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第5章 毁灭之王——弹道导弹(1)

弹道导弹是指沿着预先确定的飞行轨迹,在空中按弧形轨道飞行的导弹。它通常采用垂直发射,弹体与弹头之间采用分离式结构,制导方式有无线电指令制导和惯性制导等。由于弹道导弹都可以携带核弹头,因此成为战略核威慑的主要力量。

(第一节)弹道导弹的基本知识

弹道导弹可以携带核弹头,其当量由几十万吨至上千万吨不等。目前世界上已有的上万余枚战略核弹头,辅以洲际弹道导弹的超远射程,可以攻击地球上的任何目标,这些足以给人类造成毁灭性的灾难。

一、弹道导弹及其主要特点

弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定程序飞行、关机后按自由抛物体轨迹飞行的导弹。这种导弹的整个弹道分为主动段和被动段。主动段弹道是导弹在火箭发动机推力和制导系统作用下,从发射点起到火箭发动机关机时的飞行轨迹;被动段弹道是导弹从火箭发动机关机点到弹头爆炸点,按照在主动段终点获得的给定速度和弹道倾角做惯性飞行的轨迹。弹道导弹按作战使用分为战略弹道导弹和战术弹道导弹;按发射点与目标位置分为地地弹道导弹和潜地弹道导弹;按射程分为洲际、远程、中程和近程弹道导弹;按使用推进剂分为液体推进剂和固体推进剂弹道导弹;按结构分为单级和多级弹道导弹。

弹道导弹的防御系统是一种武器系统,能拦截来袭的敌方战略弹道导弹。这种系统包括弹道导弹预警系统、目标识别系统、反弹道导弹、引导系统和指挥控制通信系统。20世纪50年代,科学家们开始研制弹道导弹防御系统。美国先后研制出“奈基一宙斯”和“卫兵”弹道导弹防御系统,前者只采用了高空拦截导弹,后者则是高空和低空拦截导弹分层拦截。

1970年,美国建立了第一个“卫兵”系统的发射场。20世纪60年代,前苏联研制并部署了高空拦截的反弹道导弹,并于1967年在莫斯科建立了反弹道导弹防区。目前已有的弹道导弹防御系统的造价都很高,而作战性能却并不理想。现代进攻性战略弹道导弹广泛采用的是分导式多弹头和突防装置,对导弹弹头进行了核加固,这就要突破原有的弹道导弹防御系统,使之变得更为复杂,技术难度也随之增大。

1976年,美国关闭了“卫兵”系统的发射场。1980年,前苏联撤除了32枚已经部署的反弹道导弹。

弹道导弹防御系统应该能够及时地发现和正确地识别目标、对目标进行精密跟踪、迅速地作出决策并进行有效拦截。通常,弹道导弹预警系统会最先发现目标,再由雷达或光学系统等目标识别系统从一群目标中区分出真假目标。引导系统包括地面发射装置、目标跟踪雷达和引导雷达。根据预警系统提供的目标信息,目标跟踪雷达将不间断地测定目标的精确位置和速度等弹道参数,并将参数传输给指挥控制系统和引导雷达。指挥控制系统将迅速作出决策,指挥反弹道导弹的发射,同时,引导雷达将导引导弹准确地拦截目标。

20世纪80年代以来,美国和前苏联在发展采用常规装药的多层拦截系统同时,正把注意力转向于发展新的反导弹武器.如激光、粒子束等反导弹武器,以组成太空导弹防御系统。

那么,弹道导弹的主要特点都有哪些呢?

(1)导弹沿着一条预定的弹道飞行,攻击地面固定目标。

(2)通常采用垂直发射方式,使导弹平稳起飞上升,能缩短在大气层中飞行的距离,以最少的能量损失克服作用于导弹上的空气阻力和地心引力。

(3)导弹大部分弹道处于稀薄大气层或外大气层内。因此,它采用火箭发动机,自身携带氧化剂和燃烧剂,不依赖大气层中的氧气助燃。

(4)火箭发动机推力大,能串联、并联使用,可将较重的弹头投向较远的距离。

(5)导弹飞行姿态的修正,月j改变推力方向的方法实现。

(6)弹体各级之间、弹头与弹体之间的连接通常采取分离式结构,当火箭发动机完成推进任务时即行抛掉,最后只有弹头飞向目标。

(7)弹头再人大气层时,产生强烈的气动加热,因而需要采取防热措施。

(8)导弹没有或者只有很小的尾翼,起飞质量和体积大,结构复杂。

(9)为提高突防和打击多个目标的能力,战略弹道导弹可携带多弹头(集束式多弹头或分导式多弹头)和突防装置。

(10)有的弹道导弹弹头还带有末制导系统,用于机动飞行,准确攻击目标。

军迷小知识

导弹防御系统是指,一国受到另一国的导弹威胁时,启用导弹防御系统,发射导弹进行拦截,直接命中或用多弹头爆炸碎片命中目标,以达到摧毁导弹或使导弹失去攻击能力的目的。目前美国是全世界最大的导弹防御系统使用制造国。

