在前面談到彈道飛彈攻擊航母一文中的回應裡,有幾位網友提出了幾個有趣的問題,讓筆者想到也許應該先再開一文來談談飛彈導引技術,順便回應這些回題。當然,本部落一向以「簡明易懂」為最高指導原則,不去談過份枯躁乏味的技術問題,本文一樣希望能達到這樣的效果,因此將儘量不去談及雷達工作的內部原理。因此先略過有關於雷達工作波段與各種分類應用的說明。直接切入現代武器是如何導引飛彈攻擊目標的。

基本上現代飛彈的導引方式都是分為三個階段,第一個階段就是知道目標的位置後,把資料輸入飛彈內,讓飛彈朝目標發射。第二個階段就是在飛彈朝目標飛行時,目標如果改變任置,發射飛彈的控制者可以利用資料鍊來更新飛彈的飛行方向,讓飛彈重新改變方向,向新的目標位置飛去。第三個階段就是飛彈逼近目標時,導引彈頭直接撞擊目標或是在附近爆炸,利用震波或破片擊毀目標。而最後的第三階段難度最高,因為目標也不會坐以待斃,特別是戰機在發現有飛彈已經逼近後,一定會持續的進行高G的閃避動作,而如何讓飛彈緊緊咬住目標,就是飛彈優劣的關鍵。

第一個階段要得到目標的位置,目前絕大多數的戰機軍艦都是靠雷達系統取得,這種雷達就統稱為「搜索雷達」。搜索雷達的發展重點在於可以快速進行大範圍的搜索,特別是海上作戰艦艇的搜索雷達通常要兼顧360度的廣大海面與空域,因此著重的重點在快速可靠、可以處理多重目標、偵測位置夠遠。但是為了達成上述的目標,這種搜索雷達的使用波段與工作原理,通常並無法提供目標的精確位置,加上要照顧整個空域或海面,往往無法長時間的持續精確追縱同一個目標。於是在這樣的情況下,發展出的解決方案,就是將「搜索雷達」與「射控雷達」分開。簡單來說,就是讓搜索雷達得到目標的大概位置後,先讓指揮人員決定是否攻擊,一但決定攻擊,就先將大略的目標位置提供給飛彈,讓飛彈先朝目標的大略位置發射。而飛彈在發射後,就以最初得到的目標位置,傻傻的朝目標的大略方向位置飛去,在這個階段就叫「慣性導引」,因為飛彈在發射後,控制部還沒有接受到任何新的飛行指令,靠的就是慣性向前飛。

這時搜索雷達就功成身退,因為對空搜索雷達還要照顧整個空域的安全,警戒有沒有其它的敵機逼近,對海搜索雷達也還要照顧整個海面,注意有沒有新的敵艦威脅,而導引已經發射飛彈的任務就交給了射控雷達。而射控雷達的任務並不需要進行大範圍的搜索,而是在飛彈發射後,由搜索雷達那裡得到準備攻擊目標的大略位置,射控雷達所使用的雷達波段特性較為精確,而且因為只要「照顧」一個目標,可以一直對這個目標進行追縱分析解算,不斷得到最新的目標精確位置。而射控雷達的系統通常也有自動上傳最新目標位置給飛行中飛彈的能力,而飛彈在飛行中也會下傳自己的最新位置,讓射控系統解算接下來如果規畫最新的飛行路徑,以攔截攻擊目標。這種飛彈在飛行中受到射控雷達的指揮,不斷更新飛彈飛行方向的模式,這就叫「資料鍊導引」。

等到飛彈已經逼進攻擊目標,就展開最末端的導引。一般來說分三種,完全由射控雷達給無線電命令指揮飛彈攻擊的,叫「被動式導引」。而由射控雷達發射出雷達波「照亮」目標,讓飛彈上的雷達接受器去追縱目標的雷達反射波,最後擊毀目標的,叫「半主動導引」。而最後射控雷達完全放手,讓飛彈上自己的紅外線追蹤器或小型雷達系統自己照明目標,自己追蹤目標,這就叫「主動導引」,因此若是看到軍事雜誌上說某型飛彈是「慣性導引/中途資料鍊更新與末端主動導引」,其實就可以知道整個飛彈大略的導引工作過程。也因此我們在談到雷達系統與飛彈的關係時,談到的到底是「搜索雷達」或是「射控雷達」其實是要分清楚的,因為這是完全兩種不同的東西。而射控雷達的精度其實就一大部份決定了飛彈末端導引的好壞。被動式導引與半主動式導引飛彈需要高精度的射控/照明雷達就不用多說了,就算是末端主動導引的飛彈,如果沒有好的射控雷達提供高精確度的資料更新,讓飛彈能更逼近目標再開啟飛彈的主動雷達尋標頭,否則越早開啟主動雷達尋標頭,越容易讓敵方發現,越早展開各種反制措施。特別是在今日的高科技戰場中,軍艦或戰機上都擁有各種軟殺、硬殺的防衛系統,以軍艦為例,除了防空飛彈以外,還有各種近迫武器系統,電子誘餌,電子反制系統,反應的時間越長,越有機會攔截成功。這也就是為什麼,在不考慮成本問題下,就算是空中預警機的雷達也無法成為飛彈的射控雷達。而根本無法長時間固定停滯在戰場上空的低軌道間諜衛星,也無法不間斷提供目標最新位置,更不可能有能力引導正飛行在空中的飛彈。而能與地球同步的監視衛星,其軌道又太高,能提供早期預警與目標大略位置,但又無法給與精度高夠的即時導引。

而上面講的是一般飛彈的導引模式概說,但是防空飛彈與反艦飛彈又有不同,原因就取決在防空飛彈與反艦飛彈的目標特性不同。戰機移動的速度很快,但是在空中目標明顯,而船艦速度慢但是其雷達回跡容易被海上大浪所干擾。這也讓兩者的導引發展與特性有很大的不同。(未完待續)

