。如美国的“陶”,法国的“鱼叉”,英比合制的
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“阿特拉斯”等。 反潜导弹,主要是从舰上发射来摧毁敌方潜艇的一种飞航式导弹加上鱼雷,或者是固体火箭助推器加上鱼雷的反潜武器,即鱼雷由助推器或飞航式导弹按弹道或导引至目标区域,在目标区上空,鱼雷分离靠降落伞轻轻落到水面,再潜入水下由鱼雷的发动机推动,靠头部声纳引导,搜捕潜艇,发现目标,鱼雷爆炸,形成强大水压将潜艇摧毁,使用这种导弹时有时需要反潜直升机配合搜索。 目前导弹已发展到相当高的水平，但是战争的要求促使导弹进一步发展，其主要动向如下。 1.增强导弹的通用性。采用一弹多用。如法国的“飞鱼”导弹原来设计为舰舰导弹,现在可作空舰导弹用,苏联的一些舰舰飞航式导弹有的可作地舰导弹用,有的用于空地导弹。发展方向是各部件成模块式,组装成导弹以减少导弹品种。 2.改进制导技术.采用复合制导方法,提高导引精度和抗干扰能力,如远程弹道式导弹加上末端寻的制导使其精度达到几十米。采用先进的制导方法如激光,电视,地形匹配等,改进现有制导技术,实现微小型化,并提高其可靠性。 3.采用先进的动力系统,发展火箭-冲压组合发动机,能提高发动机的比冲并简化导弹结构,减小导弹的体积和重量,如美国曾提出一种ASALM(先进战略空射导弹)拟采用火箭-冲压发动机,速度能达到3.4一4.5M,弹体在此速度己有足够升力,因此仅有十字尾翼,射程为几百公里.
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& 制导系统 导弹的制导系统应能按事先规定的弹道或根据目标运动特性而随时修正自己的弹道,使之稳定地飞向目标,导弹的战斗效率很大程度上决定于该系统的可靠性和精度。 制导系统是由控制及导引系统所组成。 控制系统是用来控制导弹的飞行姿态,使它能稳定飞行,并能在导引系统发出控制信号后对导弹发出相应的控制,为此需要能控制导弹在俯仰、偏航和滚转三通道的角度变化。每一通道的构成是基本相似的,一般是由感受元件,转换放大装置和执行机构等组成。 感受元件主要是由陀螺,电位计等组成,利用陀螺的定轴性测量导弹的实际位置,并给出相应的误差信号。 转换放大装置,能将信号加以变换放大,使之能启闭执行机构。 执行机构有液压、气压及电动舵机,它接受转换放大装置输送来的信号,使执行机构按信号来操纵导弹上的操纵机构。
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导引系统是利用各种方法求得目标与导弹位置，并按所需弹道导引导弹到目标。 制导系统的分类: 现在的制导系统,由于各种导弹的任务不同,采用了多种工作原理及制导方法,大致可分成四类,详见下表。 一、自主式制导系统 自主式制导系统基本原理是按照发射前事先规定的程序或外界固定的参考点作为基准来将导弹导向目标。这个程序由导弹运动学参数〈射程、速度、高度等〉与时间的一组固定关系所组成,另外还必须知道导弹和目标的坐标,采用自主制导系统的导弹只能对付固定目标或己知其飞行轨道的目标。 这种制导系统的导弹,一经发射就不再接受地面指令,因此命中目标的精度完全取决于弹内的设备,故称自主式。于它不再接受外界的指令,所以它的抗干扰能力强。 1.惯性导航系统 惯性导引方法是利用物体惯性来工作的。其中包括加速度表和计算装置·加速度表可测出导弹飞行时的加速度。计算装置可把测得的加速度按时间积分起来,以求得速度,再把速度积分起来就可求得导弹飞行的距离。然后以发射点的坐标为基准,就可算出导弹当时在飞行过程中所处的位置了。 一只加速度表只能测导弹在某一方向的加速度。为了确定导弹在空间的位置，就需要三只加速度表分别测出导弹前后、左右、上下三个方向的加速度,经过计算然后才能求得导弹在空间的位置。 加速度表必须水平放置，如有倾斜就会受到地球的引力影响而造成误差,所以加速度表应该放在陀螺稳定平台上。 导弹飞行时由加速度表测得数据,与发射前预先储存在计算装置中己经算好的弹道数据相比较。如果有偏差,就会发出误差信号给控制系统,使操纵面偏转,改变飞行姿态,使导弹回到预定弹道上来。这样导弹就可沿着预定弹道飞向目标。 惯性导航除不受外界干扰外,还不易暴露自己,也不受气候变化的影响,其主要缺点是命中精度随着飞行距离〈时间〉的增大而增大,因此要求提高其精度,必须提高加速度表,陀螺,计算装置和稳定平台精度,目前洲际导弹的命中精度己达到圆概率误差为几米,如要再提高其精度到几米,必须在弹道末端采用末制导. 2.天文导航系统 天文导航的基本原理是利用测量恒星的方法来确定导弹在地面上的位置坐标。 