国防知识｜所向披靡的战场“杀手”——导弹（上）
导弹是一种携带战斗部，依靠自身动力装置推进，由制导系统导引控制飞行航迹，导向目标并摧毁目标的飞行器。导弹这一类“杀手”能在硝烟弥漫的战场厮杀中所向披靡，和它独特的构造有关系。
那么，我们就先看看导弹的肚子里都有什么吧？
导弹由动力装置、制导系统、战斗部和弹体组成。
动力装置是导弹的“心脏”，是直接给导弹提供飞行动力，推动导弹飞行的装置。它的主体部分是发动机。发动机分为火箭发动机和喷气发动机两大类。按照推进剂不同，火箭发动机又可分为固体火箭发动机、液体火箭发动机及固液混合火箭发动机。P喷气发动机可分为涡轮喷气发动机和冲压喷气发动机。
制导系统是导弹的“神经系统”，是导引和控制导弹飞向目标的仪器、装置和设备的总称，分为导引系统和控制系统。导引系统不断地测量导弹实际运动弹道与所要求的运动弹道之间的偏差，或者测量导弹与目标的相对位置与偏差，以便向导弹发出修正偏差或跟踪目标的控制指令；控制系统则保证导弹稳定飞行，并操纵导弹改变飞行姿态，控制导弹按要求的方向和弹道飞行，从而命中目标。
战斗部称得上导弹的“利剑”，是产生杀伤效果，打击或摧毁目标、完成战斗任务的部分，它使导弹成为威力巨大的武器。弹道导弹的战斗部又称弹头，按照战斗部装药，可分为常规战斗部（由各种高能炸药构成，有爆破战斗部、破片战斗部等）、特种战斗部（有化学战斗部、生物战斗部、干扰战斗部等）和核战斗部（有原子弹头、氢弹头和中子弹头）。
弹体是导弹的“盔甲”，它包括弹身、弹翼、尾翼、舵面等部分。弹体的作用是把导弹的动力装置、制导系统、战斗部连城一个整体。弹体通常选择铝合金和钛合金做外壳材料。
弹道导弹如何越打越准
弹道导弹是一类以抛物线运动方式来攻击目标的导弹。弹道导弹的飞行弹道可分为三个阶段：导弹发射到发动机关机阶段，称为助推段，又称主动段；发动机关机后弹头与弹体分离，弹头在大气层之外飞行的阶段，称为自由飞行段，又称中段；弹头返回大气层直至弹头击中目标的阶段，称为再入段。它的飞行弹道是一条抛物线，和炮弹的弹道类似，因此得名为弹道导弹。
俄罗斯洲际弹道导弹
惯性制导技术是弹道导弹必备的制导技术。随着技术的发展，通过提高惯性器件的精度并使用误差补偿方法，惯性制导的精度越来越高。同时，在弹道导弹飞行过程的中段和末段也引入制导技术，组成复合制导系统。中段制导技术有导航卫星制导、天文制导、无线电制导等技术；末段制导技术有地形图像匹配制导技术、光学自寻的制导等。控制系统的敏感测量装置所测得的相关信息经导弹上计算机处理，并经过变换放大装置将测得的微弱信号变换和放大，形成相应的控制导弹飞行的指令，再通过执行机构控制调整导弹的速度和姿态，不断修正累积误差，使导弹沿预定弹道飞行，直到命中目标。因此弹道导弹的精度越来越高，越打越准。
弹道导弹如何释放多个弹头
早期的弹道导弹仅能携带单枚弹头，打击能力十分有限。为了提高导弹突防能力和满足攻击多目标任务的需求，人们发展了可携带多枚弹头的弹道导弹，这些弹头可以分别制导，被称为分导式多弹头。
美国”民兵“洲际弹道导弹的打击工作过程示意
分导式多弹头和释放装置、末助推控制系统一起被安装在母舱中，外面由整流罩保护。当母舱与弹体分离后，末助推控制系统开始控制母舱的飞行速度和姿态，每到达一个预定位置就释放一枚弹头。每释放一枚弹头，母舱就调整一次速度和姿态，准备进行下一次弹头的释放，直至弹头释放完毕。为防止弹头被敌方反导武器拦截，故采用了一种称为弹头变轨的技术，即在速度和姿态的调整过程中，使其自身进入另外的弹道轨迹释放弹头。利用这种技术可以大大提高弹头的生存能力。另外在母舱中还可装一些假弹头、箔条、有源干扰装置等突防装置，以干扰敌方雷达的观测，使其做出错误判断，减小真是弹头被拦截的概率。同时，在制造弹道导弹时也采用隐形和加固技术以提高其抗打击能力。
