杂志汇兵器知识

前篇中曾将舰空导弹比喻为战场上的士兵，舰载雷达则相当于在后方拿着望远镜观察战场状况、并通过通信设备指挥士兵行动的指挥官。在对付远距离、高机动的空中目标时，往往需要指挥官与士兵配合，才能保证成功消灭目标。在不同的制导体制下，指挥官和士兵的分工其实是各不相同的，有时指挥官的任务更重一些，有时则需要士兵自身具备更强的能力。这就好比是一条扁担的两头，一头力量轻了就需要另一头顶上去，舰载雷达和舰空导弹哪一个性能有短板就需要另一个承担更大的责任，反过来，哪一个能力较强就可以适当放宽对另一个的能力要求，从而最终达成一个平衡，以实现较为理想的防空效果。

考虑到现代舰空导弹多采取了串行复合制导方式，有必要先从三大基本制导方式开始分析。前篇曾讲过，遥控制导对指挥官的要求是最高的，套用前篇中的场景剧来解释就是，遥控制导相当于是指挥官用各种通信设备对士兵发出指令，引导士兵一步一步前往僵尸所在位置，把僵尸一砖拍死。目前遥控制导在舰空导弹中的应用主要是无线电指令制导和中远程舰空导弹的中段引导/中段指令修正（以下简称指令制导和指令修正）。无论是指令制导还是指令修正，对舰载雷达的要求都是比较高的，舰载雷达需要持续跟踪敌方来袭目标和我方舰空导弹，并根据两者的雷达回波实时计算出导弹与目标各自的相对位置，再对目标和导弹各自的运动参数进行比较计算，从而生成舰空导弹的控制指令。

在遥控制导体制下指挥官要同时观察两个目标，并且大脑还要保持高速运转，同时还要及时向士兵发出指令，因此有时一个指挥官是不够用的，需要多个指挥官同时工作才能满足要求。多个指挥官分别对应目标跟踪测量雷达、导弹跟踪测量雷达、指令生成装置（计算装置）和指令发送装置。在舰载相控阵雷达出现后，一部多功能相控阵雷达配合舰载指挥系统即可实现对舰空导弹的指令制导或指令修正，并且还能控制多枚舰空导弹同时攻击多个空中目标，当然，不是谁都有条件配备相控阵雷达这种能力超高的“指挥官”的。而这种制导方式的士兵（导弹）的负担则是最轻的，弹上的设备比较简单，导弹的生产、使用成本也相对较低。

自主制导与遥控制导正好相反。自主制导方式中的士兵在整个寻找僵尸的过程中都不经过指挥官这一环节，士兵完全凭借自身能力找到并拍死僵尸。自主制导方式包括程序制导、惯性制导、GPS制导、地形匹配制导、景象匹配制导、星光制导等，目前在舰空导弹上使用较多的为程序制导、惯性制导和GPS制导，并且多作用于舰空导弹的初始/中段飞行阶段。而自主制导方式在各种对地攻击武器上的应用更为普遍，因为自主制导可以使导弹在不依赖外部引导的情况下自主完成整个飞行与攻击的过程，比如以美国“战斧”、俄罗斯Kh-55为代表的巡航导弹和以美国“民兵”3 、俄罗斯RS-28“萨尔马特”为代表的中远程弹道导弹。对地导弹的射程覆盖范围较大，可以达到数千千米乃至上万千米，在如此远的距离上，导弹发射点的指挥控制站要想对飞行中的导弹实施远程实时控制，无论是技术难度还是成本投入都将是非常大的，这种情况下导弹的自主制导能力就显得尤为重要了。自主制导属于一种指挥官负担为零，而士兵负担最重的制导方式。采取了自主制导方式的导弹要想实现全程自主飞行和对目标的自动攻击，需要在多种自主制导方式共同作用下才有可能实现，弹上设备复杂程度非常高，并且直接抬高了导弹的制造和使用成本。

