动能武器及其发展

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美国在动能武器的发展方面 处于世界绝对领 先 地 位!前 苏 联 也曾发展过一些反弹道导弹和反 卫星武器"但后来的发展速度较 慢"目前!媒体对 世 界 其 它 各 国 动能武器研究的报导较少"
美国 已 经 论 证#研 究#研 制 和试验的动能拦截弹及核心技术 飞 航 导 弹万!方!"数"#据年 第 % 期
轨控与姿控系统依据数据处 理机 的 指 令$控 制 拦 截 器 的 飞 行$保证拦截器最 后 与 目 标 实 现 直接碰撞%就国外在研和试验的 多数拦截器来说$轨 控 系 统 通 常
飞 航 导 弹 !!""# 年 第 % 期
由#个快速响应的小型火箭发动 机组成!在拦截器 的 质 心 位 置 呈 十字形配置"# 个 小 发 动 机 根 据 数据处理机的指 令 点 火!使 拦 截 器进行上下和左右机动"姿控系 统通常由*个或%个更小的快响 应火箭发动机组成"这些小发动 机也根据数据处理机的指令点 火!用以调 整 拦 截 器 的 俯 仰#偏 航和 滚 动!保 持 拦 截 器 姿 态 稳 定"采用这种轨控与姿控系统的 拦截器称为三轴稳定拦截器"少 数拦截器!如美国 空 军 为 机 载 反 卫星拦截弹研制的小型寻的拦截 器$2TX%!只 有 由 几 十 甚 至 上 百个小型固体火箭组成的姿态控 制系统!而 没 有 轨 控 系 统!拦 截 器本身通过自旋 稳 定!这 种 拦 截 器称为单轴稳定拦截器或自旋稳 定拦截器"
动能武器是一种具有变革性 的新概念武器$它 是 以 提 高 武 器 精 度 为 标 志 的 &革 命 ’% 通 过 实 现 &一 个 子 弹 头 击 中 另 一 个 子 弹 头 ’ 的设 计$从 而 取 消 爆 炸 装 药 弹 头%动能武器毁伤目标的能量与 弹头质量大小及其飞行速度的平 方成正比%弹头的飞行速度提高 ’ 倍$则 其 杀 伤 动 能 提 高 # 倍% 就动能拦截弹来 说$在 助 推 火 箭 一定 的 情 况 下$44X 越 小$其 速度越高$杀伤 能 力 越 强% 在 满 足速度 要 求 的 情 况 下$44X 越 小$整个动能拦截 弹 的 尺 寸 和 质 量也 越 小$作 战 使 用 也 更 为 灵 活%
!%地 面 或 军 舰 上#用 于 在 大气层外拦截中段飞行的弹道导
弹弹头的各种动 能 拦 截 弹!如 上 层寻的试验$TVM%动 能 拦 截 器# 大 气 层 外 弹 头 拦 截 器 系 统 $M$ P>G%#地 基 拦 截 弹 $?J>%和 标 准$ &拦截弹等"
&%部 署 在 地 面 上#用 于 在 大气层内高空或低空拦截已经再
+ !! +万方数据
较成熟的发射装置是助推火箭技 术$理论上能把有 效 载 荷 加 速 到 ’"+.*;的 速 度$作 用 距 离 也 足 够远$可满足动能 武 器 发 射 装 置 的要求%电磁炮也是一种新开发 的发射工具$但目 前 技 术 尚 不 成 熟%
动能武器可以有不同的分类 方法%依据 所 用 发 射 装 置 不 同$ 动能武器分两类(一 类 是 采 用 助 推火箭发射的动 能 武 器$实 际 是 一种导弹$称为 动 能 拦 截 弹% 美 国将动能拦截弹的弹头称为动能 拦截 器 "44X#)另 一 类 是 用 电 磁炮发射的动能 武 器$称 为 电 磁 炮$它 发 射 的 弹 头 称 为 射 弹 "S9NF:H-BD:#%依据部署方式 的不 同$动 能 武 器 还 可 分 为 多 种 类 型(部署在外层空 间 的 称 为 天 基 动能武器)由飞机 携 带 在 空 中 发 射的称为空基动 能 武 器)部 署 在 地面的称为地基 动 能 武 器)部 署 在舰艇上的称为海基动能武器%
由于助推火箭技术已经是比 较成熟的技术$研 制 动 能 拦 截 弹 的关键是研制动能拦截器及其所
