三、導航導引
導航導引(Navigational Guidance)方式,常用的有以下兩種。

(一)地文導引
地文導引技術在早期的MGM-1屠牛士式(Matador)及MGM-13鎚矛式(Mace)巡弋飛彈便曾使用過,其方式為地形雷達識別導引。至1974年美國重新認真發展巡弋飛彈,此種地文導航再度受到重視,經過若干改良後,發展成為知名的「地形等高線配合技術」(Terrian-Contour-Matching-Technique, TERCOM)。由於地球表面除了海面外,每五平方哩面積的地形等高線沒有一處相同,故可用地球資源衛星所拍照片,製成地圖輸入飛彈電腦中,飛彈在飛行途中定時打開俯視測高雷達,比對原始資料,從而指揮飛彈進入正確的航路,其精度可達100公尺。

(二)慣性導引
慣性導引系統(Inertial Navigation System, INS)是利用加速儀(Accelerometer)量測飛彈的加速度,經一次積分求得速度,再積分求得距離,計算出飛彈所在位置,與發射前估計的位置相較,再發出命令修正飛彈航線。

但加速儀無法量測地球重力,為要使其永遠與當地重力保持垂直關係,以免重力加速度影響量測的正確性,故需要一環架總承(Gimbal Assembly)(又稱穩定平台(Stabilized Platform))使加速儀永遠保持水平與指北。因這種與陀螺儀有關,又需考慮地球自轉、飛彈運動(Transport)等因素的高度航太科技,絕非一般國家所能輕易發展,故具有戰略價值的洲際彈道飛彈一直是大國的專利品。

多年來,環架式慣性系統(Gimbal inertial system)雖有著精度高、性能可靠的優點,但其構架過於複雜,造成製造上的困難。且又有體積大、耗電等缺點,使設計者一直想把環架取消,故研發出固裝式慣性系統(Strapdown inertial system)。此系統係根據起始方位與陀螺儀測得的飛彈角速度,以解析方式在計算機中算出一個穩定坐標,再利用此坐標與飛彈彈體坐標間關係,將加速儀輸出轉換至穩定坐標上。隨著陀螺儀的進步(如雷射陀螺儀)與快速輕巧計算機的問世,固裝式慣性系統已逐漸取代環架慣性系統。

由於電磁波(雷達波)因地球曲度而有效距離受到限制,故洲際彈道飛彈大多採用慣性導引。在反艦飛彈方面,由於電子戰的進步,其「中途導引」也開始採用慣性導引,對於船艦等慢速目標此法絕對可行,近年來的新發展,是新式防空飛彈採中途慣性導引方式。雖戰機在短時間內就有劇烈的位置變動,但是在發射後施與「補充目標位置資料」(Up Dating)的方式,已成功解決獵殺快速移動目標的問題。新式反艦與防空飛彈如此不擇手段採用慣性導引系統,除對電子反制有免疫力外,還有「射後不理」的優點。當然愈見精密的導引系統,其可靠性便不易維持,而價格也就相當可觀,故在戰術利益的爭取上,還須加上成本效益的考量。

四、歸航導引
歸航導引(Homing Guidance)是常用的終端導引方式,其原理很簡單,就是利用目標輻射出來的某種電磁波,從而決定飛彈的飛行航線。歸航導引可區分為以下三種。

(一)主動雷達導引
特色是全部導引元件均在飛彈上,由飛彈的尋標器發射電磁波照射目標,再接收回波,從而決定飛彈的航線。目前主動雷達導引(ARH, Active Rader Homing)的尋標器只有雷達一種。依雷達波型又可分為不同調脈波(Incoherent pulse)、間斷連續波(Interrupted continuous wave)、都卜勒脈波(Pulse Doppler)三種。

不同調脈波尋標器對於中高度的目標效果很好,但對付陸上或海上低飛目標就不易鎖定,故只用於中高空防空飛彈。間斷連續波是只輸出部分的連續波,如此功率較小,適用於飛彈的迷你雷達,不過其對付海上目標效果不彰。一般空對空飛彈(如AIM-45)都是採用都卜勒脈波,雖然其接收器較複雜,搜尋時間較久,但卻有相當不錯的目標距離與速率解析度。

