巡航导弹是1991年海湾战争的几大”明星”武器之一,此后,作为美国对外用兵的”急先锋”,几乎每一次由美国主导或参与的军事行动(或许只有在索马里的特种作战行动除外)中,我们都可以看到巡航导弹的身影。作为一种远程精确攻击武器,巡航导弹作为美国”非接触打击”的主要手段,显示了巨大的威力。我国科研人员也一直关注着巡航导弹的发展,至今已研制出数个系列、多种型号的巡航导弹,在第六届珠海航展上,”飞豹出口型”的模型上挂载了两枚”空射巡航导弹”,引起人们的高度关注。由于保密的需要,外界对我国巡航导弹的具体情况知之甚少,我们在这里通过对公开资料的解读,对国产巡航导弹的发展情况做一个简单而浅显的分析和猜测。
我国的飞航式导弹是以苏联SS-N-2”冥河”导弹为基础发展而来的,最初是”上游”和”海鹰”两大系列反舰导弹。”上游”系列装备国产第一代导弹艇和导弹护卫舰,国产第一代导弹驱逐舰则装备了”海鹰”系列。在”海鹰”系列反舰导弹的基础上,我国科技人员开发了称为”鹰击”一6系列的空射型号,由国产轰-6战略轰炸机发射。后来,通过获得的一部分”鱼叉”反舰导弹的技术资料,我国又开发出”鹰击”-8系列反舰导弹,这些都成为了国产巡航导弹发展的重要基石。
海湾战争以后,我国科技人员展开了对地攻击巡航导弹的研制工作。应该说,对地攻击巡航导弹和飞航式反舰导弹之间并没有多大的本质差别,飞航式反舰导弹更强调空中机动性能(要面临舰上火力的拦截),采用主动雷达制导,对制导系统精度要求较高,对射程要求相对较低;而对地攻击巡航导弹,不怎么强调空中机动性能,但对射程和威力要求更大,对制导系统的精度和跟踪能力要求相对低些,但制导系统作用距离要求更远,使投送平台能在敌方打击范围之外较安全地发射。有资料证实,我国早期的巡航导弹型号正是由”鹰击”-6和”鹰击”-8两个系列发展而成,通过换装小型涡喷发动机和GPS或地形匹配导引头,其射程和精度虽然不能和大名鼎鼎的美国”战斧”巡航导弹相比,但已经可以满足部队的基本需要。2001年我国购入苏-30MKK战斗轰炸机之后,也一并获得了配套的Kh-59ME防区外巡航导弹,这或许是我国科研人员第一次接触到世界水平的远程巡航导弹,此后通过科技人员的不断努力和与友好国家的技术合作,我国巡航导弹的发展进入了一个崭新的时期。
2000年左右,外界开始流传我国开始装备一种名为”红鸟”的巡航导弹,并且宣称其”射程达到1000千米以上,有超音速的发展型号”。2004年8月,我军在一次演习中发射了一枚远程巡航导弹,外电报道称该弹”非常精确地击中了1500千米以外的海上目标”,并且认为这种巡航导弹名为”东海-10号”,射程近2000千米,命中精度在15米以内,后来甚至有传闻说我国获得了俄罗斯Kh-55和以色列”达莉拉”等先进巡航导弹的技术。为此,惶恐无措的台湾军方急急忙忙地用F-16战斗机发射了一枚”鱼叉”反舰导弹为自己壮胆,但这样的举动只能是贻笑大方。
在”和平使命”-2005中俄联合军事演习中,我空军从一架轰-6战略轰炸机上发射了一枚国产新型巡航导弹,导弹准确地击中了60千米外的”敌”指挥所,该型导弹的头部有光学窗口,但载机并非临空发射,而是远在任何光学设备探测距离之外发射的,因此相信该弹采用了”红外/电视制导+数据链传输”的制导模式,即导弹头部的光学寻的头将观测到的情况通过数据链传输给载机上的人员,因此载机可以在较远的距离外”遥控”导弹飞向目标,这种制导模式也被称为”人在回路中”。从外形上看,该型导弹与”鹰击”-6系列飞航式导弹之间存在着某种渊源,但弹体和弹翼都有所变化,这种改变虽然可能会影响导弹的空中机动性能,但有利于远距离飞行,可以有效提高导弹的射程。
在历次珠海航展上,参展的国产”飞豹”战斗轰炸机模型,都会带上一些令人耳目一新的导弹。2000年珠海航展上的”飞豹”战斗轰炸机全比例模型就挂载着一种有着类似飞机两侧的进气口的导弹,关于这种导弹的具体情况不得而知,但该弹与法国ASMP空射巡航导弹十分相像。ASMP空射巡航导弹是法国”三位一体”核打击力量的重要组成部分,射程300千米,可以携带15万吨TNT当量的核弹头,由法国空军的”幻影”-2000N和法国海军航空兵的”超级军旗”战斗机发射。在本次珠海航展上的”出口型飞豹”模型上,我们又看到一种具有隐身外型,与英国”风暴阴影”、德国”金牛座”颇为类似的防区外制导武器,可能是巡航导弹,也可能是防区外撒布器,曾有记者在采访中国空空导弹研究院时获悉”我们已经拥有自行研制的防区外撒布器”,而且既然伊朗都开发出了KITE-2000防区外撒布器,我们也完全有理由能做到。
在最新服役的国产大型导弹驱逐舰上,我们不仅看到了被誉为”中华神盾”的国产大型相控阵雷达和垂直发射的远程舰对空导弹,还看到了一种过去未曾见过的圆桶形发射箱,这种发射箱的体积比我海军舰艇上普遍使用的”鹰击”-8系列反舰导弹大了近一倍。人们曾经猜测这是一种大型超音速反舰导弹,但目前越来越多的资料显示这是一款具备对地攻击能力的大型飞航式导弹,新华社的报道称最新服役的国产大型导弹驱逐舰”具有远程对空、对海和超视距对地打击能力”,从某种程度上也印证了这一推断。
在本次珠海航展上,射程达到300千米,具有对地攻击能力的C-602飞航式导弹和用于打击地面目标的C-802改进型空对地导弹首次在国内的展览中亮相,我们有理由相信,这只是国产巡航导弹家族的冰山一角,日渐成熟的中国巡航导弹,正成为维护我国国家主权和领土完整、捍卫国家利益和尊严的倚天利剑!
排行其实各不同,都有一定道理,而且很多没有实际较量过,只能从数据大概预测!机动性(动力装置加外形设计);载弹量及武器;作战半径;机载电子设备(雷达距离,电子对抗);
1f-22"猛禽"
是由美国洛克希德·马丁、波音和通用动力公司联合设计的新一代重型隐形战斗机。也是专家们所指的“第四代战斗机”。
动力装置:
两台F119-PW-100先进技术加力式涡扇发动机,单台静推力105千牛,加力推力1557千牛。带有全权数字式控制系统。最大平飞速度(超音速巡航)M156,(开加力,高度9150米)M225,升限15240米。海平面最大平飞速度1243千米/小时。
武 器 :
1门20毫米M61-A2机炮,炮口有铰接口盖。3个内置弹舱,两个侧武器舱可各挂1枚AIM-9近距空空导弹,主武器舱可带1枚AIM-120A或2枚AIM-120C先进中距空空导弹或1枚AIM-120C和1枚GBU-32JDAM1000联合直接攻击炸弹。另外机翼下还有4个可承载2268千克的外部挂架
作战半径:2177km,
最大起飞重量:27216千克。
电子设备:
APG-77雷达,电子扫描±方位90°;活动目标指示:74公里;边测距边搜索:296公里(迎头);
2f-35“闪电2”
f35是一款由美国洛克希德·马丁公司设计生产的单座单发动机多用途战机,能够负担近空支援、目标轰炸、防空截击等多种任务。分为abc三型号!
动力装置:
普惠公司F135/奇异公司跟劳斯莱斯联合研发F136型后燃涡扇发动机 ,推力 F-35A/C 40,000磅(178千牛顿), F-35B 43,000磅(191千牛顿)
最大速度 :16-20马赫,无超音速巡航!
作战半径 1,110公里(690英里,无空中加油)
巡航半径 2,200公里(1,400英里)(无空中加油 )
机载武器:
1具GAU-12/U25毫米机炮
对空:AIM-120、AIM-9X、AIM-132、MBDA Meteor
对地:JDAM、JSOW、SDB、WCMD、HARM
对舰:NSM
载重:20,100公斤
电子设备:
AN/APG-81 有源电扫相控阵雷达(AESA),通信、导航、识别系统(CNI)和光电分布式孔径系统(EODAS),因为采用新成果,总体比f-22强!