弹道导弹的多种平台发射方式
弹道导弹的发射方式有固定发射和机动发射两种。其中固定发射分为地面发射台发射和地下发射井发射；机动发射则分为海基机动发射和陆基机动发射，前者从海面舰艇或水下潜艇发射，称为潜地导弹，后者从陆地载重汽车或火车上发射，称为地地导弹。
为了提高导弹的生存能力，导弹发射经历了从固定发射到机动发射的过程。机动发射可以在多种可移动的平台上发射，发射阵地不固定，敌方难以侦测和打击。
弹道多变的巡航导弹
与在大气层内外具有固定抛物线飞行弹道的弹道导弹不同，巡航导弹是指按规划弹道在大气层内以巡航速度飞行的导弹。巡航导弹多变的弹道是预先由任务规划系统根据导弹的飞行特性、作战环境、敌方防御能力、目标特性、协同作战等多种因素规划的，发射前装定到弹载计算机内。飞行过程中，导弹实时地将实际飞行弹道与预先规划弹道进行比较，不断发出控制指令修正偏差。
美国“战斧”巡航导弹
巡航导弹的弹道通常由发射段、巡航段和寻的攻击段组成。发射段指巡航导弹由发射点到开始巡航飞行时的弹道；巡航段指巡航导弹以规划弹道飞行的一段弹道；寻的攻击段也称俯冲段，当巡航导弹接近目标上空时，导弹由巡航状态转而向下俯冲，直到到达目标位置。
导弹在巡航段飞行时，主要由导航系统控制，且常用地形匹配制导、景象匹配制导、GPS制导系统来修正导航系统的误差。巡航导弹的巡航段常采用掠海（地）超低空飞行技术实现隐形突防，几乎是贴着地面或海面飞行，并能够按任务规划随地形的起伏和变化而不断调整飞行高度。超低空飞行是通过雷达高度表实时测量导弹的离地高度与预先装定的离地高度比较、修正实现的。
巡航导弹的速度突破
现役巡航导弹都是亚声速的，飞行马赫数为0.6~0.8.1500千米的射程要飞2小时，这么长的时间，预定目标可能逃逸，也给巡航导弹的突防能力构成极大威胁。快速打击能力的要求，刺激了高超声速巡航导弹的发展。
X-51A 高超声速飞行器飞行想象图
高超声速巡航导弹特指以吸气式发动机或以其组合发动机为动力，飞行马赫数超过5的导弹。它具有飞行速度快、射程远、突防能力强的特点，尤其在攻击对时间敏感的目标方面具有绝对优势。高超声速巡航导弹在飞行过程中药跨越亚声速、跨声速、超声速3个阶段，才能进入高超声速飞行阶段。飞行器要实现高超声速飞行，就必须克服严重的气动阻力。
高超声速巡航导弹的推进系统大多采用超燃冲压发动机或其组合装置，如用于天地往返系统的火箭基超燃冲压发动机系统、用于全球快速打击和商业运输的涡轮基超燃冲压发动机系统、双燃料超燃冲压发动机系统等。
高超声速技术复杂，涉及面广，除超燃冲压推进系统外，一体化设计、空气动力学、制导导航与控制、材料试验与测试等都是亟需攻克的领域。目前，在研制的高超声速巡航导弹型号有美国的X-51A、HyFly和俄罗斯的X-90等。
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来源：军事科学院图书馆
审阅：许智先审核：朱少武
编辑：秘书科
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国防知识｜空中力量 —垂直/短距起落飞机
垂直/短距起降飞机是海军青睐的机种，因为舰船上的飞行甲板的长度总是有限的，垂直/短距起落技术就显得尤为实用。
垂直起落技术顾名思义就是飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的，它是从50年代末期开始发展的一项航空技术。一般来说直升飞机不在垂直/短距起降飞机范畴。
