奇妙的導彈彈道

李梅 耿彤

西方軍事情報人員發(fā)現(xiàn)，在近期朝鮮進行的幾次近程彈道導彈試驗中，導彈均在彈道末段出現(xiàn)變軌的情況，這引起韓日等國的恐慌。因為這種彈道改變可能廢掉這些國家千辛萬苦建立起來的對朝導彈防御體系。那么，究竟什么是彈道，又能有哪些變換呢？

什么是彈道？

彈道，就是導彈質(zhì)心在空間的運動軌跡，表現(xiàn)為連接發(fā)射點到目標點的空間曲線。最大高度大于正常彈道最大高度的為高彈道，最大高度低于正常彈道最大高度的為低彈道。這兩種彈道通常在飛行試驗時使用。使用高彈道的目的是在比較小的靶場條件下，試驗大射程導彈各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，評定導彈射擊精度和最大射程，考核彈頭的突防系統(tǒng)和姿態(tài)系統(tǒng)等的工作情況。使用低彈道的目的是在較小靶場條件下，試驗大射程導彈的協(xié)調(diào)性和再入性能，模擬彈頭的力學環(huán)境和再入熱環(huán)境等。

根據(jù)導彈彈道形成的特點，一般可以把彈道分為彈道導彈彈道、巡航導彈彈道和有翼導彈彈道三類。每一類導彈因任務使命不盡相同，其飛行彈道也各有奧妙。

彈道導彈的飛行彈道

彈道導彈飛行彈道示意圖

彈道導彈彈道

彈道導彈彈道也稱自主彈道。這類彈道在導彈發(fā)射前是預先規(guī)定的，適用于攻擊固定目標，導彈發(fā)射后一般不能隨意改變，只能沿預定曲線飛向目標。彈道導彈彈道通常分為主動段和被動段兩部分。

主動段彈道

主動段彈道是從導彈離開發(fā)射臺，到彈頭與彈體分離為止的一段彈道，也稱為動力飛行段彈道。下達導彈發(fā)射命令后，導彈的主發(fā)動機點火工作，其提供的推力超過導彈所承受的重力后，導彈起飛并在控制系統(tǒng)作用下按預設程序轉(zhuǎn)彎，飛向目標點。導彈的飛行速度、高程和射程隨著時間增加而加大。當主發(fā)動機關(guān)機時，亦即主動段終點。導彈在主動段的飛行時間不長，一般約在幾十至幾百秒的范圍內(nèi)。

在主動段彈道，導彈的飛行是有控的。作用在導彈上的力有發(fā)動機推力、控制力、地球引力、空氣動力。發(fā)動機推力是導彈發(fā)動機噴流產(chǎn)生的反作用力，是導彈飛行的主動力，用來克服地球引力和空氣阻力并使導彈作加速運動。

控制力是為了改變導彈的飛行姿態(tài)而需要的力，可通過擺動發(fā)動機、燃氣舵、空氣舵等方式產(chǎn)生，確保導彈按預定的彈道飛向目標。

地球引力是地心引力和因地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心慣性力的合力?？諝鈩恿κ强諝鈱υ谄渲羞\動物體的作用力。

被動段彈道

從導彈的彈頭與彈體分離，到彈頭落地的一段彈道，稱為被動段。導彈在被動段彈道推力為零，在無控制的情況下，彈頭依靠在主動段終點所獲得的能量作慣性飛行。雖然在此段不對彈頭進行控制，但作用在它上面的力可以精確計算出來，因而基本上可較準確掌握彈頭的運動，確保在一定的射擊精度要求下命中目標。若在彈頭上安裝控制系統(tǒng)，即設有末制導時，則導彈的射擊精度可大大提高。

根據(jù)彈頭在運動中所受的空氣動力大小，被動段彈道可分為不計大氣影響的自由段和計大氣影響的再入段兩部分。自由段為彈頭由主動段終點飛行至重新進入稠密大氣層起點的一段彈道。由于主動段彈道終點高度較高，而大氣密度又隨著高度的增加而迅速降低，這樣可以認為，在自由段彈道上，彈頭是在相當稀薄的大氣中飛行，作用在彈頭上的地球引力、地球慣性力等遠遠大于空氣動力，可近似略去空氣動力，即認為彈頭是在真空中飛行，故自由段彈道也稱真空段彈道。

俄“白楊”M 洲際彈道導彈的飛行彈道，發(fā)射點位于普列謝茨克航天發(fā)射場，目標位于遠東庫拉靶場

具備末段機動變軌能力的美國“潘興”2導彈，其通過變軌實現(xiàn)目標瞄準修正

再入段彈道就是指彈頭重新進入稠密大氣層后飛行的一段彈道。當彈頭高速進入大氣層時，將受到巨大的空氣動力作用。由于空氣動力的作用遠遠大于重力的影響，彈頭不僅要承受空氣動力加熱產(chǎn)生的高溫，也要承受巨大的空氣動力阻力，從而使其速度迅速降低。隨著精確制導技術(shù)的發(fā)展，彈道導彈的彈頭在再入段飛行時通常具有機動變軌的能力，比如俄羅斯的“白楊”M和“亞爾斯”洲際彈道導彈的彈頭，在再入段飛行時就可實施機動變軌，其彈道被形象地描繪成“蛇形”或者“M形”，大大提高了導彈的突防能力。

