制导武器

中国有一句话叫做“百发百中”，而现代的战争正在离这个目标越来越近了。制导武器就是这样一种百发百中的武器。在军事历史上，第一次大规模使用精确制导武器的是1982年的英国和阿根廷的马岛之战。而在海湾战争和对南联盟的轰炸中更是大量使用了最新的精确制导武器。

所谓精确制导武器，是以微电子、电子计算机和光电转换技术为核心的，以自动化技术为基础发展起来的高新技术武器，它是按一定规律控制武器的飞行方向、姿态、高度和速度，引导战斗部准确攻击目标的各类武器的统称。通常精确制导武器包括精确制导的导弹、航空炸弹、炮弹、鱼雷、地雷等武器。武器的精确制导系统通常由测量装置和计算机、敏感装置、执行机构等部分组成，主要是依靠控制指令信息修正武器的飞行姿态，保证武器的稳定飞行，直至命中目标。由于精确制导武器的优异的特性，因此受到各国军界的青睐。

制导技术是一门使飞行器按照特定路线飞行，控制和导引武器系统对目标进行攻击的综合性技术。制导方式不同导致误差也不一样，精确制导技术按照不同的导引方式可以分成自主式、寻的式、指令式、波束式、图像式和复合式等几种。比如说独立行动的自主式制导，它是制导系统与目标、指挥站不发生任何联系的制导方式。导弹发射后，导弹上的指导系统不断测试导弹飞行和天体的、地形的关系位置，并将这些数据输入到导弹上的计算机中，与原来已经存储的模型或者数据相比较，再将偏差转换为控制信号，这样就能使导弹飞往预定的目标。比如我们比较常见的“飞毛腿”导弹就是这样制导的导弹。其他的制导方式的不同之处是获得偏差的方法的不同，或者通过不同的控制率校正飞行的方向。不同的导引方式都有自己的长处和缺点，所以通常采用的方法是把不同的导引规律复合起来使用，在不同的情况下使用不同的规律，这样可以大大提高命中精度。常用的复合方式有：惯性制导+地形匹配方式、自主式+指令式制导方法等。

不同的制导武器有不同的制导使用的物理量，这些不同的物理量在导航中就展现出不同的特点。比如说红外线导航的作用，就是一种通过红外位标器输出的信号与导弹上的基准信号的比较来产生偏差信号，通过偏差信号来驱动红外线位标器来使得继续跟踪目标，同时，这个偏差信号经过处理并通过执行装置来控制导弹飞向目标。红外线的指导多用于被动寻的的制导系统，也可以用于指令制导系统。当用于指令制导时，红外位标器还要接收导弹辐射的红外线，跟踪导弹并提供导弹的运动参数。红外制导具有结构简单可靠、成本低、功耗少、隐蔽和重量轻等特点。但是，红外制导的目标必须与周围背景有比较大的热辐射反差，并且容易受到云、雾和太阳光等气象条件的限制。

除了利用红外线进行制导以外，主要的制导方式还有无线电波制导、激光制导、雷达制导等方式。其中，激光制导是利用激光来进行跟踪和导引物体的制导方法。由于激光的优越的性质，使得激光制导有很强的抗干扰性，测量精度更好，但是激光制导也有不足之处，比如还是不能全天候使用，制导复杂度比较大等。不同的制导方式各有优劣，在不同的条件下能够发挥自己的用途。

精确制导武器作为精确测量技术和精确控制技术在军事上的应用，虽然单个制导武器的成本较普通的武器昂贵，但是正是因为大大超过传统的武器的命中率，使得作战成本反而在下降，而且可以减少对其他的目标的不必要的损坏，这样精确制导武器成为了每个国家军事投资的重点，在现代战争中发挥着越来越大的作用。