需的关键 技 术% 典 型 的 44X 至 少要包括以下) 个 关 键 部 分(’# 精确捕获目标特征信号信息的导 引头)!#处理导引头 信 息 的 高 速 信号处理机)&#确定 拦 截 器 自 身 速度和姿态的惯 性测 量 装 置)## 用于拦截器制导计算和飞行路线 修正计算的高速数 据 处 理 机))# 使拦截器快速机动的轨控与姿控 系统% 这 ) 部 分 实 际 也 是 44X 最关键的技术%
武器系统
动 能 武 器 及 其 发 展
张 纯 学
!!摘!要 !!" 世 纪 %" 年 代 初!伴
随着美 国 的 战 略 防 御 倡 议 "G@>#计 划 "又称星球 大 战 计 划 #!美 国 开 始 研 制 动能武 器 "4MZ#$ 它 与 定 向 能 武 器 "@MZ#一起!成为美 国 实 施 星 球 大 战 计划而 极 力 追 求 的 两 类 新 概 念 武 器$ 经 过近!"年的研究与试验!动能武器 技术已经取 得 了 迅 速 的 发 展!特 别 是 称为%动能拦 截 弹 &的 动 能 武 器!已 在 试验中演示了其反卫星和反弹道导弹 的技术可行 性!有 的 甚 至 已 进 入 工 程 研 制 发 展 阶 段!在 !’ 世 纪 的 最 初 ’" 年将具备作战能力$
信号处理机与数字处理机处 理导引头提供的目标信息和惯性 测量装置提供的拦截器运动信 息 $控 制 拦 截 器 的 飞 行 方 式 %
信号处理机处理导引头获取 的目标原始数据$能 够 非 常 准 确 地确定目标的位 置!方 向 及 拦 截 器要碰撞目标的位置%数字处理 机根据信号处理机提供的目标位 置数据和惯性测量装置提供的拦 截弹飞行数据$确 定 拦 截 弹 飞 行 方向及进行飞行 路 线 修 正$并 下 达拦截器机动飞行指令%
设备 44X 包括& ’%外 层 空 间 或 空 中#用 于
拦截助推飞行中的弹道导弹的各
种动 能 拦 截 弹!如 天 基 拦 截 弹 $GJ>%和智能卵 石 $JA%动 能 拦 截 弹’部署在有人驾 驶 飞 机 上 的 游 隼 $A:9:,9BE:%动 能 拦 截 弹 方 案 和部署 在 无 人 机 上 的 塔 伦 $68D$ NE%动 能 拦 截 弹 方 案 等 "
导引头的主要功能是捕获和 跟踪目标$获取目 标 的 特 征 信 号 信息%目前正在研制的动能拦截 弹主要采用两类 导 引 头(毫 米 波 雷达导引头和红外导引头%其主 要区别是(红外导 引 头 的 体 积 更 小$质量更 轻$但 容 易 受 低 空 云 雾的影响$主要用 在 大 气 层 内 高 空 "#"+. 以 下 #或 大 气 层 外 "’""+. 以 上 #作 战 的 拦 截 弹% 毫米波导引头的质量要重得多$ 但不受天气影响%
依据物理学 原 理!任 何 一 个 运 动 的 物 体 都 具 有 #动 能 $" 动 能 的大小与该物体的质量和速度的 平方成正比"物体的动能可以通 过直接碰撞传递给另一个物体! 并使之遭受损 伤" 因 此!凡 是 依 靠运动物体所具 有 的 动 能!通 过 直接碰撞毁伤目标的武器或直接 碰撞杀伤 %<B-$-N$+BDD&武 器 %例 如 枪弹&都 称 为 动 能 武 器" 然 而! !"世纪%"年 代 作 为 新 概 念 提 出
入到气层内的弹道导弹弹头的
各种动能拦截弹!如 大 气 层 内 高 空防御 拦 截 弹 $TM@>%#战 区 高 空区域防御$6T77@%拦 截 弹 和 A75$& 动 能 拦 截 弹 等 "
动能武器的 两 大 特 点 是(一 是要具有非常高 的 速 度$以 便 确 保用巨大的动能 摧 毁 目 标)二 是 要具有非常高的 精 度$实 现 零 脱 靶量$确保直接 碰 撞 到 目 标% 它 要具有自行探测 目 标!跟 踪 目 标 和自行控制飞行的能力%
"! 动 能 武 器 的 基 本 构 成 和 分 类 动能武 器 主 要 由 两 部 分 组
