導(dǎo)彈有哪些制導(dǎo)方式？

謝邀，您問到W君的專業(yè)上了。

W君簡(jiǎn)單寫寫，盡量淺顯一些，相信您看完這篇文章即使不會(huì)成為一個(gè)導(dǎo)彈專家，也會(huì)成為一個(gè)導(dǎo)彈“知道份子”，而對(duì)導(dǎo)彈有一定深入的了解。

說東西先得正原，咱們先說說“導(dǎo)彈”這個(gè)詞。

如果說學(xué)術(shù)上的話，咱們盡量得說一點(diǎn)英語，理由很簡(jiǎn)單，現(xiàn)代漢語受到外來語影響過于嚴(yán)重，很難準(zhǔn)確的表意了。

導(dǎo)彈這個(gè)詞——missile，在牛津辭典里面是這樣一解釋的：“an object which is forcibly propelled at a target, either by hand or from a mechanical weapon”——“一種可以用手或者機(jī)械力強(qiáng)行推進(jìn)到目標(biāo)的武器?！?/p>

在二戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)上有這么一種東西：

士兵們用一個(gè)長(zhǎng)木桿，前頭綁著一枚反坦克手雷，直接舉起來跑向坦克，將反坦克手雷的引信杵到坦克上……嚴(yán)格的意義說這就是一枚“missile”。它符合了“missile”的定義：用手強(qiáng)行推進(jìn)到目標(biāo)的武器。

其實(shí)，現(xiàn)代導(dǎo)彈（missile）這個(gè)詞匯是一個(gè)省略語，全名叫做 “guided missile”，這時(shí)又來了一個(gè)新詞：“guided”，意思是“directed by remote control or by internal equipment”（由遙控器或內(nèi)部設(shè)備指導(dǎo)）。將兩個(gè)詞的意思合起來其實(shí)就是我們說的導(dǎo)彈的大體概念了。

那么二戰(zhàn)裝備就又來了——神風(fēng)敢死隊(duì)用的櫻花自殺機(jī)是不是導(dǎo)彈？

當(dāng)然是了??！這是一個(gè)由內(nèi)部人員控制內(nèi)部設(shè)備利用機(jī)械力強(qiáng)行推進(jìn)到目標(biāo)（軍艦）上的武器。這是符合導(dǎo)彈的基本定義一的。

那再告訴大家一件事吧——guided也是一個(gè)省略語。懶惰的外國(guó)人用了guided替代了原來的 homing guidance（歸航引導(dǎo)）詞組。當(dāng)時(shí)搞兩彈一星的時(shí)候，為了讓大伙聽得懂這是什么玩意，不至于用“有歸航引導(dǎo)能力的動(dòng)力投射物”把大家搞蒙，錢學(xué)森就給出了“導(dǎo)彈”的中文簡(jiǎn)稱。要說這詞 根 “火車”的來源類似，就是用中文里普遍存在的事物在前面加了一個(gè)大致的屬性。錢老的中文水準(zhǔn)還是很高的，要是W君來命名說不定就真的叫這個(gè)東西“歸投”了，這多不雅啊?。ㄟb想當(dāng)年在課堂上老師就是這么說過……這臭不要face的教授老雜毛W君記了他一輩子）

說到“歸投”，其實(shí)很重要的是“歸”，最早的時(shí)候并不是想像現(xiàn)在一樣讓導(dǎo)彈追著目標(biāo)屁股后面跑的。所以用了一個(gè)技術(shù)“歸航”（homing）——現(xiàn)在開始講硬核技術(shù)了。

在上世紀(jì)10-20年代的時(shí)候人們就已經(jīng)掌握了兩項(xiàng)很重要的技術(shù)，第一個(gè)就是無人機(jī)技術(shù)第二個(gè)就是火箭技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)都可以用于軍事，將武器投射到很遙遠(yuǎn)的距離上去。