六分仪1始终跟踪两个选定的恒星，并且放置在陀螺稳定平台2上，稳定平台与当地水平面平行，由六分仪测出星球高度角加到计算机4中，通过计算得到了导弹当时的经纬度，然后与预定方案中的经纬度相比较,便得到修正弹道的信号,从而导引导弹向预定目标飞去,高度表是用来保证导弹按规定高度飞行,当导弹到达目标上空,计算机就给出信号让终点装置开始工作,使导弹向目标俯冲。&&&& 天文导航在天气不好观察不到恒星时就不能工作,因此不能单独使用,常与惯性导航系统一起使用,作为其校正装置。 3.多普勒导航系统 多普勒导航的工作原理是以多普勒效应为基础。多普勒效应表明,当观察点与振荡源之间的距离在变化的情况下,观测点所测得的振荡频率也在变化。频率变化的量与观测点和振荡源之间距离变化速率成正比。 导弹上的发射机,通过天线向地面发射电磁波，电磁波反射回来后,由接收机通过天线接收,导弹与被照射点之间的距离以
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速率在变化。于是接收到的信号频率
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与发射信号频率
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之差为
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为无线电信号的波长。 将f反f'的信号送入混频器4中做比较,混频器提取多普勒频率fd,通过放大器放大并传给频率计,频率计产生一个与频率fd成比例的电压U。积分器1将电压U从发射时开始积分,就可得到导弹飞过的路程。要测三个方向上的速度及转动变化率需要四个波束。 多普勒系统体积小不受气候及地形限制,可用于各种飞行器上,但积累误差大,容易被敌方干扰,往往也与其它导引系统复合使用。 二、遥控制导系统 遥控制导系统主要是靠导弹外部的指挥设备来测定目标和导弹相对位置,并向导弹发出指挥命令,控制它向目标飞行。指挥设施可以放在地面上,也可安置在飞机、军舰上,.其特点是导弹发射后,弹道可以受指挥站的控制随时改变。导弹本身与目标之间没有直接联系,适用于攻击活动目标。 1.指令式导航系统 用雷达跟踪的指令系统,用一台雷达追踪目标,另一台追踪导弹。目标接近时,目标追踪雷达紧紧跟踪,并通过联线把目标飞行数据送到电子计算机中,导弹射出后,导弹跟踪雷达也紧紧跟着它,并把它的飞行数据也送入电子计算机中,计算机接受两方面送入的信号,加以计算,然后发出无线电指令,引导导弹飞向目标,这一类导引方法常用于面空导弹。
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内容相当广泛，在航天的几大方面都有基本的介绍，比较全面。
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一种简单有线指令系统广泛用于早期反坦克导弹系统中，操作员利用光学装置观察目标和导弹,利用操作控制盒上手柄发出控制信号使导弹、目标和瞄准点始终保持在一条直线上,信号是靠控制盒内不断释放的导线传输到导弹,修正弹道,击中目标。这种系统需有人直接参与控制,命中率较低,人员培训也较难,但由于有线引导,抗干扰好,现改进为半自动化的导线指令系统。当操作员把瞄准具的十字线对准目标后就可发射导弹,导弹进入红外测角仪的视场后,制导系统就可控制导弹沿瞄准线飞行.这是因为红外测角仪随时测定导弹相对瞄准线的位置,当导弹偏离瞄准线一个 角时,指令处理器计算出导弹的偏差,并发出控制信号,通过传输线将其送到导弹上,修正弹道,使其回到瞄准线上来。整个飞行期间制导完全自动化,操作员只要把瞄准具的十字线对准目标就可。
电视指令系统实质上是用电视来代替上述操作员的目视。电视装置在导弹的前部,它的作用距离比光学设备要大得多,这种系统常用于空面导弹上,其工作原理见图12.42。操作人员通过荧光屏2能看到导弹上的摄像管8通过发射机7传来的电视头视野范围内所有目标。选定目标后,操作员控制导弹飞行使目标始终保持在荧光屏的中心。其方法是当有偏差时,操作员即从指令装置1和发射机4发出相应指令,由弹上接收机接收并令执行机构6工作,使导弹回到所要求的位置上来。这种系统导引精度高,并能选择目标,缺点是易受敌方及天气的干扰。
2.波束导引系统波束导引系统可利用波束导引雷达发射的方向性很强的无线电波束,来跟踪目标,在空中形成一道无形的轨道。另外再用一台搜索雷达来搜索目标,测定目标的方位,并通过计算机来控制波束导引雷达对向目标。导弹发射后,先用宽波束把导弹引进窄波束中。导弹中的无线电设备,能随时测出其本身是否在波束中心,如有误差即可进行修正,使它回到中心,这样就可将导弹引向目标。波束导引设备简单,且可用一个波束把几枚导弹导向同一目标,提高命中概率,早期常用于面空及空空导弹,但导弹要有较好的机动性,才能进入波束,另外也易受敌方无线电干扰.