3su-37
苏-37是俄罗斯苏霍伊实验设计局开始型联合股份公司研制的多用途全天候超动性战斗机,苏-37是在苏-27基础上为俄罗斯空军研制一系列第四代半战斗机(西方第三代半)
动力装置:
两台 Lyulka AL-37FU 补燃涡轮风扇发动机,单台推力 833千牛,加力推力1421千牛。机动性是他最大特点!
速度: 2,440 km/h
作战半径:1800km
机载武器:
GSh-30-1 30mm 机炮150发炮弹,十四个外挂点 ;包括空空导弹 R-73/R-77 AAMs,空地导弹 AGMs,炸弹,火箭,副油箱,和电子战舱ECM。最多可以携带14枚空空导弹,空战时可带R-73E短距红外制导空空导弹和RVV-AE主动雷达制导空空导弹,对面攻击时可带各种红外和雷达制导导弹,包括X-29T/L,X-59M,X-31P/A等,也可携带KAB-500和KAB-1500带激光或电视制导系统的高精度炸弹。
最大起飞重:32494kg
机载电子设备:
全天候/全高度数字式多功能远距前视N011雷达,具有相控阵天线,可以同时跟踪15个目标。N012后视雷达,光电监视和瞄准系统,激光测距器等。相控阵雷达的探测距离为140到160公里。比f22少一半;
4EF2000“台风”
1994年3月27日,英、德、意和西班牙四国联合研制的 EF2000战斗机,集合多国技术!
动力装置:
Eurojet EJ200 涡轮扇叶发动机, 每个 60 kN ——90 kN;
速度:
最高速度: 马赫20以上, 2390 km/h(高海拔)
马赫 12, 1470 km/h(近海面)
可超音速巡航马赫 13+(一般空战高度)(4s中超音速巡航的雏形就来自台风)
作战半径: 1389 km
机载武器:通用大多数各国武器;
机炮:1x 27 mm Mauser BK-27机炮;AIM-9 Sidewinder响尾蛇AIM-132先进短程导弹;AIM-120;AMRAAM先进中程导弹;IRIS-T;MBDA Meteor流星超视距导弹;AGM-88反幅射导弹 ;ALARM导弹;Storm Shadow(Scalp EG)风暴暗影导弹;硫磺石反装甲导弹;金牛座巡航导弹;AGM-119企鹅反舰导弹;AGM Armiger 等等;
最大起飞重:23 500 kg
机载电子设备:
EF2000的航空电子系统由英国航宇公司负责发展和综合,主要传感部件是GEC-费伦弟公司的ECR90多模态脉冲多普勒雷达,在I/ J波段可全天候工作,具有上、下视和边扫描边跟踪能力。其他各国也有自己的电子设备加装,总体应该达到各国一流水平,雷达搜索距离大概150km,高于su-37:
5f-15e“攻击鹰”
F-15E是美国麦克唐纳。道格拉斯公司在F-15“鹰”的基础上改型设计的以对地攻击为主要任务的双座超音速战斗轰炸机,兼具对地攻击和空中优势能力,称为双重任务战斗机。
动力装置:
装两台F100-PW-229或F110-GE_129涡扇发动机,推力为129千牛,备有数字式电子控制系统。
速度:
高空最大平飞速度M25,
最大作战半径:1270千米高空,最大航程4445千米,
机载武器:
1门M61-A1 20毫米六管机炮,11个外部挂架,可以携带数枚AIM-9L/M/X“响尾蛇”近距空空导弹、AIM-7F"麻雀“中距空空导弹、以及AIM-120先进中距空空导弹,对地攻击时可携带空对地导弹 、反雷达导弹、集束炸弹、核弹、钻地炸弹、各种制导和常规炸弹等(其中GBU_109由于过长只能由该机进行投掷),装有AN/AWG-27武器控制系统。
最大起飞重量:36741千克
机载电子设备:
采用APG一63火控雷达的最新型号——APG一70,并携带夜间低空导航和瞄准红外系统,最大探测距离185km。
6F/A-18E/F"超级大黄蜂"
F/A-18E/F是最新改型,E型为单座,F型双座。海军型号战斗机!是f-18后续改进型号。
动力装置:
两台F414-GE-400,推力加力达9986公斤
速度:最大平飞速度M18+
作战半径:1100km
机载武器:
联合攻击弹药(JDAM) 和联合防区外武器(JSOW)),现役中短距空空导弹;
机载电子设备:
安装APG-73雷达。未来安装新型APG-79有源相控阵雷达。这种新雷达将为网络中心数据共享提供有利条件。及综合防御电子系统,还可能采用激光红外对抗系统;雷达探测距离200km左右!
7。阵风
阵风战斗机是法国达索(Dassault)飞机公司设计开发和建造的双引擎、三角翼、高灵活性多用途战斗机。
动力装置:
阵风使用的是斯纳克玛生产的M88系列引擎,现在服役的是M88-2,中间推力为50kN,最大加力推力75kN。
速度: 最大平飞速度 M20
作战半径:1100-1800km
武器:
马特拉“米卡”空对空导弹和“魔术”近距格斗空对空导弹,“米卡”导弹;对地攻击时可带16颗227千克炸弹、“米卡”导弹;“阿柏齐”远距武器投放器、执行反舰任务时可携带“飞鱼”导弹或计划中的ANS掠海攻击导弹等等
最大起飞重量;21500kg
机载电子设备:
阵风战斗机是第一种拥有内在的电子防御系统(频谱综合电子战系统)的飞机,这个电子防御系统拥有一个基于软件的、虚拟低可侦测性技术。汤姆逊CSF/ESDRBC火控雷达;中心系统使用综合模块式航空电子设备。
8米格35
米格-35(Mig-35)是在米格-29M/M2和米格-29k/kub技术基础上的发展机型,在印度飞机引进大单中败于阵风。
动力装置:
RD-33mk加力发动机, 8900 kgf载荷/个。
速度:最大速度225马赫
作战半径:1000千米
武器系统:
1x30毫米GSh-30-1机炮,9个武器外挂,可携带R-27、R-60、R-73、 R-77、 电视和激光制导航空地面导弹和炸弹、
最大起飞重量:29700千克
机载电子设备:
Phazotron Zhuk AE 相位阵列雷达 (或其他Zhuk radar系列雷达);NII PP 光学定位器。
9J-10B和F-16C\D
J-10B是J-10多任务战斗机的一个改型,修改了机身和航空电子设备。
动力装置:
AL-31FN发动机或ws太行发动机,最大推力应该大于110KN;
速度:最大速度20马赫
作战半径:1600km
最大起飞重量:19277kg
F-16C\D 轻型战斗机是F-16A的改进型。
动力装置:
40使用通用电气公司的F110-GE-100发动机,42使用普惠公司的F100-PW-220发动机。最大推力 105-110kN;
速度:最大速度20马赫
作战半径:1700km
最大起飞重量:16050kg
机动性考虑,j-10b应该强于f-16c\d,而且优异外形气动设计更是f-16无法比的!
武器系统:
J-10B采用pl-8及pl-12空空导弹,是第四代先进主动半主动自导导弹,比F-16C\D采用的通用F18,F15的导弹弱一点!
机载电子设备:
J10B采用了新一代的航电系统,包括改进的飞控系统,最新的配套机载相控阵雷达、(主动/被动)电战系统,新增的光电雷达,其系统更新比例不低于70%。 探测距离150km;有消息称会装载有源相控阵雷达;
F-16C\D使用了诺斯洛普·格鲁曼AN/APG-68(V)雷达探测距离160km;
在电子系统方面,J-10B雷达性能上虽改进不少,但还是有一定距离,如装备有源相控阵雷达则压倒AN\APG-68;火控系统上应该差距很小!
10:JAS-39(鹰狮)
瑞典JAS-39鹰狮战斗机”是瑞典萨伯公司研制的单座全天候全高度战斗/攻击/侦察机
动力装置:
一台GE通用电气公司和活尔伏航空发动机公司联合研制的RM12(F404J)涡扇发动机;静推力为54KN,加力推为为805KN;
速度:最大速度12-20马赫
作战半径:800km
最大起飞重量:14000kg
武器系统:
装备了多种瑞典空对舰导弹,如RB-75、“萨伯”RBS-15F和美国“小牛”空对地导弹等,以及各种传统或延迟炸弹和火箭。
机载电子设备:
埃利克森/费伦第公司的PS-50/A多功能脉冲多普勤雷达,具有目标搜索/截获和下视/下射能力。埃利克森公司的D80中心计算机系统
以上各类战机的作战半径根据任务(高低空),加装油箱方式,起飞重量等有变化!