第一款制导武器

根据现时的公开资料，人类第一款制导武器要追溯到二战间德国研制出的第一枚无线电制导滑翔炸弹。当时德国还研制成功了HS-293和辅里兹-X（SD－140OX）两种炸弹。它们可由高空战略轰炸机投送，发现目标后自动锁定并随其进行战术机动，直至命中目标。盟军形象地把它们叫作“影子炸弹 ”。这种新型炸弹就是现代巡航导弹的雏形。

V-1与V-2弹道导弹

二战时期纳粹德国的V-1导弹，是第一种巡航导弹类，使用磁性陀螺加上机械测高和弹身姿态感知和控制系统，接近于简陋的没有什么计算过程的惯性制导，有人也不认为这是制导，而将第一种真正的导弹的名份归于V-2

纳粹德国的V-2是第一种弹道导弹，使用无线电遥控制导，其设计具有高度的现代特征，甚至影响到战后长期以来中短程弹道导弹的设计，典型如飞毛腿导弹也是延续了V-2的设计模式，而战后各国最初的航天活动使用的火箭也大幅使用了V-2导弹的成果（因为他们大都使用了原来德国的火箭科学家或火箭图纸作为其宇航火箭的设计研究基础）。

陆基洲际导弹

世界上最早的陆基（即地面发射）洲际导弹是苏联1957年8月首次全程发射试验的SS─6型弹道导弹，它的射程为8000公里，核弹头当量500万吨TNT。

潜地导弹

世界上第一枚潜地导弹是美国的 “天狮星”1型巡航导弹，它1951年从潜艇上发射成功，最大射程960公里，战斗部为4─5万吨级核弹头或常规弹头。 世界上最早的潜地弹道导弹是苏联首先研制成功的。1955年9月，苏联首次将一枚改装的陆基战术弹道导弹从潜艇上发射成功。随后，苏联研制成功SS─N─4型潜地弹道导弹，它的射程650公里，战斗部为100万吨级核弹头。

潜射洲际弹道导弹

世界上第一枚潜射洲际弹道导弹是苏联于70年代研制成功的SS─N─8II型弹道导弹，它的射程为9100公里，核弹头当量为100万吨TNT。

地空导弹

世界上最早的地空导弹，是德国在第二次大战后期研制的 “莱茵女儿”、 “龙胆草”、 “蝴蝶”、 “瀑布”、 等导弹，但均未投入使用。战后，美、苏、英等国在德国技术成果的基础上，于50年代后研制出第一代实用地空导弹。1958年10月7日，中国人民解放军空军地空导弹部队在华北地区用地空导弹一举击落了台湾国民党空军的美制RB─58D型高空侦察机。这是世界上首次用地空导弹实战击落敌机。

单兵肩射防空导弹

世界上第一种单兵肩射防空导弹是美国的 “红眼”式。它于1962年首次发射，1966年装备部队。它长仅1.22米，重8.17公斤，一个人扛在肩上即可操作发射。它采用光学瞄准，红外线跟踪制导，主要用于对付低空飞行目标。

空空导弹

世界上最早的空空导弹是德国1944年4月研制出的X─4型有线制导空空导弹，但它未及投入使用德国就战败了。美国的“响尾蛇”AIM─9B空空导弹于1953年首次发射试验成功。它是世界上第一种被动式红外线制导空空导弹。世界首例空空导弹战果出现在新中国人民空军与龟缩在台湾的国民党空军之间的空战中，人民空军有飞机与飞行员牺牲，但后来的国共空战甚至与美军直接空战中美制空对空导弹也有没命中目标而堕海的响尾蛇导弹被新中国缴获，使得红外制导的空对空导弹技术被社会主义东方阵营所掌握，红色战机获得了新的武器。