在1916年美國(guó)就搞出來了這樣的一架飛機(jī)：

只有動(dòng)力裝置，和簡(jiǎn)單的控制裝置，可以直線飛行50公里，攜帶450公斤的炸藥墜地炸毀周圍的目標(biāo)。但是在最后真正實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，這種飛行炸彈往往會(huì)飛到目標(biāo)1-2公里以外爆炸，對(duì)于一真正的要打擊目標(biāo)來說根本沒喲于任何有意義。

于是到最后，這種N9“巡航導(dǎo)彈”一共生產(chǎn)了8架就沒什么動(dòng)靜了。但這個(gè)方式特別的深入人心，美國(guó)搞的最大的一次是在1941年，弄了架B-17轟炸機(jī)，裝了套遙控駕駛裝置，飛到目標(biāo)附近后，飛行員跳傘，在降落傘上用遙控操縱B-17使之撞向德國(guó)人的工廠。但這件事基本上沒戰(zhàn)果

到這里就產(chǎn)生了一個(gè)最早的導(dǎo)彈制導(dǎo)方式——無線電遙控制導(dǎo)。在操作員目視范圍之內(nèi)利用無線電裝置控制導(dǎo)彈向一個(gè)目標(biāo)飛行?？墒沁@件事還不是“歸航”。

歸航是指給定了一個(gè)飛行器的目標(biāo)方位，飛行器可以飛向這個(gè)目標(biāo)方位。看起來是很簡(jiǎn)單的事情，但如果真正做就很困難了。理由也很簡(jiǎn)單，飛行器在大氣中飛行的時(shí)候，大氣是流動(dòng)的，因此受到大氣擾動(dòng)這個(gè)飛行器往往會(huì)偏離目標(biāo)。為了克服大氣擾動(dòng)（當(dāng)然了還包括飛行器本身制造精度和工藝帶來的誤差）就需要實(shí)時(shí)的對(duì)飛行器的姿態(tài)進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)飛行器偏離航線后，依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)將航線修正過來。

在二戰(zhàn)中，德國(guó)人在V-1和V-2導(dǎo)彈上都裝了一個(gè)很重要的設(shè)備——陀螺儀。

上圖是V-1導(dǎo)彈的陀螺儀，這是一個(gè)真正意義上的歸航引導(dǎo)設(shè)備。

利用了陀螺的角動(dòng)量守恒原理測(cè)量V-1導(dǎo)彈在飛行過程中所受到的加速度變化。當(dāng)有加速度產(chǎn)生的時(shí)候驅(qū)動(dòng)V-1導(dǎo)彈上面的翼面向相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣一導(dǎo)彈就可以維持在預(yù)定好的航線內(nèi)飛行了。

這就是第二種要說到的制導(dǎo)方式了——慣性制導(dǎo)。簡(jiǎn)單的說，慣性制導(dǎo)就是通過測(cè)量陀螺儀角動(dòng)量變化來修正導(dǎo)彈彈道軌跡的一種制導(dǎo)方式。

但慣性制導(dǎo)有問題！

這是一個(gè)陀螺，陀螺在旋轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中的確是會(huì)遵守角動(dòng)量守恒定律的。但一切定律其實(shí)都是在理想的物理狀態(tài)下才有效果的。對(duì)于一角動(dòng)量守恒，最重要的是陀螺和周圍的摩擦力可以忽略不計(jì)。

問題就來了，陀螺儀的框架和陀螺之間是可以盡量的做到潤(rùn)滑，但無論如何也不可讓摩擦力真的等于零。這時(shí)，陀螺儀就會(huì)擁有積累誤差。

減小積累誤差的方式有兩種：

第一種是提高陀螺儀的轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速提高后陀螺儀每一轉(zhuǎn)的誤差就會(huì)相對(duì)減小。當(dāng)然了，這種陀螺儀的轉(zhuǎn)速是不能無限提高的。畢竟我們的宇宙里最高的速度是光速，陀螺儀的邊緣線速度如果能達(dá)到光速，那么這個(gè)國(guó)家也就不需要制造導(dǎo)彈了。