俄罗斯“十字剑”火控雷达，用于SA-N-9导弹的无线电指令制导

无线电指令制导原理图

寻的制导理论上也是一种自主性很强的制导方式，也被称为“自动寻的”或“自动导引”制导系统，因为它是利用目标辐射或反射的某种能量，由弹上探测设备自行测量并计算目标的运动参数，这一过程主要是由弹上系统完成的，对后方指挥官（舰载雷达）的要求并不高。舰空导弹的几种主要寻的制导方式有主动、半主动、被动雷达制导和TVM制导。其中，TVM制导是寻的制导中的一个异类。前篇曾介绍过，TVM制导体制下的舰上系统复杂程度非常高，即指挥官承担的负担很重。但TVM制导实际上可以看作是寻的制导和遥控制导的复合体，TVM制导真正给舰上系统带来压力的其实是它的遥控制导部分，因此它实际上是不能代表寻的制导方式进行分析，而且TVM制导由于制导体制过于复杂，已处于逐渐淘汰的地步。对于主动雷达制导和被动雷达制导的舰空导弹来说，这两种制导方式都具备了“发射后不管”的特点，舰载雷达在舰空导弹发射后完全可以脱手不管，因此两者的特点都是“指挥官”负担为零，但“士兵”的负担比较重。这体现在导弹的弹上设备复杂程度高，极大地增加了导弹的设计难度，并抬高了导弹的制造成本。

对于半主动雷达制导舰空导弹来说（简称半主动弹），它给人的印象是比较依赖舰上雷达（指挥官）的。但这只是表象，半主动雷达制导体制下，“指挥官”的负担其实并不大，这主要是因为半主动弹的制导原理是由舰上火控/照射雷达持续照射目标，导弹的半主动雷达导引头接收目标回波，并控制导弹飞向目标。在整个制导过程中火控/照射雷达都是“只发不收”，即只负责发射雷达波束，而不用负责接收回波，也不需要对目标的运动参数进行测量，这些工作都是由导弹的弹上设备来完成的，因此半主动雷达制导体制下“指挥官”的负担并没有想象的那么重。因此我们可以看到“伯克”级、“基德”级、KDX-2等舰艇在采用了半主动弹后，仅配备了机械扫描式火控/照射雷达即可满足半主动弹的末段照射需求。

总的来说，寻的制导也属于一种对弹上设备要求更高，但对舰上系统要求较低的制导体制。但寻的制导比较特殊的一点是它的作用距离较近，一般只能用于导弹的末制导阶段，而末制导只是中远程舰空导弹整个制导过程的一个组成部分，只作用于导弹的最后攻击阶段。末制导阶段虽然对舰空导弹的最终攻击效果至关重要，但它在舰空导弹的整个串行复合制导过程中所占比重并不大，直接影响的还要看中制导阶段。在中制导阶段，起作用的主要是遥控制导和自主制导，这两大制导方式共同决定了舰空导弹的中制导阶段“士兵”和“指挥官”各自的负担，而中制导阶段是最考验舰上系统的一个制导阶段。前篇曾介绍过，“神盾”舰和非“神盾”舰最主要的区别就在于对舰空导弹中制导阶段的影响，而在末制导阶段的区别并不明显。从这个角度上讲，“指挥官”和“士兵”的负担主要还在舰空导弹的中制导阶段，即遥控制导和自主制导的水平。

