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“炮霸老爷悟道篇”:其实“类小摩托”,只是“重新发明了轮子”?
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The following article is from 707 的爬虫之家 Author 炮霸 707

昨天在某园子里和施佬、将军他们聊天的时候,忽然想到一个问题。回顾巡航导弹的发展史,我们不难发现,当下低成本巡航 / 制导弹药(即所谓 " 类小摩托 ")所采用的制导 / 导航手段,其实早已被正式巡航导弹先前使用过,后者不过是再一次 " 发明了轮子 "。换言之,解决问题的思路和技术原理并非新鲜事物,而是在不同历史阶段、不同技术领域反复出现的经典范式。

巡航导弹的源头可以追溯到二战末期德国的 V-1 以及更早的美国 Kettering Bug。从技术本质看,V-1 不过是一枚装了脉冲喷气发动机的飞行炸弹:机械陀螺自动驾驶仪保持航向,气压高度表控制飞行高度,定程机构或计时器决定攻击距离。航线在发射前一次性预设,飞到大致位置后发动机熄火,导弹随即俯冲撞击目标。整个飞行过程几乎没有任何中途修正能力,圆概率误差以公里计,只能拿来轰炸伦敦这类面积庞大的城市目标。

战后美军以 V-1 为蓝本仿制出 JB-2"Loon",并在此基础上发展出 MGM-1" 斗牛士 "、MGM-13"Mace" 等第一代实用化地对地巡航导弹。这批型号在机械自动驾驶的骨架上叠加了初级惯性导航,同时借助地面雷达测距测位,再通过无线电将修正指令发回弹上,构成 " 惯性 + 无线电指令 " 的组合制导模式。精度依然有限,只能靠核战斗部的大当量来弥补。苏联同期的 P-5 系列对地 / 对舰巡航导弹在制导水平上大致处于同一档次。

20 世纪 60 年代后期,电子技术和数字计算机相继走向成熟,巡航导弹制导进入以惯性导航为主干、地形匹配修正为辅助的新阶段。高精度小型化惯导系统(INS)已经能够承担全程导航,但长航程飞行不可避免地积累误差," 地形轮廓匹配导航 "(TERCOM)正是为解决这一矛盾而生。TERCOM 的工作逻辑并不复杂:导弹用雷达高度计持续测量正下方的地形高程序列,将实测数据与弹载数字地形数据库进行比对,找到最佳匹配位置后输出修正量,从而在几十米的超低空长时间贴地飞行,同时显著压缩中段导航误差。这一思路直接塑造了现代远程对地巡航导弹的基本技术范式。美国 BGM-109" 战斧 " 早期 Block I/II 型和战略空射巡航导弹 AGM-86 ALCM,都以 "INS+TERCOM" 作为中段导航主干;苏联的 Kh-55(北约代号 AS-15)则是在相近技术路线下发展出的空射远程巡航导弹,与早期 " 战斧 " 同属这一时代的典型。

80 年代以后,"INS+TERCOM" 的中段精度已被认为相当可靠,各主要军事强国的工作重心转向末段——如何把导弹从 " 飞到目标区域 " 变成 " 精确命中目标 "。数字场景匹配制导(DSMAC)由此成为这一阶段的核心技术突破。DSMAC 的基本逻辑是:导弹在进入目标区域后,用光学或红外传感器实时拍摄地面场景,与弹载存储的目标区域数字图像进行相关运算,对终端位置作出最后一次精确校正。这一步骤可将圆概率误差从几十米压缩到个位数米级,从根本上改变了对重点目标的打击方式。" 战斧 "Block II/III 在 INS+TERCOM 基础上集成 DSMAC,成为冷战末期远程精确打击能力的标志。

同一阶段,对地攻击版 AGM-84E SLAM 在 " 捕鲸叉 " 反舰导弹平台上整合了 INS/GPS 中制导、红外成像末制导和战术数据链,实现 " 人在回路 " 的末段目标确认与修正。这种综合化制导模式随即向更广范围蔓延——反舰与对地战术巡航导弹开始普遍引入红外成像、电视、毫米波雷达等多种导引头,精确打击从少数远程战略型号的专属能力,逐渐扩展为巡航导弹家族的基本属性。

海湾战争之后,GPS 等卫星导航系统在军用领域的大规模应用,从根本上改变了巡航导弹中段制导的技术逻辑。卫星导航系统与 INS 融合后,可以在全航程持续校正惯导的累积漂移,将中段定位精度稳定维持在米级,同时通过加密抗干扰设计保障导航链路安全。在 "INS/GNSS 复合 " 中段制导基本定型之后,末段多模复合成为新的竞争焦点:主动雷达、红外成像、激光、毫米波雷达等手段按需组合,配合战术数据链实现全程通信、任务更新与目标再指示,使导弹能够在强电磁对抗、复杂地形和恶劣气象条件下保持有效的目标捕获与识别能力。