第二種就是檢測(cè)的頻率，檢測(cè)頻率越高陀螺儀所帶來的精度誤差就越小，當(dāng)然了能夠趨近于一個(gè)普朗克時(shí)間的國(guó)家也不需要制造導(dǎo)彈。

在二戰(zhàn)的技術(shù)條件下，陀螺儀的這種誤差，在導(dǎo)彈飛行幾百公里以后就開始有較大的偏差了。這也就是為什么在二戰(zhàn)中德國(guó)的V-1和V-2導(dǎo)彈并沒有取得太大戰(zhàn)果的原因呢。

在二戰(zhàn)之后由于電子技術(shù)的提升，之前每秒檢測(cè)幾十次陀螺儀狀態(tài)的方式改成了每秒檢測(cè)幾千次（晶體管石英電路檢測(cè)）這就使得導(dǎo)彈在飛行1-2000公里以后依舊可以保持較準(zhǔn)確的歸航精度。

但超過了2000公里以后，陀螺儀的精度就又下來了。這時(shí)就不得不借助第三種導(dǎo)彈的制導(dǎo)方式——天文制導(dǎo)，天文制導(dǎo)是給遠(yuǎn)程導(dǎo)彈所使用的一種制導(dǎo)方式。

我們都知道遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈在發(fā)射后會(huì)很快的飛出大氣層。這時(shí)候，大氣的擾動(dòng)就不會(huì)對(duì)導(dǎo)彈造成影響了。導(dǎo)彈可以沿著一個(gè)精準(zhǔn)的拋物線進(jìn)行飛行。

但是之前在大氣層內(nèi)大氣擾動(dòng)所產(chǎn)生的誤差還是存在并且會(huì)被放大的。

現(xiàn)在咱們回到生活中，玩攝影的人都知道，如果在星空下長(zhǎng)時(shí)間曝光，會(huì)得到一個(gè)有星跡的照片：

這里面記錄了地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，星星的軌跡會(huì)形成不同疏密度的條紋。知道這些就夠了。

照片中手里拿著的這個(gè)就是一個(gè)天文制導(dǎo)模塊。在導(dǎo)彈進(jìn)入太空后，這個(gè)模塊會(huì)高速的旋轉(zhuǎn)。這時(shí)宇宙中的恒星就會(huì)在這個(gè)模塊的成像系統(tǒng)中形成類似于條碼的疏密條紋。這個(gè)條紋里面是包含角度、方位信息的。導(dǎo)彈的電子系統(tǒng)只要能確保成像的圖形和預(yù)先存儲(chǔ)在導(dǎo)彈計(jì)內(nèi)的圖形相匹配（重合）就能找到自己的方位信息。這個(gè)重合度偏差也就是要修正的參數(shù)了。

在導(dǎo)彈飛出大氣層到再進(jìn)入大氣層的中段飛行時(shí)間中有大把的時(shí)間進(jìn)行軌跡修正。在修正自身軌跡的同時(shí)，還可以將慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的陀螺儀數(shù)據(jù)不斷的歸零，這時(shí)，陀螺儀的精度也就又提高了。

那么——如果導(dǎo)彈不飛出大氣層有沒有高精度制導(dǎo)的方式呢？還是有的！

例如戰(zhàn)斧導(dǎo)彈吧，飛行距離2400公里，超過了高精度陀螺儀慣性制導(dǎo)的范圍了，同時(shí)飛行高度一般的情況下是50米，又不能很好的監(jiān)測(cè)恒星軌跡信號(hào)。