俄罗斯图-95轰炸机挂载的Kh-55巡航导弹

像美国“三叉戟”II D5这类洲际弹道导弹都大量应用了自主制导技术舰空导弹的制导难题

对于舰空导弹的中制导/中段引导阶段来说，应尽量避免出现舰载相控阵雷达耗费过多的雷达资源的情况。我们知道，在舰空导弹的中制导阶段，舰载雷达要同时对目标和导弹进行精确跟踪与测量，从而获得导弹和目标之间的运动参数，以形成制导指令，并通过数据链发送指令控制飞行中的舰空导弹。由于舰载雷达同时应对多目标的要求非常高，比如对抗反舰导弹的饱和攻击，因此舰载雷达对舰空导弹进行中段导引时应尽量避免出现“指挥官”负担过重这种现象，因为占用过多雷达资源也就意味着相控阵雷达同时控制多枚导弹应对多目标的能力下降，直接影响到全舰的综合防空能力。总的来说，“大盾”通常都比“小盾”有更富余的雷达资源，从而能够游刃有余地应对各种不同程度的空中威胁。但“大盾”的雷达资源也不是无穷无尽的，如何合理地分配和管理舰载相控阵雷达的雷达资源，对于任何舰空导弹系统来说都是不能不考虑的严肃问题。因此有必要从改善导弹的制导方式上下手，以减轻“指挥官”的负担，使“指挥官”能抽出更多精力用于指挥其他“士兵”。从减轻“指挥官”负担的角度来讲，最佳的解决方法莫过于加强“士兵”自身的能力。遥控制导和自主制导共同构成了舰空导弹的中制导阶段，而中制导阶段与舰上系统（指挥官）的联系是最大的，要减轻“指挥官”的负担就要从导弹的中制导阶段下手，也就是从遥控制导和自主制导这两种制导方式上下手。

中制导阶段就好比士兵在野外大地上，先通过各种方式被指挥官引导或自行抵达僵尸所在区域，逼近到离僵尸不远的位置，以便在开灯后能发现目标并发动最后一击。其中指挥官引导的部分即为遥控制导，士兵在指挥官引导之外的自主行动即为自主制导。显然，士兵的能力越强，指挥官指挥的压力就越小，当一个士兵的能力足够强，有强大的自我判断和自我行动能力时，指挥官就无需全程加以指挥，只有在僵尸出现异动时（目标大幅机动）或士兵行动出错时（自主制导出现累积误差），指挥官才发出修正指令，将士兵引回到正途上。因此舰空导弹的中制导阶段又称为中段指令修正，它不需要舰载雷达全程加以控制，而是作为一种辅助性制导措施而存在，因为导弹还有其它制导方式在工作，即导弹的自主制导。换句话说，增强导弹的自主制导水平，就是降低指挥官（舰载雷达）所承受负担的最有效途径。指挥官与士兵承担负担的关系为——遥控制导：士兵越低能，越需要后方有一个高能的指挥官；自主制导：当士兵足够高能时，指挥官甚至可以放手不管。

舰空导弹可能会用到的自主制导方式主要有三种——程序制导、惯性制导和GPS制导。程序制导在舰空导弹上的应用范围较为有限，多用于导弹的初始段，导弹从垂发系统中发射出去后的自动转向即是通过程序制导实现的，一般来说导弹在发射前就已经导入了相关程序与参数。此外，程序制导也有利于舰空导弹实现高抛弹道等特殊的弹道模式。惯性制导是应用范围较为广泛的一种自主制导方式，不光是舰空导弹，几乎每一种类型的导弹上都可以看到惯性制导的存在。舰空导弹在加入惯性制导后可以对自身的飞行姿态有所了解，并具备了一定的自主控制能力，即使在没有外部引导的情况下（比如舰载雷达暂时受到干扰），导弹也能继续按照预定的飞行弹道保持正常的飞行状态。可见惯性制导赋予了导弹一定的自主控制能力，因此在很多情况下惯性制导系统也被称作自动驾驶仪。当用于打击机动性不高或者距离较近的空中目标时，舰空导弹甚至完全不需要外部引导，全凭自动驾驶仪完成全部中段自主飞行，进入末段后再由寻的制导方式接手，完成最后的精确一击。此外，导弹在引入惯性制导后，可以利用惯性测量装置测出导弹自身的运动参数，并通过数据链回传给舰载指挥系统，也就是说士兵不但具备了一定的自主行动能力，还能通过通信装置将自己的行动状态（位置、速度、行动方向等）通报给后方的指挥官。如此一来就可以大幅减小舰载相控阵雷达在跟踪己方导弹时的负担，减少雷达资源的耗费。

