新闻动态

您的当前位置: 首页>>网上课堂>>正文
第十二节 精确制导技术
添加者:佚名点击数:添加时间:2013-09-07 10:09:16

    精确制导武器被誉为现代兵器之星。它是第二次世界大战后军事技术发展最引人注目的进展之一。精确制导武器迅速发展,大量装备部队并广泛运用于现代战争中,对战争进程乃至结局都产生了巨大的影响。

    一、精确制导武器概述

    精确制导武器,是指采用精确制导技术,直接命中概率在50%以上的武器。精确制导技术是在复杂的战场环境中,利用目标的特征信号,发现、识别和跟踪目标,并将武器直接引导至目标实施有效打击的技术。直接命中是相对于爆炸破片对目标的间接命中而言的,一般是指武器战斗部与目标有效部位的直接接触命中。

    ()精确制导武器的发展过程

    精确制导武器起源于制导武器。第二次世界大战期间,德国人制造并在实战中使用了飞航式导弹(或称巡航导弹)V1和弹道式导弹V2,从此揭开了制导这门神秘技术的序幕。第二次世界大战后特别是20世纪70年代,微电子和计算机技术的突破和在制导技术中的应用,使制导精度有了很大提高,精确制导武器进入全面发展阶段,并在几场局部战争中产生很大影响。精确制导武器的发展,大体经历了四个阶段:

    20世纪50年代末至60年代初出现战术导弹。50年代中期,随着小型火箭发动机和制导技术的改进,命中精度有很大提高。l956年阿以战争中,法制第一代反坦克导弹SS10已具有了对付当时坦克的能力。50年代末和60年代初,苏制防空导弹击落美高空侦察机,在世界范围引起很大反响。20世纪60年代末和70年代初出现制导炸弹。随着微电子和计算机技术在制导技术中广泛应用,相继出现了电视制导、红外制导、雷达波束制导和激光制导的航空炸弹。1965年美国研制成功宝石路激光制导炸弹,随后用于越南战争。如攻击南方清化市的清化大桥,美曾经动600架次飞机,投下近2000吨普通炸弹,损失飞机18架,未能将清化大桥炸毁,改用激光制导炸弹后,F4飞机仅出动12架次,就炸毁了大桥,且飞机无一损伤。70年代中期,开始出现了精确制导武器这一术语。

    20世纪70年代末80年代初出现了制导炮弹。第一代制导炮弹以80年代美军的铜斑蛇和苏军的红土地为代表。铜斑蛇激光制导炮弹用155毫米榴弹炮发射,制导精度可达 1以内。苏军的红土地制导炮弹用152毫米榴弹炮发射,采用半主动激光制导,命中精度可与反坦克导弹媲美。

    20世纪90年代,精确制导技术开始向智能化方向发展。例如,美国的黄蜂空对地导弹,由于采用了先进的信号处理和人工智能技术,已经具有了初步的智能化特征。它能够在一定程度上识别真假目标,并且与其他导弹协调工作。

    ()精确制导武器的特点

    精确制导武器的特点是相对于非制导武器而言的,其基本特点突出表现为高技术、高精度、高效能。

    1.高技术

精确制导武器作为人类智慧的结晶,是技术发展到一定阶段的产物。精确制导武器区别于一般武器的根本标志在于其有制导系统。制导系统由信号探测、高速信号处理和自动控制等部分组成,是以光电器件、集成电路、计算机等众多高技术为基础的。精确制导武器在实战使用中,从发射到命中的全过程贯穿了各种技术手段的较量。所以,各国都十分重视精确制导武器技术的先进性,特别是制导精度、电子对抗和人工智能技术的领先与运用。

