你发导弹，我来制导（转贴）

zq2042003

他机制导

蓝白

他机制导的含义就是空空导弹的发射和制导由不同飞机完成，亦即攻击目标T时，由战机A发射导弹，战机B进行制导。他机制导的概念很简单，但为什么经历如此长时间却仍未彻底实现?。

穆：在空空导弹领域，首先出现的是红外导弹。然后出现的是半主动雷达制导的，它依靠目标反射的载机雷达信号来跟踪目标。其后出现的主动雷达制导空空导弹可以靠自身雷达跟踪并锁定目标。

红外空空导弹是近距武器，只有它的导引头锁定敌机的红外信号以后，才会构成发射条件。而导弹发射后不需要外界干预就能自行跟踪目标，直至击中为止。因此红外空空导弹不存在他机制导的要求。他机制导的概念是从雷达制导空空导弹开始的。在一开始，受制于电子技术水平，把雷达装在导弹导引头内还无法实现，因此首先出现的是半主动制导的空空弹。它的导引头只需接收目标反射回来的雷达信号，技术上降低了难度。半主动空空弹的代表是苏联R-27和美国AIM-7系列。

不过半主动空空弹在发展过程中面临一个问题。在距离很远的情况下，目标反射的雷达信号十分微弱。而导弹导引头灵敏度有限，只有在距离目标很近的情况下才能接收到这个信号。如果需要导弹载机逼近目标到一定距离，等导弹的导引头接收到目标反射信号并进行锁定后才发射，那么这个发射距离就太近了，大大限制了导弹的性能发挥。典型的半主动空空弹并不采用这种发射方式。当载机雷达可以有效跟踪敌机，并进入导弹射程之内时，即使导弹尚无法接收到目标反射的雷达信号，也可以发射导弹。此时载机可通过雷达向导弹发射制导信号，告诉导弹目标机的位置。导弹则自动解算飞行路径，改变飞行路线，直到导弹的导引头接收到目标反射回来的雷达信号。


记：载机始终用指令对导弹进行制导是否可行?

刘：导弹通过接收目标反射的信号，能更精确地跟踪目标位置。因为导弹和目标飞机都是在三维空间中运动，彼此相对速度和位置变化很快。只有如此，才能保证导弹有效跟踪目标机。

穆：可以看出来，一旦载机雷达停止对目标机照射，导弹就失去制导信号，导致脱靶。从技术上讲，当敌我双方处于迎头飞行时，导弹的有效射程是最大的。但由于载机雷达需要始终跟踪并照射目标机，在导弹击落敌机之前，采用迎头攻击方式的话双方的距离往往会拉近到夸张的地步。美国曾在演习中发现，F-15携带“麻雀”导弹攻击携带“响尾蛇”导弹的F-5战斗机，F-15可以做到先敌发现，在敌方格斗弹射程外发射“麻雀”，但F-15必须始终用雷达跟踪照射目标机。而有经验的F-5驾驶员可以采取迎头机动的形式，在“麻雀”击落自己之前，让F-15进入自己的“响尾蛇”射程之内。此时F-5发射“响尾蛇”，结局往往就是同归于尽。从这一方面看，半主动雷达制导空空导弹处于一个很尴尬的境地——虽然它可以做到先敌发射，但不一定能做到先期击落敌机。它的射程优势没有表面看起来那么大。导弹载机的机动性受限，在空战中很不利。

但这不说明半主动雷达空空弹作用不大，这只是一个极端情况。实际空战中目标机的飞行员一旦被锁定，第一个反应就是尽快机动摆脱锁定。在上面的例子里，目标机的电子设备也需要能够准确指出导弹来袭的方向，并且目标机的雷达最起码要有测距功能，能告诉飞行员敌方导弹载机与自己的距离。也就是说，只有目标机飞行员对双方的态势有一个明确的了解才敢做如此的机动动作，并且也只有那些非常有经验的飞行员才有把握。比起红外空空弹，半主动雷达制导空空弹射程远，受天气云雾影响小。并且当时的红外弹只能在目标的后半球进行攻击，而半主动雷达制导空空导弹对发射条件的限制就少多了。虽然有各种缺点，但它比起红外空空弹是一个巨大进步。

