洲際導彈射程超過8000公里,沒有雷達指引如何精確攻擊目標?

天下布武


因為洲際彈道導彈從誕生之初,就是以自主導航為主的,即使到目前為止,世界上所有現役和在研的洲際導彈都是以慣性制導為主,後來又在慣性制導的基礎上增加星光制導為輔助,以現階段的技術條件來說,慣導+星光導航完全可以滿足洲際導彈的精度要求。

導彈的制導方式

不僅僅是洲際導彈,包括一切“遠程”精確打擊武器的關鍵都是“制導技術”,所以洲際導彈如何精確攻擊目標,只需要瞭解其制導技術就可以了。從廣義上說,制導應該包括一切為提高武器命中精度而產生的技術產品,包括槍械的瞄準儀器、火炮的觀瞄設備等。但是我們今天要說的制導僅指狹義上對大型炮彈、導彈等提空控制、導引的裝置。

制導按照不同的定義可以分為許多類型,為了切題和簡化理解,我們就單說說三大制導方式中的“自主制導”:該方式包括慣性制導、星光(天文)制導、GPS制導、地形匹配製導、景象匹配製導、地磁製導等、程序制導等。通過這些制導方式的名稱你可以發現,絕大多數都是彈道導彈和攻擊地面固定目標巡航導彈的常用制導方式,其中慣性制導+星光制導是當今世界洲際導彈的主要導航手段。

慣性制導就是利用慣性測量裝置測出導彈的運動參數,形成制導指令控制導彈的飛行狀態,將導彈導引到目標區域。一套慣性制導系統通常包括慣性測量裝置(陀螺儀、加速度計等)、控制器、計算機等組成,陀螺儀用來測量角運動參數、加速度計用來測量平移加速度。導彈發射前通常裝訂預先計算好命中目標所需要的理論彈道,發射後的導彈通過慣性測量裝置測量彈體空間六個自由度方向上的角速度、加速度、速率等運動參數,通過彈載計算機不斷解算導彈真實飛行彈道與理論彈道的偏差,並控制導彈修正調整姿態和速度,促使導彈的飛行路徑與理論彈道吻合,在關閉導彈發動機後近乎沿著理論彈道慣性飛行,最終飛臨目標區域。

通過上文我們可以看出,要讓洲際導彈精確擊中目標,就要提高其入軌精度,也就需要其實際飛行彈道盡量與理論導彈相吻合,如果能做到完美吻合那麼命中精度就可以無限接近沒有圓周誤差,但是實際上這是不可能做到的,除了彈頭再入時受到的各種影響會引起精度誤差以外,慣性制導設備本身的原理也會引起誤差。慣性制導最大的優點是不受外界干擾,工作可靠,但其缺點也同樣明顯,那就是射程約遠,飛行時間越長,累積誤差越大。

所以提高洲際導彈打擊精度的主要手段有兩種,一種就是不斷開發高精度慣導組件,減小累積誤差;另一種就增加輔助制導手段,為慣性制導提供補充修正手段。比方說開發新型高精度陀螺儀,如半球諧振陀螺、激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉/自旋陀螺等。另一種手段比如增加星光制導等輔助制導方式,當年美國在研製MX洲際導彈時,首次增加了星光制導組件(主要是恆星敏感器和星圖),當彈頭脫離火箭發動機後,彈頭內的恆星敏感器可以測量恆星位置,並通過彈載計算機與星圖比對,獲取彈頭的準確位置信息,修正彈道誤差(主要是克服地面重力場改變引起的彈道偏移),使得導彈的入軌精度誤差接近零,此後正是由於高精度陀螺儀和星光制導的運用,使美國的洲際導彈末端圓周概率誤差達到100米級別水平。

為何其他制導方式不適用

雖說GPS制導等方式可以明顯提高洲際導彈的精度,但是這種制導模式容易受到干擾,不利於戰略武器使用的穩定性,另外在彈頭超高速再入時,會與大氣層劇烈摩擦形成數千攝氏度的高溫黑障區。

黑障區內的氣體和固體分子會被電離成鞘狀等離子體,等離子體有很強的吸收和反射電子波的能力,這就如同在再入彈頭外面罩了一層電離屏障,使彈頭與外界的電磁波傳輸衰減中斷,而且其遮蔽的電磁波頻段非常寬泛,因此無法使用絕大多數制導手段。