2.高精度

    直接命中概率高,这是精确制导武器名称的根本由来,也是精确制导武器最基本的特征。要使直接命中目标的概率达到50%以上,就要求对点目标的圆概率误差在0 9以内,对普通地域目标的圆概率误差在 3以内。目前,一些有代表性的精确制导武器其命中概率可达80%以上,激光制导炸弹和电视制导炸弹,其圆概率误差在1 3。由于精确制导武器的直接命中概率不断攀高,因此已经出现了战斗部不需要装药的精确制导武器。例如,英国宇航公司研制的高速防空导弹,不但飞行速度可达4马赫,而且脱靶率几乎为零,该导弹没有爆破战斗部,依靠极其精确的直接撞击撞毁目标。   

    3.高效能

    精确制导武器较之非制导武器其作战效能大幅提高。在1991年的海湾战争中,战斧巡航导弹从1000千米以外发射,精确命中并摧毁了严密设防的巴格达市高价值目标,其总体效能远远优于作战飞机使用常规航弹的空袭。此外,虽然精确制导武器的技术复杂,单发成本比较高,但由于具有较高的直接命中概率,完成作战任务时其弹药消耗量小,因此总体费用仍有可能低于使用常规弹药。

    二、精确制导武器的制导方式

    精确制导武器的命中精度主要依靠制导系统来保证。制导系统的工作过程就是发现和利用目标信息和特征的过程。由于可供利用的目标信息多种多样,从而也就决定了制导系统也要采取不同的技术途径和手段来获取这些信息和发出控制指令,因而也就有了各不相同的制导系统和制导方式。大体上可将这些制导系统归纳为自主式制导、寻的式制导、遥控式制导和复合式制导。

    ()自主式制导

    根据武器内部或外部固定参考基准,导引和控制武器飞行的制导。有关目标的特征信息是在制导开始以前就确定好的,制导过程中不需要提供目标的直接信息,通常也不需武器以外的设备配合。惯性制导、星光制导、多普勒制导、程序制导和地形匹配制导、地图匹配制导、GPS全球定位系统制导等都属于自主式制导。其中惯性制导是主要的一种,它的优点是不需要外部任何信息就能根据导弹初始状态、飞行时间和引力场变化确定导弹的瞬时运动参数,因而不易受外界干扰。地地导弹、潜地导弹部分采用自主式制导系统。

    ()寻的式制导

    由武器上的导引头感受目标辐射或反射的能量,自动跟踪目标并形成制导指令,导引和控制武器飞行的制导。特点是制导精度较高,但制导距离不能太远。按感受目标信息的来源可分为主动、半主动和被动寻的制导。主动和被动寻的都具有发射后不管的特点。半主动和被动寻的制导多用于空空导弹、地空导弹和空地导弹。寻的式制导系统是利用导弹上的接收装置接收目标所辐射或反射的某种能量而实现的,这些能量有红外线辐射、无线电波、光辐射、声波等。常用的寻的式制导主要有雷达寻的制导、红外线寻的制导、电视寻的制导、毫米波寻的制导、激光寻的制导等。寻的式制导与自主式制导的区别在于武器与目标间的联系。

    ()遥控式制导

    由设在武器以外的制导站引导和控制武器飞行的制导。制导站可设于地面、海上(舰艇)、空中(载机)。遥控制导的武器受控于制导站,飞行弹道可以根据目标运动情况而随时改变,因此,它适于攻击活动目标。在地空、空地、空空和反坦克导弹上使用较多。根据导引信号形成情况,遥控制导系统可以分为指令制导和波束制导两大类。指令制导可分为有线电指令制导和无线电指令制导和电视指令制导。苏联的萨姆—、美国的奈基等均采用无线电指令制导系统,美国的“爱国者”地空导弹在飞行末段也采用了无线电指令制导系统来保证其命中精度。波束制导分为雷达波束制导和激光波束制导两类。

    ()复合式制导

    采用两种以上制导方式组合的制导。单一的制导系统可能出现制导精度不高、作用距离不够、抗干扰能力不强或不能适应飞行各阶段要求等情况,采用复合制导可以发挥各种制导系统的优势,取长补短,互相搭配,以解决上述问题。组合方式依导弹类别、作战要求和目标等不同而异。通常有“自主+寻的自主+遥控遥控+寻的自主+遥控+寻的等复合制导系统。

