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弹道导弹攻击航母的原理是什么?

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反舰弹道导弹是如何攻击航母的?其原理是什么?制导是如何实现的?

图为东风15B导弹的再入飞行器,它和东风21C以及东风11B的再入器类似

图为潘兴2

从上面两张图可以看出再入器都是很类似的,都有几片翼面,它们可以说打击方式,制导方式是一样的。

图为潘兴2导弹的作战过程,可以看到末端有明显的拉起过程,调整运动姿态

该末段弹道最突出的特点是进行拉起-下拉机动飞行来降低弹头的速度、修正弹道误差并使末段弹道最后陡直地接近目标。弹道拉起部分的指令由a(攻角)制导方程提供,而下拉部分的指令由速度矢量转动速率控制方程提供。控制飞行阶段的目的在于在修正横向误差的同时提供最大可能的拉升机动。 再入时弹头进行的第一次机动为速度控制机动,它是按预定程序在惯导系统控制下进行的。在通过大气上层后,在40km高度处将弹头拉起来,使气动阻力增大,将弹头速度减慢到雷达末制导系统能够工作的速度,估计约6~8马赫数。弹头进行拉升机动在有些情况下还可躲避敌方反导导弹的拦截。弹头拉起后,由攻角25度控制弹头飞行,经过计算机处理,得出精确的缩尺位置误差和击中目标所需的位置修正量,以此修正惯导系统,发出操纵指令给空气舵,操纵弹头击中目标。

变质心弹头在弹道末端采用螺旋弹道下坠的示意图

潘兴2只是说有了比较高的精度打击目标,但是对于海上高机动的军舰或者航母来说,潘兴2的精度仍然是不足的,所以东风21C还有变质心弹头,通过移动内部质量块的位置,改变整个弹头的质心,弹头在再入段进入大气后速度快,所以会产生很大的空气动力,这种方式机动速度快且灵敏。

图为东风21D

可以看到东风21D的再入段是一个拉的非常长的长杆型,所以外界推测是采用了更加先进的“钱学森”弹道,在末端拉起的时候,长杆型的再入段具有很高的升阻比,所以可以长距离的滑翔,进一步提高了东风21D的机动能力,打击高速移动中的军舰,具有更大的搜索和攻击范围。

弹道导弹攻击航母的流程和原理我们就通过国产东风-21D的攻击流程了解一下。

东风-21D反舰弹道导弹

首先要有一套完整的监控敌军航母编队的海洋侦察系统,比如我国的北斗导航系统和美国的GPS全球定位系统,再加上岸基雷达和远洋观测船只构成一套完整的监视体系。

北斗导航系统

之后就是弹道导弹反舰的重大难点,黑障区制导。

所谓黑障区,就是高速飞行器在地球上空35km到80km时,由于飞行速度极快,导致飞行器前部出现激波,之后形成一层高温电离质干扰通讯,使飞行器与地面断开联系。

如果不解决黑障区通讯问题,首先可能导致弹道导弹瞄准精度下降,打击不到敌方;其次由于无法控制弹道导弹,很容易被敌方拦截,导致任务失败。

所以经过多年研究,这个过程我国通过改进导弹弹头气动外形、向电离质区注入亲电化学物质、在通讯天线附近引入交叉磁场偏离电离质和加强发射功率等手段来破解黑障区通讯,使弹道导弹制导更加精确,稳定操控弹道导弹做一些小幅度的规避。

返回大气层

之后就是重头戏了,弹道导弹弹头躲避敌方的防空手段,成功打击到敌方舰艇。

这个阶段我国主要采取的是首先进一步增加中段制导的打击精度,防止偏差过大,末端导引无法完成。

其次是为弹道导弹加装末端机动控制系统,由于弹道导弹要对付航母这种可活动的目标,再加上敌方防空手段的拦截,所以在末端其弹头必须有机动能力;其次还要加强弹体和空气舵的强度,防止因机动动作导致弹体解体。

最后还要研制适应活动目标的末端导引头,例如毫米波辐射计,不止因为其拥有良好的灵敏度,经常用于高空卫星的遥感器,还因为它是被动式制导,抗干扰能力极强。

打击敌方航母编队

经过这些努力我们的弹道导弹就可以打击到敌军航母编队了。

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