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洲际导弹是怎么导航的?

这个问题老梁来回答。

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一瞅这问题,估计很多小伙伴脑壳一转,一准想到的是什么GPS,当然还有咱家的北斗系统,再有就是咱这地界比较出名的高德地图,下载这么个家伙塞到导弹里头,在天上飞也不担心走岔道。

导个航嘛?轻轻松松的!

如果您真这么想,那真就外行了。您别说洲际导弹了,放大一点但凡是弹道导弹都不用这些个东西。

当然咱并不说这些个东西不好,精度不够,玩不转导弹,所以一脸嫌弃,丢一边不稀罕用。

其实原因很简单,洲际导弹这哥们算是大杀器,他是一个国家最后的防御护盾,一打开这玩意,咣叽把这按钮按下去,洲际导弹嘎嘎的从那发射井里头飞出来,基本上可以断定这个国家要玩命了。

啥后果不后果的已经不再他的考虑范围了。

既然要玩命了,当然要来个狠的,前提是您这大杀器,别一整出去,还没嘎嘎的甩开膀子飞呢,就别人家给干扰了。

什么电子干扰,什么激光干扰等等,来这么一下,噹的一家伙,这洲际导弹拐弯了,回过头来冲着自己地盘砸就下来了。

坑吧?

洲际导弹时一种超远程弹道导弹,其射程动辄万里,其设计用途为携带一枚或多枚核弹头,该型导弹威力强大,是世界末日的核战的终极武器。洲际导弹如果摧毁敌方战略目标,必须达到核弹头、射程和命中精度三个客观条件。其中命中精度作为关键,这就需要依赖洲际导弹的制导系统,对于洲际导弹而言,最常见的是惯性制导方式,其次还有星光制导和卫星制导的复合制导方式。目前洲际导弹制导已经发展至第五代。

图、1950年代,麻省理工学院研发出的惯性导航装置

惯性制导是洲际导弹中最常见的制导方式,其通过惯性测量系统来测出物体的运动数据,可以形成制导指令来控制导弹。惯性导航系统不用依赖外界信息,也不向外扩散辐射信息,不容易受到干扰。第二次世界大战时期,德国研发出的V2弹道导弹就是使用的惯性制导方式,但是当时的惯性导航装置受限于工艺水平和制造技术,其发射后的精度不理想。在德军发射的所有V2导弹中,有超过七成的导弹落在目标周围三十公里以内,精确摧毁目标能力十分有限。

第二次世界大战后,美国和俄罗斯在惯性导航的基础上研发出了星光测量仪器,它能利用宇宙空间恒星的方位来判断初始定位误差和陀螺漂移,能对惯性制导误差进行修正,提升了洲际导弹的命中精度。

随着科技的进步,目前洲际导弹已经发展至第五代。俄罗斯研发的萨尔马特洲际导弹采用了包括新型惯性导航、星光制导和卫星制导的复合型制导系统,这进一步提升了洲际导弹的命中精度。可以说随着人工智能的崛起,新一代洲际导航的制导方式也迎来更新,届时会出现精度更高的制导方式。

洲际导弹的导航方式有很多,不同的国家也有不同的方式。从世界目前的技术角度来看,基本上是中美俄三大国的最为先进,其次是英国、法国、东亚某半岛北边等国家的弹道导弹了。除了这些国家,其他的国家最远也是个远程导弹,比如印度、以色列、伊朗等国。

洲际弹道单打的很远,自然无法采用指令制导或者无线电制导、激光制导等技术,这些技术都是多用于空空导弹或者空地导弹中,射程局限在400公里之内,超过这个距离,就必须要考虑到远距离导航的问题了。洲际导弹一开始都采用惯性制导技术,比如美国第一代的宇宙神导弹,我国第一代的东风5导弹等,都是使用惯性制导。

惯性制导就是使用惯性轨道计算机,在目标和发射地两点之间连起一条弧线,提前把火控数据装载进导弹,加上惯性制导陀螺仪的帮助,就能够实现洲际导弹的制导,但是打击精度不高,一般误差有几百米,不过对于使用核弹头的洲际导弹而言,也已经足够了。目前看来,东亚半岛北部某国的洲际导弹,就都是用的这种制导方式。

