為什麼導彈可以鎖定飛機?

流浪星星Star


哨兵小虎第662條回答。

導彈可以鎖定飛機,是因為飛機向外輻射了信號,而且信號達到了一定的強度,讓導彈的導引頭或者攻擊機的雷達能夠對其進行穩定跟蹤。


這就是說兩個意思:

1.有反射信號。

飛行中的飛機和所有的物體一樣,都向外輻射信號!有可能是紅外信號,也有可能是反射雷達波信號,總之有信號被探測到!

2.信號足夠強。

①紅外信號:

人、樹、飛鳥等萬事萬物均具有紅外特性,只不過都比較弱而已,其輻射的能量,紅外導彈不足以捕捉到,但飛行中的飛機其紅外特性明顯,足夠被紅外導彈捕捉到。

(人的紅外信號圖↑↑↑)

②雷達信號:

雷達導彈有兩種制導方式,主動尋的制導與半主動尋的制導。其原理無非是雷達波照射到被截獲的飛機上,然後被反射回來,被攻擊機或者導彈的接收機截獲到該信號。

當然,人和萬物都可以反射雷達波,但反射的信號有強有弱,通常金屬的反射信號就比較強,所以飛機就會被截獲。

(隱身飛機反射波弱↑↑↑)

二、導彈的制導方式。

導彈的導引頭依據制導方式可以分為三類,分別是紅外製導導彈、雷達制導導彈和無線電修正指令制導。

1.紅外製導導彈。

通過導彈上的紅外導引頭接收目標紅外特性,對目標進行測距、跟蹤,從而計算出目標的飛行前置點,繼而通過導彈計算機給出控制信號,與目標遭遇。

(紅外製導導引頭↑↑↑)

2.雷達制導導彈。

雷達制導導彈又分為主動尋的和半主動尋的。

共同點,都有雷達波接收裝置,

區別:導彈的導引頭是否裝有雷達波發射裝置。有的就是主動彈,沒有即為半主動彈。

①主動尋的。

首先導彈接收載機提供的目標雷達信號→導彈離機→導彈上的導引頭接受載機制導→載機雷達與導彈雷達發射裝置完成交接→導彈導引頭截獲目標→導彈擊中目標。

(某型主動制導導彈↑↑↑)

②半主動尋的。

首先導彈接收載機提供的目標雷達信號→導彈離機→導彈上的導引頭接受載機制導→導彈擊中目標。

(某型半主動彈彈頭↑↑↑)

3.無線電指令制導。

通常用於地空導彈,地面引導發現目標→進入導彈射程→導彈升空→地面計算機計算目標前置點→指令傳輸裝置不斷修正導彈航跡→導彈擊中目標。


我是哨兵小虎,一名退役老兵,謝謝大家的閱讀和關注!


哨兵小虎


導彈之所以能夠鎖定飛機,那是因為導彈上有傳感器可以獲取飛機的信息。

一般導彈鎖定飛機需要進入如下幾個步驟:

1、掃描,掃描的目的是從背景中發現目標。

如果是主動雷達制導的導彈,就是依靠發射的雷達波在遇到飛機後反射的回波發現目標。

如果是被動雷達制導的導彈,就是依靠目標輻射的雷達波來發現目標。

如果是主動紅外製導的導彈,則是依靠目標反射的紅外輻射來發現目標。

如果是被動紅外製導的導彈,則是依靠目標與背景的紅外輻射差異來發現目標。

2、跟蹤:跟蹤的目的是獲取目標運動參數(速度、航向、高度、升降速率等),建立目標運動軌跡方程,為接下來的鎖定併發射導致創造條件。

3、鎖定:鎖定的目的是為導彈發射準備好所有數據,一旦完成對飛機的鎖定,接下來就又飛行員選擇是直接發射導彈攻擊,還是等待其它命令。

還有一種更通俗的對掃描、跟蹤和鎖定的描述:

掃描就是我在人群中看了你一眼;

跟蹤就是我每隔那麼一會就看你一眼;