滑翔炸弹

虽然前面提到最早的制导炸弹是纳粹德国的HS-293，但是美军对此类特殊武器也早有了浓厚兴趣。美国陆军和海军自1940年起都启动了制导武器研发计划，比如“炸弹滑翔器”(BG)系列、“滑翔炸弹”(GB)和“垂直炸弹”(VB)系统等等。美军的“滑翔炸弹”类似于德军的Hs-293A制导炸弹，初期研制于1940年至1941年即已展开。1944年初，美陆航第八航空队曾在轰炸德国科隆时少量试用。其后期型还使用了红外制导、主动雷达寻的和电视成像等多种制导方式。与“滑翔炸弹”相比，美军的“垂直炸弹”系统的技术更为成熟。该型制导炸弹的研发早在1942年即已开始，它非常类似于德军的弗里茨-X炸弹。其基本结构是在一枚M-44 450公斤标准航弹上加装陀螺稳定系统的尾翼组件、一副活动舵面和曳光指示剂。由于这种炸弹只能左右调整方位，所以又被称为阿松(AZON)炸弹(azimuth only的缩略语)。不过这种后来被美国人自称为“灵巧炸弹之父”的阿松炸弹在当时很不受欢迎，原因是这种炸弹不能“发射后不用管”，操作员必须控制炸弹炸中目标方可允许载机摆脱敌军防空火力。对于这种增加风险的货色，轰炸机部队自然兴趣不大。最后在纳粹V-1导弹的压力下，杜立特将军指挥的美军第8航空队采用了一种使用阿松炸弹现成的制导系统，摇控装满炸药的轰炸机去攻击V弹发射阵地的方案，将B-17改装成BQ-7遥控自杀式轰炸机，由另一架同样是B-17或B-24改装的控制机CQ-4遥控进行自杀性攻击。但这个命名为“阿弗洛狄特”行动（靠，阿弗洛狄特是爱神维纳斯的希腊名啊）最终失败了，阿松炸弹的制导系统被证明是不可靠的，当时美军还准备在太平洋使用B－24D改装的BQ-8，控制机计划使用PV-1图文轰炸机或B-24，但还再需要一架B-17作信号中继机，可见这种远距离中继制导当时已经在酝酿当中，但是阿松炸弹的制导如此不可靠让美军失去了继续发展的信心，转而等待国内已经研制出更可靠的卡斯托尔(Castor)制导系统。不过战争没有给予美国人更多的机会。

空地导弹

空地导弹最初是航空火箭与航空制导炸弹相结合而诞生的。德国首先研制出世界第一枚空地导弹，它的主要设计者是赫伯特·A·瓦格纳博士。1940年7月，瓦格纳等人在SC─500型普通炸弹的基础上，研制了装有弹翼、尾翼、指令传输线和制导装置的HS─283A─0，它可看作是最早的空地导弹，于1940年12月7日发射试验成功。1943年7月无线电遥控的HS─293A─1型导弹研制成功。8月27日，德国飞机发射HS─293A─1击沉了美国 “白鹭”号护卫舰，这是世界上首次用导弹击沉敌舰，它也是最早的空对舰导弹。

反雷达导弹

世界第一种反雷达导弹是美国的AGM-45A“百舌鸟”导弹，它于1963年研制成功。此后，苏、美、英、法等国也研制成功反雷达导弹。在越南战争、中东战争和海湾战争中，反雷达导弹都取得出色战果。

舰艇导弹

世界上最早的舰艇导弹是苏联于50年代中期装备军队的SS─N─1型导弹，这其实是一种水面使用的巡航导弹，它的打击目标是大型舰舰，战斗部装药量很大，可携带常规弹头或核弹头，核弹头当量为1000吨级，主要用于攻击航空母舰等大型水上目标。但大多数舰舰导弹是中小型的。1967年10月21日，埃及使用 “蚊子”级导弹快艇发射苏制SS─N─2 “冥河”式舰舰导弹，击沉了以色列 “埃特拉”号驱逐舰。这是舰舰导弹击沉敌舰的首次战例。