发动机推力有后续改进型!
天文学是观察和研究宇宙间天体的学科,它研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化,是自然科学中的一门基础学科。天文学与其他自然科学的一个显著不同之处在於,天文学的实验方法是观测,通过观测来收集天体的各种信息。因而对观测方法和观测手段的研究,是天文学家努力研究的一个方向。在古代,天文学还与历法的制定有不可分割的关系。现代天文学已经发展成为观测全电磁波段的科学。 天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时代,人们为了指示方向、确定时间和季节,而对太阳、月亮和星星进行观察,确定它们的位置、找出它们变化的规律,并据此编制历法。从这一点上来说,天文学是最古老的自然科学学科之一。 仰望天际是人类的基础行为。 古时候,人们通过用肉眼观察太阳、月亮、星星来确定时间和方向,制定历法,指导农业生产,这是天体测量学最早的开端。早期天文学的内容就其本质来说就是天体测量学。从 天文
十六世纪中期哥白尼提出日心体系学说开始,天文学的发展进入了全新的阶段。此前包括天文学在内的自然科学,受到宗教神学的严重束缚。哥白尼的学说使天文学摆脱宗教的束缚,并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学,向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。 十八、十九世纪,经典天体力学达到了鼎盛时期。同时,由于分光学、光度学和照相术的广泛应用,天文学开始朝着深入研究天体的物理结构和物理过程发展,诞生了天体物理学。 二十世纪现代物理学和技术高度发展,并在天文学观测研究中找到了广阔的用武之地,使天体物理学成为天文学中的主流学科,同时促使经典的天体力学和天体测量学也有了新的发展,人们对宇宙及宇宙中各类天体和天文现象的认识达到了前所未有的深度和广度。 天文学就本质上说是一门观测科学。天文学上的一切发现和研究成果,离不开天文观测工具——望远镜及其后端接收设备。在十七世纪之前,人们尽管已制作了不少天文观测仪器,如中国的浑仪、简仪,但观测工作只能靠肉眼。1608年,荷兰人李波尔赛发明了望远镜,1609年伽里略制成第一架天文望远镜,并作出许多重要发现,从此天文学跨入了用望远镜时代。在此后人们对望远镜的性能不断加以改进,以期观测到更暗的天体和取得更高的分辨率。1932年美国人央斯基用他的旋转天线阵观测到了来自天体的射电波,开创了射电天文学。1937年诞生第一台抛物反射面射电望远镜。之后,随着射电望远镜在口径和接收波长、灵敏度等性能上的不断扩展、提高,射电天文观测技术为天文学的发展作出了重要的贡献。二十世纪后50年中,随着探测器和空间技术的发展以及研究工作的深入,天文观测进一步从可见光、射电波段扩展到包括红外、紫外、X射线和γ射线在内的电磁波各个波段,形成了多波段天文学,并为探索各类天体和天文现象的物理本质提供了强有力的观测手段,天文学发展到了一个全新的阶段。而在望远镜后端的接收设备方面,十九世纪中叶,照相、分光和光度技术广泛应用于天文观测,对于探索天体的运动、结构、化学组成和物理状态起了极大的推动作用,可以说天体物理学正是在这些技术得以应用后才逐步发展成为天文学的主流学科。 人类很早以前就想到太空畅游一番了。1903年人类在地球上开设了第一家月亮公园。花50美分就能登上一个雪茄状、带翼的车,然后车身剧烈摇晃,最后登上一个月亮模型。 同一年,莱特兄弟在空中哒哒作响地飞行了59秒,同时一位名为康斯坦丁·焦乌科夫斯基、自学成才的俄罗斯人发表了题为《利用反作用仪器进行太空探索》的文章。他在文内演算,一枚导弹要克服地球引力就必须以1.8万英里的时速飞行。他还建议建造一枚液体驱动的多级火箭。 50年代,有一个公认的基本思想是,哪个国家第一个成功地建立永久性宇宙空间站,它迟早就能控制整个地球。冯·布劳恩向美国人描述了洲际导弹、潜艇导弹、太空镜和可能的登月旅行。他曾设想建立一个经常载人的、并能发射核导弹的宇宙空间站。他说:“如果考虑到空间站在地球上所有有人居住的地区上空飞行,那么人们就能认识到,这种核战争技术会使卫星制造者在战争中处于绝对优势地位。 1961年,加加林成为进入太空的第一人。俄国人用他说明,在天上飞来飞去的并不是天使,也不是上帝。美国约翰·肯尼迪竞选的口号是“新边疆”。他解释说:“我们又一次生活在一个充满发现的时代。宇宙空间是我们无法估量的新边疆。”对肯尼迪来说,苏联人首先进入宇宙空间是“多年来美国经历的最惨痛的失败”。唯一的出路是以攻为守。1958年美国成立了国家航空航天局,并于同年发射了第一颗卫星“探险者”号。1962年约翰·格伦成为进入地球轨道的第一位美国人。 许多科学家本来就对危险的载人太空飞行表示怀疑,他们更愿意用飞行器来探测太阳系。 而美国人当时实现了突破:三名宇航员乘“阿波罗号”飞船绕月球飞行。在这种背景下,计划在1969年1月实现的两艘载人飞船的首次对接具有特殊的意义。 20世纪的80年代,苏联的第三代空间站“和平”号轨道站使其航天活动达到高峰,都让美国人感到眼热。“和平”号被誉为“人造天宫”,1986年2月20日发射上天,是迄今人类在近地空间能够长期运行的唯一载人空间轨道站。它与其相对接的“量子1号”、“量子2号”、“晶体”舱、“光谱”舱、“自然”舱等舱室形成一个重达140吨、工作容积400立方米的庞大空间轨道联合体。在这一“太空小工厂”相继考察的俄罗斯和外国宇航员有106名,进行的科考项目多达22万个,重点项目600个。 在“和平”号进行的最吸引人的实验是延长人在太空的逗留时间。延长人在空间的逗留时间是人类飞出自己的摇篮地球、迈向火星等天体最为关键的一步,要解决这一难题需克服失重、宇宙辐射及人在太空所产生的心理障碍等。俄宇航员在这方面取得重大进展,其中宇航员波利亚科夫在“和平”号上创造了单次连续飞行438天的纪录,这不能不被视为20世纪航天史上的一项重要成果。在轨道站上进行了诸如培养鹌鹑、蝾螈和种植小麦等大量的生命科学实验。 如果将和平号空间站看作人类的第三代空间站,国际空间站则属于第四代空间站了。国际空间站工程耗资600多亿美元,是人类迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想和最后开始实施既是当年美苏竞争的产物,又是当前美俄合作的结果,从侧面折射出历史的一段进程。 国际空间站计划的实施分3个阶段进行。第一阶段是从1994年开始的准备阶段,现已完成。这期间,美俄主要进行了一系列联合载人航天活动。美国航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站8次对接与共同飞行,训练了美国宇航员在空间站上生活和工作的能力;第二阶段从1998年11月开始:俄罗斯使用“质子-K”火箭把空间站主舱——功能货物舱送入了轨道。它还担负着一些军事实验任务,因此该舱只允许美国宇航员使用。实验舱的发射和对接的完成,将标志着第二阶段的结束,那时空间站已初具规模,可供3名宇航员长期居住;第三阶段则是要把美国的居住舱、欧洲航天局和日本制造的实验舱和加拿大的移动服务系统等送上太空。当这些舱室与空间站对接后,则标志着国际空间站装配最终完成,这时站上的宇航员可增至7人。 美国、俄国等15国联手建造国际空间站,预示着一个各国共同探索和和平开发宇宙空间的时代即将到来。不过,几十年来载人航天活动的成果还远未满足他们对太空的渴求。“路漫漫其休远兮,吾将上下而求索”,人类一直都心怀征服太空的欲望和和平利用太空资源的决心。1998年11月,人类第一个进入地球轨道的美国宇航员、77岁的老格伦带着他未泯的雄心再次踏上了太空征程,这似乎在告诉人类:照此下去,征服太空不是梦。
编辑本段天文学概况
天文和气象不同,它的研究对象是地球大气层外各类天体的性质和天体上发生的各种现象——天象,而气象研究的对象是地球大气层内发生的各种现象——气象。 天文学所研究的对象涉及宇宙空间的各种物体,大到月球、太阳、行星、恒星、银河系、河外星系以至整个宇宙,小到小行星、流星体以至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。天文学家把所有这些物体统称为天体。地球也是一个天体,不过天文学只研究地球的总体性质而一般不讨论它的细节。另外,人造卫星、宇宙飞船、空间站等人造飞行器的运动性质也属于天文学的研 天文