鎖定就是我目不轉睛地看著你,連眼睛都不敢眨一下。。。


翻魔方的貓


要知道導彈為什麼可以鎖定飛機,我們首先要知道鎖定(lock on)是個什麼概念。簡單說就是導彈不僅獲取了當前的飛機的紅外輻射或者雷達回波計算出了當前的飛機的方位和速度,預測出下一個時間點飛機可能出現在什麼位置和速度,並能在下一個時間點仍能獲取飛機的以上參數,這個就叫鎖定。如果在不能做到這一點,或者時而能時而不能,就不能叫鎖定。我們可以簡單瞭解一下鎖定和制導的過程。

對付飛機的導彈,分為空空導彈(Air to Air Missile)和麵對空導彈(Surface to Air Missile)。制導模式可分為紅外製導、雷達制導和無線電指令制導。

紅外製導的導彈根據導彈上的導引頭上的紅外凝視焦平面成像器件,感受戰鬥機發動機所發出的熱輻射來找到戰機。這種導彈有個最大特徵就是頭部有一個鏡頭一樣的東西,像一個大眼睛。不過導引頭的紅外器件的視場一般只有+/-3度,所以導引頭必須得能夠靈活轉動。最先進的第四代紅外格鬥彈甚至可以轉動+/-90度,覆蓋前半球。在導彈掛架上時,首先由戰鬥機上的機載雷達或者飛行員的頭盔是瞄準具發現識別到敵方戰機所在的位置並進行跟蹤,紅外格鬥彈的導引頭隨動於這兩種設備,使飛機的熱斑始終保持在視野的中央;通過當前亮斑偏離視場中心的程度自動調整到導引頭的偏轉角度,並可以解算出戰機的方位(注意,紅外製導不能測距只能測角)。完成了導引頭對戰機熱源不斷的捕獲後,就可以認為已經鎖定,這個時候座艙內會發出鎖定的提示音提示飛行員發射導彈。導彈發射後,會自動根據導引頭提供的信息調整舵面來追蹤熱源進行攻擊。

引導頭可以隨動於機載雷達或者飛行員的頭盔瞄準具,以鎖定戰鬥機。

AIM-9R導彈的導引頭,頭部為一個帶有紅外器件和馬達的“SEEKER”,後面是解算的電子設備、冷卻設備和電源。在後面才是裝有炸藥和破片的戰鬥部

紅外製導導彈攻擊模式示意圖,早期格鬥彈只能尾追,從第三代格鬥彈開始能夠迎頭攻擊

雷達制導導彈根據導引頭接收的戰機反射的雷達波,通過回波信息進行解算,比如可以通過回波時間間隔判斷距離,通過多普勒頻移判斷戰機速度,具體處理過程非常麻煩,要用上較好的數字處理器和FPGA器件保證時效性和精度。雷達波可以是從己方戰機的機載雷達上發出,可以是從軍艦、地面雷達發出,也可以是導彈自身的雷達導引頭髮出,根據導引頭是否有雷達可分為半主動制導和主動制導,半主動雷達需要外部雷達設備以連續波持續照射敵機目標,而主動雷達制導則只需要外部雷達設備在前半段照射鎖定,在末端導彈的雷達導引頭開機搜尋目標並根據回波方向進行鎖定攻擊。

半主動雷達制導彈和主動雷達制導的區別

軍艦引導半主動雷達制導導彈攻擊目標

不論哪一種,都涉及一個概念,就是連續波照射。就是說,用於導彈火控的雷達需要持續不斷的將雷達波打在戰機上,才能夠保持鎖定。在火控模式下,雷達的波束角極小,脈衝間隔非常短,持續不斷的回波攜帶了敵方戰機的豐富而精準的信息,比如距離、方位、速度、角速度、RCS特徵等信息,通過這些信息,進行卡爾曼濾波處理,識別出敵機種類和下一時刻的位置和速度。而導彈僅需要通過控制舵面,追著雷達回波的方向撞過去就可以了。

最後看看無線電指令制導。這是一種相當“古老”的制導方式了,屬於第一代防空導彈普遍使用的制導方式,這種方式下導彈本身是不知道有沒有鎖定敵機的,它只是按照命令行事。我們的防空導彈營就曾經使用無線電指令制導的薩姆-2地空導彈打下了國民黨空軍派出的U-2高空偵察機。