反坦克导弹

反坦克导弹，1943年，纳粹德国陆军为了抵挡苏联红军军强大的坦克优势，在空军X─4型有线制导空空导弹方案的基础上，研制了专门打坦克的X─7型导弹。1944年9月，X─7基本研制成功，但未及投入使用就战败投降了。1946年，法国的诺德─阿维什公司开始研制反坦克导弹，1953年前后研制成功SS─10型反坦克导弹，并在1956年的阿尔利亚战场上使用。SS─10型是世界上最早装备部队，最早实战使用的反坦克导弹。

制导炮弹

第一种制导炮弹是美国M712式铜斑蛇155毫米口径炮弹，采用半主动激光末制导。制导装置主要由寻的头、信号处理模块、控制机构等组成。寻的头是炮弹的“眼睛”，当炮弹飞临目标的上空时，会自动寻找要攻击的目标，老式的寻的头结构与早期的红外空空导弹类似，采用圆锥扫描来测量目标与炮弹目线的偏差，但是这种方式精度难以进一步提高。现采用焦平面CCD元件，而只对目标的反射光斑闪烁频率响应来确定导弹目线与目标的运动偏差关系，因为激光光斑强度大，光学特征突出，这就无须使用空空导弹那样的图象识别技术，只要盯住那个光斑，就能达到很高的命中精度。弹上信号处理模块把飞行中与目标的方向偏差以及动态运动关系计算出来，计算的误差信号输入控制机构，以便进行修正飞行；控制机构接受误差信号来控制舵机修正偏差，使炮弹准确的跟踪并击中目标。当前方观察所发现目标时，用激光进行指示，测距机测定距离(测距机的最大测试距离为5000米)，观察员将有关的方位、距离、目标信息和激光编码数据用无线电报告给指挥所；指挥所经过计算，将射击诸元下达给炮阵地；炮手取出弹丸舱、制导舱，同时装定好引信、编码、调节定时器等，然后将其对接好，拧下保护帽，瞄准、装填、发射。发射后，弹丸飞出炮口约20米距离时，尾部的4片稳定翼自动展开。弹丸借助尾翼低速旋转，继续向前飞行。此为无控飞行段。

当飞到弹道顶点时，导弹开始低头，寻的头向下角度能接收到目标区的激光照射器打在目标上以一定频率闪动的光斑。控制舱内的惯性陀螺解锁，输出导弹姿态信号。控制器根据陀螺仪输出信号操纵舵面调整弹丸的飞行姿态。此为惯性制导段。当弹丸飞到距离目标约3000米时，炮弹捕捉到的信号非常根据目标反射光斑的相对位置，采用比例导引方式。所谓比例导引方式即由激光导引头测定弹目线角速度和各方向上偏移的加速度，然后给出弹目线和导引头光轴间的误差角成比例的控制信号，由导引头的校正线圈产生校正力距实现制导。比例制导的信号正比于弹目线角速度。同时，观察员用激光目标指示器发射编码激光照射目标。弹上的导引头搜索并接收到目标反射的信号以后，以比例制导的方式进行锁定，将炮弹导入正对光斑俯冲，击中目标上的光斑，自然也就击中了目标。