究范围,可以称之为人造天体。 宇宙中的天体由近及远可分为几个层次:(1)太阳系天体:包括太阳、行星(包括地球)、行星的卫星(包括月球)、小行星、彗星、流星体及行星际介质等。(2)银河系中的各类恒星和恒星集团:包括变星、双星、聚星、星团、星云和星际介质。(3)河外星系,简称星系,指位于我们银河系之外、与我们银河系相似的庞大的恒星系统,以及由星系组成的更大的天体集团,如双星系、多重星系、星系团、超星系团等。此外还有分布在星系与星系之间的星系际介质。 天文学还从总体上探索目前我们所观测到的整个宇宙的起源、结构、演化和未来的结局,这是天文学的一门分支学科——宇宙学的研究内容。天文学按照研究的内容还可分为天体测量学、天体力学和天体物理学三门分支学科。 天文学始终是哲学的先导,它总是站在争论的最前列。作为一门基础研究学科,天文学在不少方面是同人类社会密切相关的。时间、昼夜交替、四季变化的严格规律都须由天文学的方法来确定。人类已进入空间时代,天文学为各类空间探测的成功进行发挥着不可替代的作用。天文学也为人类和地球的防灾、减灾作着自己的贡献。天文学家也将密切关注灾难性天文事件——如彗星与地球可能发生的相撞,及时作出预防,并作出相应的对策。
编辑本段天文坐标
“天文坐标”是天文学专有名词。来自中国天文学名词审定委员会审定发布的天文学专有名词中文译名,词条译名和中英文解释数据版权由天文学名词委所有。
编辑本段太阳系
(注:在2006年8月24日于布拉格举行的第26界国际天文联会中通过的第5号决议中,冥王星被划为矮行星,并命名为小行星134340号,从太阳系九大行星中被除名。所以现在太阳系只有八大行星。文中所有涉及“九大行星”的都已改为“八大行星”。) 太阳系(solar system)是由太阳、8颗大行星、66颗卫星以 太阳系
及无数的小行星、彗星及陨星组成的。 行星由太阳起往外的顺序是:水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)和海王星(Neptune)。 离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星(terrestrial planets)。宇宙飞船对它们都进行了探测,还曾在火星与金星上着陆,获得了重要成果。它们的共同特征是密度大(大于30克/立方厘米)、体积小、自转慢、卫星少、主要由石质和铁质构成、内部成分主要为硅酸盐(silicate)并且具有固体外壳。 离太阳较远的木星、土星、天王星及海王星称为类木行星(jovian planets)。宇宙飞船也都对它们进行了探测,但未曾着陆。它们都有很厚的大气圈、主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成、质量和半径均远大于地球,但密度却较低,其表面特征很难了解,一般推断,它们都具有与类地行星相似的固体内核。 在火星与木星之间有100000个以上的小行星(asteroid)(即由岩石组成的不规则的小星体)。推测它们可能是由位置界于火星与木星之间的某一颗行星碎裂而成的,或者是一些未能聚积成为统一行星的石质碎块。陨星存在于行星之间,成分是石质或者铁质星。 距离(AU),半径(地球),质量(地球),轨道倾角(度),轨道偏心率,倾斜度,密度(g/cm3) 太 阳,0 ,109 ,332,800 ,--- ,--- ,--- ,1410 水 星 ,039 ,038 ,005 ,7 ,02056 ,01° ,543 金 星 ,072 ,095 ,089 ,3394 ,00068 ,1774° ,525 地 球 ,10 ,100 ,100, 0000 ,00167 ,2345° ,552 火 星 ,15, 053, 011 ,1850 ,00934, 2519° ,395 木 星 ,52 ,110 ,318 ,1308 ,00483 ,312° ,133 土 星 ,95, 95 ,95 ,2488 ,00560 ,2673° ,069 天王星 ,192, 40 ,17 ,0774 ,00461 ,9786° ,129 海王星 ,301 ,39 ,17 ,1774 ,00097 ,2956° ,164 行星离太阳的距离具有规律性,即从离太阳由近到远计算,行星到太阳的距离(用a表示)a=04+032n-2(天文单位)其中n表示由近到远第n个行星(详见上表) 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自转周期为12小时到一天左右,但水星、金星自转周期很长,分别为5865天和243天,多数行星的自转方向和公转方向相同,但金星则相反。 除了水星和金星,其它行星都有卫星绕转,构成卫星系。 在太阳系中,现已发现1600多颗彗星,大致一半彗星是朝同一方向绕太阳公转,另一半逆向公转的。彗星绕太阳运行中呈现奇特的形状变化。 太阳系中还有数量众多的大小流星体,有些流星体是成群的,这些流星群是彗星瓦解的产物。大流星体降落到地面成为陨石。 太阳系是银河系的极微小部分,太阳只是银河系中上千亿个恒星中的一个,它离银河系中心约85千秒差距,即不到3万光年。太阳带着整个太阳系绕银河系中心转动。可见,太阳系不在宇宙中心,也不在银河系中心。 太阳是50亿年前由星际云瓦解后的一团小云塌缩而成的,它的寿命约为100亿年。
编辑本段宇宙航天
宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。 千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,科学家们才确信,宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。 在爆炸发生之前,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,之后发生了大爆炸。 大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。 然而,大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释,“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西? “大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。 大爆炸理论 (big-bang cosmology)现代宇宙系中最有影响的一种学说,又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束(见元素合成理论)。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。大爆炸模型能统一地说明以下几个观测事实: (1)大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短,即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。 (2)观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。 (3)在各种不同天体上,氦丰度相当大,而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论,早期温度很高,产生氦的效率也很高,则可以说明这一事实。 (4)根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言,今天的宇宙已经很冷,只有绝对温度几度。1965年,果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射,温度约为3K。 此外还有稳恒态宇宙学,等级式宇宙学,反物质宇宙学,暴胀宇宙学。
编辑本段著名天文学家
