盾和弹之间的那点事(十)

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  在连载文的上篇结束后,导弹的三大制导方式已全部介绍完,相信读者对这三大制导方式的制导原理已经有所了解,但这三大制导方式是如何参与到导弹的各个制导阶段的,以及它们对导弹的各个制导阶段都起到什么样的重要作用,估计很多读者还是心里没谱。那么本文将从对地导弹和对空导弹这两种不同类型的导弹进行分析,以试图解析三大制导方式在导弹全程制导过程中的重要价值与存在意义。

  对地导弹篇
  三大制导方式(遥控制导、自主制导和寻的制导)在单独使用时的缺陷都很明显,一般都要与其他两类制导方式结合使用后才能发挥作用,否则导弹的性能很难适应现代高技术作战的要求。那么在各种对地攻击的导弹上,这三大制导方式都是如何参与进去的呢?首先看自主制导。前文讲过了,自主制导就好比是士兵(导弹)在整个寻找僵尸(敌方目标)的过程中都不经过指挥官(雷达)这一环节,士兵完全凭借自身的能力找到并拍死僵尸。自主制导的优点是导弹完全凭借自身的制导能力实现全程自主飞行,从而可以不依靠外部力量提供目标信息,与外部平台不发生联系,也不主动向外辐射信号能量。因此自主制导一般都具备了很好的攻击隐蔽性和抗干扰能力,并且可以实现“发射后不管”,后方的发射平台或制导站在导弹发射后就不存在任何制导负担了,发射平台(如战斗机)也可以“打了就跑”,在第一时间内撤出战场,从而有利于发射平台的安全性。但自主制导这种能力的实现,必须建立在导弹发射一方事先获取了目标以及目标周围环境的详细情报的基础上,比如前文介绍的“地景星磁”(地形匹配制导、景象匹配制导、星光制导、地磁制导)自主制导方式,就必须在导弹发射前对相关的环境特征进行侦察与测绘,并对导弹的飞行弹道和航路进行规划,将这些数据导入导弹的制导系统内后,导弹才能具备发射的条件,而这个工作量通常都是比较繁杂且非常耗费时间的。由于自主制导存在着一个发射前的准备时间和过程,因此类似“战斧”这样的远程巡航导弹无法做到随时发射和对目标的实时攻击,而且导弹一旦发射出去就难以改变预定的飞行弹道,所以只能攻击固定的目标,比如地面建筑和大型基地设施,假如目标长了腿,可以在导弹飞至以前提前开溜,那么自主制导的导弹就只能扑个空了。

