Transcript 精确制导技术
•第六章：精确制导技术 主要内容 • 第一节 精确制导技术 • 第二节 导弹武器 • 第三节 精确制导弹药 第一节 精确制导技术 • 精确制导技术是指采用导引和控制的方法, 调整受控导弹或弹药的运动轨迹,使之精确 命中目标的技术。 • 其应用主要体现在两类武器上：一是精确 制导武器，主要有战术导弹、制导炸弹、 制导炮弹和制导鱼雷等；二是战略导弹。 精确制导技术的 原理 第一步，通过导引系统测量出武器与目 标的相对位置和速度，计算出实际飞行弹 道与理论弹道的偏差。 第二步，通过控制系统发出纠正这种偏差 的指令，调整武器的飞行姿态和弹道，直 到命中目标。 精确制导武器的 概念 精确制导武器，就是指采用精确制导 技术，直接命中概率在50％以上的武器。 精确制导武器的 导弹 93.3% 精确制导 弹药 6.7% 分类 精确制导武器 导 弹 精确制导弹药 精确制导武器的组成及分类 • 精确制导武器的涵盖范围：一是常用于战 役和战术作战；二是对制导武器的精度有 量化的规定，即直接摧毁率超过50%。 • 总体而言，精确制导武器可分为精确制导 导弹和精确制导弹药。 制导方式 自主式 惯 地 景 性 形 象 匹 匹 配 配 寻的式 主 动 寻 的 半 主 动 寻 的 被 动 寻 的 复合式 遥控式 波 指 Ｇ 束 令 Ｐ Ｓ 自主制导 自主制导是在导弹的制导系统计算机 里预先存有拟定的飞行线路，导引系统在 导弹飞行过程中能适时地发现偏差，并输 出修正偏差的控制指令，控制导弹按拟定 的飞行路线飞向目标。 1 、 惯性制导 ★ 在发射前，需把发射点、目标 点、飞行弹道及其他初始条件预 先编成制导程序，输入到弹上制 导计算机内。 ★ 在飞行中，计算机根据惯性测 量装置实时测得导弹运动参数， 并与制导程序要求的预定值进行 比较，如有误差，制导系统即发 出指令，修正导弹的飞行弹道， 直到命中目标。 惯性制导 优 点 1、“发射后不用管”； 2、不受气象条件的影响； 3、抗干扰能力强； 4、隐蔽性好。 缺 点 1、制导精度随导弹飞行时间的增加而降低。 2、只能打击固定目标。 战略导弹初始制导多采用惯性制导 美国 “民兵Ш” 洲际弹道导弹 2 、 地形匹配和景象匹配制导 在发射前，事先把路线上的地形数据或景物图象数字化，存储在导弹上。 在飞行中，通过特定的装置不断测量实际地形或景物数据，与事先存储 的进行对比，算出偏差后进行纠正。 地形匹配和景象匹配制导 优 点 1、“发射后不用管”； 2、容易获得目标特征，数据稳定，不受 气象变化的影响； 3、抗干扰能力强； 4、隐蔽性好。 缺 点 1、在平原、水面区域使用效果较差； 2、制导精度随飞行时间增加而下降； 3、准备工作时间较长； 4、只能击打固定目标。 3 、天文导航制导 4、GPS制导 GPS制导的工作原理是利用弹上安装的 GPS接收机接收4颗导航卫星播发的信号（卫 星的位置）及播发信号的时间，来确定导弹 的位置，根据这个数据来修正导弹的飞行路 线，提高导弹的制导精度。 全球定位系统(GPS)制导 遥控制导 在导弹飞行过程中，另外设有指令站， 通过不断测量目标和导弹的相对位置，不断 地对导弹发出指令来修正飞行路线，使其逼 进目标。 遥控制导 雷达无线指令制导 遥控制导 波束制导 遥控制导 优 点 1.弹上设备简单； 2.在一定距离内制导精度较高。 缺 点 1.抗干扰能力差； 2.容易被敌方发现。 寻的制导 导引系统接收来自目标的反射或是辐射 信号，确定导弹与目标的相对位置和速度， 自动跟踪目标，引导武器飞向目标。 