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最早的導彈沒有衛(wèi)星,靠什么定位?

網友解答: 答案很簡單:壓根沒有定位。第一代彈道導彈(Ballistic Missile)V2壓根不需要借助任何外部信號進行定位,通過實現(xiàn)在導彈內裝訂好拋物線軌跡,直接靠自身攜帶的慣性測

網友解答:

答案很簡單:壓根沒有定位。

第一代彈道導彈(Ballistic Missile)V2壓根不需要借助任何外部信號進行定位,通過實現(xiàn)在導彈內裝訂好拋物線軌跡,直接靠自身攜帶的慣性測量單元,即陀螺儀,加速度計等機構,將參數(shù)輸入到模擬計算機進行誤差修正,所有的控制調整都是自封閉的,不需要外界提供任何反饋,所以是完全開環(huán)的。加上那時候純機械式的慣性測量單元和模擬計算機的精度實在感人,導彈只能是打到哪算哪。第一代的巡航導彈(Cruise Missile)V1也差不了多少,只不過它不走拋物線彈道,而是在高空用彈翼產生升力,巡航飛行。這貨也僅有機械式的慣性制導系統(tǒng),跟V2一樣,所以除了起飛重量飛行速度和彈道模式不一樣,精度和殺傷率都是令人發(fā)指的低。這兩種導彈只能用來實施戰(zhàn)略恐嚇,向人口稠密區(qū)發(fā)射,給盟軍平民造成一點恐慌。實際戰(zhàn)果寥寥,甚至平均下來一發(fā)導彈都炸不死一個平民。

V2火箭

V1火箭

到了冷戰(zhàn)時期,彈道導彈有了長足的進步。首先是慣性測量單元的精度大大提升了。這時候機械加工精度又了長足進步,而且在材料上不再選用廉價的鋼鐵,鋁或是鈦,而是采用一種比較稀有的金屬:鈹。由于陀螺儀里高速旋轉的轉子會產生大量的熱,良好的導熱性能可使熱量在陀螺上均勻分布,從而降低陀螺的內部應力,小的熱脹系數(shù)則可以進一步減小陀螺的形變。鈹?shù)臒釋蕿椴讳P鋼的8.21倍,熱脹系數(shù)只有鎂的44.1%,是所有金屬里最適合做陀螺儀的。美國于50年代苦于大力神和民兵導彈的鋁陀螺儀型變量較大,導致精度降低的問題,率先研發(fā)出了使用鈹?shù)摹跋冗M慣性參考球”(Advanced Inertial Reference Sphere,AIRS)。這個球體被放置在一個密閉空間中,用氟利昂將其浮起,以隔絕外界沖擊力。此外也有氣體懸浮和靜電懸浮的版本,B-52攜帶的就是一臺靜電懸浮的陀螺儀,每小時的漂移僅有70多米,也就是說B-52哪怕飛上1個小時,只要事先規(guī)定好航跡嚴格按照它來飛,不借助任何外部導航設備的情況下,飛到一個點目標頭頂上也沒有任何問題。

和平衛(wèi)士洲際導彈的陀螺儀,漂移只有1.5×10?5 °/h

除了陀螺儀之外,戰(zhàn)后出現(xiàn)的另一大制導技術星光導航,也極大提高了導彈的精度。星光導航使彈道導彈的制導從開環(huán)變成了閉環(huán),可以參考特定星光的位置來確定當前所處的位置,從而使系統(tǒng)獲得一個來自外部的參數(shù)。這種導航方式源于古老的航海技術。古代人要想確認方向和自己處在的位置,需要使用六分儀來測定特定星體與自己的角度,通過三角函數(shù)算出當前船只大致的位置。這個簡單的方式被洲際導彈沿用,在沒有GPS的年代,洲際導彈使用星光導航和慣性制導,便可以獲得很高的精度。該技術由美國于50年代啟動研發(fā),在65年11月最先在北極星導彈上進行測試,并獲得了成功。古老的航海技術,在最尖端科技上得到了沿用

比如1986年服役的和平衛(wèi)士洲際導彈,搭載了鈹制的液浮陀螺儀,加上星光導航,可以獲得僅90米的圓周概率誤差(Circle Error Propotion CEP),比50年代服役的第一款“大力神”洲際導彈的1400m圓周概率誤差,縮小了快2個數(shù)量級。對于一款搭載核彈頭的戰(zhàn)略導彈而言,這個精度恐怕是點高的過頭了。

和平衛(wèi)士陸基洲際導彈

到了今天,彈道導彈不光有星光、慣性制導,還有衛(wèi)星制導系統(tǒng),這還不夠,為了保證末端命中精度達到米級,還使用末端光學/雷達修正,洲際導彈打出巡航導彈的精度,不再是夢。

我國的反航母彈道導彈測試

網友解答:

二戰(zhàn)期間德國為了跨越英吉利海峽轟炸英國本土城市,集中力量開發(fā)了V1飛航式導彈和V2式彈道導彈,這兩種導彈也是日后各類型導彈的鼻祖。

在這種導彈的全程飛行中,德國人并不是通過無線電方式進行全程地面指揮引導,而實際上都是導彈自身自主飛行的,只不過發(fā)射前提前設定了目標參數(shù),之后就不再管了。導彈這種自我引導能力其實就是當時的導航技術——慣性導航,俗稱慣導。

慣導導航的基礎就是各類型的陀螺儀(機械式、激光式、光纖式),二戰(zhàn)時期的陀螺儀一般都是機械式的,在飛行過程中可以實時測量彈體的飛行方向角度、各個分量上的速度值、加速度值、角速度值等,從而完整的測量彈體空中飛行的運動參數(shù),在此基礎上,從發(fā)射點開始依靠計時器的作用,就可以進行機械式的積分運算,從而構建出彈體飛行軌跡了,依靠這種軌跡的繪制,就可以實時的控制導彈飛向指定目標。

從這種慣導原理來看就能發(fā)現(xiàn)這種導航方式固有的缺點:

1、需要精確測量發(fā)射點的坐標位置——這是慣導實時導航的基礎,計算的原點位置,所以V1/2兩種導彈一般采用發(fā)射場定點發(fā)射方式,無法裝載軍艦上或者飛機上進行機動式發(fā)射,那樣就會影響導航精度。

2、飛行過程中需要不斷的進行誤差修正——機械式積分運算,隨著時間的推移,誤差一直在被累積放大,一旦射程過遠,就會影響射擊精度。

在二戰(zhàn)時期,由于沒有遠程雷達,彈載雷達或者星光制導、衛(wèi)星制導等技術的介入,德國人的這兩款導彈射擊到300km之外的目標,一般準頭都比較差,實戰(zhàn)中打的都是概率,而不是精度。

當然,這款導彈如果配置核彈頭,那么精度差點也就無所謂了,可是二戰(zhàn)德國并未完全掌握核技術。

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