  如果在自主制导的基础上再引入遥控制导和寻的制导后,又会是什么情况呢?前文讲过了,遥控制导相当于指挥官使用通信设备对士兵发出指令,从而指挥士兵的行动。放在现实中就是外部平台(发射平台或制导站)通过数据链对飞行中的导弹发出指令,控制或修正导弹的飞行路线,并引导导弹攻击目标。遥控制导既可以是指令制导也可以是指令修正,后者可以看作简化版的指令制导,这里主要指的是制令修正。而寻的制导则相当于用一支光束将僵尸照亮,从而使士兵可以寻着光亮而去。寻的制导方式的优点是精度高,可以用于攻击高机动目标,但是单独使用时的作用距离较近,因此多用于防空导弹、反舰导弹这类用于攻击机动目标的导弹类型,并且一般都用于导弹的末制导阶段。那么接下来具体分析一下,假如这三大制导方式分别用于远程对地巡航导弹的各个制导阶段时,将会起到什么样的作用。以远程对地巡航导弹为例只是为了方便讲解,实际上包括弹道导弹、空地导弹、制导炸弹等在内的各类对地武器,它们的复合制导方式其实都是大同小异的,而对地巡航导弹只是其中一个比较典型的代表。在进入分析前我们先为对地巡航导弹设定三种典型的目标——固定目标、即时目标和移动目标,分别对应的代表是:固定雷达站,雷达车(静止状态),雷达车(移动状态)。
  假如巡航导弹只具备自主制导能力,比如地形匹配/景象匹配制导或GPS/INS制导,那么它只能打击固定目标——雷达站,而打不了移动状态的雷达车(移动目标),也打不了静止状态的雷达车(即时目标,因为说不准什么时候雷达车提前发现危险就开溜了)。假如巡航导弹在自主制导的基础上引入遥控制导,也就是给巡航导弹加上数据链接收设备,通过外部指挥系统对巡航导弹发出控制指令,则巡航导弹的打击灵活性就将得到极大的提升,可以中途改变攻击目标(也就是通常所说的“人在回路”功能),也可以攻击临时出现的目标(即时目标),甚至可以在空中待机飞行以等待新目标的出现(类似巡飞弹的功能)。比如美国“战斧”block4巡航导弹就配备了双向卫星数据链系统,从而使后方的指挥人员在“战斧”导弹发射后仍然可以通过卫星通信向其发出控制指令。很显然,在引入遥控制导后,巡航导弹在外部指令的帮助下打击灵活性将得到大幅提高,但其精度尚不足以攻击移动目标(开着跑的雷达车)。那么假如我们进一步为巡航导弹引入寻的制导,比如在巡航导弹的末制导阶段采取毫米波雷达制导或红外成像制导,由于寻的制导在用于导弹的末制导时可以实现对机动目标的精确跟踪、定位与打击,此时的巡航导弹在自主制导、遥控制导和寻的制导三大制导方式的共同作用下,可以实现对移动目标(即开着跑的雷达车)的精确攻击能力,则巡航导弹的使用和打击灵活性将达到一个最高的水平。
◎ 反舰导弹要攻击水面移动目标,一般都采取了惯性制导 数据链指令修正 主动雷达末制导的复合制导方式。图为美国“鱼叉”反舰导弹

  对应到美国“战斧”巡航导弹上,那就是从block3到block4,再到将来的block5的发展历程。“战斧”block3以及之前的型号都采取的是惯性制导、地形匹配制导、GPS制导等自主制导方式,因此普遍發射准备时间偏长,只能用于打击高价值地面固定目标,打击灵活性较差,可供打击的目标种类也受到很大限制。而“战斧”block4(“战术战斧”)则首次引入了遥控制导方式,其具备了双向卫星信号传输功能,指挥人员可以在导弹的飞行途中改变攻击目标,转而打击预先输入的后备目标,或者按外部平台提供的目标坐标进行重新瞄准,导弹还能在战区上空长时间徘徊,以等待接收攻击“临时出现的高价值目标”的指令。此外,“战术战斧”还可以将导弹的飞行状态和打击情况传回后方的指挥部门,从而实现了极高的发射和打击灵活性。而“战斧”导弹下一步的发展目标就是具备打击移动目标的能力。2015年,美军试射的“战斧”巡航导弹成功击中正在移动的金属集装箱,这标志着美军将“战斧”这种远程武器用于打击移动目标成为可能。当然,“战斧”巡航导弹的这种制导能力的升级建立在美军强大的C4ISR作战体系的基础之上,如果没有强大的外部侦察体系提供的即时目标信息,以及指挥控制系统和先进卫星通信系统的支持,这种在超远射程下实现的对目标的灵活打击能力是不可能办到的。另一个比较典型的例子就是远程反舰导弹(它也可以算作一种特殊的对地导弹),其要实现对移动状态下水面舰艇的远程精确打击,一般都采取了惯性制导/GPS制导 数据链/中段指令修正 主动雷达/红外成像末制导的复合制导方式,这也是三大制导方式同时参与导弹制导的一个典型例子。综上所述,对于各类对地/对海攻击的导弹而言,三大制导方式凭借各自不同的优势,每一种都能参与到导弹复合制导的某一阶段中,并起到独一无二的重要作用,当三大制导方式齐聚于导弹制导系统时,也就是导弹性能最强大之时。
◎ 美国“战斧”block4已配备双向卫星数据链
◎ 美国SLAM-ER空地导弹采取了惯性制导 GPS制导 双向数据链 红外成像制导的复合制导方式
◎ 我国B611M战术地地导弹采用惯性 卫星定位制导,加入被动雷达末制导后,就变为B611MR反辐射弹道导弹