对于半主动雷达空空弹的这些问题，有不同的解决设想。首先想到的是增大速度。如果把导弹的速度从3马赫加大到6马赫，导弹从发射到击中目标所需时间减少一半。可实际上，随着导弹速度的增大，空气阻力急剧增加。在导弹的尺寸和重量都受限的情况下，速度的增加使燃料过早消耗完。而发动机关闭后的无动力飞行阶段，空气阻力使导弹速度急速衰减，射程不增反降，更不用说高速飞行气动加热、空气阻力还有机动过载对导弹本身结构设计的影响了。所以目前的空空导弹最大速度都差不多。

另外一个设想就是他机制导。导弹载机在发射导弹以后离开，由另外一架制导飞机进行制导，这就给导弹的使用带来了很大的灵活性。在上面讲的那种迎头攻击的极端情形中，如果导弹发射机发射导弹后就脱离，由另外一架不同位置的飞机进行制导，就可以避免同归于尽的情形。

刘：但如果敌方的空空导弹速度比你的飞机快得多，且制导能力很强，有可能你即使采用他机制导也摆脱不了。同归于尽的情形甚至你被先打下来的可能性仍存在。今后空空导弹都由固体火箭发动机改为固体火箭冲压发动机了，速度会由目前的3马赫一下提到5马赫多。所以导弹的因素很重要。

穆：他机制导的设想表面看起来很简单，只要另外一架飞机持续用雷达来照射目标，导弹跟踪目标的雷达反射信号就行了。但是，半主动雷达制导空空弹在发射前，导弹导引头需要跟载机的雷达进行复杂的电子信号同步工作，这样才能保证导弹导引头跟踪载机的雷达反射信号，同时保证导弹在锁定目标前的阶段能正确接收到载机雷达的制导信号。因为在空战的时候，空中布满了各种电子信号，导弹雷达导引头如果跟踪其它战机雷达的电子信号或敌方的电子干扰信号，结果就是脱靶。因此导弹必须跟载机雷达进行信号同步，才能在攻击时精确接收载机信号，同时滤掉其它各种信号。

如果要实现他机制导，制导飞机的雷达和导弹之间就需要进行电子信号的同步工作。这个过程如果在地面进行，飞机起飞后虽然可以实现他机制导，但如果遇到制导飞机无法制导，而需要靠导弹载机来制导的情况，导弹载机的雷达就需要在空中再次进行与导弹的信号同步工作，这无疑会贻误战机。可以看出来，在地面事先进行制导飞机的雷达和导弹之间电子信号同步工作将大大限制实际使用的灵活性。而另一方面，如果在空中根据需要实时进行两架飞机间复杂的数据交换，在当时没有高速数据链系统的情况下根本无法完成。这是当时半主动雷达制导空空弹无法实现他机制导的原因。

主动雷达空空弹出现后，战机雷达不再需要持续照射目标。主动雷达弹有几种发射方式。一种是战机与目标距离接近到弹上雷达能寻找到并锁定目标后，战机发射导弹，此时战机可马上脱离。不过这种发射方式作用距离很短，毕竟导弹的雷达性能很有限。还有一种就是战机发射导弹后，导弹依靠惯性导航飞向一个拦截点，到达拦截点后导弹上的雷达开机。自动寻找并跟踪目标机。这种方式对付的是机动性能不高的目标，如大型轰炸机。这样才能保证导弹雷达开机时目标在探测范围内。如在导弹飞行至拦截点的过程中目标进行了机动，则导弹雷达开机后就很可能无法找到目标。