反 射 辐 射 寻的制导 主动雷达寻的 寻的制导 被动雷达寻的 寻的制导 被动红外寻的 寻的制导 地对空半主动雷达寻的 寻的制导 优 点 1.“发射后不用管”； 2.制导武器投掷系统具有同时对付多个目标的能力； 3.命中精度高。 寻的制导 1.易受干扰； 2.隐蔽性能差。 缺 点 复合制导 复合制导是指导弹在空中飞行的各个阶段， 分别采用不同的制导方式。 复合制导 惯性 + 地形匹配 BGM-109A 惯性 + 主动雷达 BGM-109B 惯性 + 地形匹配 + 数字景象匹配区域相关 BGM-109C 第二节 导弹武器 导弹的定义：是依靠自身动力装置推进,由制导 系统导引、控制其飞行路线，并导向目标的武器。 导弹研究思想历程 矛→ 标枪→箭→火箭→火箭弹 飞 机 } →导弹 第一种实战导弹：V-1德国导弹研 制简况 和V-2导弹 一、德国导弹研制简况 • 二战期间，德国人有一种军事思想，认为战争要 打闪击战，要速战速决。在这种思想的指导下， 德国人急于寻求一种能够迅速瓦解敌方军事力量 及精神意志的一种武器，于是德国人率先开始了 导弹武器的研究。当时由瓦尔德·多恩伯格上尉直 接负责这项工程，他起用了世界上著名的火箭专 家冯布劳恩工程师，他们在希特勒大量经费的投 入下，德国的导弹很快研制出来，德国人于1942 年研制成功了世界上最早的导弹--V-1和V-2导弹。 美国导弹研制简况 • 1936年，美国加州理工学院冯卡门教 授集合了一个五人火箭研究小组 。 • 1945年，美国试射成功了第一枚导弹 “下士”地地导弹。 苏联导弹研制简况 • 1948年，苏联的第一枚导弹P-1导弹试 射成功。 • 1957年，苏联试验成功了世界上第一 枚洲际弹道导弹。 中国导弹研制简况 • 1960年东风1号导弹试验成功； • 1964年6月29日东风2号导弹试验成功； • 1964年10月16日中国第一颗原子弹爆炸 成功； • 1966年10月27日中国第一枚弹道导弹核 武器发射成功 中国洲际导弹 东风31 公路机动 中国洲际 导弹东风31 战略打击 第一种 公路隐蔽 机动 中国洲际导弹 东风31 海军改进型 巨浪-2 战略打击第二种 战略核潜艇水下发射 二、导弹武器的组成 导弹武器 的组成 战斗部 动力装置 制导系统 弹体 导弹武器的组成 • 一、战斗部又称弹头，导弹能够挂装的 弹头有４种： • ● 常规弹头 ● 核弹头 ● 特种弹头 ● 多弹头 右图为美国“陆军战术弹道导弹系统”中导弹所用的四种子弹头。 导弹武器的组成 • 常规弹头 • 常规弹头是以普通高能炸药做为装药 的一种弹头。按爆破原理不同可分为： • １． 爆破型弹头 • 它对目标的破坏作用主要通过两方面来 实现：一是到达目标时具有很高的动能， 对目标的穿透和冲击作用。二是进入目标 后起爆引起高温高压气流，对目标有冲击 作用。 导弹武器的组成 • ２． 穿甲型弹头（又称聚能型弹头) 弹头的尖端预制成一个凹槽，弹头起 爆时，高温高压气流沿着槽面各点法线飞 出，使高温高压气流汇聚成一股，从而对 厚的装甲、混凝土工事有穿透和冲击作用。 • 贫铀穿甲弹是最具代表性的穿甲弹。 导弹武器的组成 • ３． 破片型弹头 • 是到达目标附近起爆，产生很多碎片， 碎片的形状可以预制，如链状、球状、片 状。这些碎片以很高的速度飞散出去打击 目标，破片型弹头常用来打击空中的目标。 导弹武器的组成 • 核弹头 • 核弹头是利用核反应的各种效应起到 杀伤破坏作用。战略导弹均采用核弹头。 按装料和主要杀伤因素的不同，可分为原 子弹头、氢弹头和中子弹头。 1. 