这一阶段的代表型号各有侧重。美国 " 战术战斧 "(BGM-109 Block IV)以 INS/GPS 复合加保留的地形 / 场景匹配作为中段骨干,通过双向数据链在飞行途中改变目标、重新规划航线,甚至执行短暂的战场侦察任务——巡航导弹第一次具备了真正意义上的飞行中任务重规划能力。AGM-158 JASSM/JASSM-ER 采用 GPS/INS 中段制导加红外成像末制导,并整合双向数据链,成为远程隐身精确对地打击的主力装备。俄印联合研制的 " 布拉莫斯 " 则走超音速路线,以 INS/ 卫星导航复合中制导加主动雷达末制导为基本构型,是超音速巡航导弹中这一代的典型代表。中国 " 长剑 " 系列等陆基远程巡航导弹,依据公开信息推断,同样采用了 " 惯导 + 卫星导航 + 地形 / 场景匹配 " 的多模复合制导体系,与同代国际主流思路高度一致。

进入 21 世纪第二个十年,"INS/GNSS 复合 + 多模末制导 " 已从竞争优势演变为基础门槛,新一代巡航导弹的竞争重心转向体系融合与智能化。在体系融合层面,通过卫星通信与战术数据链,多枚巡航导弹可在飞行中实时共享目标信息与导航数据,自动进行任务分工、协同突防,对高密度防空体系实施饱和打击与智能化任务分配—— " 导弹—平台—指挥中心 " 正在整合为一个连续运转的分布式作战网络。在末制导层面,图像处理与目标识别算法的持续升级,使导引头对伪装目标、多目标场景和机动目标的识别与优选能力大幅提升,末段制导的目标不再局限于 " 命中 ",而是向 " 在多个可能目标中选择最佳并以最优方式打击 " 演进。

美国 Tomahawk Block V 在 Block IV 基础上强化了对海打击能力和抗干扰设计,与海军网络作战体系深度融合;AGM-158C LRASM 则在 JASSM 体系上进一步发展出高度自治的多模导引头与任务规划能力,被普遍视为当前 " 智能化反舰巡航导弹 " 的技术标杆。这一代导弹的共同特征可以简洁概括为:INS/GNSS 复合中制导、多模末制导、高度网络化的数据链协同,以及持续提升的弹上自主决策能力。

介绍完巡航导弹的导航 / 制导系统发展之后,我们再来看低成本巡航 / 制导弹药(类小摩托)的导航 / 制导系统。原本用于消费类电子产品以及其他相关领域的、基于 MEMS 的 IMU 惯性导航系统,被用在了类小摩托的低成本制导弹药上。与原先昂贵且制造门槛很高的机械类惯导相比,消费类电子产品用到的基于 MEMS 的 IMU 惯导,量大且便宜,价格只有几千块。虽然低端 MEMS 惯导的零偏性能不佳,但至少可以让类小摩托有了飞向目的地大概方向的能力。

为了进一步提高类小摩托的制导精度,在基于 MEMS 的惯导基础上又增加了 GPS 导航模块。有了 GPS 的精确纠偏,类小摩托终于可以像一枚正常的巡航导弹一样进行精确命中。然而 GPS 毕竟是美国人的东西,且大家都会进行干扰,所以在相当长的一段时间内,类小摩托要解决的就是 GPS 模块的抗干扰能力,以及将原来的 GPS 捷联升级成 GPS/GLONASS/ 北斗复合的卫星导航模块。虽然多模卫星导航可以比较有效地解决 GPS 被干扰的问题,但对于大国来说,干扰 GLONASS 和北斗也并非不可能。于是人们又开始用基于摄像头以及其他手段的地形匹配来和惯导配合,使得类小摩托有了不依赖外部信号的精确制导能力。

不过这种方法又继承了当年正式巡航导弹的一个非常严重的问题,就是射前需要一定的时间来装订飞行路线所需的地理地形数据。当然,如果射程较短,比如说在百公里以内,需要装订的飞行路线地理地形数据量也不是很多,这个问题尚可接受。

为了让类小摩托获得更为灵活的目标攻击及航路规划能力,人们又想出了利用星链以及地面移动网络信号进行导航的办法。这个办法的关键在于获得能用的星链账号以及地面移动网络信号可用的手机卡。如果星链资费太贵或者移动网络信号不稳定,这个方法其实也不是很好用。获得信号还有一个办法,就是利用目标区域或航路路线上的其他高飞无人机进行信号中继。如果高飞无人机也收不到信号,大不了可以换成光纤的。前几天不是有国内厂家展示了 800 公里的光纤筒吗。

如果以上手段都不能完美解决问题,实在不行还可以给类小摩托增加多模末制导,用一个加在导引头之后的 AI 板卡来进行目标信号的处理。只要惯导系统将类小摩托引导到目标区域的大致位置,靠 AI 板卡处理导引头信息来完成最后的末制导也是可行的。

随着技术的发展,前述这些可供类小摩托使用的技术手段都不是很贵,而且可以轻松地做成模块化的形式,根据需求来进行排列组合。这意味着,不同的作战场景和成本约束下,可以灵活选择不同的制导组合方案,而无需每次都从头设计。

说了这么多,其实就是想和大家说明一个道理:类小摩托能用的、以及实际用到的,都不是什么新概念。解决问题的思路和技术原理,其实都是以前或者在其他领域用过的。在信息高度碎片化的今天,多看一些系统的梳理,有助于不被忽悠。

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