最常用的发射方式是，当战机的雷达探测到目标机后，只要进入导弹射程，就可以发射。不过随着目标机动，导弹也要进行机动才能跟踪，因此发射距离要更短。战机在导弹发射前向导弹内装定拦截点，导弹靠惯导飞向此拦截点。在飞行过程中，载机雷达一直探测目标轨迹，把目标新位置发给导弹，导弹自动调整路线，直到进入弹上雷达作用范围。

刘：从这点对比看，半主动雷达制导空空弹的工作方式不但限制了制导飞机，也限制了导弹攻击的效能。由于导弹在攻击过程中需要雷达一直跟踪照射目标，而当时所使用的机械扫描雷达在这种模式下的作用角度都比较小，所以一般使用半主动雷达制导空空弹的战机只能同时攻击一到两个目标，而且这些目标还需要在一个有限范围内，主动雷达空空弹则大大解放了战机，由于无需一直跟踪照射目标，使得战机同时攻击多个目标成为可能。不过完全发挥出主动雷达空空弹的性能是靠相控阵雷达。相控阵雷达扫描范围宽，雷达跟踪不同目标转换时间极短，这就可同时跟踪大范围内多个目标，还可同时向多个导弹发送制导信号。



[ 本帖最后由 zq2042003 于 2008-11-2 12:35 编辑 ]

zq2042003

记：他机制导主动雷达空空弹时还存在哪些问题?

穆：首先是导航精度问题。GPS出现前，飞机与导弹主要用惯导来确定自身位置。飞机在起飞前，需对惯导进行误差归零，但只要飞机一起飞，惯导系统就开始出现误差，从惯导系统得出的战机相对地面固定坐标点之间的方位误差会随着时间的推移越来越大。不过在一般情况下，导弹载机负责对导弹进行制导，导弹发射前跟制导飞机是一体的，不需要确定双方的距离和方位的差异。战机所确定的目标方位，就是目标在以战机为原点的一个极坐标系中的方位。导弹在发射前，也在这个极坐标系的原点上。在导弹发射后，导弹从制导信号所获得的目标方位还是在这个极坐标系内。虽然导弹携带的惯导也有误差存在，使得导弹在确定自身在这个极坐标系内位置的时候会有误差，不过由于导弹攻击的时间很短，这个误差累积的幅度不大。到达拦截点后导弹自身雷达的扫描范围虽然很小，但导弹自身的导航误差不会使目标点位置处于这个扫描范围之外，从而并不影响最后的攻击效果。

刘：在刚才说的最简单的他机制导模式中，有导弹载机和制导飞机两架飞机，它们的惯导对它们相对某个地面坐标点的方位确定都有误差存在，即使用“塔康”等无线电导航措施也只是减少这个误差。简单说，如果两架飞机都打开雷达扫描同一个目标，确定了目标在以各自为原点的极坐标系之内的方位后，就可根据各自相对某个固定坐标点的位置换算出目标的绝对位置。这两架飞机得出的这个目标绝对位置是有差异的。美国在战机之间加装16号数据链后就发现了这个问题，两架战机通过数据链传递的同一个目标方位数据往往差距很大。在他机制导过程中，制导飞机与导弹载机必须互相通报各自相对位置，然后换算出带有双方惯导误差累计的彼此方位。制导飞机通过雷达得到目标机在自身极坐标系内的方位后，再根据导弹发射时制导飞机与导弹载机间的彼此方位，换算出目标机在以导弹载机为原点的极坐标系内的方位数据，然后在制导信号中向导弹发送目标的这个方位数据。