原子弹弹头 • 利用钚、铀等重元素，在爆炸的瞬间靠 其核裂变产生高温、高压气体释放出起破 坏作用的巨大能量造成杀伤破坏作用。 导弹武器的组成 • 2.氢弹弹头 • 利用氘、氚等重氢和超重氢元素的原子 核聚变，产生冲击波，光辐射、辐射性沾 染等效应来摧毁目标。 3.中子弹头 • 利用核反应产生的大量高能中子杀伤生 物的一种武器。 导弹武器的组成 • 特种弹头 • 有特殊的作用的弹头，称为特种弹头。 如化学弹头、细菌弹头、军用毒剂弹头、 生物战剂弹头等。 导弹武器的组成 • 多弹头 • 多弹头是一枚母弹头携带若干枚子弹 头，母弹头到达一定高度后，释放子弹头， 释放出的子弹头可沿不同轨迹攻击同一军 事目标或沿不同轨迹攻击不同的军事目标。 新型战斗部的出现 • 云爆弹也称燃料空气炸弹。美军BLU-82炸 弹 MOAB • 钻地弹 • 电磁脉冲炸弹 • 石墨炸弹也称Soft Bomb 导弹武器的组成 • 二、动力装置 • 动力系统是为把导弹送到目标执行作 战使命而提供动力的装置。导弹所使用的 动力装置主要有：空气喷气发动机和火箭 喷气发动机。 导弹武器的组成 • • 1.空气喷气发动机 导弹自己携带燃烧剂，需要利用空气中 的空气作为氧化剂，二者反应形成高温高 压气流推动导弹前进。由于需要利用空气 作氧化剂，所以使用这种发动机的导弹只 能在大气层中飞行，属低空导弹。 导弹武器的组成 • • 2.火箭喷气发动机 导弹自己携带氧化剂，燃烧剂二者反应 形成高温高压气流推动导弹前进。这种导 弹既可在大气层中飞行，又可在大气层外 飞行，适合于高空导弹或低空导弹。 导弹武器的组成 • 三、制导系统 • 制导系统是保障导弹准确导向目标的系统， 包括引导系统和控制系统。 引导系统的作用是确保导弹在飞行中的位置， 计算导弹沿预定弹道飞行所需的修正信号，并送 至控制系统。 控制系统的主要功能是根据导引系统送来的 信息和自身敏感元件提供的信息及时修正导弹的 飞行角度，使其处于良好的受控状态，保证导弹 按所需的轨迹飞行。 导弹武器的组成 • 四、弹体 弹体是指将战斗部系统、动力系统和制导系 统有机连成一体，使之形成的整体。由于导弹工 作环境复杂多变，为使导弹能在各种复杂条件下 工作，弹体必须具有良好的空气动力外形，以减 少空气阻力；还应具有高质量的内部空间，给各 工作系统和仪器设备创造一个良好的工作环境和 保护条件。弹体应采用具有足够强度的结构和材 料，并应使强度钢度好、重量轻、成本低、来源 广。 导弹武器系统的组成 • 配套的地面(机载或舰载)设备； • 瞄准、探测跟踪系统； • 指挥通信系统 导弹武器系统的功能 • １．贮存、运输、准备、装填和检测 导弹； • ２．探测和识别目标，确定目标位置 和运动状态，瞄准目标，进行发射准 备和实施发射，引导导弹毁伤目标； • ３．进行作战通信指挥和及时判断攻 击效果． • 导弹武器系统分类框图 导弹武器系统 陆基 固定 海基 半固定 地上 机动 半地下 壕沟 水面舰艇 潜艇 地上 隧道 铁路 地下井 野外 井上发射 自行 井下发射 牵引 车载 便携 地下及半地下 空基 飞机 直升机 导弹的分类 • • • • • • 1、按作战任务分类 2、按飞行方式分类 3、按发射位置分类 4 、按目标特性分类 5、按射程分类 6、按导弹系统机动能力分类 战略导弹和战术导弹 • 战略导弹：是用于打击战略目标的导 弹，主要用于打击敌方政治、经济中心、 军事、工业基地、核武器库、交通枢纽、 导弹基地、指挥控制中心等重要战略目标。 通常携带核弹头，由国家最高统帅机构控 制和使用。如美国民兵导弹、侏儒及和平 卫士导弹。 