那這個(gè)東西可是貼著地球近??！

于是可以用遙感技術(shù)，對(duì)地形進(jìn)行測(cè)試。

衛(wèi)星現(xiàn)在可以用對(duì)地表進(jìn)行遙感測(cè)高，所以每個(gè)國(guó)家手里其實(shí)都有一套地球表面高度的數(shù)字指紋，在規(guī)劃導(dǎo)彈飛行航線的時(shí)候，航線距離L和當(dāng)前點(diǎn)的地面海拔高度就有了一個(gè)參照關(guān)系。導(dǎo)彈在飛行過程中直接測(cè)量地面海拔高度就可以導(dǎo)航了。這種導(dǎo)航方式就是第四種導(dǎo)航方式——地形匹配制導(dǎo)。沒有任何國(guó)家可以在短短的幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)宏觀的改變地表海拔。因此，這種制導(dǎo)方式的精度極高。通過記錄地表高度的數(shù)字地形圖和導(dǎo)彈的測(cè)高數(shù)據(jù)，甚至可以用讓導(dǎo)彈沿著復(fù)雜的航跡飛行。

第2、3、4種制導(dǎo)方式是目前用的最多的打定點(diǎn)目標(biāo)的制導(dǎo)方式。當(dāng)然了到這里很多人會(huì)問又沒有導(dǎo)彈運(yùn)用GPS導(dǎo)航？

還是有的，這第五種制導(dǎo)方式叫做衛(wèi)星制導(dǎo)，就是利用類似于一GPS、北斗、伽利略等導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行導(dǎo)航等的方式。但是這種導(dǎo)航的方式和咱們開車打開高德地圖不同車子每小時(shí)開到180公里就吊銷執(zhí)照了！所以車子開的都不快，GPS可以用得上，但是如果在1500公里的時(shí)速下運(yùn)用GPS那么GPS的頻率是不夠的，這就會(huì)產(chǎn)生巨大的偏差。一般的情況下衛(wèi)星導(dǎo)航用在導(dǎo)彈發(fā)射前的一瞬間，對(duì)導(dǎo)彈發(fā)射原點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)緯度測(cè)量。這就是有的導(dǎo)彈用衛(wèi)星導(dǎo)航的原因了——可以快速的知道自己是從哪個(gè)經(jīng)緯度發(fā)射的。很多陸基移動(dòng)發(fā)射平臺(tái)，類似于一我們的DF-41在發(fā)射前都會(huì)用衛(wèi)星定位的方式測(cè)量自己的發(fā)射原點(diǎn)為位置，那如果沒有衛(wèi)星信號(hào)或者衛(wèi)星信號(hào)被干擾了怎么辦？

即使是GPS被干擾了，導(dǎo)彈發(fā)射人員也可以用利用幾百年來的傳統(tǒng)，利用六分儀快速的測(cè)出自己所在位置的經(jīng)緯度。這件事并沒有什么難度。

剛剛說了這么多種導(dǎo)彈的制導(dǎo)方式，其實(shí)咱們還沒有脫離打定點(diǎn)目標(biāo)的范疇。既“從地球上的一個(gè)點(diǎn)打地球上另外一個(gè)點(diǎn)”。

對(duì)于很多軍事移動(dòng)目標(biāo)（例如：坦克、飛機(jī)、軍艦）來說，它們的移動(dòng)速度一般相對(duì)于導(dǎo)彈來說都是小兒科。這就使“歸航（homing）”這件事微妙了。如果能實(shí)時(shí)的測(cè)量目標(biāo)的當(dāng)前方位，那么就可以用導(dǎo)彈來“追擊”目標(biāo)。這對(duì)導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)能力來說并不是什么難事。

所以就出現(xiàn)了類似于對(duì)空導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈和反坦克導(dǎo)彈這一類可以用對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)彈。

其實(shí)對(duì)于這些導(dǎo)彈來說，打擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)也是一個(gè)“歸航制導(dǎo)”行為。