無線電指令制導是通過地面跟蹤雷達,持續照射飛機和發射的導彈,同時跟蹤導彈和飛機的方位和速度,計算出二者的距離後和速度差等信息,解算出下一條指令,通過無線電發送給導彈,告訴導彈下一步如何飛行。這樣的方式導彈不需要知道目標在哪裡,也不需要計算自己和目標的距離,只需要有個無線電接收裝置就可以了,雷達讓俺幹啥俺就幹啥。在電子器件尚未實現小型化和集成電路化的50-60年代,無線電指令制導是非常受歡迎的一種制導方式。這種制導方式由於便宜,直到今天也沒有完全淘汰,俄製S300、S400上仍然是將這種制導方式與其他制導方式混用。

還有一種更簡單的制導方式叫駕束制導。雷達同樣是以一束很窄的波束持續照射到飛機上,而導彈則是通過自身的接收裝置,讓自己“騎”在雷達波束上,直至命中目標。這種方式下導彈自身也不知道是否鎖定敵機,它只是順著雷達波照射的方向前進直至擊中。


紙上的宣仔


本人作為從事雷達相關專業人士,來回答這個問題!導彈可以簡單的理解為:可以制導的炸彈!最關鍵的就是“制導”兩個字,也就是導彈能夠自己跟蹤目標,發射後依然可以調整軌跡,而不是簡單的線性飛行和發射後就無法改變軌跡了!導彈分為很多種,其中作為戰術使用的空空導彈系列更是龐大,那麼空空導彈如何鎖定目標和進行制導呢?下面我簡單的介紹一下:

紅外鎖定

其實也就是紅外製導,更為簡單的描述就是熱跟蹤!任何有熱量的物體都會對外發射紅外線,只不過不同的物體,發射出來的紅外強度不一樣,可以說熱量越大的物體,發射的紅外信號就越強。早期的空空導彈,使用的便是這個原理!在導彈的彈頭部分,安裝一個紅外導引頭,它能夠識別和跟蹤發出紅外信號的物體,通過控制導彈彈身的彈翼來控制導彈的飛行方向。

戰鬥機作為一個比較龐大的機器,在飛行過程當中,自然是不斷的散發出熱量,尤其是發動機尾噴口,溫度甚至高達攝氏幾千度的高溫,這對紅外製導的導彈來說,是一個非常不錯的紅外熱源!

不過紅外製導也有缺點,就是如果出現其它更大熱源,導彈就會轉而跟蹤那些比飛機熱源更大的目標。比如早期的戰機被導彈鎖定,只要迎頭飛向太陽就行,畢竟太陽熱源更大。或者釋放紅外干擾彈和箔條就行,導彈會被幹擾追蹤它們。

雷達鎖定

雷達鎖定也分為半主動和主動之分:

半主動雷達鎖定:

這樣的導彈沒有雷達發射機,主要通過載機的雷達對目標戰鬥機進行雷達照射,利用戰鬥機反射的信號來跟蹤。所以這樣的導彈離不開載機的雷達支持。主要是在彈頭部分安裝一個雷達信號接收器,通過接收到戰鬥機反射的信號,然後經過中央處理器的處理,解讀出目標戰鬥機的方向、速度和距離等等,然後控制彈翼,飛向目標。

主動雷達鎖定:

它和半主動雷達制導的唯一區別就是本身攜帶了雷達發射機,安裝在導彈的彈頭部位,和雷達接收機在一起。這樣的導彈自己發射雷達波來照射目標,雷達波遇到目標戰鬥機發生反射後,被導彈彈頭裡面的接收機接收並且進行信號處理,然後就和半主動雷達制導一個樣了。這樣制導方式非常靈活,實現了真正發射後不管。這種雷達制導方式是目前最先進的,但是成本比較高。同樣它也可以被幹擾,目標戰鬥機可以釋放出雜波,讓導彈無法鎖定飛機。

以上就是目前比較常見的兩種導彈鎖定空中戰機的方式,歡迎評論!