此外，在彈道導彈中有一類特殊的導彈，即俄羅斯/ 蘇聯(lián)戰(zhàn)略核力量指揮系統(tǒng)裝備的指揮導彈。指揮導彈在SS-17、SS-25和RS-24等彈道導彈基礎(chǔ)上研制，裝備“周長”自動化核反擊作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。在指揮系統(tǒng)和人員被敵方首輪核打擊消滅、無法進行核作戰(zhàn)指揮條件下，指揮導彈自動起飛，向己方洲際彈道導彈、戰(zhàn)略核潛艇轉(zhuǎn)發(fā)導彈發(fā)射命令，確保在任何條件都能實施核反擊作戰(zhàn)。這類導彈不是用來向敵方目標投擲核彈頭，而是要在己方導彈陣地和戰(zhàn)略核潛艇藏身之處的上空飛行，向其發(fā)送核作戰(zhàn)指令和發(fā)射密碼，因而它的飛行彈道不同于常規(guī)意義上的彈道導彈彈道。但俄/ 蘇對于“周長”系統(tǒng)的情況一直嚴格保密，披露的指揮導彈試驗數(shù)據(jù)和實際情況的信息極少，指揮導彈也幾乎不參加戰(zhàn)略導彈部隊的演訓活動，這導致了我們對其實際情況了解掌握有限，真實情況有待進一步核查研究。有國外軍事專家推測，指揮導彈彈頭裝載無線轉(zhuǎn)發(fā)設備，沿低彈道飛行，確保核作戰(zhàn)指揮命令的可靠送達。

“戰(zhàn)斧”巡航導彈的飛行彈道示意

蘇聯(lián)SS-N-7巡航導彈的飛行彈道

SS-N-26導彈發(fā)射后，助推器將導彈推到巡航高度，沖壓發(fā)動機開始工作。當距離目標50～75千米處時，導引頭開機，導彈下降。捕獲目標后導引頭關(guān)閉。導彈下降到掠海飛行高度后，再次打開導引頭，引導導彈飛向目標

“戰(zhàn)斧”反艦巡航導彈BGM-109B/E/Block3的飛行彈道

巡航導彈彈道

巡航導彈彈道也稱復合彈道。巡航導彈是指依靠噴氣發(fā)動機的推力和彈翼的氣動升力，主要以巡航狀態(tài)在稠密大氣層內(nèi)飛行的導彈。這類導彈既適用于攻擊固定目標，又適用于攻擊活動目標。巡航導彈的飛行彈道分為初始段、水平飛行段和最終段3 段。從地面爬升到足夠高度，轉(zhuǎn)為水平飛行時的這段彈道為初始段。水平飛行段占全部彈道的大部分，這時發(fā)動機的推力大致剛好克服迎面阻力，而彈翼的升力剛好克服重力，導彈以近于恒速、等高的狀態(tài)飛行。在這種狀態(tài)下，單位航程的耗油量最少。當接近目標上空時，從水平飛行轉(zhuǎn)入俯沖到命中目標的這段彈道為最終段。

有翼導彈彈道

有翼導彈彈道也稱導引彈道。這類彈道是一種隨機彈道，在導彈發(fā)射前不能預先規(guī)定，須視目標的活動情況而定，一般適用于攻擊活動目標。大部分有翼導彈（如地空導彈、空空導彈等）的彈道屬于這一類。有翼導彈彈道是根據(jù)導彈與目標的相對運動關(guān)系進行控制的，所以目標的運動總是直接或間接地決定著導彈的彈道。不同的導引方式使彈道形狀各不相同。常用的導引方式有追蹤法、前置角法和三點法等。

可以看出，彈道導彈雖然速度較高，但其彈道在發(fā)射后基本是固定的，因此也是可以預測的，這是現(xiàn)代彈道導彈防御系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。而巡航導彈和有翼導彈彈道雖然彈道可變，難以預測，但其飛行速度較低。如果能讓彈道導彈在飛行末段像巡航和有翼導彈那樣軌道可變，則可破壞現(xiàn)代大部分導彈防御系統(tǒng)的工作基礎(chǔ)，實現(xiàn)高效突防。我國的“東風”17和俄羅斯的“先鋒”等高超聲速導彈正是因為具備固定彈道和機動彈道變換的能力，而成為美國導彈防御系統(tǒng)的噩夢。