裝備空間


戰略洲際導彈是用不著雷達跟蹤指引目標的。

凡是裝備有此級別戰略武器的軍隊,首先一點,必須有自己的全球定位衛星系統。


其實說簡單也很簡單,就像地球上劃分經緯度一樣,各個國家自有自己的劃分法。而至於如何標定則是高度軍事機密了。

在發射以前,技術人員會將目的座標輸入彈體內的比對識別仲裁系統儲存。

在發射後的導彈飛行過程中,應答系統會不斷地接受到定位衛星的軌跡比對、校正指示信號,在進入攻擊加速段前,導彈本身的仲裁電腦系統,早就將校正單元的動作程序輸入到伺服系統,以確保高精度地命中目標。



另外的機動變軌動作,則可能是導彈本來具有的跟蹤、防範程序在起作用,彈體側向的微調噴口會將各種指令完美執行的。


至於最後加速後,命中目標前的一剎那間,戰鬥部是用激光鎖定還是慣性鎖定,就需看具體情況了。

發愛~福~斯累~突~文!

再見!!!


手機用戶崔永方


洲際導彈是世界五大列強的戰略威懾力量的核心,洲際導彈的制導模式自誕生以來,其基本構架方面變化並不大。



其常用制導模式主要有三種:

1.無線電遙控制導。無線電遙控制導是早期彈道導彈常用的一種制導方式,它抗外部干擾能力弱,地面設備較複雜,不適應現代作戰使用要求,已基本被淘汰。如蘇聯的SS-6、美國的宇宙神等都用此作制導。



2、慣性制導。此制導方式屬於自主式制導,採用慣性測量元件,不受外界干擾。現代的洲際導彈,絕大多數採用慣性制導制導。其原理:依賴於慣性導航設備實時測量彈體空間六個自由度方向上的速率、加速度、角速度等運動參數,並依靠內部計時器,在彈載計算機的作用下,以導彈發射點的座標為原點,開始進行積分運算,從而能夠實時繪製出導彈的運動軌跡。按其組合方式分類,有平臺式慣性制導和捷聯式慣性制導兩種。



慣性制導有兩個無法克服的缺點:一是洲際導彈發射點的座標必須提前精確測定,否則就失去積分運算的基準參照;二是隨著洲際導彈飛行時間的累積,積分誤差也在累計,並不斷的放大,射程越遠,誤差就越大,導致洲際導彈打擊誤差大,影響摧毀效果。



3、星光制導。因慣性制導有無法克服的缺點,為了提高洲際導彈打擊精度,就必須在飛行中提供一種誤差修正方法,星光制導應運而來。這種制導方式採用光學方法,以宇宙中的某些恆星作為參照物,通過不斷測量飛行中洲際導彈相對於恆星的位置、角度等變化量,通過彈載計算機運算來完成對慣導系統的修正,從而提高了洲際導彈飛行軌道的穩定性。星光制導,一般與慣性制導同時使用,從而確保洲際導彈的命中精度。


逸民112


兔哥回答;洲際導彈都是8000公里以上的射程,洲際導彈這麼遠的射程靠雷達是無法導引的,沒有能達到這麼遠探測距離的雷達。洲際導彈屬於彈道導彈,是按照高拋物線彈道攻擊目標,因此,它並不能對目標精準打擊,這是其一。其二,洲際導彈屬於戰略武器,採用了核彈頭,而且分導式的技術已經被普遍採用,核彈頭威力巨大,並不需要過分強調精準度,沒有實際意義。(↓陀螺儀)


核武器的最大作用是核威懾,精準命中與偏了幾百米所產生的核威懾作用沒有本質的區別。當然,精度高也意味著能減少彈頭當量,使洲際導彈能搭載更多的分導彈頭攻擊更多的目標,從實戰中是有意義的。說到洲際導彈的制導,也許會認為一定是把目前最先進的制導方式應用到洲際導彈上,畢竟是國之重器。但卻恰恰相反,洲際導彈的制導主要就是落後的慣性制導方式,這是洲際導彈制導的基礎方法。(↓彈道導彈圖解)