波兰天文学家、日心说的创立者哥白尼(1473-1543)。 1572超新星发现者、星图专家第谷(1546-1601)。 制成第一架天文望远镜的意大利天文学家伽利略(1564-1642)。 德国著名天文学家开普勒(1571-1630)。 发明反射式望远镜的著名物理学家牛顿(1642-1727)。 著名土卫的发现者乔治·卡西尼(1625-1712)。 英国天文学家哈雷(1656-1742)。 法国天文学家梅西耶(1730-1817)。 天王星的发现者、英国天文学家威廉·赫歇耳(1738-1822)。 美国天文学家埃德温·哈勃(1889-1953)。 著名物理学家爱因斯坦(1879-1955)。 射电天文学的奠基人、从事无线电工作的美国工程师央斯基。 天文学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(1910-1995)。
编辑本段天文望远镜
折射式望远镜 1608年,荷兰眼镜商人李波尔赛偶然发现用两块镜片可以看清远处的景物,受此启发,他制造了人类历史第一架望远镜。 1609年,伽利略制作了一架口径42厘米,长约12米的望远镜。他是用平凸透镜作为物镜,凹透镜作为目镜,这种光学系统称为伽利略式望远镜。伽利略用这架望远镜指向天空,得到了一系列的重要发现,天文学从此进入了望远镜时代。 1611年,德国天文学家开普勒用两片双凸透镜分别作为物镜和目镜,使放大倍数有了明显的提高,以后人们将这种光学系统称为开普勒式望远镜。现在人们用的折射式望远镜还是这两种形式,天文望远镜是采用开普勒式。 需要指出的是,由于当时的望远镜采用单个透镜作为物镜,存在严重的色差,为了获得好的观测效果,需要用曲率非常小的透镜,这势必会造成镜身的加长。所以在很长的一段时间内,天文学家一直在梦想制作更长的望远镜,许多尝试均以失败告终。 1757年,杜隆通过研究玻璃和水的折射和色散,建立了消色差透镜的理论基础,并用冕牌玻璃和火石玻璃制造了消色差透镜。从此,消色差折射望远镜完全取代了长镜身望远镜。但是,由于技术方面的限制,很难铸造较大的火石玻璃,在消色差望远镜的初期,最多只能磨制出10厘米的透镜。 十九世纪末,随着制造技术的提高,制造较大口径的折射望远镜成为可能,随之就出现了一个制造大口径折射望远镜的高潮。世界上现有的8架70厘米以上的折射望远镜有7架是在1885年到1897年期间建成的,其中最有代表性的是1897年建成的口径102厘米的叶凯士望远镜和1886年建成的口径91厘米的里克望远镜。 折射望远镜的优点是焦距长,底片比例尺大,对镜筒弯曲不敏感,最适合于做天体测量方面的工作。但是它总是有残余的色差,同时对紫外、红外波段的辐射吸收很厉害。而巨大的光学玻璃浇制也十分困难,到1897年叶凯士望远镜建成,折射望远镜的发展达到了顶点,此后的这一百年中再也没有更大的折射望远镜出现。这主要是因为从技术上无法铸造出大块完美无缺的玻璃做透镜,并且,由于重力使大尺寸透镜的变形会非常明显,因而丧失明锐的焦点。 反射式望远镜 第一架反射式望远镜诞生于1668年。牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后,决定采用球面反射镜作为主镜。他用25厘米直径的金属,磨制成一块凹面反射镜,并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45o角的反射镜,使经主镜反射后的会聚光经反射镜以90o角反射出镜筒后到达目镜。这种系统称为牛顿式反射望远镜。它的球面镜虽然会产生一定的象差,但用反射镜代替折射镜却是一个巨大的成功。 詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一种方案:利用一面主镜,一面副镜,它们均为凹面镜,副镜置于主镜的焦点之外,并在主镜的中央留有小孔,使光线经主镜和副镜两次反射后从小孔中射出,到达目镜。这种设计的目的是要同时消除球差和色差,这就需要一个抛物面的主镜和一个椭球面的副镜,这在理论上是正确的,但当时的制造水平却无法达到这种要求,所以格雷戈里无法得到对他有用的镜子。 1672年,法国人卡塞格林提出了反射式望远镜的第三种设计方案,结构与格雷戈里望远镜相似,不同的是副镜提前到主镜焦点之前,并为凸面镜,这就是现在最常用的卡赛格林式反射望远镜。这样使经副镜镜反射的光稍有些发散,降低了放大率,但是它消除了球差,这样制作望远镜还可以使焦距很短。 卡塞格林式望远镜的主镜和副镜可以有多种不同的形式,光学性能也有所差异。由于卡塞格林式望远镜焦距长而镜身短,放大倍率也大,所得图象清晰;既有卡塞格林焦点,可用来研究小视场内的天体,又可配置牛顿焦点,用以拍摄大面积的天体。因此,卡塞格林式望远镜得到了非常广泛的应用。 赫歇尔是制作反射式望远镜的大师,他早年为音乐师,因为爱好天文,从1773年开始磨制望远镜,一生中制作的望远镜达数百架。赫歇尔制作的望远镜是把物镜斜放在镜筒中,它使平行光经反射后汇聚于镜筒的一侧。 在反射式望远镜发明后的近200年中,反射材料一直是其发展的障碍:铸镜用的青铜易于腐蚀,不得不定期抛光,需要耗费大量财力和时间,而耐腐蚀性好的金属,比青铜密度高且十分昂贵。1856年德国化学家尤斯图斯·冯·利比希研究出一种方法,能在玻璃上涂一薄层银,经轻轻的抛光后,可以高效率地反射光。这样,就使得制造更好、更大的反射式望远镜成为可能。 1918年末,口径为254厘米的胡克望远镜投入使用,这是由海尔主持建造的。天文学家用这架望远镜第一次揭示了银河系的真实大小和我们在其中所处的位置,更为重要的是,哈勃的宇宙膨胀理论就是用胡克望远镜观测的结果。 二十世纪二、三十年代,胡克望远镜的成功激发了天文学家建造更大反射式望远镜的热情。1948年,美国建造了口径为508厘米望远镜,为了纪念卓越的望远镜制造大师海尔,将它命名为海尔望远镜。从设计到制造完成海尔望远镜经历了二十多年,尽管它比胡克望远镜看得更远,分辨能力更强,但它并没有使人类对宇宙的有更新的认识。正如阿西摩夫所说:"海尔望远镜(1948年)就象半个世纪以前的叶凯士望远镜(1897年)一样,似乎预兆着一种特定类型的望远镜已经快发展到它的尽头了"。在1976 年前苏联建造了一架600厘米的望远镜,但它发挥的作用还不如海尔望远镜,这也印证了阿西摩夫所说的话。
动能拦截弹是一种由助推火箭和作为弹头的动能杀伤飞行器(KKV)组成,借助KKV高速飞行时所具有的巨大动能,通过直接碰撞摧毁目标的武器系统。20世纪80年代实施“战略防御计划”(SDI)以来,美国为导弹防御系统研制了多种KKV,其中包括地基中段防御系统的地基拦截弹(GBI)、“宙斯盾”导弹防御系统的“标准”3(SM-3)海基拦截弹、末段高空区域防御系统(THAAD)拦截弹、“爱国者”3(PAC-3)拦截弹以及最新研制的可机动部署的动能拦截弹(KEI)。目前,GBI、SM-3、PAC-3和THAAD拦截弹等都已进入部署阶段。
一、地基拦截弹
地基拦截弹(GBI)是地基中段防御(GMD)系统的“武器”部分,是一种先进的动能杀伤防御武器,其任务是在地球大气层外拦截来袭的弹道导弹弹头并利用“直接碰撞”技术将其摧毁,即在大气层外(100km以上的高度)拦截来袭导弹。在GBI飞行过程中,作战管理指控系统通过飞行中拦截弹通信系统向其发送信息,修正来袭弹道导弹的方位信息,使得GBI弹上探测器系统能够识别指定的目标并进行寻的。
GBI有两种型号,一种是部署在美国本土的三级动能拦截弹,另一种是计划部署在欧洲的两级动能拦截弹。
1 美国本土部署的三级GBI
美国本土部署的GBI包括一个外大气层杀伤飞行器(EKV,以碰撞方式摧毁弹头)、三级固体助推火箭以及发射拦截弹所需的地面指挥和发射设备。波音北美公司和休斯公司(现已并入雷神公司)设计的EKV分别于1997年和1998年进行了试验。1998年11月,选中雷神公司的EKV。但波音北美公司继续研制EKV,作为主要的备选方案。EKV本身是一个能够自主作战的高速飞行器,由红外导引头、制导装置、姿轨控推进系统和通信设备等组成。雷神公司的EKV重64kg,长约14m,直径06m。它采用惯性测量装置制导,依靠激光起爆系统执行各种指令,如在拦截弹助推段打开阀门和点燃点火器等。其导引头采用了一种三镜面不散光望远镜系统,将成像聚集到一个由两个波束分离器和三个256×256焦面阵组成的光学试验台组件上。为了保证冗余度,每个焦面阵都有各自独立的电子器件和信号处理信道,但三个信道的数据都将汇集到一个数据处理器中。据称,当光进入第一个波束分离器后,部分能量被反射到一个硅CCD焦面阵上,部分光则通过该分离器。在通过第二个波束分离器时,部分能量被反射到碲镉汞焦面阵。剩余的光继续前行,最后撞在第二个碲镉汞焦面阵上。这样,光通过每个光反射部件其波段依次变短,物体被三种不同的探测器成像,而且每个探测器是在同一时间看同一物体,只是带宽不同而已。采用这种方案有很多优点:第一,消除了在不同时间由不同波段对一个物体成像所带来的问题;第二,采用三个单独的焦面阵,如果一个或两个焦面阵出现故障,仍能继续执行任务;第三,这种系统的光学部分无需致冷,碲镉汞焦面阵的工作温度约为70K。