二、弹道导弹的制导技术与控制系统

第二次世界大战期间,德国研制出了V—1、V—2和“莱茵女儿”导弹,这是导弹制导和控制系统的起源。V—2导弹使用的是简单的惯性制导系统,这样的制导原理从当时一直到20世纪80年代,都被应用到发射人造地球卫星的火箭和洲际导弹上。

20世纪50年代,为了提高命中精度,弹道导弹主要采用的是无线电一惯性复合制导。地空导弹着重发展的是中高空(1至20千米)和中远程(30至300千米)的无线电制导系统。当时,人们解决了指令制导、波束制导和寻的制导中的一系列基本技术问题,地空导弹因此成为有效的武器。当时也采用了红外寻的制导,但是性能不佳;20世纪60年代,惯性仪表精度得到提高,误差分离与补偿技术被发展和应用,惯性制导系统的精度也得到了显着提高,因而被广泛应用。地空导弹制导和控制技术(如快速反应和雷达低空性能)因低空飞机、高低空无人驾驶飞机和巡航导弹的发展而得到了发展。在这一时期,光学跟踪和光电制导技术有所提高;到20世纪70年代,制导系统的制导精度也得到了较大提高,与五六十年代相比,洲际导弹的精度提高了一个数量级。

弹道导弹的控制系统按应用对象分为下面三类:

(1)弹道导弹制导和控制系统。弹道导弹的飞行弹道分为三段:主动飞行段、自由飞行段和载人飞行段。主动飞行段结束时导弹的运动参数(位置和速度)决定了导弹的命中精度。一般情况下,弹道导弹都采用的是惯性制导系统进行主动飞行段的制导。此外,在发射前,为了建立制导系统的初始基准,要进行方位瞄准和水平修正。方位瞄准和水平修正的精度直接影响着制导精度,因此要由地面方位瞄准系统和水平修正系统与导弹上的制导和控制系统共同完成。有些弹道导弹还采用了末制导来提高制导精度,例如,美国“潘兴”2型导弹使用的就是地形匹配制导系统进行载人飞行段的末制导。

(2)战术导弹制导和控制系统。战术导弹是指攻击快速活动目标类型的导弹,如地空、航空、空空等导弹。由于是快速活动的目标,为了不断测定目标和导弹之间的相对位置与速度,并按规定的导引规律形成指令以引导导弹飞向目标,制导系统中必须有能实时截获和跟踪目标的探测手段,通常使用的是电磁波。目标探测装置与导弹探测装置不断将目标和导弹运动参数探测出来并传输给制导计算机,制导计算机处理参数并形成制导指令,指令通过发射机和接收机发送给自动驾驶仪,控制导弹逼近目标。这种类型的导弹大多采用寻的制导、指令制导或波束制导方式,为了提高导弹的性能,有的甚至采用两种以上的制导方式。

战术导弹所用的导引规律通常有五种:①追踪法:导弹飞行速度的方向总是与目标瞬时位置保持一致。②三点法:指挥站、导弹和目标三者始终保持在一条直线上。③前置角法:视线角为常值,即导弹和目标的连线(称为视线)与某基准线之间保持常值的夹角。这样,导弹将始终沿着与目标相遇的路线飞行。④位置前置点法:导弹比目标与指挥站的连线超前一定距离.随着导弹的飞近,导弹和指挥站连线与目标和指挥站连线间的夹角逐渐减小,直到变为零。⑤比例导引法:导弹速度向量的转动角速度与视线转动角速度成比例。

(第二节)经典的弹道导弹

经过大半个世纪的风风雨雨,导弹家族益发壮大,可谓“英雄辈出”。尤其是家族中的老大洲际导弹,更是能够跨洲越洋、毁天灭地,在冷战中曾数次险些把人类推向了灾难的边缘。

一、德国V—2弹道导弹

在第一次世界大战以后,作为战败国,德国被迫接受了一系列的军备限制条款,包括飞机、坦克、重型机关枪在内的许多军用武器都不能研制和装备。德国陆军为了扩充实力,不得不寻求一种不在条约限制范围内的武器。火箭作为一种新型武器进入了德国高层的视线。