垂直起落技术的飞机机动灵活，具有常规飞机无可比拟的优点，但同时也有许多重大的缺点，比如航程短、维护困难等。虽然直升机不在垂直/短距起降飞机范畴，但直升机确实具有垂直起降的能力，所以本期我们将垂直/短距起降飞机和直升机放在一起为大家作一个介绍。
什么样的飞机能够垂直起降
固定翼飞机有着直升机不能比拟的速度、起飞重量和升限，因此人们希望研制出可以垂直起降的固定翼飞机以满足战时需求。目前世界真正成功的垂直起落飞机只有前苏联的雅克-38“铁匠”、英国的AV-8鹞式飞机和美国的F-35B战机达到了实用化阶段并投入服役。
实现垂直起降可以有几种办法：倾转发动机喷口，倾转喷口外加安装升力发动机，倾转旋翼，机体竖直安置。
（鹞式战斗机起飞动态示意图，发动机喷口向下时飞机垂直起飞或者垂直降落，当飞机上升到一定高度后，发动机喷口向后偏转，飞机则向前飞行）
在这些方法中，战斗机主要是采用倾转喷口或倾转喷口外加装升力发动机的方式，因为这样做就可以采用喷漆发动机，使飞行速度更快，甚至达到超声速的水平。但采用这种方式，飞机需要装有较大推力的发动机，或安装大推力的升力风扇。
除了采用倾转喷口的方法，还可以采用倾转喷气发动机的办法来实现垂直起降。但由于倾转发动机时，高速转动的发动机轴会产生较大的陀螺力矩，频繁地偏转发动机会对偏转轴和发动机本身都产生较大的作用力，影响其寿命。所以，对于战斗机常用的涡扇式喷气发动机来说，偏转喷管更为实用一些。
为什么可以垂直起降的飞机很少采用垂直起飞方式
一般来说，可以垂直起降的飞机都可以利用较短的跑道来实现短距起降，但在大多数情况下此类飞机都会采用短距起飞、垂直降落方式。
飞机在垂直起飞时还没有产生向前的速度，机翼也无法产生升力，飞机是完全由发动机“硬推”到空中的，因此这对飞机的起飞重量有较大限制，一般此时的起飞重量约为最大垂直推力的85%左右，这样就会极大的限制飞机的载重量，迫使飞机只能携带很少的燃料与武器，从而降低飞机的作战能力和作战半径。
此外，在飞机垂直起飞时，喷口垂直向下喷出的热气温度很高，会对跑道、航空母舰的甲板等产生不利影响。并且，如果热气被吸入发动机的进气道，则有可能造成发动机熄火。
因此大多数具有垂直起飞功能的飞机通常都会采用短距起飞的形式，只在迫不得已的情况下才会考虑垂直起飞。
直升机怎样参与作战
直升机可以垂直起降，因此可根据任务需要，在战区选择有利的地点迅速集中或展开。直升机行动敏捷，能在空中稳定悬停并做出侧向飞行、倒退飞行等固定翼飞机很难完成的机动动作，可以在离地很低的地方飞行，利用地形、地物的掩护发动攻击或进行规避。这些优势是其他地面和空中武器装备都无法相比的，因此直升机在军事领域的用途极为广泛。
目前，军用直升机按用途大致可分为武装直升机、侦察直升机、运输直升机、反潜直升机、搜救直升机、通用直升机和特殊用途直升机等。
AH-64武装直升机
武装直升机是装有武器、执行对地攻击等作战任务的直升机，可分为专用型和多用型两大类。专用型武装直升机仅用于火力打击任务，作战能力强，机动性和防护性都很好，除驾驶员之外不能搭载其他人员和装备；多用型武装直升机除了可用来执行攻击任务以外，还可用于完成载员机降、运输等任务。
侦察直升机是负责情报与资料搜集的军用直升机，主要担负近距离或接近战区的情报搜集工作。侦察直升机往往也搭载武器，可以为地面部队提供火力支援，也可以为武装直升机提供情报支援。
运输直升机是指用以输送人员、物资的军用直升机。借助垂直起降、悬停等特殊性能，运输直升机可不受地形限制输送作战物资或投送兵力发动垂直打击，极大地提高了陆军的机动能力。
mh-53反潜直升机吊放声呐
反潜直升机主要装备了雷达、吊放式声呐或声呐浮标、磁力探测仪等设备，以及航空反潜鱼雷、深水炸弹等武器，可执行搜索、探测和攻击潜艇的任务。
搜救直升机主要执行战场的人员搜索与救护工作，包括地面和水面逃生飞行员、伤员的救护，敌后地区的人员营救等任务。