主動雷達導引優點是飛彈一旦離開發射載具,即與載具毫無關連,完全符合「射後不理」(Fire and Forget)的需求,並使載具擁有多目標攻擊能力,但其雷達波強度有限,大都在終端導引時使用,以使被反制的機會減至最小。

(二)半主動雷達導引
半主動雷達導引(SARH, Semi-Active Rader Homing)要藉助發射載具或其他功能組件發射電磁波照射目標,飛彈的尋標器只需根據回波就能導引至目標。

其雷達波型比主動式多一種連續波型(而且是常用的),這主要基於載具有較強的電源,可以有力的輸出完整的連續波;由於半主動雷達導引的雷達波傳送距離較遠,故能同時用於中途、終端導引,而不必在一種飛彈上裝置兩種導引系統。但半主動雷達導引仍無法「射後不理」,載具必須一直照射目標,直到目標被飛彈擊中為止,如此除了載具行動受限外,電子反制也是一大問題。目前仍有相當數量的防空飛彈採用此種導引方式,如單脈波半主動雷達導引(Monopulse Semi-Active Radar Guidance),在第三代防空飛彈的設計上已改採中途慣性導引。

(三)被動歸航導引
被動歸航導引(PHG, Passive Homing Guidance)是最簡單最常用的一種終端導引,其原理是根據目標輻射的電磁波,從而追蹤攻擊。目前實用的被動歸航導引只有以下兩種。

(1)雷達被動導引
反輻射飛彈(Anti-Radiation Missile, ARM)偵搜敵方雷達波較其有效「雷達距離」為遠,故能在敵方雷達發現前偵測出位置。由於反輻射飛彈偵搜強度較大的單向電波,其射頻接收機(尋標器)相當簡單,故成本不高卻能有效攻擊在射程內的敵方雷達。

飛彈上的被動尋標器頻帶,最好能用一種尋標器就能覆蓋所有雷達的工作頻段。如AGM-88高速反輻射飛彈(High-speed Anti-Radiation Missile, HARM),其尋標器的頻率覆蓋範圍為0.8-20GHz,可以覆蓋97%以上的原蘇聯防空雷達工作頻段。隨著毫米波雷達的發展和廣泛應用,尋標器的頻帶寬將擴展到0.1-40GHz。

雖反制反輻射飛彈很簡單,只要將雷達關機即可,但這也正是反輻射飛彈的目的─「掩護友軍戰機」。無論如何,只要使敵方雷達為顧及反輻射飛彈攻擊而暫時無法正常運作,便達到了作戰目標。以色列在以敘之戰中能一舉摧毀十九座敘利亞SA-6防空飛彈基地,AGM-45百舌鳥式(Shrike)反輻射飛彈是主要功臣之一。目前反輻射飛彈採用的導引方式,為被動射頻反輻射(Passive RF Anti-Radiation)、寬波段被動反輻射(Broadband Passive RF Anti-Radiation)。

(2)紅外線被動導引
任何物質在溫度高於絕對零度時,都會產生紅外線輻射(IR Radiation),故物質愈熱,紅外線訊號愈強,所以戰機發動機高溫的尾管及所排的燃氣、機身上因高速而產生高溫的部位,皆為極佳的紅外線傳播媒介;故追熱式飛彈一直是防空與短程空對空飛彈的主角。但因紅外線受大氣粒子干擾(在雲、濃霧時尤其嚴重),使傳播距離有限,只適於短程導引。另一方面,若背景的紅外線輻射非常複雜,飛彈尋標器便很難區分目標與背景,由此紅外線被動導引也很容易被電子反制。最簡單的方式就是釋放紅外線訊號極強的熱焰彈,使飛彈誤導。

在具有很靈敏的檢知器(Detector),能兩度(2-Dimension)列陣掃描出目標的形像,再與預先輸入的數據式形像比對的紅外線映像導引(Imaging IR Guidance)發展成功後,不但能從任何方位攻擊目標(傳統尋標器只能追蹤目標最熱的部分,如發動機),且環境目標比對的需求也降低,以其目標為對象的範圍獲得放寬,連船艦及戰甲車也可攻擊了。
arrow
arrow
    全站熱搜

    liu08222000 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()