关于助推火箭,美国导弹防御局(MDA)曾考虑多种方案,其中有研制新的助推火箭和改进现有“民兵”导弹的助推火箭等。1998年8月,当时的弹道导弹防御局(BMDO)决定以商用助推火箭为GBI的助推火箭(BV)方案。其一级发动机采用阿联特公司的GEM-40VN固体发动机(最初用于德尔它2火箭),二级和三级发动机采用考顿公司的Orbus 1A发动机。但该计划进展并不顺利,到2001年8月进行飞行试验时,已经比原进度落后了18个月。MDA最终调整采购战略,决定由轨道科学公司研制新的助推火箭(命名为OSC Lite),而洛马公司接手波音公司的商用助推火箭(重新命名为BV+)的工作。轨道科学公司的助推火箭为三级火箭系统,它的很多部件来自该公司的“飞马座”、“金牛座”和“人牛怪”火箭。
目前,轨道科学公司已经成功进行了两次助推火箭飞行试验。2003年2月7日,成功完成了首次飞行试验。该助推火箭从加利福尼亚州范登堡空军基地发射,飞行高度达到了1800km,飞行距离达到距发射场5600km。根据飞行试验后对所采集数据的初步分析,助推火箭的所有主要目标均已实现,包括检验拦截弹的设计和飞行特性、通过机载设备采集飞行数据、确认推进系统预期达到的性能指标。2003年8月16日,轨道科学公司圆满完成第二次助推火箭发射,其试验目的包括检验火箭的设计和飞行特性;确认制导、控制和推进系统的性能。
而洛马公司的助推火箭首飞试验推迟到了2004年1月。该公司研制的助推火箭一直受技术问题和工业事故所困扰,远远落后于轨道科学公司助推火箭的发展。但按照目前的战略,MDA支持上述两家公司研制助推火箭,从而降低导弹防御计划的风险。
因此,从2004年以来进行的GMD系统飞行试验以及所部署的地基拦截弹采用的均是轨道科学公司研制的助推器,而之前飞行试验采用的只是一种代用的两级助推火箭。截至2008年,美国已经部署了24枚动能拦截弹,其中21枚部署在阿拉斯加,3枚部署在加利福尼亚州的比尔空军基地。预计到2013年左右,在美国本土部署的GBI将达到44枚左右。
2 计划在欧洲部署的两级GBI
美国目前已经决定在欧洲部署导弹防御设施,包括在波兰建立拦截弹阵地,2011~2013年间部署10枚远程地基拦截弹;将现在太平洋试验靶场使用的地基X波段雷达样机(GBR-P)改进后部署在捷克。
在欧洲部署的GBI与美国本土部署的GBI基本相同,也是由助推火箭和EKV组成;但不同的是美国本土部署的GBI采用三级助推火箭,而欧洲部署的GBI采用两级助推火箭。两级GBI的最大速度略低于三级GBI,约7km/s,拦截高度200km。MDA称这种拦截弹更适于在欧洲的交战距离和时间要求。该拦截弹地下发射井的直径和长度比“民兵”3导弹等进攻型导弹所用的地下发射井小得多。
二、“标准”3海基拦截弹
“标准”3(SM-3)导弹是“宙斯盾”海基导弹防御系统采用的拦截弹。该弹包括SM-3 Block 0基本型、SM-3 Block 1型系列(1型、1A型、1B型)和Block 2型系列(2型和2A型)。目前,美国已经部署了少量的SM-3 Block 1型拦截弹,正在研制Block 1B型以及Block 2型系列。
1 SM-3 Block 1型系列
SM-3 Block 1型系列导弹(直径约035m)的关机速度在3~35km/s之间,具备拦截近程和中程弹道导弹的能力。
SM-3 Block 1型导弹是以大气层内防御使用的两级SM-2 Block 4A导弹为基础,改进成四级大气层外使用的拦截导弹。SM-3导弹第一级、第二级采用了SM-2 Block 4A型导弹的发动机(MK-72助推器和MK-104双推力火箭发动机),增加了第三级火箭发动机、一个新的头锥和外大气层轻型射弹(LEAP)动能弹头。第三级火箭发动机(TSRM)的设计是以美国空军菲利普斯实验室“先进固体轴向级”(ASAS)计划所开发的技术为基础。为了提高能量管理的灵活性,TSRM现包括两个独立的推进剂药柱,按照指令两次点火。两次脉冲工作能独立地按照指令点火,以获得最大的时间上的灵活性。第一个脉冲为第三级提供变轨机动,而第二个脉冲能用于修正相对位置误差,这种误差在中段飞行期间有可能增大。对于较短交战距离来说,可能不需要第二个脉冲。第一个脉冲发动机熄火参数和第二个脉冲发动机点火参数由大气层外中段导引算法计算产生。
TSRM的前面是一个改进的制导设备段(GS)。把制导设备段放在第三级上,可为动能弹头提供更大的空间,主要作用包括:(1)用于远程飞行的电力设备;(2)“宙斯盾”武器系统的通信;(3)遥测;(4)飞行终止电子设备;(5)GPS辅助的惯性导航(GAINS)。GAINS用于在拦截弹中段飞行期间提供较高的制导精度。GPS的信息与雷达的修正数据相结合,可以为拦截弹提供更高的状态精度。为了确保高拦截成功率,SM-3导弹即使在没有GPS数据的情况下也能作战使用。
拦截弹的第四级是LEAP动能弹头。动能弹头本身能自动调节方向和高度,作大机动飞行。LEAP动能弹头高度模块化,结构紧凑,已经进行了空间试验,用于防御中远程弹道导弹。为了提高动能弹头的系统性能、部署能力及费效比等,LEAP必须控制在10kg量级,一般在6~18kg之间,带有弹射机构的LEAP为167kg,长约056m,直径0254m。LEAP动能弹头主要由导引头、制导设备、固体轨姿控系统(SDACS)以及接口弹射器机构等四部分组成。SDACS包括一个主发动机和两个脉冲发动机。在2003年6月进行的FM-5飞行试验中,SDACS系统主发动机工作(即在持续燃烧模式下)使弹头过热,因此其它两个脉冲(脉冲1和脉冲2)使转向球出现裂纹。为此,2004年部署的首批5枚SM-3 Block 1型导弹只具备持续燃烧的功能,禁用了两次脉冲燃烧。目前正在对SDACS系统进行改进。
SM-3 Block 1型导弹的动能弹头采用单色长波红外导引头和固体SDACS推进系统,具备目标识别能力,在海基导弹防御系统飞行试验中成功地完成了拦截靶弹的任务。
SM-3 Block 1A型导弹与Block 1型导弹的区别不大,只是在Block 1型导弹的基础上改进了某些部件。Block 1A型导弹仍然采用单色导引头,其动能弹头采用了全反射光学系统和先进的信号处理器。
目前雷神公司还在开发SM-3 Block 1B。该型导弹包括先进的双色红外导引头、先进的信号处理器和一套节流轨姿控系统(TDACS)。TDACS能够动态调整弹体的推力和运转时间,而且很可能会提供更大的推力,使系统应对不同威胁的能力更强。
2 SM-3 Block 2型系列
美国还正在与日本共同研制SM-3 Block 2型和Block 2A型导弹(直径约为053m),关机速度将比Block 1型系列导弹提高45%~60%,达到5~55km/s左右,具备拦截洲际弹道导弹的能力。美日的研制工作由美国的雷神公司和日本的三菱重工公司共同承担。日本主要参与导引头、轨姿控系统(DACS)、第二级火箭发动机和蚌壳式头锥的研制。Block 2型的主要改进如下:
● 第二级将采用直径53cm的火箭发动机;
● 动能弹头采用双色导引头,对突防装置具有更强的识别能力;
● 改进动能弹头信号处理器,视场内识别的弹头数量增加;
● DACS可能采用延长固体燃料燃烧时间或增加DACS长度的液体DACS或液体/固体燃料混合系统;
● 新型蚌壳式头锥。
SM-3 Block 2A型导弹则是在Block 2型导弹的基础上,采用了比Block 2型更大的动能弹头,提高动能弹头的轨控能力。MDA计划2009年进行Block 2型拦截弹火箭发动机试验,2013年左右部署Block 2型导弹,2015年部署Block 2A型导弹。
三、THAAD拦截弹