資訊所長


鎖定是軍事術語。對應的技術術語是跟蹤。跟蹤可以是一種工作模式。比如雷達有搜索模式和跟蹤模式。在搜索模式,雷達波束寬,掃描範圍大,分辨率低。在跟蹤模式,雷達波束窄,掃描範圍小,分辨率高。

跟蹤也可以是一種工作狀態。導彈處於跟蹤狀態,導引頭始終對準目標,導彈按照特定方向飛向目標。並且不斷改變提前量。

對於飛行員來說,火控系統中的雷達和導彈是聯動的。雷達指向和導引頭指向是一致的。當雷達跟蹤目標後,導引頭也跟蹤目標了,就是鎖定目標了。此時就可以發射導彈了。

在作戰過程中,開始是雷達搜索目標,轉入跟蹤後帶動導彈截獲目標信息,讓導彈轉入跟蹤狀態。

保持持續跟蹤的技術措施是導彈和雷達都安裝有一套伺服系統。當目標信號偏離方向,信號就會增大,增大的信號會讓私服機構增加操作器件的運動偏轉,增加修正量,讓導彈和雷達重新對準目標。就像用眼睛緊緊盯住去看一個物體一樣。

鎖定並不是絕對的可靠。一旦目標視線運動角速度大於導彈私服系統的工作極限,導彈導引頭也會丟失目標信息。

另外就是電子干擾。導彈和目標之間的信息發生混亂,識別不出目標信息,也會造成跟蹤失敗。或者導彈去跟蹤假目標。

所以所謂鎖定即擊落,並不是絕對的。


一葉楓流


現代導彈能夠鎖定飛機,主要依靠的是紅外製導系統和雷達制導系統,一些落後的戰鬥機還會使用無線電制導系統。紅外製導系統指的是導彈在發射出去之前,通過安裝在導彈內部的紅外感測儀感知熱輻射,來鎖定敵方戰鬥機。在導彈發射出去後,紅外感應系統能夠持續追蹤敵方戰鬥機,直到擊毀敵方戰鬥機為止。戰鬥機在飛行的時候都會散發出一定的熱量,通過紅外製導來鎖定飛機是一種非常精準的攻擊手段。


除了紅外製導之外,一些導彈還會採用雷達制導的方式來攻擊敵方戰機。雷達制導的方式是通過導彈內部的感應裝置,來接收戰機反射出來的雷達波,再通過雷達波的反射頻率,分析出來戰機的具體位置,最後發射導彈並通過雷達波長持續追蹤戰機。雷達制導的方式攻擊沒有隱形能力的戰機比較奏效,但是攻擊具備超強隱形能力的五代機,就有些捉襟見肘了。

不管是紅外製導還是雷達制導,導彈都具備一定的追擊能力,因此被這兩種導彈瞄準戰鬥機,能夠逃逸的幾率很小。在馬島海戰時期,英國戰鬥機發射近距離格鬥導彈,擊中阿根廷空軍戰鬥機的概率超過了90%,幾乎是達到了一發子彈幹掉一個敵人的能力。不過隨著四代半戰機和五代戰機的服役,在現代空戰中,近距離格鬥導彈的命中率相比於之前有所下降。



戰鬥機格鬥導彈擊中目標,依靠的是導彈的速度和追蹤能力。而四代半戰鬥機和五代戰鬥機,都具備超強機動性能和一定的干擾能力。假如對方使用紅外製導的導彈的話,戰鬥機可以使用紅外干擾器,對敵方導彈進行干擾,或者直接發射紅外干擾彈,吸引敵方導彈的攻擊目標。假如對方使用雷達制導的話,戰鬥機同樣也會採用釋放干擾彈的方式來應對。


除了干擾導彈的攻擊精準性,戰鬥機還會進行S型軌跡飛行,急轉彎飛行等高機動方式來規避導彈。,根據美國在近幾年的實戰演練數據來看,一些在理論上能夠具備80%甚至90%的幾率擊中敵人的近距離格鬥導彈,在現代實戰演練中,只有不到50%的命中率。假如這些導彈真的應用到戰場上,命中率還會更低。

這主要是由於現在人們對於精確制導系統認識逐漸深化,相應的應對手段也逐漸的增多。從當前戰鬥機隱身技術不斷提升,干擾能力逐漸提升的大趨勢來看。未來雷達制導的導彈很有可能會被淘汰,紅外製導的導彈抗干擾能力則會得到極大的提升。


軍武小咖


導彈如何鎖定飛機跟它的制導方式有關,現在的空空導彈、地(艦)空導彈一般採取紅紅外製導(Infrared guidance)、雷達制導(Radar guidance)的比較多,而部分地空導彈也會採用包括無線電制導在內的混合制導方式,不過單純的無線電制導如果遇上電子戰水平較高的對手時很容易抓瞎,所以,現在用來對付飛機這種空中目標的導彈用紅外和雷達制導的比較多,那麼什麼是紅外製導呢?