    三、精确制导武器的种类

    精确制导武器,可分为导弹和精确制导弹药两大类。导弹与精确制导弹药的主要区别,在于前者依靠自身的动力系统和导引控制系统飞向目标,后者自身无动力装置,需借助火炮、飞机投掷,也没有全程制导装置,仅有在飞行末段起作用的寻的装置或传感器。

    ()导弹

    导弹,是指依靠自身的动力装置推进,由制导系统导引、控制其飞行路线并导向目标的武器。导弹是精确制导武器中研究最早、类别最多、生产和装备量最大的一类。导弹可从多种角度分类:

    按导弹发射点和目标位置,可分为地地导弹、地空导弹、岸舰导弹、潜地导弹、空地导弹、空空导弹和空舰导弹等。

    按作战任务,可分为战略导弹和战术导弹。战略导弹,是用于完成战略任务的导弹。通常使用核战斗部,由国家最高统帅部直接掌握,用于摧毁敌方纵深重要战略目标。战术导弹,是用于完成战术任务的导弹。主要用于打击敌方战役、战术纵深的战役、战术目标。亦可用于直接支援地面部队作战。

    按导弹射程,可分为近程导弹(射程在1000千米以内)、中程导弹(射程在10003000千米)、远程导弹(射程在30008000千米)及洲际导弹(射程在8000千米以上)

    按导弹的弹道特征,可分为飞航式导弹(战斧巡航导弹)和弹道式导弹。

    按攻击的目标,可分为反坦克导弹、反舰导弹、反雷达(反辐射)导弹、反卫星导弹、反导弹导弹等。但精确制导武器发展趋势之一是通用化、多功能化,因此这种分类方法仍有一定局限性。

    ()精确制导弹药

    精确制导弹药也称为灵巧弹药,根据不同的作用原理可分为末制导弹药和末敏弹药两类。

    1.末制导弹药

    末制导弹药有寻的器和控制系统,在其弹道末段能根据目标和弹药本身的位置自行修正或改变弹道,直至命中目标。主要有制导炮弹、制导炸弹、制导雷等。

    制导炮弹是用地面火炮发射,弹丸带有制导装置的炮弹的总称。它能够在火炮的最大射程内以很高的单发命中概率攻击目标,主要有激光制导炮弹、毫米波制导炮弹和红外寻的制导炮弹等。

    制导炸弹也叫灵巧炸弹,是指有制导装置和空气动力操纵面的航空炸弹。主要有激光制导炸弹和电视制导炸弹。制导炸弹是航空炸弹的新发展,通常是在制式航空炸弹上加装制导装置和气动力装置,靠飞机投弹时给予的初速滑翔飞行,其制导系统同一般空对地导弹的导引头相似,有的甚至就是直接移植而来的。精确制导技术使航空弹药长了大脑,一定程度上已具有“发射后不用管”、“同时攻击多个目标”、“指哪打哪”和能在数十、数百乃至上千千米之外全天候攻击任何目标的能力。精确制导的航空炸弹圆概率误差为0 3,命中概率是第二次世界大战时普通航弹的2550倍,弹药的消耗量降低到原来的l10150,效费比提高2550倍。

    制导雷是一种将自毁破片技术、遥感技术和微处理机结合起来的新型雷,通常在普通地雷、水雷上加装制导系统后即可成为制导雷。制导雷有一个庞大的家族,通常可分为三大类:一类是打击坦克、装甲车和直升机的制导地雷;一类是执行反潜、反舰任务的制导水雷;一类是执行反卫星任务的太空雷。