直-20战术通用直升机
通用直升机也称多用途直升机，可承担战斗突击运输及救援、侦察、指挥、电子战和反潜战等多种任务。
特殊用途直升机主要执行低空特种作战、海上扫雷、空中预警和指挥等特殊任务。
人们结合直升机机动灵活、视野开阔、反应迅速、隐蔽性好等优点，赋予了它们反坦克和反装甲的重任。武装直升机还具备与敌方直升机空战的能力，可以争夺150米以下超低空的“树梢制空权”。
海洋是军用直升机的另一个舞台。除了用于近海反潜的岸基反潜直升机外，各型舰艇上搭载的舰载反潜直升机可执行海上编队外围反潜任务。直升机反潜速度快、范围广、隐蔽性好、作战强，能在短时间内搜索较大面积海域，准确测定潜艇位置并实施攻击。除了反潜任务我，有的反潜直升机还能携载空舰导弹，打击敌方水面舰艇和其他海上目标。
自投入战场60多年来，直升机的杰出表现已多次证明了其不可替代的应用价值。今后，它们还将继续活跃在未来的战场上，立下更多的功勋。
为什么武装直升机能称霸于超低空
固定翼飞机的速度不能小于失速速度，因此它飞得较快，也难以在障碍重重的低空做各种机动动作。所以固定翼飞机的飞行高度一般在150米以上。从地面上10~150米的超低空舞台，则只能留给直升机了。直升机在这么低的高度飞行，可以借助地球曲率和地形起伏躲避敌方雷达和探测，大大压缩被敌方防空兵器发现和攻击的时间，这种方式称为低空突防。由于装备了带有地形跟踪和规避功能的雷达和计算机，地表的树木、房屋等不会对低空突防的直升机形成障碍，只有城市中的电线和野外的高压输电线可能形成威胁，因此，很多直升机上都装有切割电线用的剪切装置或防碰撞激光雷达。
Mi-28武装直升机
武装直升机是军用直升机中应用最广泛的类型之一。它能在运动和悬停状态中开火，特别适合配合陆军作战，攻击敌人的固定和移动火力点，消灭敌方坦克和装甲车辆，掩护己方地面部队行军。它大多配属于陆军航空兵，是陆军部队直接实施火力支援的空中平台。除此之外，它还能为运输直升机护航，与敌方直升机进行空战，是超低空范围的绝对霸主。
武装直升机具有火力强大、生存能力强等不可替代的优点。但武装直升机造价高昂，因此，作战时往往会采用侦察直升机与其相互搭档的战法；为了对付地面火力，直升机有时也会和固定翼攻击机分工合作。
为什么有的直升机顶上要装一个“圆球”或“圆盘”
旋翼轴顶端安装的“圆球”
有的直升机在旋翼轴顶端安装有“圆球”或“圆盘”，这是为直升机完成作战任务而安装的光电瞄准具或毫米波雷达。有了它，直升机就可以在障碍物后方发现和瞄准敌人，同时可以防止自己被对方发现。
为什么直升机会“长”得不一样
目前最常见的直升机类型是单旋翼带尾桨，这也是直升机最早的构型之一。由一个主旋翼来提供升力，由尾桨来抵消主旋翼产生的反扭矩。但是尾桨噪声较大，且直径较大的尾桨会影响从机舱出入的人员和装备安全。因此人们发明了涵道式尾桨。
涵道式尾桨直升机
涵道式尾桨就是在传统尾桨的外面加了一个涵道式外壳，涵道内的尾桨旋翼往往比开放式的要小。其优点是安全性高，震动和噪声小；缺点是重量大、造价高，而且产生的推力相对较小。
单旋翼无尾桨直升机
单旋翼无尾桨直升机是另一类非同寻常的直升机。这种直升机的尾部是一个圆筒，里面装了一台压气机，把空气吸到圆筒里，经圆筒尾部的侧向喷气口喷出，就可以产生平衡主旋翼的扭矩的侧力。单旋翼无尾桨直升机取消了尾桨，与传统直升机相比可以减小尾梁的长度，以提高使用便利性；同时取消了尾翼传动系统，减轻了振动，减小了噪声。
如果不用单旋翼而是用转向相反的两副旋翼，也可以平衡旋翼的反扭矩。于是，人们发明了纵列式、横列式、共轴式、交叉式等双旋翼布局的直升机。
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