洲際導彈不但不依賴雷達制導,很多導彈的制導方式都不適合它,什麼GPS,導航等等。洲際導彈必須能夠抗干擾,因此,它有一個最基本的制導方式,就是慣性制導,所謂慣性就像是發射迫擊炮彈一樣,這個聽起來有點不靠譜,武器就是這樣,越原始的方法越可靠,沒人能干擾子彈、炮彈,除非你把它打下來。當然,這並不等於洲際導彈屬於不制導的,兔哥只是闡述一下慣性制導是洲際導彈最基本的制導方式,所有的制導修正都必須在慣性彈道的基礎上來完成。例如,機動變軌技術,彈道導彈的彈道是固定的,怎麼能變化軌道?能,利用彈載計算機,陀螺儀,速率偏差解算修正及控制系統,燃氣舵沿著彈道軸線左右,上下機動,但不能脫離彈道軸線,機動距離方向是預設的,為什麼要採用預設?主要還是防干擾。


洲際導彈和迫擊炮彈不同點就在於能夠自身修正彈道的慣性高拋物線彈道。洲際導彈的光靠慣性制導並不能對目標精準打擊,這是因為距離遠落點偏差大,僅憑慣導並不保險,必須有其它手段。但還要考慮導引信號被幹擾的問題。衛星、無線電信號都可以制導洲際導彈,特別是衛星,分導彈頭就有衛星的參與。但洲際導彈可不這麼想,衛星是好東西,但缺點也不少,信號容易被幹擾,戰爭狀態下容易被攻擊,沒有了衛星怎麼辦,這是洲際導彈必須要面對的問題。也就是說,除了慣性制導,什麼人工制導手段都沒有了,難道就不打了嗎?非也,要打,那麼怎樣制導呢?星光,也就是天文制導,你能把衛星打下來,你總不能把太陽,星星也打下來吧。


星光制導是導引洲際導彈攻擊目標的一個手段,地球圍繞太陽旋轉,而天上的很多星星也有圍繞太陽旋轉的,還有宇宙中的很多星星都有固定的軌道,例如,我們熟悉的北斗七星,南十字星座等等,這些也是我們用來判斷方向的重要參照星光。洲際導彈在很高的軌道上面,比我們見到的可利用的星星要多,於是星光就成為洲際導彈制導的一種手段,而且沒人能干擾它,打掉它。這也保證了在沒有任何制導手段的情況下洲際導彈照樣可以打出去,並能打的準。


所以,洲際導彈的制導通過常都有采用原始的慣性制導+星光制導。這兩種方式都不能被幹擾,也不能被破壞,除非把導彈打掉。於是,反彈就成為了對抗洲際導彈的唯一手段,這也是為什麼不採取干擾的手段來對抗洲際導彈的原因,因為沒作用。


兔哥42928


首先說,“洲際導彈誤差大”這個理解存在誤差的。理論上講,射程在10000公里的洲際導彈可以做到圓概率誤差在1釐米以內!沒錯,大家一點都沒看錯,是一釐米以內!

“理論上看精度高”這是彈道導彈的一個先天優勢。

說說為什麼?很多人的一個印象是“導彈”是依靠導引頭“追逐”目標的武器系統。但彈道導彈不是,彈道導彈的制導是利用引導機構將導彈死死的釘在一個飛行路線上的武器。

整個飛行過程其實就是一個微積夾逼準則的現實化求解過程。

在導彈內部,有一個叫做陀螺儀的部件,在導彈發射前就開始高速旋轉,並且根據當地地點信息進行校準。當導彈發射後,只要導彈受到了加速度影響這個陀螺儀上就會有相應的電壓信號進行輸出。這時導彈的控制機構就對這個加速度進行補償。

如果我們將導彈運行過程中的時間片寫一個算法來看就是這樣的:

最後就會形成了兩個解:X和Y軸上需要的加速度。

於是這些東西就開始上場了:

燃氣舵,依靠改變火箭發動機噴射方向修正X、Y軸上的加速度,

姿態發動機依靠向不同角度噴射來修正X、Y軸上的加速度,靠這些手段導彈就會取得某個時間片上的正確位置。

從理論上來講,修正一次就可以準確的命中目標。但從實踐上來說其實要一秒之內修正很多次。

這裡再多說一句,很多導彈的末段變軌機動,其實也是依靠的這個原理,在飛行過程中隨機的加大X、Y軸上的加速度,然後再通過不斷的反向修正來指向目標。

那麼問題來了,彈道導彈的精度是什麼?