THAAD是一种高速动能杀伤拦截导弹,由固体火箭推进系统、KKV和连接这两部分的级间段等部分组成。THAAD全弹长617m,最大弹径037m,弹重660kg。
KKV主要由捕获和跟踪目标的中波红外导引头、制导电子设备(包括电子计算机和采用激光陀螺的惯性测量装置)以及用于机动飞行的轨姿控推进系统组成。整个拦截器(包括保护罩)长2325m,底部直径为037m,重量为40~60kg。
KKV装在一个双锥体结构内:前锥体为不锈钢制造,其上有一个矩形的非冷却蓝宝石板,作为导引头观测目标的窗口;后锥体用复合材料制造。为了保护导引头及其窗口,在前锥体的前面还有一个保护罩,由两块蚌壳式的保护板组成,在导引头即将捕获目标之前抛掉。在大气层内飞行期间,保护罩遮盖在头锥上,以减小气动阻力和保护导引头窗口不受气动加热。
导引头的设计包括一个全反射Korsch光学系统和凝视焦平面阵列。THAAD拦截弹在前7次飞行试验中,其红外导引头采用硅化铂焦平面阵列,阵列规模据信为256×256元。从第8次试验起,THAAD拦截弹的红外导引头改为碲化铟焦平面阵列,很可能是多色的焦平面阵列。
KKV的变轨与姿控系统提供姿态、滚动和稳定控制,也提供最后拦截交战的变轨能力。轨控和姿控系统包括单独的氧化剂箱、推进剂箱、增压剂箱和轨控与姿控发动机。轨控系统由4台发动机组成,姿控系统由6台较小的发动机组成(4台俯仰与滚动控制发动机,2台偏航控制发动机)。
用于制导的集成电子设备组件包括几台简化指令的计算机,用以改进直接碰撞杀伤制导;而采用环形激光陀螺的惯性测量装置用于测量和稳定平台的运动,并作为寻的头的测量基准。
THAAD拦截弹发射前由拦截弹装运箱提供保护。该装运箱用石墨环氧树脂材料制造,以使重量最小。装运箱采用气密式密封,在拦截弹储存或运输时提供保护。装运箱也起发射筒的作用,被紧固在有10枚拦截弹的托盘上。该拦截弹的托盘再安装在发射车上。拦截弹直接从装运箱中发射出去。
2007年1月,洛马公司被授予生产THAAD的合同,包括48枚拦截弹、6辆发射车和2个火力控制与通信单元,2008年部署了首批24枚拦截弹。美国陆军计划最终将采购1400多枚THAAD拦截弹。
四、可机动部署的动能拦截弹
GBI、SM-3、THAAD和PAC-3拦截弹等都属于动能拦截弹。但这些拦截弹都是单一用途的,只能用于各自的武器平台系统。这些拦截弹的助推器多数是由原有导弹武器系统的助推器改进而成,如SM-3和PAC-3的助推器都是分别由相同名称的舰空导弹和地空导弹的助推器改进而成,GBI助推器的早期方案也是采用“民兵”3导弹的助推器,后来调整为采用商业运载火箭的发动机。这些助推器的加速性能都不高,存在着两个主要缺陷:一是应用平台单一,二是性能受到限制。这些缺陷使拦截弹的效费比难以提高,在作战中也缺乏灵活性。
因此,美国从2002年就已经开始考虑研制下一代可机动部署的多用途(用于助推段、上升段和中段拦截)动能拦截弹(KEI)。其目的是通过通用助推器与有效载荷的逐渐集成,利用可机动部署能力和战场空间的交战灵活性来逐步增强一体化导弹防御体系的多层次拦截能力和健壮性,并且达到较高的效费比。KEI要达到的这些能力是一体化弹道导弹防御系统(BMDS)采办策略中非常重要的目标。
在KEI方案中将设计一种通用的集装箱式的高加速度拦截弹。KEI由机动发射车、拦截弹和作战管理系统组成。一个KEI连包括5辆机动发射车(每个发射车装备2枚拦截导弹)和6辆运载作战管理系统的高机动性多用途轮式车辆(每辆装载4个S波段天线的卡车)。利用7架C-17运输机可以在24h内将一个KEI连部署到世界任何地方,并且能在部署后3h内做好作战准备。
KEI拦截弹长约118m,弹径102m,重1044t,体积约是SM-3的两倍。KEI的杀伤器由自动导引系统、SM-3导弹的电子系统以及为GBI研制的轨姿控系统等组成。KEI可在60s的时间内加速到6km/s,速度约是SM-3 Block 1型导弹的两倍。
按照最初的计划,KEI旨在研制成一种新型可机动部署的助推段/上升段动能拦截弹,作为机载激光助推段拦截系统的后备方案。但是随着该计划的发展,MDA已将KEI助推器按通用助推器使用,与多用途杀伤飞行器和先进的具有目标识别能力的有效载荷(如子母拦截器MKV)进行集成,以增强GMD、“宙斯盾”、THAAD和PAC-3等的能力。
KEI计划目前进展比较顺利,成功地进行了第一级和第二级发动机静态点火试验,初步验证了这两级发动机应用于高加速度、高速度以及高机动能力导弹方案的可行性。今后,还将陆续进行一系列发动机静态点火试验,利用获取的数据进一步优化设计,为2009年计划进行的首次助推器飞行试验做准备。
KEI既可陆基部署,也可海基部署。预计,陆基KEI将于2014~2015年左右具备初始作战能力,海基KEI的部署时间尚未确定。
五、PAC-3拦截弹
PAC-3型导弹由一级固体助推火箭、制导设备、雷达寻的头、姿态控制与机动控制系统和杀伤增强器等组成。弹头与助推火箭在飞行中不分离,始终保持一个整体。PAC-3导弹的杀伤增强器增大了拦截目标的有效直径。该装置位于助推火箭与制导设备段之间,长127mm,重111kg。杀伤增强器上有24块0214kg重的破片,分两圈分布在弹体周围,形成以弹体为中心的两个破片圆环。当杀伤增强器内的主装药爆炸时,这些破片以低径向速度向外投放出去。
六、新型动能拦截器——子母拦截器
如何从“威胁云团”(由弹头、弹体和诱饵组成)中识别来袭弹头是目前中段防御系统面临的重大挑战之一。而GBI和SM-3导弹目前均是携带单个动能拦截器,在无法有效解决识别目标问题的情况下,拦截一枚具有复杂突防装置的导弹就可能需要多枚拦截弹。为此,MDA于2002年公布了微型杀伤拦截器(MKV)计划,即利用微型化技术,使一枚拦截弹携带数十个拦截器,采用一种“多对多”的策略来有效弥补弹头识别方面的不足,降低对来袭导弹发射前的情报需求和对导弹防御系统识别能力的需求。
冷战时期,美苏1972年签订的《反导条约》严格限制研制子母杀伤器用于国家导弹防御中。但由于该条约存在一些漏洞,美国实际上已经很早就开始相关技术的研究。20世纪90年代中期,美国海军与当时的弹道导弹防御局合作,研制一种用于战区导弹防御系统的微型拦截器——LEAP。2002年6月,美国退出《反导条约》后,MKV计划正式对外公布。2004年,洛马公司获得研制和验证微型杀伤器的合同,为期8年,要求拦截器和母舱适用于现有的以及计划发展的各种助推火箭。同时,微型拦截器计划正式更名为子母拦截器(MKV)。
MKV体积小,重量轻,对运载工具的要求较低。新MKV概念是针对GMD目标识别问题提出来的,未来可用于GBI、SM-3和KEI上。MKV计划引进了一种双色导引头和改进的液体轨姿控系统。MDA曾估计单个拦截器的重量在2~10kg之间。现在预计每个拦截器大约重5kg,直径15~20cm,长25cm,大小如咖啡罐。具体携带的拦截器数量是保密的,如果使用GBI携带的话,拦截器应在10个以上。MDA和洛马公司的官员一直暗示,一枚拦截弹将可以携带24个拦截器或者更多。但是如果现在的估计是准确的(即每个拦截器为5kg),现有的或者计划研制的助推火箭能够携带的拦截器数量似乎将大大少于24个。而且,由于拦截器必须有足够的质量,以便采用“碰撞杀伤”的方式进行拦截,因此不能无限制地减小拦截器的尺寸。
MKV的具体方案如下:拦截弹发射后,在导弹防御系统探测器(包括海基X波段雷达以及天基跟踪与监视系统)的引导下飞向目标。母舱与助推火箭分离后,利用自身配置的目标识别装置探测目标,为拦截器分配打击目标的任务,释放拦截器。母舱上的远程红外探测器探测、跟踪及识别弹头和诱饵。每个拦截器都会从母舱接收到瞄准信息。对于每一个已识别的弹头可能需要分配几个拦截器进行拦截。每个拦截器也都在自身的光学探测器(工作在可见光和红外波段)制导下,飞向“威胁云团”,将所有可能的目标全部摧毁。即便与母舱分离,拦截器仍将能实时接收到母舱提供的目标修正信息。
目前MKV计划的重点是研制所需的微型化硬件。拦截器微型化技术面临严重的挑战,如何消除拦截器封装组件产生的热量也是亟待解决的难题。
