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洲际导弹那么大的误差,为啥还要求那么高的命中率呢?

 坚持最后5分钟 2019-05-04

导弹问题还是问W君吧。

首先说,“洲际导弹误差大”这个理解存在误差的。理论上讲,射程在10000公里的洲际导弹可以做到圆概率误差在1厘米以内!没错,大家一点都没看错,是一厘米以内!

“理论上看精度高”这是弹道导弹的一个先天优势。

说说为什么?很多人的一个印象是“导弹”是依靠导引头“追逐”目标的武器系统。但弹道导弹不是,弹道导弹的制导是利用引导机构将导弹死死的钉在一个飞行路线上的武器。

整个飞行过程其实就是一个微积夹逼准则的现实化求解过程。

在导弹内部,有一个叫做陀螺仪的部件,在导弹发射前就开始高速旋转,并且根据当地地点信息进行校准。当导弹发射后,只要导弹受到了加速度影响这个陀螺仪上就会有相应的电压信号进行输出。这时导弹的控制机构就对这个加速度进行补偿。

如果我们将导弹运行过程中的时间片写一个算法来看就是这样的:

最后就会形成了两个解:X和Y轴上需要的加速度。

于是这些东西就开始上场了:

燃气舵,依靠改变火箭发动机喷射方向修正X、Y轴上的加速度,

姿态发动机依靠向不同角度喷射来修正X、Y轴上的加速度,靠这些手段导弹就会取得某个时间片上的正确位置。

从理论上来讲,修正一次就可以准确的命中目标。但从实践上来说其实要一秒之内修正很多次

这里再多说一句,很多导弹的末段变轨机动,其实也是依靠的这个原理,在飞行过程中随机的加大X、Y轴上的加速度,然后再通过不断的反向修正来指向目标。

那么问题来了,弹道导弹的精度是什么

如果前面的话看明白了,就应该知道,在这个闭环的微积分过程中,最重要的事情是“一秒之内修正很多次”的频率,如果一秒之内修正60次就必然比一秒之内修正1000次精度低得多。

其实事实上就是如此,德国在二战期间使用的V2导弹就是采用了和现在最先进的洲际弹道导弹一样的原理

就是依靠陀螺仪测量加速度,并且依靠导弹尾部的燃气舵修正航向的。

然而由于当年还没有将下面这个东西实用化

因此V2导弹的一秒钟修正多少次的时序频率是一个机械结构。利用了一个类似于钟表的机构进行时序测量——每秒钟可以修正60次,最终导致V2飞弹可能会偏差到目标以外20公里的位置上。

上面的东西是什么?我们看到的是一个放大图片,这玩意特别小。

名字叫做“石英晶体谐振器”,简称“晶振”。是一个很基本的电子元件,利用石英的压电效应,只要通上了电就会稳定的不断输出脉冲信号。利用这个东西,每秒钟就可以对陀螺仪作出上千次采样测量。于是导弹的精度就成指数级的提高。

十几年前W君在801所的时候,我国的红外制导导引头上的晶震是1Mhz的——一秒钟内可以提供10万次基准测试信号,这还只是近程格斗导弹!

现在的洲际导弹普遍每秒钟会执行上千万次的基准陀螺仪测试信号。命中精度在100米以内。因此W君说,只要进一步提高基准信号的采集频率和伺服机构的响应速度,理论上洲际导弹的命中圆概率误差可以做到1厘米以内。

当然了,再“超频”弄到0.01mm问题也是不大的,关键——成本飙升到比要毁灭的城市还高,这就没必要较真儿了。

再说导弹装核弹头就不要精度了吗?也不是。

对于城市目标的攻击,30万吨-50万吨当量的核弹头偏差个100来米是可以接受的。

这个事情真是问题不大的,顶多是炸马路这边给炸成了马路对面。反正半个城市的人都得死,不差这么一个半个的。

但要注意的是还有更大当量的核弹头呢!例如150万吨、300万吨当量的核弹头。这些核弹头对精度要求反而要比中低当量的核弹头高。

——原因?

大当量核弹头并不是针对城市目标设计的,而是设计用来攻击对方的重要军事设施,例如——核弹发射井。

所有的核弹发射井都考虑了核弹攻后生存的问题。

通常会修建的特别坚固。可以抵抗30万吨级别的核弹打击。而百万吨级别的核弹实际上就是被设计用来摧毁敌方的核弹发射井的。

我们可以从图上看到发射井露出面积其实并不大。但是要注意核弹的爆炸威力随着距离的立方成反比。所以如果打威力核弹准确命中目标当量是100万吨的话,如果偏差100米对于要打击目标的话当量就还剩下十几万吨,这样就摧毁不了目标了。

所以对弹道导弹精度要求并不能因为是核弹就有所放松。

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