战略导弹和战术导弹 • 战术导弹：是打击战术目标的导弹。在一 般战役中使用。用于打击敌方战役、战术 纵深内的核袭击兵器、集结的部队、坦克、 飞机、舰船、雷达等战术目标。由战役、 战术指挥员使用。如“飞毛腿”、“长 矛”、“SS-21”、“蛙式”导弹等。 弹道式和有翼式 • 弹道导弹是由火箭 发动机将其推送到一定 高度和速度后，弹头靠 其惯性沿着预定弹道飞 向目标的导弹。由于飞 行路线类似于炮弹的轨 迹，故称为弹道导弹。 如“SS-13”导弹、“三 叉戟II”导弹。 • • • • • • • • • • 左图 为俄 罗斯 SS-13 洲际 弹道 导弹 的结 构布 局图 弹道式和有翼式 • 有翼式（飞航式、巡航式）导弹是指通过 弹体、弹翼和舵面产生空气动力，控制和 稳定导弹的飞行，使导弹在飞行过程中始 终保持匀速状态或等高状态。这种导弹又 称为巡航导弹或飞航式导弹。如"战斧"导 弹、"V-1"导弹。 弹道导弹与巡航导弹轨迹对比图 巡航式导弹 • 右图为BGM-109/AGM-109“战 斧”巡航导弹，是美国按模块 化设计思想发展的一种多用途 巡航导弹武器系列。应用了美 国在推进技术、高能燃料、微 电子技术、小型化核弹头和高 爆炸力常规战斗部、精密地图 测绘制作技术、小型化弹体设 计技术及隐形技术等多种技术 领域的最新研究成果,其作战性 能与早期巡航导弹相比有明显 提高。1991年海湾战争期间,战 斧BGM-109C/D取得了令世人 瞩目的战果。 其它几种分类方法 • • • • 按目标特性分类 按射程分类 按导弹系统机动能力分类 按发射位置分类 • 反坦克导弹、反舰导弹、反潜导弹、反雷达 导弹、防空导弹、反导弹导弹、反卫星导弹 • • • • 近程导弹:射程<1000公里 中程导弹:射程1000-3000公里 远程导弹:射程3000-8000公里 洲际导弹:射程>8000公里 • 固定式、机动式、车载式和便携式. • 陆基、海基、空基导弹武器系统; • 机载、舰载、车载、炮射导弹. 导弹武器的特点 • • • • • 1.射程远 2.命中精度高 3.威力大 4.飞行速度快 5.飞行高度高 1.射 程 远 导弹武器的特点 • 导弹武器是采用火箭发动机作为动力装置， 有的采用多级点火，增加推力的结构。根 据计算，一台大型火箭发动机，其推力可 达数百万吨，相当于几万辆汽车的总共率。 这样威力大的武器，其射程足以攻击地球 上的任何目标。 2.精 度 高 导弹武器的特点 • 随着飞行控制系统与控制方法的不断改 进，导弹武器已具有相当高的命中精度。 如美国的民兵三号战略导弹，命中精度为 0.185公里，而研制中的洲际导弹，可以将 命中精度提高到几十米。未来装备的人工 智能计算机导弹，命中概率可达百分之百。 3.威 力 大 导弹武器的特点 • 目前所采用的核弹头战略导弹，其当量 为几十万至上千万吨，破坏威力很大。 1945年8月美国用飞机投向日本广岛和长崎 的原子弹，其当量仅有两万吨，就造成该 两城市毁灭的灾害。苏联装备的ss-20导弹， 每枚上可安装三个弹头，每个弹头的威力 就相当于广岛使用那种原子弹威力的200倍。 导弹武器的特点 • 4.飞行速度快 • 导弹武器均采用能量很高的推进剂，这 种推进剂，可产生巨大热量，喷出高速的 燃气，这就有力地提高了导弹武器的速度。 特别是战略导弹，在整个弹道上，都能以 超高音速飞行。 导弹武器的特点 • 5.飞行高度高 • 由于导弹武器速度快，射程远，为准确 突击目标，必须增强设计高度。而射程上 万公里的洲际导弹，基本上是在大气层外 飞行，这样的速度和高度，对其防御是很 困难的。 