  最后再补充一点,只有在三大制导方式共同作用时,远程巡航导弹才能具备打击移动目标的能力。就好比没有自主制导,士兵就不可能凭借自身的能力独自走完全程;没有遥控制导,士兵在得不到后方指挥官的指令的情况下,就无法及时了解战场上的最新态势;没有寻的制导提供的那一道“光束”,士兵就不可能在攻击的最后阶段准确发现并追踪到处乱窜的僵尸。在2015年曾轰动一时的俄罗斯海军里海舰队发射“口径”巡航导弹打击ISIS事件中,“口径”巡航导弹虽然具备了卫星导航/地形匹配制导和主动雷达末制导的复合制导方式,即同时具备了自主制导和寻的制导的能力,但由于没有引入卫星数据链(即遥控制导),无法接收外部指令,所以它只具备了攻击固定目标的能力,其主动雷达导引头只是为了提高打击固定目标的精度,尚不具备打击移动目标乃至即时目标的能力。从这一点也可以看出里海舰队用轻型舰艇发射远程巡航导弹,从技术角度上讲没有什么特别之处,“暴徒”级轻护只不过是个导弹搭载平台而已,换了其它的搭载平台也一样能发射这类远程巡航导弹。真正让“口径”巡航导弹实现远程精确打击能力的幕后功臣,实际上是其它天基、空基侦察平台事前进行的各类侦察工作,以及对卫星导航定位系统长期不断的建设与投入,而不是发射舰艇自身。由此可见,俄罗斯海军的这种“小船射大弹”其实并没有什么高明之处,而且“暴徒”级轻护为了搭载“口径”巡航导弹,不得不将3S14垂发安装到与舰桥同高度的后甲板上(3S14垂发作为一种大型垂发系统,其长度已接近这种小船的承载极限),还压缩了对反舰导弹的搭载能力。这种做法并不值得推崇,也不值得其它国家海军效仿。
  对空导弹篇
◎ “暴徒”级轻护的3S14垂发安装位置(粉色区)

  对空导弹主要分地空导弹、空空导弹和舰空导弹等,这三类导弹都以空中飞行器为主要目标,但由于发射平台的巨大差异导致了这三类导弹的制导方式是存在一定区别的,这里还主要以舰空导弹来分析。舰空导弹只有一种类型的攻击目标——即运动目标,而且是高速、高机动性的空中运动目标,因此舰空导弹的首选制导方式自然非寻的制导莫属。寻的制导的优点是制导精度高,非常适合用于打击高机动目标,而且寻的制导导弹越接近目标,则目标的反射值/辐射值就越强,导弹的制导和攻击精度也就越高。寻的制导的这种特性与其它两大制导方式是完全相反的,就好比不管是利用哪种光源照亮僵尸,士兵离僵尸越近,则越有利于士兵看清目标、认准方位,因此寻的制导导弹越接近攻击的末端,制导精度就越高。这是它适合用于导弹的末制导,并且能够精确跟踪,打击高速、高机动目标的最大优势所在。但反过来说,士兵离僵尸的距离越远,则目标在士兵的眼中就越模糊,当远到一定程度时,士兵就看不见目标了,所以寻的制导在单独使用时的作用距离较近。当舰空导弹采取全程主动/半主动雷达制导时,其射程将会非常有限。
  如果舰空导弹在加入惯性制导后,就可以对自身的飞行姿态有所了解,具备了一定的自主飞行控制能力,导弹在飞行前段能按照预定的飞行弹道自主飞向目标所在区域。这相当于场景剧中的士兵,虽然暂时看不见远方的僵尸,但当他具备了一定的自主行动能力后,就可以自行前往僵尸所在区域,等到离僵尸很近时再打开手电筒,或者呼叫后方指挥官打开探照灯,以发现并定位僵尸。可见,舰空导弹在引入自主制导方式后可以极大的提升导弹的有效射程,因此新一代艦空导弹普遍在飞行中段引入了惯性制导,一些新型舰空导弹如“标准”-6还引入了GPS/ INS复合制导方式。但自主制导也有缺点,比如惯性制导就存在累积误差的问题,当导弹飞行中段产生的制导误差足够大时,就很可能会导致导弹的末制导无法正常“接班”,导引头开机后无法发现、锁定目标。而且自主制导在应对高机动目标时还有不足,这对于其它类型的导弹(如攻击低速水面舰艇目标的反舰导弹)来说尚不明显,但对于舰空导弹来说却是非常关键的。就好比场景剧中的士兵在自行前往僵尸所在区域时,如果僵尸动作敏捷,在士兵抵达前就已经逃出了相关区域,那么士兵就只能扑个空了。因此,不管是累积误差的问题,还是应对高机动目标能力差的问题,都需要舰空导弹再引入第三种制导方式——遥控制导。
◎ 俄罗斯“口径”远程对地巡航导弹
◎ 我国新一代中近程防空导弹采取了惯性制导 指令修正 主动雷达末制导的复合制导方式