可以看出来，由于导航系统的误差，最后传送的这个数据跟真正的目标位置差异甚大，以至于根本无法有效制导导弹攻击目标。在GPS出现后，由于导航精度不受时间累积影响，使飞机的定位误差始终保持较低。导弹载机和制导飞机之间的方位可通过GPS得以确认。数据链可保证发射前导弹载机和制导飞机之间大量的信息交换。要实现他机制导，导弹上需要安装GPS和双向数据链。目前的导弹只能被动接收制导信号，而安装双向数据链以后，导弹可以反过来向制导飞机发送GPS定位信息，甚至可发送导弹雷达获得的目标信息。制导飞机可根据这些信息对导弹进行更精确的控制。

目前只有美国在研的AIM-120D才装有双向数据链，也就是说，将来装备有AIM-120D并且具有相应火控系统的美国战机可能会首先实现他机制导。F-22和F-35是最可能进行他机制导攻击的战机。


记：如果空空导弹尚未装双向数据链，是否还能实现他机制导?

刘：目前看，如果导弹载机和制导飞机都装有GP S，同时导弹载机和制导飞机上都安装有高速数据链的话，他机制导最可能先通过一个变通方式来实现。那就是战机A携带导弹，而战机B雷达开机扫描目标，获得目标方位数据后，通过数据链实时向战机A发送目标机T的方位信息。战机A的雷达也打开，不过并不扫描目标，而是用雷达的旁瓣向导弹发送制导信号，导弹接收战机A发送的制导信号来修正自己的飞行路线。这种方法的好处很明显。战机A不需要用雷达扫描目标，而且雷达旁瓣的辐射量很小，不容易被目标机T发现。特别是使用了相控阵雷达的飞机，用雷达发射制导信号的波束非常小，很难被敌方所截获。这种制导方式对战机A来说，除了目标方位需要通过数据链来获得，其它过程都与战机A单机进行导弹攻击的过程一样，这就可减少火控系统程序的改变，更容易实现一些。不过相信导弹上安装的双向数据链可靠成熟后，战机A完全静默发射导弹，而战机B全程制导导弹的他机制导方式可彻底实现。



记：刚才这种情况，战机A用旁瓣发送制导信号，那么主瓣干什么?用主瓣给导弹传递制导信号是否可行?

穆：刚才这种情况下，战机A的主瓣什么也不干，只是控制它不扫描目标机就是了。一般情况下，主瓣是不能用于发送制导信号的。因为主瓣很窄，是要对准目标的。而空战时己方发射出去的导弹和目标机一般不在一条直线上，所以都是用呈辐射状的旁瓣来向导弹发送制导信号。如果你要用主瓣发送制导信号，则要更改战斗机火控系统，所以刚才讲的这种情况是最简便地利用战斗机当前系统，什么都不用改。


记：如果导弹载机、制导飞机及目标机都为多架，他机制导是否可行?

穆：这就涉及到战场的信息交换和目标分配问题了。由于战机彼此间可以通过数据链进行信息交换，战场态势了解得很清楚，这个不是问题。而且，他机制导只会给战机带来更大的灵活性。从最简单的情况来说，战机携带导弹对目标攻击需要占领一个有利的导弹发射位置。因为雷达制导的空空导弹虽然可以保证对目标进行全向攻击，但是导弹与目标机之间的方位差异，导弹载机的高度、速度等，都对导弹的射程、命中率等影响很大。所以在目前的空战模式下，战机接收到预警机数据链发来的目标位置信息以后，往往要进行复杂的机动来占领发射位置。这个发射位置可以保证导弹有更大的命中率，而己方被对方发现的可能性最小，最有利于战机雷达发现目标。目前先进战机的火控系统内都有个决策系统，根据获得的敌方位置实时计算出一条最优航线，自动控制战机以优化的高度、速度按照这个航线去占领有利的空战位置。如果他机制导能实现，导弹载机可占领最有利于发挥导弹射程及命中率最高的位置，而制导飞机则可占领最有利于雷达发现目标的位置，互相配合完成攻击任务。再进一步说，一架没有装先进雷达的战机，只要装了数据链系统，就可作为导弹载机配合装有先进雷达的战机施行导弹攻击。导弹载机无需先进的雷达和火控系统，只需在导弹发射前对导弹装定由制导飞机提供的截击点位置，然后发射导弹就可脱离战场，后续的制导交给装有先进雷达的战机去实施。而且一旦实现他机制导，在战场上，导弹发射完毕以后的战机并不就立即失去战斗力，它还可制导其它战机的导弹攻击目标，这也提高了战机的作战效能。