 

註一:美帝最新的AIM-120C/D系列加上F-22A與預警機資料鍊更新的攻擊模式,與神盾艦使用的相位陣列雷達加上末端分時照明,已經突破上述的這些敘述,其它國家的類似系統也各有其特別之處,但是這些技術目前都是各國的最高機密,其使用也有若干限制,在此先討論傳統原理,因此這些東西且先略而不提。

創作者介紹

假圖天國

sophist4ever 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(8) 人氣()


留言列表 (8)

發表留言
  • 阿凱
  • 板主真是軍事專家,讓人一聽就懂
  • 謝謝^___^

    sophist4ever 於 2009/12/21 13:53 回覆

  • 個別的11人
  • 所以照這篇文章來說,
    潛射式防空飛彈根本就辦不到吧??
    不上浮的話光是在水面下要搜索空中的飛機就不可能了不是嗎.
  • 就是因為潛射飛彈無法由發射的潛艦提供大型常規雷達的搜索與射控雷達導引,目前潛射飛彈的搞法大都是採用「光學識別/無線電命令/光纖導引發射」,在末端採用「主動雷達導引/主動或被動紅外線導引」的方式。如美國過去的SIAM,歐洲的獨眼巨人,俄國的SA-N-5與最近德國人弄出來的IDAS。這些飛彈的共同特徵就是射程短,沒有大型射控雷達提供持續追蹤。他們獲取目標的方式或是用由人工無線電命令取得目標的大略位置,或是由潛望鏡得到光學輔助系統的無線電/光纖指揮,在升空朝目標飛去後,再開啟自己的尋標頭,尋找目標。這樣的模式其實效率差,攻擊速度慢的反潛直升機較有勝算,要對付高速戰鬥機就很難得手。不過目前高速戰鬥機也很少用於反潛任務,所以也還好。

    但是就是因為這樣的防空飛彈導引模式並不十分可靠,這也是反潛飛彈無法成為防空飛彈主流的原因。又加上這種飛彈不用使大型常規的搜索雷達與射控/照明雷達,因此沒有放在這篇文章作討論。

    sophist4ever 於 2009/12/21 13:53 回覆

  • Reich
  • 我看過有此一說,不知道正不正確:

    該說謂長程空射超音速反艦飛彈導引
    方式為慣性+末端主動雷達導引即可,
    因為初始雷達標出目標船艦大概的方位
    之後,飛彈就可以丟出去靠慣性飛過去,
    末端再開自己的雷達修正一下即可,
    甚至還可以設定迴避轉折飛行路徑。

    原因是,飛彈的速度比船快太多,幾百
    公里只要飛5-6分鐘就到達目標區,但是
    船艦5-6分鐘根本開不了多遠。
  • 原理是這樣沒有錯,魚叉飛彈就有這樣的模式,一發射飛行到中後段後就馬上開啟主動導引雷達搜尋目標。

    但是問題有二個,第一個,你越早開主動雷達,目標就越早得到威脅警告。就越有用飛彈攔截的機會。而第二個原因又與第一個原因有關,那就是現在的電子干擾技術很進步,你越早被目標發現,目標就越能開始干擾反艦飛彈,在強力干擾下,反制能力差一點的飛彈,別說是軍艦了,就算是一座山也打不到。而反制能力好一點的飛彈,在尋標上也會受到一定程度的影響,所以就算用主動雷達導引在今天這樣的作戰環境裡,也不一定打開雷達就一定能命中目標,在強力干擾下,目標的雷達回跡會變的很小,還有很多雜訊。都可能讓飛彈找不到原來的目標。

    在這樣的情況下,有中途資料鍊導引的飛彈,就有極大的優勢,因為它們可以在最後幾秒才開啟主動導引雷達,讓目標反應的時間被縮到最小。

    sophist4ever 於 2009/12/21 17:00 回覆

  • ffffffffff543
  • 照這樣看來,誰能夠搶先克服地球曲率所造成的問題,誰就可以在長程飛彈攻擊上成為贏家,美國是砸錢用大量的衛星,台灣如果要轟炸對岸城市等等的不會跑的座標,應該研發出精準度高的飛彈,然後入座標就好了,因為要轟炸目標的是城市,不跑也不動,而且這種飛彈相對其他飛彈也便宜,又可以達成一定的效果,台灣可以研發雄風飛彈的子母彈,威嚇力跟殺傷力都很大
  • Reich
  • 謝謝天國大的抽空解答,真是清楚明瞭! ^_^

    也真讓人感慨,現代戰爭也許真如新戰爭論書中說的,在實驗室就打完了。 XD
  • hp
  • 感謝版大前面抽空回答, 獲益良多.

    拜讀大文, 再問二個沒什麼水準的問題, 請勿見怪.

    1. 飛彈在終端導引部份能不能像小牛飛彈或像操作無人機一樣用電視(目視) 導引呢? 這樣會不會比較不受目標電子誘餌的影響?

    2. 聽說光六就是取消雷達, 其所發射的雄二完全靠資料鍊導引. 請問還有沒有其它國家的飛彈快艇是如此設計?

    謝謝
  • cobrachen
  • 光學導引是可以用在終端導引上,但是,在飛彈可以根據光學導引傳回的影像鎖定目標前,目前還無法辦到真正的自動目標識別,也就是說,光學導引在最後的鎖定是需要利用人工來作,因此射程長的飛彈,像是SLAM,就必須將影像傳回到飛機上,才有辦法真的鎖定目標
  • 阿儒
  • 淺顯易懂的好文章
找更多相關文章與討論