利用高 速 飞 行 器 的 巨 大 动 能!以直接碰撞的 方 式 摧 毁 目 标 的武器"动能武器主要由指挥控 制系统*探测制导 系 统 和 动 能 拦 截弹组成!其中动 能 拦 截 弹 由 动 能杀 伤 飞 行 器 %44X&和 推 进 系 统两部分组成"动能杀伤飞行器 又称动能杀伤拦截器"它是一种 能够精确自主寻 的 的 飞 行 器!通 过直接碰撞摧毁 目 标!推 进 系 统 用于把 44X 发 射 到 预 定 空 域! 并将其加速到足够高的速度"推 进系统主要有两 类)一 类 是 助 推 火箭!另一类是 高 速 发 射 器" 采 用助推火 箭发射 44X 的 动能 武 器称为动能拦截 弹!实 际 上 是 一 种导弹"采 用 高 速 发 射 器 发 射 44X 的 动 能 武 器 称 为 电 炮!其 所用 的 44X 通 常 称 为 #射 弹 $" 依据部署的位置!动 能 武 器 可 分 为地基*海 基*空 基 和 天 基 等 类 型"目前在技术 上 比 较 成 熟*重 点发展的动能武器是动能拦截弹 系统!主 要 用 于 反 导 弹 和 反 卫 星"动能拦截弹的出现不仅使弹 道导弹的防御从不可行的核防御 时代步入真正可行的非核防御时 代!而且有可能带 动 各 类 防 御 武 器的发展!导致出 现 各 种 类 型 的 动能防御武器!包 括 用 于 反 弹 道
$! 国 外 动 能 武 器 的 发 展 现 状 和 应用方向
自!"世纪 %" 年代以 来!美 国在发展动能武 器!特 别 是 动 能 拦截弹的技术上取得了重大进 展!不仅初步演示 验 证 了 用 动 能 拦截弹拦截弹道导弹和反卫星的 技术可行性!而且 在 实 现 动 能 拦 截弹的轻小型化方面取得了重大 突破!从而为发展 非 核 弹 道 导 弹 防御系统和反卫星武器系统开辟 了一种新的途径"
的动能武器!与原 始 的 和 低 技 术 的直接碰撞杀伤 武 器 不 同!特 指 那些依靠高速飞行的非爆炸弹头 所具有的巨大动 能!能 够 通 过 直 接碰撞的方式!拦 截 并 摧 毁 诸 如 卫星或导弹弹头等高速飞行目标 的高技术武器"
’国 防 科 技 名 词 大 典 (对 动 能 武器概念的介绍如下)
#! 动 能 武 器 的 工 作 原 理 和 关 键 技术
目前$最接近 成 熟 的 动 能 武 器是动能拦截弹$它 也 是 当 前 国 外重 点 发 展 的 动 能 武 器% 自 !" 世纪3" 年 代 以 来$美 国 先 后 研 制并试验了多种类型的动能拦截 弹$包括反卫星用 的 空 基 和 地 基 动能拦截弹)防御 弹 道 导 弹 用 的 天基!地 基 和 海 基 动 能 拦 截 弹% 美国现在重点研制的地基和海基 中段弹道导弹防 御 系 统$以 及 地 基末段防御系统$基 本 上 都 是 动 能拦截弹%
成$即用于拦截和 摧 毁 目 标 的 动 能弹头和用于发射与加速该弹头 的发射装置%动能弹头是通过直 接碰撞拦截并摧毁目标的装置$ 可以用不同的发射装置发射%选 择发射装置的条件是(’#能 满 足 动能弹头的作用距离)!#使 动 能 弹头具有足够的速度)&#能 把 动 能弹头送到预定 位 置$保 证 它 到 预定位置能捕获到目标%目前比
本 文 !""#$"&$’3 收 到 !作 者 系 中 国 航 天 科 工 集 团 三 院 &’" 所 高 工
飞 航 导 弹万!方!"数"#据年 第 % 期
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导弹!反卫 星!反 飞 机 和 反 其 它 类 型 导 弹 "如 巡 航 导 弹!空 空 导 弹 和 空 地 导 弹#的 动 能 武 器$甚 至可能出现用于防御炮弹的动能 武器%
!!主题词!动能武器!!概念
工作原理!!发展!!分析
引言 动能武器是以反空间卫星和
拦截高速飞行中的弹道导弹为主 要军事需求!利用 当 代 最 先 进 的 精确制导技术发展起来的一种新 型武器"从武器毁伤目标的机理 上来说!除了生化 武 器 和 某 些 新 出现的非杀伤性 武 器 之 外!任 何 一种武器都是通过把一定能量投 射到目标上!达到 毁 伤 敌 方 有 生 力量和设 施 的 目 的" 顾 名 思 义! 动 能 武 器 是 依 靠 #动 能 $杀 伤 目 标 的武器"
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