弹道导弹如何击中万里目标

原标题:弹道导弹如何击中万里目标

首先请看一张图,这是一张弹道导弹飞行轨迹的简要解释图

弹道导弹飞行示意简图

以第二助推级分离为分界,分为右面的主动段飞行和急速下坠的被动段飞行,下面我们从右至左分段理解弹道导弹的轨迹特征。

首先,弹道导弹通常采用垂直方式发射,使用助推器在很短的时间内让其达到22倍音速(第一宇宙速度)和10万米以上的高空,尽量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。弹道式导弹的推进剂占整个起飞重量的90%。最早的推进剂是液氧和酒精,后来采用肼类制成的可贮预装液体推进剂,装入导弹后可长期贮存。近年来固体推进剂发展很快,用它制成的发动机结构简单便于使用和维护且能长期贮存为导弹的机动发射创造了条件。

标准陀螺仪

第二步,当导弹飞到平流层之上,即稀薄的大气层或外大气层时,其将抛弃助推器改为采用惯性飞行,辅以自身携带的氧化剂和助燃剂,这主要是因为大气层或外大气层中空气稀薄,空气阻力小,而且单靠外部氧气无法满足火箭飞行燃烧的需要。在抛弃助推器并改用惯性飞行的一刹那被称为“关机点”,这一点是十分重要的,因为之后弹道导弹依靠自身惯性飞行而受人为因素影响很小,所以此点基本上决定了弹道导弹能否成功命中目标。在弹道导弹关机之后需要采用卫星定位或陀螺仪对导弹进行定位以防止它偏离目标,这就需要用到导弹的核心部件:陀螺仪,它的基本原理是在3个互相垂直轴的坐标系上,测出导弹重心运动的加速度分量。通过解算装置,得出导弹在某一时刻的速度和距离。理论上弹道导弹的定位进行一次即可成功,但实际上即使是二战时期出现的最早弹道导弹雏形V2火箭在一秒内也需要定位60次之多,这主要是由于未知的大气、空间、引力扰动,甚至火箭发动机自身的震动都会使火箭偏离向。现代的石英振荡器每秒钟可对导弹发出数万次位置修正信息。

弹道导弹燃气舵

第三步,当导弹达到平流层后仍然需要对导弹进行定位。当陀螺仪发现弹道导弹的位置有偏移时就会发出相应的电压信号以修正弹道导弹轨迹。如果发现与预定的位置发生偏差时,陀螺仪会发出校正信号,操纵空气舵和燃气舵,使导弹回到预定弹道上来。具体来说是依靠燃气舵在火箭喷火口附近喷出火焰使用反作用力以使其回到正确的轨道。当然,在平流层上进行飞行由于阻力小,所以一般采用平行飞行,直到目标上空附近。这个阶段是弹道导弹尤其是洲际弹道导弹飞行距离最长的阶段,但其耗费的时间却是很短的,让导弹在空气阻力相对薄弱的平流层以第一宇宙速度(22倍音速)飞行,45分钟就可以绕地球一圈,一般来说不到30分钟就可以击中目标。这意味着目标国家如果想有效拦截弹道导弹就需要在更短的时间(通常是十几分钟)内做出反应。

美国“响尾蛇”导弹燃气舵

第四步,当弹道导弹飞临目标上空但还未重新进入大气层时,火箭会自动将除弹头的剩余部分丢弃并根据陀螺仪的数据做最后的飞行校验。最后的校验做完后,弹道导弹弹头重新进入大气层,此时导弹弹头已经完全脱离外部助推力,单纯依靠地球引力和惯性向目标飞去。由于导弹弹头的高度一定,重力加速度是恒定不变的,所以只要最后的校验工作没有问题,击中目标是一定的,甚至误差可以忽略不计。值得一提的是,进入大气层后导弹弹头会由于空气摩擦而产生上千摄氏度的热量从而被烧毁,所以弹头表面要涂一层高分子耐烧蚀材料,在高温作用下,它将逐渐分解吸收热量。

爱国者导弹2型

第六步,如果没有“其他事情”发生,弹道导弹将击中目标,产生的误差可称微乎其微。比如说中国最先进的“东风41”式洲际弹道导弹,其在飞行万米之后误差不超过150米,考虑它装载的是核弹头,这点误差可以忽略不计。

萨德(THAAD)防御导弹发射车

这里所说的“其他事情”就是弹道导弹拦截技术。弹道导弹虽然威力巨大,但其也并非无法克制,由于其再次进入大气层时有着极大的动能和上千摄氏度的热量,所以很容易被目标国的雷达识别,从而发射导弹对其进行干扰甚至击毁。美国的爱国者导弹、俄罗斯的安泰-2500和中国的红旗-19均是这方面的杰出代表。尤其是美国的萨德系统(THAAD)可以在洲际弹道导弹的上升段予以拦截,配合其他反弹道导弹技术给国土予以多重保护。

本文中所介绍的是洲际弹道导弹,也可称为三段式弹道导弹的工作原理,当然也有单段弹道导弹和二段式弹道导弹。由于其工作原理相对简单,仅仅是本文中的内容省略了抛弃助推器,甚至根本不进入平流层,所以不在这里一一赘述。返回搜狐,查看更多

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