目视激光波束制导系统的原理与无线电波束制导系统相似,不过将无线电波束换成了激光波束。其优点是不易干扰,精度高。但由于受功率及目视的限制,故只用于近距战术导弹上。
3.无线电导航
介绍一下双曲线无线电导航方法,其原理如图12.44。
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设坐标已知的A及B两点为双曲线的焦点,则任一双曲线上的任一点到焦点A与B的距离为常数,即AC-BC=常数。在A、B两点设置无线电发射台(导航台),导弹上的接收机接收这两台的信号差值,即可确定导弹在哪一条双曲线上,如果保持这差值不变,导弹即按照这条双曲线飞行。我们可以选择好两个导航站,使其中有一条双曲线刚好通过发射点及目标点。这样导弹发射后即能按预定双曲线飞行,再在导弹上装上射程控制仪,来计算导弹飞行过程的距离以确定是否己达到目标点。也可再设一个导航台,形成两组双曲线,当导弹飞到这两组双曲线的某一交点(即目标)就俯冲。这种导航系统优点是导弹上设备简单,作用距离远,并且可以同时导引多个航向不同的导弹,但必须知道精确的目标位置,只能对付固定目标,容易受敌方干扰,并且导弹的弹道受到地面站的限制。
全球卫星导航主要利用导航卫星求得导弹的实际位置及坐标,并与预定飞行方案比较,精确地导引到目标。
三、寻的制导系统
寻的制导系统是靠导弹上的导引设备直接感受目标的某种物理特征,如红外线、无线电波、光辐射、激光、声音等来产生控制命令,导引导弹向目标飞行,导弹与目标有直接的联系,而且可随着航迹的变化而相应变化,且随着目标的接近精度反而有所提高,所以有利于攻击活动目标,并适用于接近目标的末制导,常用于空空、面空导弹。
这种制导方法随着产生某种物理特征的信号源的不同分为主动式、半主动式和被动式。
主动寻的系统是指导弹本身向目标发射信号并接受自目标反射回来的信号,发射机和接收机通常装在导弹头部,接收机检测返回信号通过计算机给出修正弹道的控制信号。由于信号源也装在导弹上,能量较小,因此作用距离较短,但它在发射后完全独立,不再需要其它设备。
半主动寻的系统向目标发射的信号源由弹外提供,其它与主动寻的相同。由于发射机可以设在地面上,军舰上或飞机上,功率可以大一些,因此作用距离可以大为提高。另外发射的信号源始终处于操作人员监督之下，这样就很少可能丢失目标，也不易追踪错目标。
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但对飞机来说必须始终对准目标，因此限制了母机的规避机动动作。
被动寻的系统利用目标本身发出的物理特征作为信号源,因此导弹上的接收机接受的是由目标本身所发出来的能量,这种系统用得最多的是红外线系绕,声学导引只用于对付水下目标。被动寻的系统有两大优点,一是不会给敌方提供信号，二是制导简单。
四、复合制导系统
每一种制导系统都有它的特点,也都有它的缺点,为了提高导弹的命中精度,往往将以上各种制导方法中的两种或三种结合起来使用,取长补短,或者作为辅助校核的手段。例如面空导弹常在弹道的初段及中段采用遥控制导,而在末段采用一种寻的制导。又如面对面弹道式导弹现在常用天文加惯性导引,一般洲际导弹其精度达到几百米。进一步提高精度,打算在战斗部装上寻的的末制导,可以达到几十米。现在巡航导弹常采用惯性加地形匹配制导等。
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