激光半自动制导炮弹

马丁·玛丽埃塔公司(Martin Marietta)于70年代初开始秘密研制末制导炮弹，1977年12月9日，在白沙靶场进行试验，从接近最大射程处射来的导弹，击中了一辆作为靶标的报废M-47坦克。炮弹命中炮塔左侧上方，爆炸将车内设施一扫而光。舱盖被掀掉，车内零部件从舱口飞出冲上天空。美国军方对试验效果非常满意，于80年代初将该弹定型生产并装备部队，取名为“铜斑蛇”(Copperhead)。“铜斑蛇”炮弹由155毫米榴弹炮发射，采用激光半主动寻的制导方式，是世界上最早的末制导炮弹，主要用于攻击集群坦克或装甲目标。全套武器系统由火炮、制导炮弹和激光指示器等组成。炮弹全长1.372米，弹径155毫米，弹重62千克，战斗部为6.4千克。最大射程20千米，最小射程4千米，最大飞行速度每秒600米。全弹分为导引段、弹头段与控制段，控制段前后各有弹翼，可稳定弹体旋转(6~18转/秒)，并提供侧向机动效果。炮弹发射后，弹翼会以后掠20度自动弹出，弹道前段与普通炮弹一样靠惯性飞行。在激光指示器的作用下，炮弹前部的激光导引头接受从目标反射的激光信号，导引炮弹准确飞向攻击的目标。该制导炮弹命中概率达80%以上。北约的一个155毫米榴弹炮连装备有六门炮，用“铜斑蛇”炮弹以每分钟6发的正常射速进行齐射时，能在4分钟内消灭将近一个装甲团的所有装甲车辆。如果用普通榴弹，即便数个炮兵连以火力急袭，也难以阻止同样规模的装甲部队。北约的将军称一枚铜斑蛇的威力比一辆坦克还要大（至少从口径上的确如此）。

激光制导炮弹

在美国研发部署铜斑蛇激光制导炮弹的同时，前苏联也丝毫没有怠慢，KPT设计局几乎在同一时期也着手研制。在吸取美国经验的基础上，于80年代中期生产并装备了“红土地”(Krasnopol)。由152毫米火炮发射，弹长1300毫米；弹重50千克，其中战斗部重20.5千克；射程22千米，命中概率达90%，对坦克目标的激光照射距离5千米以内，照射持续时间6~15秒。由于苏联的152毫米炮射程普遍小于北约的155毫米炮，因此，苏联在设计“红土地”时，炮弹采用火箭增程以超越北约炮兵射程。由于增加了增程火箭发动机该炮弹长度大，在运输和储存时分为两部分。一部分为战斗部、助推发动机和稳定尾翼；另一部分是控制装置，发射前将两部分组装在一起。“红土地”虽然比“铜斑蛇”射程远，重量却轻10%，而且还可以掠飞攻顶。1993年和1995年的发射试验，仅20发炮弹就击毁19辆T-72坦克。使用“红土地”作战时，在前沿部署携带电台观察员，观察员搜索5千米范围内的目标，因为激光指示器/测距机作用距离最大只有5千米。发现目标后用无线电台通知射击阵地。炮手向目标作间接瞄准，将炮弹射向目标区。后方炮兵开火时，有同步器启动激光目标指示器照射目标。在末制导段，弹上导引头的坐标器探测和不断跟踪从目标反射的激光编码信号，自动导向目标。 ”“红土地”炮弹在与目标交会的瞬间，制导炮弹会向光斑的前方机动，使命中点在激光束照射中心的上方，这种方式使得照射激光束无须直接照射在命中区上，免得被对方发现。一发152毫米炮弹落在1米外对于杀伤力不会有任何影响。由于在制导系统中考虑了超前偏移，当制导炮弹在接近目标时，由低伸弹道转为俯冲弹道以30度~40度的落角攻击目标，触发引信引爆战斗部将其摧毁。

末制导炮弹

“铜斑蛇”和“红土地”作为世界上最早的末制导炮弹，都具有很好的作战性能。“铜斑蛇”末制导炮弹能对17千米内的任何目标进行准确打击，其射弹散布偏差仅有0.4-0.9米。“红土地”亦不逊色，1999年6月瑞典FH-77B火炮发射了3发“红土地”炮弹，击中了三个不同距离上的目标，使得“红土地”声名大震。但是从性能和作战使用等方面来看，“红土地”略胜“铜斑蛇”一筹。“红土地” 制导炮弹也随坦克炮射导弹一起提供出口，中国也曾经购买装备了相当数量的“红土地”炮弹用于152毫米与155毫米火炮，大大提高了我军炮兵的战斗力，也为我军的技术发展体系提供了一个新的坐标。