  遥控制导相当于是指挥官在后方同时观察士兵和僵尸各自的行动状态,当士兵的行动可能出错时(对应自主制导的累积误差),指挥官就通过对讲机对士兵发出指令,将其引回正途;而如果狡猾的僵尸故意改变行进路线以试图避开我方士兵时,指挥官也可以及时通过对讲机通知士兵更改行动路线,随目标而动。对应的导弹制导就是,舰载雷达同时跟踪我方舰空导弹和敌方来袭目标,当舰空导弹的飞行轨迹出现偏差时即通过数据链发出修正指令,而当敌方目标出现大幅机动时也随之对导弹发出修正指令。这里的遥控制导指的是无线电指令修正,而不是无线电指令制导,两者的区别在上篇中已经讲解过了。遥控制导在与自主制导配合使用后,可保证舰空导弹随时能保持稳定、正确的中段飞行状态,进入攻击末段后再由寻的制导接手完成最后的精确一击。
  综上所述,在寻的制导、自主制导和遥控制导三大制导方式的联合作用下,舰空导弹能够实现更远的射程、更高的精度以及最优的防空拦截性能。对于各国的新一代先进舰空导弹来说,不但三大制导方式都要参与进去,就是三大制导方式本身也在不断改进中。比如寻的制导向双模/多模导引头发展,自主制导向GPS/INS复合制导发展,遥控制导则发展出性能更强大的数据链系统和舰载指挥控制系统。
◎ 从“海麻雀”升级到ESSM的过程中,也是制导方式的重大升级

  最后,虽然在对地导弹和对空导弹中,三大制导方式都或多或少的参与了导弹的全程制导,但由于这两类导弹攻击的目标有巨大的差异,两者的具体性能也就有很大区别,所以三大制导方式在这两类导弹中所起的作用也存在很大差别。对于对地导弹来说,由于其射程非常远,而且很多情况下都是用于攻击高价值的地面固定目标,因此其适合采用能使导弹全程进行自主控制飞行的自主制导作为主制导方式,如弹道导弹多采用惯性制导、GPS制导、星光制导等自主制导方式的组合,而远程巡航导弹则多采用地形匹配制导、景象匹配制导和惯性制导的组合。在自主制导之外,再引入遥控制导和寻的制导来改善对地攻击导弹的制导精度和打击灵活性。而对于对空导弹来说,由于其有效射程相比对地导弹通常要近,一般都不超出发射平台上制导雷达的作用距离,而且它攻击的是各类空中机动目标(如飞机和导弹),因此它更适合采用作用距离较近,但能精确攻击高速、高机动目标,且打击灵活性非常高的寻的制导作为导弹的主制导方式。艦空导弹如果要增大射程,能够用于远程防空、反导作战时,其中段制导就必须引入自主制导和遥控制导方式,来作为辅助制导。
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