1929年德国陆军军官贝克尔和多恩伯格召集了一个火箭研究团队,包括冯·布劳恩、内贝尔、克劳斯·里德尔以及瓦尔特·里德尔等人。其中冯·布劳恩是物理学博士,被称为“导弹之父”,也是日后美国阿波罗登月计划的主要负责人之一。

这个研究团队首先研制成功了A—1、A—2等一系列试验火箭,解决了大推力发动机、气动外形和飞行姿态等众多难题。最终,他们制造出了一个前所未有的庞然大物,这就是v—l导弹的前身——A—4。

这枚试验用的火箭起飞重量达到了12.5吨,当它在1942年10月3日腾空而起时,人类的太空时代在战争的硝烟中也缓缓开启了。多恩伯格在当天夜里举行的庆祝会上发表演讲时兴奋地说:

“我们利用火箭进人了太空,并且首次利用太空为地球上佩内明德的v—2导弹模型的两点架起了桥梁。这是宇宙航行新纪元的曙光。今天,1942年10月3日,是人类旅行乃至太空飞行新时代的第一天。”

但是开启人类太空之门的A—4,没有用在为人类造福的科学事业上,而是首先成了纳粹德国的杀人武器。A—4研制成功以后,纳粹头子戈培尔把它命名为“复仇使者”V—2,1944年穷途末路的希特勒下令使用V—2空袭英国。

1944年9月8日,德国向英国伦敦发射了第一枚V—2,炸弹在伦敦市区爆炸。这是V—2首次成功袭击英国本土,在伦敦引起了很大的恐慌。从1944年9月6日到1945年3月27日,德国共发射了3745枚V—2导弹,其中有1115枚击中了英国本土,2050枚袭击了欧洲大陆的比利时安特卫普、布鲁塞尔、列日等地,还有582枚用于了发展、改进和训练。

在所有发射的V—2中,有74%落在目标周围30千米以内,这些导弹又有44%落在10千米的范围内。从袭击英国造成的人员伤亡看,V—2共炸死2724人,炸伤6476人,对建筑物的破坏也相当大。V—2火箭武器的威力得到充分展示,但它并没有获得德国当局希望的那种能挽回败局的战果。

由于德国火箭专家的努阶段,并且达到了世界液体火箭技术的最高水平。战后,德国火箭技术的转移形成了许多国家发展航天技术的重要基础。美国、前苏联、法国、英国,甚至中国都从德国火箭技术中获益匪浅。这是德国对世界航天界的重大贡献。

军迷小知识

V—2是单级液体弹道导弹,也是第一种地对地导弹。而它的同胞“兄弟”V—l则是世界上第一种巡航导弹。看起来V—1好像是“哥哥”,V—2是“弟弟”,但实际上V—1比V—2晚出生了两个多月,并且也没有任何血缘关系。

二、前苏联SS—6“警棍”弹道导弹

1960年7月,前苏联头号人物赫鲁晓夫在莫斯科宣布:前苏联最近组建了一个独立的、重要的新军种——战略火箭军。炮兵元帅涅杰林晋升为炮兵主帅,担任战略火箭军总司令。

涅杰林上任不久即公开发表谈话,宣称:前苏联战略火箭军势不可挡,可将导弹打到地球上的任何地点。

前苏军领导人并不是口出狂言,其手中已握有世界上第一种洲际弹道导弹,并部署了十几枚。

这种导弹由前苏联着名火箭专家科罗廖夫设计,前苏联代号P—7,西方称之为ss—6,绰号“警棍”。Ss—6导弹于1957年8月21日成功地进行了首次全射程试验,射程超过8000千米。导弹推进系统首次采用了中央芯级捆绑助推级技术,将4台助推发动机串联捆绑在主发动机周围,5台液体火箭发动机,有20个推力喷管,总推力达4030千牛,发射前需要加注大量推进剂(液氧和煤油),发射准备时间需十几个小时。制导方式为无线电制导,命中精度较差,圆概率误差约8000米。导弹在地面存放和发射,地面设备复杂,生存能力弱,只能在铁路沿线部署。

SS—6的主要技术数据是:弹长30米,弹径8.5米,翼展10.3米,起飞质量300吨,装1枚质量(重要)约3吨的热核弹头(威力为500万吨TNT当量),命中精度(CEP)8000米。

科罗廖夫的惊世之作,曾令赫鲁晓夫兴奋不已。他说:有了洲际导弹,不再需要战略轰炸机,飞机可以送进博物馆了。

SS—6同时为发展宇宙运载火箭奠定了基础。一个多月后,科罗廖夫大胆地采用捆绑式的办法,用SS—6弹道导弹改装的运载火箭,于l957年10月4日将第一颗人造地球卫星送入预定轨道。

三、前苏联“习毛腿”弹道导弹

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