被动寻的制导也具备“发射后不管”的能力，其典型代表是单兵便携式防空导弹

俄罗斯“现代”级驱逐舰上的“前罩”照射雷达

舰上的指挥控制中心不过，由于舰空导弹攻击的是各类空中高机动目标，仅凭惯性制导获得的导弹自主控制能力在对付这类高机动目标时仍然是心有余而力不足。而且惯性制导还存在累积误差的问题，即随着时间和距离的增加惯性制导的制导误差会逐渐增大，当中制导的误差达到一定程度时，导弹的末制导就无法实现正常交班，也就意味着导弹制导和攻击的失败。因此舰空导弹在用于攻击远程高机动空中目标时，仅凭借惯性制导是无法满足精确制导要求的，必须要引入遥控制导加以修正。既然惯性制导不能完全满足舰空导弹中制导阶段自主飞行控制的要求，那么一个最直接的改进方法就是对惯性制导自身的改进，即为惯性制导系统配备更先进的制导组件，包括对惯性测量装置、弹载计算机和导弹姿态控制系统的改进，从而提高惯性制导的制导精度，减少累积误差。另一种解决方法就是加入其它的自主制导方式。一种最常见的自主制导方式的组合即GPS/INS复合制导。GPS制导和惯性制导是一对完美搭档，两者结合使用后可以对各自的优缺点形成互补，从而成为一种非常理想的复合制导系统。

如今GPS/INS复合制导已经成为广泛应用的全程制导和中段制导技术，并普遍应用于各种类型的精确制导武器中，美国的JDAM制导炸弹、SDB“小直径炸弹”、SLAM远程空地导弹、AGM-86空射巡航导弹等对地攻击武器都配备了GPS/INS制导系统。在舰空导弹方面，美国“标准”-3导弹已经采用了GPS/INS用于中段制导，“标准”-6超远程舰空导弹也将配备GPS/INS，以减轻AN/SPY-1相控阵雷达远程引导的负担。“标准”-6在配备GPS/INS后将使非“神盾”防空舰也有可能具备远程引导“标准”-6的能力，并且GPS/INS也有利于“标准”-6实现超地平线打击能力，或者扩展它的反舰/对陆攻击能力。但要注意的一点是，防空导弹配备GPS/INS复合制导的目的与对地攻击武器并不相同。远程对地武器攻击的更多的是地面固定目标，因此GPS/INS可以作为对地武器的主制导方式，使其实现全程自主攻击目标。但GPS/INS用于舰空导弹时就只能是辅助制导方式了，因为舰空导弹攻击的是机动目标，GPS/INS在舰空导弹上的存在意义就在于增强“士兵”的自主行动能力，减轻后方“指挥官”的负担，这也是自主制导用于对地武器和对空武器的不同目的所在。

GPS/INS复合制导将使舰空导弹的自主制导水平达到一个崭新的高度，可使舰空导弹始终对自身的飞行状态保持一个较为精准的了解，并将自身的具体方位和运动参数通过数据链回传给舰上指挥系统，舰载雷达也就无需耗费过多雷达资源用于对己方导弹的跟踪，从而缓解舰载雷达（指挥官）的压力。此外，除了改进舰空导弹的串行复合制导方式外，还可以从导弹的并行复合制导方式上加以改进，一个改进的方向就是主/被动复合制导，在主动雷达制导的基础上再引入被动雷达制导或被动红外制导。引入被动制导可以部分缓解舰载雷达在舰空导弹末制导阶段的远程跟踪难题，提高导弹的制导精度。并行复合制导的典型代表就是美国“标准”-2 block3B，它的弹上导引头加入了红外传感器并增加了逻辑算法，采取了半主动雷达+被动红外的复合制导方式，从而提高了导弹的多目标攻击能力，成为美国“宙斯盾”舰的主力舰空导弹型号。

最后，要缓解舰载雷达跟踪目标的压力，还有必要大力发展其它类型的舰载探测、跟踪、火控系统，比如以红外探测和可见光探测为代表的光电跟踪系统，与舰载雷达、电子侦察设备、敌我识别系统等其它舰上设备组成综合一体化探测系统。在多种措施的共同作用下，舰空导弹的制导难题终将得到圆满的解决。 [编辑/山 水]

惯性制导已广泛应用于导弹制导系统

美国AGM-86空射巡航导弹