▲AIM-9M空空導彈

簡單來說就是:導彈通過捕獲目標發出的紅外輻射來確定它的運動軌跡和位置,進而引導導彈自身進行鎖定和打擊。紅外輻射又是普遍存在的,任何溫度高於絕對零度的物體都會向外輻射紅外線,溫度越高,紅外輻射越強。所以,飛機也不例外,採用紅外製導的導彈就是根據飛機發出的紅外輻射來對其進行鎖定和打擊的,而對於飛機來說,尾部發動機部位的紅輻射又是最強的,因為那裡溫度最高,比如下圖所示,就是一架F-14戰鬥機的紅外成像:

▲F-14戰鬥機的紅外成像

所以,老式的紅外製導導彈主要是通過“咬住”戰鬥機的尾巴來對戰機進行鎖定和打擊,不過,現在的新型紅外製導導彈則是可以從各個方向鎖定飛機,因為飛機除了尾部會發出強烈的紅外輻射之外,機身的其他部分也同樣有紅外輻射,因為飛機在高速飛行時 ,與空氣間的劇烈摩擦會對機身蒙皮起到氣動加熱的作用,以及機身會反射陽光中的紅外線,傳統的機身塗料會反射大概60%的外界紅外輻射,而新型的弱紅外灰色塗層對陽光中紅外線的反射率則是隻有5%至15%。如下圖所示,圖中尖頭表示飛機機身發出的紅外輻射。

▲戰機機身紅外輻射

說外導彈的紅外製導,再來說雷達制導,顧名思義,雷達制導就是利用戰機反射的雷達波來確定戰機的運動軌跡和具體位置。而根據戰機反射的雷達波的來源,雷達制導又分為兩種,分別是:主動雷達制導(Active radar guidance)和半主動雷達制導(Semi-active radar homing)主動雷達制導,即是指:導彈自己主動發射雷達波照射目標來對目標進行鎖定和追擊,也就是發射和接收雷達波的都是導彈;而半主動雷達制導則是:機載雷達、地面雷達或者艦載雷達發射雷達波來對目標進行鎖定,導彈則是通過接收目標反射的雷達波對目標進行打擊,即發射雷達波的是其他設備,導彈僅是被動接收雷達波。下圖為半主動雷達制導和雷達制導示意簡圖:

▲半主動雷達制導和主動雷達制導

對於導彈的這兩種雷達制導方式,採用主動雷達制導的導彈其有效打擊射程更短,該制導方式通常用於混合制導導彈的末端制導,或者是射程較近的近距離空空導彈上面,這是因為導彈上的雷達波收發器體積小,且需要自身帶電源供電,所以其雷達波功率較小,對目標的ERP(有效輻射功率)也更低,所以一般不適用於遠程導彈上面(混合制導除外),而半主動雷達制導則剛好相反,該制導方式是目前遠程空空導彈、地(艦)空導彈最常用的制導方式之一,不過採用主動雷達制導的導彈也有自己的優勢,那就是可以“發射後不管”,而且導彈通常是在終端階段才會採用主動雷達制導,也就意味著此時導彈距離目標更近,所以會具有更好的打擊效果和抗干擾能力。


哨兵ZH


導彈鎖定飛機不止是電影中的情節,實際戰場也是如此。

導彈一般是有導引裝置的,常見的有紅外導引頭、電視制導導引頭、激光導引頭、無線電導引頭等,導引頭的作用就是探測發現目標,例如紅外導引頭就是發現了戰機的尾焰。

導引頭髮現目標後,彈上制導系統根據自身導航姿態與導引頭跟蹤的目標關係,按照一定的制導律,形成過載指令。

控制系統執行過載指令,控制執行機構,空氣舵或者火箭燃氣舵,從而向目標運動。

這一系列的過程形成了去你所見的鎖定跟蹤飛行,實際上導彈要想擊中目標,速度要快於目標,轉彎(過載)能力強於飛機,才能把飛機打下來。飛機機動力不足,往往要通過釋放誘餌彈等措施拜託鎖定。