2005年完成了拦截器导引头关键设计评审、导引头软件产品设计评审、成像稳定性试验、导引头软件关键设计评审以及制造导引头部件的电路板。2006年3月,洛马公司完成了首个“探索者”导引头的研制,在硬件回路设施中进行试验,模拟杀伤器的振动工作环境。在复杂的光电试验中,验证了导引头和相关杀伤器电子设备的功能。2006年7月,洛马公司又进行了MKV拦截器轨姿控推进装置的初始试验,验证使用单组元液体推进剂的轨姿控系统用于MKV的可行性。试验表明,实际飞行重量的推进装置样机以及阀门组合等达到了规定的性能和寿命指标。
MKV计划在完成硬件回路试验、杀伤器(KV)悬浮试验、KV飞行试验后,最终将于太平洋试验台上对母舱(CV)和KV等进行BMDS系统级飞行试验。预计2010~2011年间开始系统飞行试验。
MKV的技术可能会带动助推段拦截技术的发展,甚至带动天基拦截技术的发展。但是,也有技术专家对MKV技术提出质疑。他们认为,MKV可能在对付诱饵方面比较有效,但对其它类型的突防措施却不能提供什么帮助,例如通过在弹头表面涂上颜色等简单的战术就会影响光学探测器的探测性能等。
巡航导弹是一种用动力推进,以机翼来产生升力的导弹,大多数的动力来源是喷射发动机。简单来说巡航导弹就是飞行炸弹。
它们可以携带传统弹头或核弹头,射程可达数百英里(1英里=160935公里)。近代的巡航导弹可以以超音速或亚音速飞行,具备自我导引能力,而且还能以非弹道型态的飞行路径来躲避雷达侦测。巡航导弹与无人驾驶飞机的不同之处,在于巡航导弹不担任侦察任务,弹头整合为系统的一部分,而且最后会在攻击中损失。
超音速导弹,明细:
4k80玄武岩(SS-N-12导弹)超音速巡航导弹(P-500,苏联/俄国)
SS-N-22日炙巡航导弹(苏联/俄国)
P-800缟玛瑙(P-800 Oniks出口型称为红宝石,苏联)
P-700花岗岩巡航导弹(P-700 Granit,苏联/俄国)
3M-54俱乐部/SS-N-27热天巡航导弹(3M-54 Klub,俄国)仅在终端节为超音速。
鹰击16巡航导弹(C-101,FL-2,YJ-16,中国)
海鹰3巡航导弹(C-301,HY-3,中国)
鹰击83巡航导弹(C-803,YJ-83,中国/巴基斯坦)仅在终端节为超音速。
鹰击85巡航导弹(C-805,中国)
KD-88(中国/巴基斯坦)
鹰击91巡航导弹(YJ-91,中国)
长剑-10导弹(中国)
布拉莫斯巡航导弹(BrahMos,印度/俄国)
雄风三型反舰导弹(台湾)
云峰巡航导弹(台湾)
亚音速巡航导弹,明细:
AGM-86导弹(美国)
战斧巡航导弹(美国/英国)
彩虹局Kh-55导弹(苏联)
东海-10(DH-10)导弹(中国)
HN-I(中国)
HN-II(中国)
HN-III(中国)
玄武III巡航导弹C(韩国)
巴卑尔2巡航导弹(巴基斯坦,发展中)
无畏巡航导弹(Nirbhay missile,印度,发展中)
海鹰2巡航导弹(HY-2 Haiying/KD-63,中国)
金牛座导弹(Taurus missile,德国/瑞典)
暴风影导弹(Storm Shadow/SCALP,英国/法国)
ASMP导弹(法国)核导弹,最初使用载机是幻影IV,射程300公里(大于蓝钢导弹240公里)[3]
巴卑尔巡航导弹(Babur missile,巴基斯坦)
雷神巡航导弹(Ra'ad ALCM,巴基斯坦)
玄武III巡航导弹A/B(Hyunmoo IIIA/B,韩国)
雄风二E巡航导弹(Hsiung Feng IIE,台湾)
德国或向乌克兰提供
“金牛座”巡航导弹
继英国之后,德国可能向乌克兰提供“金牛座”巡航导弹。据美国军事网站“战争地带”(The War Zone)5月24日报道,在英国提供“风暴阴影”巡航导弹后,德国也有可能向乌克兰提供类似的导弹——“金牛座”巡航导弹。报道称,德国基民盟议员罗德里希·基塞韦特敦促将德国“金牛座”巡航导弹转移到乌克兰。柏林并没有大量此类高精度制导导弹,十年前购买的 600 枚导弹中只有 150 枚处于运行状态,但“在乌克兰使用它们比将它们存放在德国要有利得多,”议员说。
“金牛座”巡航导弹类似于英国向乌克兰提供的“风暴阴影”,都可进行防区外打击,该导弹曾向韩国出口。“金牛座”是德国和瑞典联合研制的一种防区外空地巡航导弹,采用涡扇发动机,最大射程超过350千米,导弹采用惯导+GPS+末端红外成像的复合制导方式,命中精度在10米以内。可打击坚固或地下目标是“金牛座”导弹的一大特点,重454千克的串联钻地弹头可击穿6米厚的钢筋混凝土或36米厚的土层。
美国有线新闻网(CNN)报道称,英国向乌克兰提供了“风暴阴影”巡航导弹,该导弹是一种具备隐身能力的远程巡航导弹,由英国和法国联合开发,通常从空中发射,射程超过250千米。英国证实,乌军已经在冲突中使用该型导弹。俄国防部发布消息称,防空系统装备在一天时间内拦截了7枚“风暴阴影”远程巡航导弹。
俄乌冲突后,德国向乌克兰提供了防空导弹、主战坦克、自行火炮和装甲车等武器。
欧洲EF-2000“台风”战斗机
EF-2000战斗机也叫“台风”战斗机,是一款由多家欧洲航太公司组成的欧洲战机公司研制的双发、鸭式布局的多功能战斗机,该机于2003年服役,主要用户为英国、德国、意大利和西班牙空军。
基本参数
服役时间::2003年开始
生产数量:340架
机长:1596米
最大航程:3790千米
机高:528米
最大速度:2124千米/小时
翼展:1095米
最大升限:19812米
空重:11150千克
最大起飞重量:23500千克
研发历史
20世纪70年代,英国和德国计划研制一款新式战机。1979年,英国航太公司和德国宇航公司各自向他们的政府提交了ECF(欧洲联合战斗机)提案,之后法国也加入了ECF计划。“欧洲战机”这个名称也第一次被来称呼这个提案的战机。此后,各国继续开发自己的原型机,英国的原型机被称为P110,法国的原型机被称为ACX,德国的则叫TFK-90。
1981年,由于各国对自己所需的新型战机的定位不同,所以产生了巨大的分歧,英国认为Turbo-UnionRB199发动机比法国SNECMAM88发动机更好,而法国达索航空公司则坚持领导所有的设计。1983年,英国、法国、德国、意大利和西班牙五国开始了“未来欧洲战机”计划,对未来战机提出了技术上的要求,要求新型战机具备短距起降能力和超视距空战能力。
1984年,由于法国执意舰载版和外销导向的重要性使得英国、德国和意大利退出该计划,重新创立新的战机计划,并将法国和西班牙排除在外。之后法国和西班牙希望能重新加入计划,但之后法国又宣布不再涉及欧洲战机计划,并转而发展自己的“阵风”战斗机。
1994年,第一架原型机试飞,4年后签订生产合约,各国订购数量分别为:英国232架、德国180架、意大利121架、西班牙87架。2003年,“台风”战斗机正式开始服役。此外,沙特阿拉伯和奥地利也分别计划购买72架和15架。
主体结构
“台风”战斗机采用了先进飞机设计概念,其机身超过70%都是采用复合材料制成,重量极轻。该机采用前置鸭式三角翼和无缝隙襟翼布局,配合四重控制系统的人工安定性,具备极强的高速和低速性能。而电脑线传飞控系统可以让飞行员完全不必担心飞行控制,还能用软件避免做出超过机体极限的动作,让飞行员能专心作战。
性能特点
“台风”战斗机是世界上少数可以在不开后燃器的情况下超音速巡航的批量生产的战斗机,其采用的2台EurojetEJ200涡轮扇叶发动机性能非常优秀,单台推力可达60千牛,在机身只挂6枚空对空导弹时,巡航速度理论上可达15马赫,即便是全副武装加外油箱时也能达到13马赫。
“台风”战斗机是集便于组装、隐身性、高效能和先进航电于一体的多功能战机,除空战能力强之外还拥有不错的对地作战能力,可使用各种精确对地武器。与其他同级战机相比该机也更具智能化,可有效降低飞行员的工作量,提高作战效能。
“台风”战斗机可使用的武器有AIM-9“响尾蛇”、AIM-132先进短程导弹、AIM-120先进中程导弹和IRIS-T等空对空导弹;AGM-88反辐射导弹、ALARM导弹、“风暴暗影”导弹、“硫磺石”反装甲导弹、“金牛座”巡航导弹、AGM-119“企鹅”反舰导弹和AGMArmiger等空对地/舰导弹;以及“铺路”Ⅱ型、“铺路”Ⅲ型、加强型“铺路”和JDAM等各型炸弹。此外,该机还能使用各种荚舱,并装有一门27毫米口径机炮。
流行文化
在日本动画《苍色骑士》中,德国空军基地的“台风”战斗机被异种同化,作为反派的空战小兵登场。
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