只不過，這時(shí)歸航坐標(biāo)變成了一個(gè)“變量”，需要實(shí)時(shí)的測(cè)量和實(shí)時(shí)的修正。很多人在說的早期的AIM-9響尾蛇導(dǎo)彈只能追尾攻擊時(shí)在說響尾蛇導(dǎo)彈的紅外導(dǎo)引頭只可以識(shí)別強(qiáng)紅外信號(hào)。這是其中的一個(gè)原因而意義，而類似于一早期的AIM-7麻雀雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈其實(shí)也只能迎頭攻擊和追尾攻擊。

這里其實(shí)就涉及到一個(gè)導(dǎo)彈飛行軌跡規(guī)劃的問題了。導(dǎo)彈如果不能預(yù)測(cè)目標(biāo)飛行方向的情況下就只能追尾攻擊，如果導(dǎo)彈可以預(yù)測(cè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向的條件下，導(dǎo)彈的飛行路線就可以優(yōu)化以提高射程。

這似乎和今天的問題不太相關(guān)，就跳過去吧。

導(dǎo)彈對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的攻擊需要有有一個(gè)目標(biāo)指示，這個(gè)指示器在紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈面前，目標(biāo)本身就是指示器。

目標(biāo)發(fā)出紅外線，紅外線制導(dǎo)導(dǎo)彈尋的目標(biāo)后修正飛行方向進(jìn)行攻擊。

而在雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈面前則是另外有一種方式：包括火控雷達(dá)照射的半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈。

上圖就是半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)，飛機(jī)需要運(yùn)用火控雷達(dá)一直照射目標(biāo)，導(dǎo)彈使用雷達(dá)接收機(jī)接收目標(biāo)反射的雷達(dá)波，直到歸航命中目標(biāo)。

而主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)就是導(dǎo)彈自己發(fā)射雷達(dá)波照射目標(biāo)，自己接受目標(biāo)雷達(dá)波的返回信號(hào)。在導(dǎo)彈鎖定目標(biāo)后直至命中目標(biāo)前，都不需要額外的載機(jī)繼續(xù)火控雷達(dá)照射。完全是導(dǎo)彈自己尋找和跟蹤目標(biāo)的行為

其實(shí)再古老的雷達(dá)（無線電波）制導(dǎo)方式還無線電乘波制導(dǎo)。導(dǎo)彈后面放個(gè)接收機(jī)，地面雷達(dá)照射持續(xù)照射目標(biāo)，導(dǎo)彈在無線電波束內(nèi)飛行，不過這個(gè)制導(dǎo)方式很過時(shí)了。基本上現(xiàn)在沒有用的了。

再有的一路邪派武功呢，就是利用激光器照射目標(biāo)，導(dǎo)彈向光點(diǎn)飛過去。

一般用在空地打擊和反坦克上。

但無論是紅外制導(dǎo)、雷達(dá)制導(dǎo)還是激光制導(dǎo)，其實(shí)這幾種制導(dǎo)方式都是第六種方式——叫做尋的制導(dǎo)。從字面上就很好解釋了：自己尋找目的地的制導(dǎo)方式。

其實(shí)導(dǎo)彈是一個(gè)很大的武器分類，里面的制導(dǎo)方式還有一些，例如反輻射導(dǎo)彈，本身并不發(fā)出雷達(dá)波，只是依靠接受對(duì)方的無線電波輻射信號(hào)進(jìn)行定位和打擊的，按理論上說也應(yīng)該算是尋的制導(dǎo)的一種變體。

再有類似于陶氏反坦克導(dǎo)彈這樣的

飛的時(shí)候拉光纖的導(dǎo)彈以及一系列的有線的無線的電視制導(dǎo)導(dǎo)彈其實(shí)都是和美國(guó)那家B-17一樣的遙控導(dǎo)彈系統(tǒng)。

大體先就說這么多吧，這些內(nèi)容一般酒桌上聊天什么的基本上就夠了。再往深處說就是各種復(fù)雜的公式和推導(dǎo)方程了，能給大家說困了。