后来随着技术的发展,出现了惯性+星光制导的手段,也就是在导弹发射的时候,装载进周边宇宙内天体的位置数据,这些天体活动很慢,相对于导弹飞行的30-40分钟的时间来说,他们的相对位置基本不变,这些天体组成了星光系统,他们指示着某一个地面目标,导弹发射出去后,先按照惯性制导飞行,然后根据星光制导数据不断调整飞行的航线,这样精度大增,达到了百米以内的射击圆概率误差。

再后来,又有些大国发射了导航卫星,比如美国的GPS导航系统,俄罗斯的格洛纳斯导航系统,我国的北斗导航系统,那么这些国家就可以使用更高级的惯性+星光+卫星导航制导技术了,在导弹的飞行途中,接收导航卫星发来的目标位置数据,导弹进行航迹调整,再加上再入大气层技术和可变轨弹头技术,这样的洲际导弹射击圆概率误差基本在10-20米左右,已经可以精确命中一个点目标了,比如敌人的核弹发射井等。

以上就是目前的洲际导弹制导方式,今后也许还会出现新的制导方式,其实已经在探索中了,比如主动雷达制导方式等,也就是在弹头内加入一部主动雷达,进行制导,但是这样的导弹飞行速度不能太快,否则对于信息的传递和弹头的变轨不利,这将会适用于今后的滑翔式导弹弹头。

目前洲际导弹的导航方式一般是惯性导航+星光辅助制导(以惯性制导为主),只有在早期的时候才是单纯的采用惯性导航。那么,什么是惯性制导呢,就是在发射之前先用计算机计算出一条可以打到目标的模拟弹道,当实际发射导弹,等导弹飞出大气层后,再根据航路和速度不断的自主修正飞行参数,使导弹的真实弹道与预设弹道重合,此时就可以关闭发动机了,让导弹沿着预设好的弹道进行惯性飞行,最终达到目标区域,而等到真实速度与预设速度也重合的时候,发动机也会与弹体分离,不再为导弹(弹头)提供动力!

惯性导航根据组合方式的不同,分为平台式和捷联式两种。这两种方式的不同点在于:平台式是通过附加的框架将陀螺平台稳定在惯性空间,考虑到了陀螺仪的定轴性,然后再把加速度测量表安装在平台的台体上,这种方法隔绝隔离了弹体在飞行时的振动以及角运动,避免了加速度测量表受到弹体振动的影响;而捷联式则是直接将陀螺仪和加速度测量表安装在弹体上面,测出相关参数后再由计算机进行处理转换。相对于平台式,捷联式在测量的时候容易受到弹体振动的影响,所以对计算机的要求会更高,不过捷联式也有优点,那就是整个系统更加简单、可靠,而且随着科技的发展,对高要求微型计算机的需求也很容易得到解决,所以,捷联式惯性制导的方式正日益受到重视。

至于原理,惯性制导最主要的就是可以灵敏地监测到运动过程中导弹的加速度变化,再通过计算就可以得出运动速度和位移(比如加速度对时间的积分是速度,速度对时间的积分则是位移),由于导弹是在立体(三维)空间内运动的,所以需要三个两两垂直的加速度测量仪,测量出不同方向上的加速度分量,合成后就是总的加速度的数据了,得出的各种参数再经过计算机的计算和转换,从而达到控制导弹飞行的目的。以上就是大概原理,说起来简单,但是真正做出来并且做到极致,就不是我们这些普通人能做到的了!

最后,对于洲际导弹的导航方式,除了最主要的惯性制导之外,是还有其他辅助手段的,比如星光制导,所谓的星光制导,就是通过监测形体的位置以及方位的变化,进一步计算出导弹的具体坐标信息,然后在利用微调动力系统不断地修正弹道误差,以达到最佳打击精度的效果,至于大家平时听到的GPS制导,是不会用在洲际导弹上面的,一旦打起核战争来,最先被干掉的可能就是各种卫星,此时GPS基本上不会有多大的用处!

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