電氣自動化大百科


導彈可打飛機,那也可以在飛機上設計一種發射導彈反擊尾追導彈。


賣啦佛稜


第一種是指令式制導第二種是尋的式制導。

指令式制導,就是發射平臺在發射導彈後不斷測量導彈和目標的方位偏差然後用各種方式發射指令導引導彈飛向目標。這種導彈的特點是導彈前面是沒有導引頭的,沒有雷達罩也沒有紅外鏡頭。這種導彈沒有腦子,不會思考,全靠後面的發射載具。比較典型的是紅旗2,紅旗12.紅旗7(也就是海響尾蛇)。以現在的標準來說,指令制導已經是一種很落後的制導模式。發射後還得管,使用瞄準線形式攻擊,彈道無法優化。但是技術相對簡單,而且導彈很便宜。指令制導用在近程導彈上,其實也無可厚非。比如紅旗7系列。因為制導指令的傳輸實現了數字加密,抗干擾性能增強,跟蹤手段不但可以採取雷達,還可以採取電視或者紅外跟蹤。可以悄無聲息地對目標發起攻擊。而且在攻擊中人可在迴路中,在應對假目標方面是一般導彈難以比擬的。而且最新的紅旗7已經不是簡單的瞄準線飛行軌跡,制導設備自動計算目標的提前量,導引導彈飛向預定的交匯點。而且在飛行中,導彈並不是沿著瞄準線飛行而是偏上一定角度,這樣不但可以防止在最後階段導彈的紅外信號屏蔽目標,還可以在攻擊階段保留更大的動能。正是因為紅旗7很可靠所以,長期作為中國海軍的主力對空導彈,不要看標準2,裡夫導彈,動輒一百二百公里的射程,如果用於攔截掠海反艦導彈,比紅旗7的射程也遠不了多少。紅旗7的最大缺點就是瞄準線制導,只能攻擊一個目標。而且制導站跟發射裝置距離不能很遠。有人說把紅旗7升級成能多目標攻擊的。那樣就只有設置兩套發射裝置兩個制導站了。毫無意義。指令制導精度隨著射程的增加而降低,原因是導彈自己沒有眼睛,全靠後面的眼睛。要解決這個問題,就只有把導彈裝上眼睛了。也就是導引頭,有導引頭的導彈使用尋的式制導。

導引頭有兩種,一種是紅外一種是雷達。紅外的簡單,可以理解為一個攝像頭。測出目標方位和導彈飛行方向的偏差,拐彎就去打。最初的紅外導引頭比較落後,看啥都是個點,所以容易被熱焰彈欺騙,後來的導引頭分辨率高了,可以看出目標的輪廓了。就不好欺騙了。最初的導引頭還有個缺點,只對飛機噴口的高溫氣體敏感,所以最初的導彈只能尾追攻擊。後來的紅外導引頭可以分辨飛機機翼前緣,進氣口等部位的氣動加熱。就可以全向攻擊了。後來導引頭又開發了斜眼功能,就是基本前半球的紅外輻射都能探測到,導彈發射出去自己轉彎去打旁邊甚至後面的目標。這叫離軸發射。這是飛機上用的,地空導彈也有很多使用這樣的導引頭,不過主要是單兵導彈,或者空空導彈改裝的,單獨設計的地空導彈一般不用這種制導方式,因為導引距離太近了,還不如紅旗7那樣的指令制導用的舒服。

然後是雷達制導,給導彈前面裝個雷達,最初只是裝個接收機,沒有發射,這就是麻雀導彈,R27.現在的ESSM和標準2還是這樣的。艦空導彈地空導彈的主流都是這種方式。因為導彈的雷達只有一半(只有接收沒發射)所以這叫半主動雷達制導。因為半主動制導需要發射平臺不間斷地提供照射波,這一點對於軍艦和地空導彈還好說。對於飛機來說就比較麻煩,飛機要連續跟蹤目標並照射一旦目標脫離照射,就打不中。特別是兩架飛機對飛的時候,越來越近,角速度越來越大,很容易脫靶。於是先進的空空導彈都在彈頭裡再裝上一個發射機,這樣就可以靠自己完成照射和跟蹤了。載機就可以脫離或者去打別人了。但是導彈自己的發射功率有限,最遠也就能管20公里左右。所以載機在發射導彈之後還需要照射一會,直到導彈進入了主動段。


分享到:


相關文章: