根本區(qū)別:彈道巡航導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈最根本性的區(qū)別就在于彈道。巡航導(dǎo)彈是在中低空保持一定高度飛行,末端是情況改為低空飛行;而彈道導(dǎo)彈走的是拋物線彈道,比如洲際導(dǎo)彈的彈道頂點已經(jīng)超出了大氣層,進(jìn)入外層空間。盡管現(xiàn)在先進(jìn)的彈道導(dǎo)彈都擁有空間變軌和末端修正的技術(shù),但是大體上還是拋物線。直觀的理解看下面的這張圖就懂了: 彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈的彈道區(qū)別 形態(tài)差異由于彈道的不同,二者的形態(tài)有很大差異。首先是體形差了很大。彈道導(dǎo)彈走的是拋物線,拋物線的頂點高度決定了導(dǎo)彈射程,所以導(dǎo)彈的燃料必須要夠用。所以彈道導(dǎo)彈一般都有10米以上的長度,彈徑也超過0.8m,絕大部分體積都是推進(jìn)劑貯箱。而巡航導(dǎo)彈的尺寸一般在6-8米左右,彈徑小于0.6m。歷史上高度最大的巡航導(dǎo)彈應(yīng)該就是德國的V-1了,但那是世界上第一款巡航導(dǎo)彈,技術(shù)條件還比較落后。 世界上第一款巡航導(dǎo)彈是德國的V-1,尺寸巨大 彈道導(dǎo)彈和人的尺寸對比 彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈的尺寸對比,參照物為人,近些年研發(fā)的巡航導(dǎo)彈都是朝著小型化,隱形化方向發(fā)展 此外,由于彈道導(dǎo)彈是垂直上升的,它的升力來自于火箭發(fā)動機的直接推力,彈翼提供的升力極小,只起到飛行穩(wěn)定作用,甚至沒有彈翼。而巡航導(dǎo)彈不同,它的飛行姿態(tài)是平飛的,發(fā)動機不提供直接升力。巡航導(dǎo)彈通常都擁有兩個高展弦比的平直翼,這樣翼面積可以提供足夠的升力,這一點和飛機很像。 美國的LGM-30民兵III洲際導(dǎo)彈,連彈翼都沒有 俄羅斯“俱樂部”巡航導(dǎo)彈/反艦導(dǎo)彈 可以看到兩個平直翼面積是比較大的 速度和突防模式的差異彈道導(dǎo)彈由于走的是拋物線彈道,隨著高度的上升,大氣層變得越來越稀薄,空氣阻力也越來越小,比如美國的民兵III洲際彈道導(dǎo)彈,彈道頂點可達(dá)1300km,大部分飛行時間里高度都在500km以上,幾乎沒有空氣阻力存在,所以彈道導(dǎo)彈速度可以做到很高,有利于實現(xiàn)超遠(yuǎn)射程和末端突防。洲際彈道導(dǎo)彈中段飛行速度可達(dá)15馬赫,末端速度可達(dá)25馬赫;即便老式的飛毛腿短程導(dǎo)彈,也有5馬赫的末端速度。 彈道導(dǎo)彈的優(yōu)點和缺點都是它的彈道攻擊模式。這種拋物線彈道比較容易被敵軍計算出來,然后預(yù)設(shè)攔截點,發(fā)射攔截彈進(jìn)行攔截。像薩德、愛國者3都是專門用來攔截末端飛行的彈道導(dǎo)彈的防御系統(tǒng)。當(dāng)然優(yōu)點也是這個拋物線彈道,可以讓導(dǎo)彈實現(xiàn)末端高速突防。雖然薩德、愛國者能夠攔截短程和中程彈道導(dǎo)彈,但面對末端25馬赫的洲際彈道導(dǎo)彈還沒有什么把握能夠攔截,這就是拋物線彈道帶來的速度突防能力。 美國“和平衛(wèi)士”ICBM(洲際彈道導(dǎo)彈) 短程、中程,遠(yuǎn)程和洲際彈道導(dǎo)彈的射程對比 而巡航導(dǎo)彈呢?現(xiàn)在世界上大多數(shù)的巡航導(dǎo)彈都是高亞音速飛行的。這和它的飛行高度相關(guān)。因為巡航導(dǎo)彈在中低空飛行,空氣阻力較大,如果在超音速段飛行非常耗費燃料,會使射程大大縮短,得不償失。所以巡航導(dǎo)彈一般都是低空突防,利用地形來遮蔽地方的雷達(dá)波。比如BGM-109戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈,最高速度只有0.8馬赫,但它的低空飛行高度可以低至7.2米,倘若沒有低空補盲雷達(dá),很難發(fā)現(xiàn)。即便有補盲雷達(dá),如果數(shù)字信號處理能力較差,也會因為分不清導(dǎo)彈和地面反射的雜波而很難穩(wěn)定跟蹤。 巡航導(dǎo)彈攻擊路徑示意圖,可以緊貼地形進(jìn)行機動,敵方雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn) 當(dāng)然近些年中美俄也都在研究吸氣式高超音速武器,速度有望達(dá)到6-8馬赫,不過從彈道上看依然沒有跳出巡航導(dǎo)彈的范疇,只是飛行高度變高了。 制導(dǎo)模式彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo)模式除了都有慣性測量單元之外,就幾乎沒啥共同點了。彈道導(dǎo)彈依靠自身內(nèi)部的陀螺儀和加速度計以及計算機組成的慣性制導(dǎo)系統(tǒng),此外還有星光制導(dǎo)系統(tǒng)用于修正;但是即便沒有星光制導(dǎo)系統(tǒng),僅依賴慣性制導(dǎo)也可以完成引導(dǎo),精度會稍差一些。彈道導(dǎo)彈使用的機械液浮式陀螺儀,精度要求非常高。比如和平衛(wèi)士洲際導(dǎo)彈上用的陀螺儀,用一整塊鈹金屬制成,漂移只有1.5×10?5 °/h。而一般巡航導(dǎo)彈雖然也有慣性測量單元,但舍不得用這么貴的陀螺儀。近幾十年隨著衛(wèi)星制導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步,彈道導(dǎo)彈雖然也可以使用衛(wèi)星制導(dǎo),但是這不是必須的。戰(zhàn)略核導(dǎo)彈必須僅使用慣性制導(dǎo)+星光定位就能完成打擊任務(wù)。像和平衛(wèi)士洲際導(dǎo)彈,射程11000km,可以做到94米的CEP(圓周概率誤差),這是個非??植赖木?。 和平衛(wèi)士上的機械式陀螺儀,光一個球就是50萬美元 星光導(dǎo)航原理來自于古老的航海技術(shù) 巡航導(dǎo)彈的兩種主要制導(dǎo)模式:TERCOM和DSMAC 巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo)模式有大不同。早期的巡航導(dǎo)彈使用的是地形匹配制導(dǎo)(TERCOM)。這種制導(dǎo)模式導(dǎo)引頭里裝的是測高雷達(dá)。在發(fā)射前,技術(shù)人員會實現(xiàn)為巡航導(dǎo)彈裝訂一個路徑,而巡航導(dǎo)彈只要沿著這個路線走就行。怎么知道自己在沒在路線上?就是依靠測高雷達(dá)不斷對當(dāng)前導(dǎo)彈正下方地形高度進(jìn)行測量,與實現(xiàn)裝在存儲中的路線進(jìn)行比對,來判斷當(dāng)前是否有偏離航線。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,數(shù)字處理器性能大大提高,存儲器的容量迎來了不小的提升,利用數(shù)字圖像對比技術(shù)進(jìn)行制導(dǎo)和末端攻擊目標(biāo)確認(rèn)成為了可能,于是巡航導(dǎo)彈又增加了DSMAC技術(shù)。通過識別圖像,可以了解到當(dāng)前在什么位置,攻擊的目標(biāo)是否為提前裝訂的目標(biāo)。于是導(dǎo)彈的智能化程度大大提高了。由于圖像識別技術(shù)的應(yīng)用,使得巡航導(dǎo)彈的精度從幾十米縮小到了5米以內(nèi)。海灣戰(zhàn)爭期間,甚至發(fā)生過第一顆戰(zhàn)斧給墻上開洞,第二顆戰(zhàn)斧順著洞鉆進(jìn)去爆炸的經(jīng)典戰(zhàn)例。 巡航導(dǎo)彈一般使用TERCOM和DSMAC復(fù)合制導(dǎo) |
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