而对于被攻击方，面对他机制导的攻击方式，也更难对抗。目前的战机可通过电子对抗装置找到对方雷达辐射源，探测到这个辐射源相对自己的距离和方位。在目前情况下，确定了雷达辐射源也就确定了敌机，跟它保持一定的距离就可以保证自己在对方导弹攻击范围之外。而对方是他机制导发射导弹的情况下，这种措施就完全失去了意义。

进一步来说，在对方使用主动制导空空导弹的情况下，确定对方是否已经向本机发射导弹可用以下办法：首先要能探测到对方雷达辐射中的制导信号，本机有意进行频繁的机动，如果发现某个雷达的辐射源频频发送制导信号，就可以确定对方已经发射导弹向自己攻击。因为在己方机动的情况下，对方不得不不断向导弹发送修正制导信号。




记：如何能确定此信号是敌方飞机给导弹的制导信号?

穆：制导信号一般是靠旁瓣来传递的，其特征与主瓣及其它电子信号不同，较容易识别。而当敌方用他机制导时，载机完全是静默发射导弹，同时制导飞机与导弹通过数据链进行制导信号交换。虽然这种数据链传递也可能被目标飞机探测到，但加密数字化信号无法被利用，而且无法得知它是传给战斗机的还是传给导弹的还是传给预警机的。这种情况下，现有这种对抗手段就会失去作用。

刘：他机制导给今后的作战留下了很大空间。目前无人机还无法参与空对空作战。而实现他机制导以后，无人机可充当导弹载机的位置。一架有人战机伴随多架无人机进入作战空域，有人机负责确定目标位置，无人机则机动到距离目标更近的位置发射导弹，发射后的导弹由有人机制导。目前隐身战机为保证隐身需要，内部弹舱携带的导弹数量都很有限。而无人机对机动性要求不高，完全可在隐身情况下携带更多导弹，两者配合，就等于提高了有人战机的载弹量，而无需付出重量和隐身的代价。


记：无人机充当制导飞机是否可行?

穆：探测目标，识别目标，都必须要有人在过程中，无人机充当不了制导飞机。



记：照上面这种理论的一个极端推演就是预警机直接控制低成本导弹载机发射。

刘：预警机雷达的波长较长，精度不能直接为导弹制导。导弹载机的档次也不能降低，因为没有高速数据链系统就无法实施这种作战。而高速数据链系统很昂贵。美军没有将F-15、F-16都照着F-22的标准进行改装，一方面因为这些战机接近了使用寿命，另外一方面如改装高速数据链系统，需要对机载设备大动干戈，成本上不划算。所以像很多人设想的歼-7、歼-8等改装为先进空空导弹的载机在成本上完全不现实。





     
【往昔岁月·孜孜不倦/今日立志·生生不息】

selven

这种制导方式在LO中也可以实现，不过条件很苛刻

sniper926

ＬＯ的模拟度不足以支持文章中的“观点”[s:17]
其实Ｆ４还不错啦～希望黑鲨及其后续固定翼作品能够吸收Ｆ４的优点，结合上ＥＤ天生的佳丽贴图，我想就完美了

ilexs814

好像明白了一点，又好像什么都不明白！

F16CJ

他机制导........
现在有一个问题不能忽视，就是数据链的时间延迟，所以现在的F-22还无法做到A机发射B机制导
至少也得到2010年F-22才真正具备这个能力。

silverliu

他机制导

很恐怖。

blackHawk

Lockon里可以实现数据链？