    2.末敏弹药

    末敏弹药不能自动跟踪目标,也不能改变飞行弹道,只能在被撤布的范围内利用其自身的探测器(寻的器)探测和攻击目标。

    末敏弹药通常由一些子弹药组成。子弹药被抛撒后,立即用其自身携带的探测器开始在小范围内探测目标,发现目标后,即可沿探测器瞄准的方向发射弹丸,对目标进行攻击,既有较大的毁伤面积,又有较高的命中精度。它是子母弹技术、爆炸成型弹丸技术和先进的传感器技术相结合的产物。末敏弹药探测范围较窄,一般仅为末制导弹药探测范围的l10左右。

四、精确制导武器在现代战争中的作用

()已成为现代战场的主要打击兵器

197310月第四次中东战争期间,埃及和以色列展开了一场第二次世界大战后规模最大的坦克战,交战双方使用精确制导武器约20种。开战头3天,以军在西奈半岛损失坦克约300辆,其中被反坦克导弹击毁的约占77%。1982年英阿马岛战争中,英军用空空导弹击落阿军飞机66架,占阿军全部被击落飞机的83%。在1991年海湾战争中,精确制导武器更是大显身手,充当了战场的主角。多国部队使用了大约20种精确制导武器,如战斧巡航导弹、爱国者”防空导弹、“斯拉姆”空对地导弹、“哈姆”反辐射导弹、“海尔法”反坦克导弹、“响尾蛇”和“麻雀”空空导弹及激光制导炸弹等,显示出了超常的作战能力。虽然投入的精确制导武器数量仅占全部弹药消耗量的7%~8%,却完成了伊拉克被摧毁重要目标的80%以上。美军在海湾战争以后的历次战争中,使用精确制导武器的数量占全部弹药总量的比例不断上升,到2003年伊拉克战争时,这个比例已经达到68%。在20世纪末,世界上拥有精确制导技术并能自行研制生产精确制导武器的国家有20多个,但近100个国家和地区的军队装备了这种武器。目前,几乎所有国家都或多或少地拥有水平不等的精确制导武器。在电子战和C31系统的密切配合下,精确制导武器已经成了现代战场的主要打击武器。

    ()使作战样式发生深刻变化

    精确制导武器在现代作战中的大量使用,给现代作战带来许多新的变化,主要表现在使超视距、多模式、多目标精确打击成为可能,海湾战争中,交战双方投入坦克8000多辆、装甲车8300多辆、兵力超过120万人。伊拉克还在科威特与沙特阿拉伯边界的科威特一侧和伊沙边界伊拉克一侧构筑了由沙堤/反坦克火壕/蛇腹形铁丝网和混合雷场/障碍地带/坦克掩体构成的纵深730千米的萨达姆防线。但地面战斗仅100小时就结束,且未发生大规模的坦克战和陆军的地面作战。主要原因就是伊军的装甲部队被美军武装直升机、对地攻击机等发射的上万枚各类反坦克导弹所摧毁。使用精确制导武器可以实现外科手术式打击,使得对点目标攻击的附带杀伤和破坏降至尽可能小的程度,同时提高了全天候、全天时的作战能力。

    ()是改变军事力量对比的重要杠杆

    现代战争表明,精确制导武器正在改变坦克、飞机、大炮、军舰等传统武器装备的军事价值,成为改变战争双方军事力量对比的重要杠杆。精确制导武器与电子战的密切配合,将是决定未来战争胜负的重要因素。拥有先进的精确制导武器和电子战实力的一方,可以战胜虽具有传统武器数量优势,而精确制导武器却陈旧落后、缺乏电子战配合的一方。事实说明,精确制导武器改变军事力量平衡的作用越来越明显。精确制导武器还促进了常规威慑力量的形成。以对点目标的摧毁能力而言,部分精确制导武器的威力已经与小型核武器相差无几。

 

思考题:

1.什么是精确制导武器?可分为哪两大类?

2.精确制导武器的主要特点是什么?

    3.精确制导武器的制导方式主要有哪几种?

4.精确制导武器在现代战争中的作用主要有哪些?