如果前面的話看明白了,就應該知道,在這個閉環的微積分過程中,最重要的事情是“一秒之內修正很多次”的頻率,如果一秒之內修正60次就必然比一秒之內修正1000次精度低得多。

其實事實上就是如此,德國在二戰期間使用的V2導彈就是採用了和現在最先進的洲際彈道導彈一樣的原理

就是依靠陀螺儀測量加速度,並且依靠導彈尾部的燃氣舵修正航向的。

然而由於當年還沒有將下面這個東西實用化

因此V2導彈的一秒鐘修正多少次的時序頻率是一個機械結構。利用了一個類似於鐘錶的機構進行時序測量——每秒鐘可以修正60次,最終導致V2飛彈可能會偏差到目標以外20公里的位置上。

上面的東西是什麼?我們看到的是一個放大圖片,這玩意特別小。

名字叫做“石英晶體諧振器”,簡稱“晶振”。是一個很基本的電子元件,利用石英的壓電效應,只要通上了電就會穩定的不斷輸出脈衝信號。利用這個東西,每秒鐘就可以對陀螺儀作出上千次採樣測量。於是導彈的精度就成指數級的提高。

十幾年前W君在801所的時候,我國的紅外製導導引頭上的晶震是1Mhz的——一秒鐘內可以提供10萬次基準測試信號,這還只是近程格鬥導彈!

現在的洲際導彈普遍每秒鐘會執行上千萬次的基準陀螺儀測試信號。命中精度在100米以內。因此W君說,只要進一步提高基準信號的採集頻率和伺服機構的響應速度,理論上洲際導彈的命中圓概率誤差可以做到1釐米以內。

當然了,再“超頻”弄到0.01mm問題也是不大的,關鍵——成本飆升到比要毀滅的城市還高,這就沒必要較真兒了。

再說導彈裝核彈頭就不要精度了嗎?也不是。

對於城市目標的攻擊,30萬噸-50萬噸當量的核彈頭偏差個100來米是可以接受的。

這個事情真是問題不大的,頂多是炸馬路這邊給炸成了馬路對面。反正半個城市的人都得死,不差這麼一個半個的。

但要注意的是還有更大當量的核彈頭呢!例如150萬噸、300萬噸當量的核彈頭。這些核彈頭對精度要求反而要比中低當量的核彈頭高。

——原因?

大當量核彈頭並不是針對城市目標設計的,而是設計用來攻擊對方的重要軍事設施,例如——核彈發射井。

所有的核彈發射井都考慮了核彈攻後生存的問題。

通常會修建的特別堅固。可以抵抗30萬噸級別的核彈打擊。而百萬噸級別的核彈實際上就是被設計用來摧毀敵方的核彈發射井的。

我們可以從圖上看到發射井露出面積其實並不大。但是要注意核彈的爆炸威力隨著距離的立方成反比。所以如果打威力核彈準確命中目標當量是100萬噸的話,如果偏差100米對於要打擊目標的話當量就還剩下十幾萬噸,這樣就摧毀不了目標了。

所以對彈道導彈精度要求並不能因為是核彈就有所放鬆。




就這樣吧


軍武數據庫


知道炮彈嗎?大炮也沒有雷達,炮彈也能命中目標。

彈道導彈就和炮彈一樣一樣的。

發射時依靠火箭發動機助推到高空,沿彈道高速運動,依靠慣性飛向目標。中途不斷進行修正,以確保沿正確軌跡運動。

就是對準目標,使勁


一葉楓流


多級火箭都有導航。然後誤差在2公里以內不算誤差


尛尛帥


洲際導彈的射程8000多公里,應該來講是超英速的導彈,現在的超英速飛機,飛得比導彈還快,距離還要遠,所以今天不必用導彈,用超英速飛機打也更準,飛機還能飛回來比8000公里來得遠,這就是戰爭的力量!


用戶50873537831杭州


有導航定位系統


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