导弹武器的发展趋势 • （一） 通用化 • “通用”有两层含义：一是一弹多用； 二是组成元件通用，即导弹各组成元件都 采用标准件，通过不同组合就可成为不同 用途的导弹武器。 • （二） 精确化 • 精确化就是采用先进的制导技术，以 进一步提高导弹的首发命中概率和单发杀 伤概率。 导弹武器的发展趋势 • （三） 数字化 • 未来展望导弹武器系统信息传输将数字化， 使其抗干扰能力更强，反应时间更短，打击动作 更快，命中精度更高，动作更简单，技术保障更 可靠。 • （四） 智能化 • 导弹智能化是使导弹“有意识、会思考”。 像人一样“能听、能看”，并且有一定的分析判 断能力，自动选择攻击目标或攻击目标的要害部 位。随着电子计算机和人工智能技术的不断发展 完善，导弹将朝着智能化的方向大步迈进。 导弹武器的发展趋势 • （五） 隐身化 • 随着高科技的发展， 隐身技术的出现， 为战场伪装和隐蔽提供了全新的手段，导 弹武器要适应未来战场的需要，继续在战 场“演义童话”，发挥举足轻重的作用， 走隐身化是必由之路。 导弹武器对部队作战能力的影响 • 概括地讲，导弹武器的作战使命，一是实战， 二是威慑。 由于导弹武器是现代高科技的结晶和化身， 具有不同于一般进攻性武器的突出特点，尤其是 其威力大、射程远、精度高、突防能力强的显著 特性，使其成为了具有超强进攻性和强大威慑力 的武器，成为了维持战略平衡的支柱、不对称作 战的主角和“撒手锏”、信息化战争的主战装备、 实现精确作战的必备武器、各类武器平台作战能 力的提升器、现代作战防御系统的主要拦截器等。 导弹武器对部队作战能力的影响 • • • • • • 一、维持战略平衡的支柱 二、不对称作战的主角和“撒手锏” 三、立体化、信息化战争中的主战武器 四、实现精确作战的必备武器 五、各类武器平台作战能力的提升器 六、现代作战防御系统的主要拦截器 战略弹道导弹武器系统 ----核威慑力量的主力军 • • • • • • 一、概述 二、主要战术技术指标 三、三位一体的战略核力量 四、作用 五、发展概况 六、装备现状 主要战术技术指标 • • • • (一)射程 (二)命中精度 (三)弹头威力 (四)反应时间 • • • • (五)生存能力 (六)突防能力 (七)戒备率 (八)可靠性 战术/战区弹道导弹 ----战区战场的主要威胁 • • • • • 一、作用 二、发展概况 三、装备现状 四、实战作用： V-2弹道导弹 飞毛腿导弹 巡航导弹武器系统 ----远程精确打击的霹雳神 • 一、实战的启示： • 海湾战争、科索沃战争 • 二、巡航导弹的概念与分类 • 三、装备情况与发展趋势 防空导弹武器系统 ----对抗空袭的保护神 • 一、发展和作用 • 二、装备情况 • “霍克”导弹系统、“爱国者”导弹系 统 反弹道导弹武器系统 ----代价高昂的盾牌 • 一、发展概况 • 二、国家导弹防御和战区导弹防御 • 国家导弹防御是用来保护美国本土，免受 弹道导弹的攻击。 • 战区导弹防御是用来保护美国海外驻军及 盟国人员与重要资产安全，借此降低敌对 政权左右当地区域局势的实力。 导弹图片欣赏 伊朗弹道导弹阵地多发齐射壮观场面 导弹图片欣赏 国产 新型 巡航 导弹 中国洲际导弹 东风31 战略打击 第三种 战略轰炸机空中发射 第三节 • 组成:除了没有动力装 置外，与导弹没有太 大的区别。 • 分类见右图 精确制导弹药 • 一、末制导弹药 • （一）制导炸弹 • １．激光制导炸弹 ２．电视制导炸弹 • （二）制导炮弹 • １．激光制导炮弹 ２．红外寻的制导炮 弹 • （三）制导雷 • 二、末敏弹药