這個(gè)問題問得好啊,在解答之前首先要給這位善于發(fā)現(xiàn)問題和思考問題的提問者點(diǎn)贊!歡迎關(guān)注兵器知識(shí)譜,今天我們來聊一聊關(guān)于光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈的話題。
所謂的光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈指的是利用光導(dǎo)纖維傳輸制導(dǎo)信息技術(shù)進(jìn)行制導(dǎo)的導(dǎo)彈,即FOG-M,該技術(shù)主要應(yīng)用于反坦克導(dǎo)彈。
光纖制導(dǎo)原理與咱們平時(shí)用的光纖網(wǎng)線基本相同,它的特點(diǎn)是信息傳輸速度快、信息交換過程穩(wěn)定,所以采用光纖制導(dǎo)的導(dǎo)彈命中率是非常高的,理論上的命中率可達(dá)到100%!
比如說國產(chǎn)“紅箭-10”重型反坦克導(dǎo)彈,導(dǎo)彈發(fā)射升空后彈體尾部將從發(fā)射箱中拖曳著一根光纖飛向目標(biāo),導(dǎo)彈的引導(dǎo)頭可以將拍攝到的畫面通過這根光纖實(shí)時(shí)傳輸?shù)桨l(fā)射車上,操作人員則可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)導(dǎo)彈進(jìn)行控制,直到命中目標(biāo),整個(gè)過程與我們?cè)陔娔X上看直播是一樣的。
可見光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)有線遙控裝置,操作人員與導(dǎo)彈之間通過這根光纖做為紐帶進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng),這也是光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈能達(dá)到理論上100%命中的原因。
光導(dǎo)纖維的制造材料為二氧化硅,成分與玻璃相同,因此又可以稱之為“玻璃纖維”,成品光導(dǎo)纖維形態(tài)細(xì)如發(fā)絲,強(qiáng)度很低,只要輕輕一拽就會(huì)被扯斷。
如何在實(shí)用中避免脆弱的光導(dǎo)纖維出現(xiàn)斷裂呢?民用通信光纜的做法是在加工光導(dǎo)纖維時(shí)附加一條鋼絲,所以我們的家用光纖看起來又扁又細(xì)。
有興趣的讀者可以拿家里多余的光纖網(wǎng)線來仔細(xì)研究,當(dāng)我們剝開光纖網(wǎng)線時(shí),就會(huì)看到3~4條線,較粗的2~3根銀色線,那就是為了加強(qiáng)網(wǎng)線強(qiáng)度的附加鋼絲,另一條是很細(xì)很細(xì)的非金屬材質(zhì)細(xì)絲,而它就是光導(dǎo)纖維。
▼下圖為三種不同規(guī)格的光導(dǎo)纖維通信電纜,有3條加強(qiáng)鋼絲的是室外光纜,2條加強(qiáng)鋼絲的是室內(nèi)光纜,沒有鋼絲加強(qiáng)的那條就是導(dǎo)彈用的250微米制導(dǎo)光纖,它很又輕又細(xì),同時(shí)也很脆弱,抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通的通信光纜。
導(dǎo)彈的制導(dǎo)光線也是一樣的原理,即采用鋼絲進(jìn)行加強(qiáng),以避免在導(dǎo)彈發(fā)射升空和飛行過程中光纖發(fā)生斷裂。
區(qū)別在于導(dǎo)彈使用的制導(dǎo)光纖并不是又扁又細(xì)的塑料外殼鋼絲加強(qiáng)線,而是更細(xì)更輕的棉綸聚酰胺纖維,講通俗一點(diǎn)就是尼龍?zhí)住?/p>
實(shí)際上尼龍?zhí)坠饫w的強(qiáng)度是不如塑料外殼鋼絲加強(qiáng)線的,如果承受相同的拉扯力矩,必然是尼龍?zhí)坠饫w最先斷裂。
無奈的是導(dǎo)彈的射程高達(dá)10公里,如果采用高強(qiáng)度的塑料外殼鋼絲加強(qiáng)線,那么僅僅制導(dǎo)光纖就會(huì)占據(jù)大量的導(dǎo)彈發(fā)射箱空間,所以只能退而求其次,使用更輕、更細(xì)的尼龍?zhí)讈碇谱髦茖?dǎo)光纖。
那么問題就來了:既然尼龍?zhí)坠饫w的強(qiáng)度較低,如果導(dǎo)彈在飛行過程中制導(dǎo)光纖發(fā)生斷裂,那導(dǎo)彈又如何繼續(xù)進(jìn)行攻擊呢?
其實(shí)光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈并不完全依賴光導(dǎo)纖維進(jìn)行制導(dǎo),而是在制導(dǎo)部集成了電荷耦合(CCD)攝影機(jī)、紅外線、毫米波雷達(dá)三種傳感器,可以理解為這類導(dǎo)彈由有線制導(dǎo)、光線制導(dǎo)、雷達(dá)制導(dǎo)三種制導(dǎo)模式為導(dǎo)彈共同實(shí)施制導(dǎo)。
這就意味著如果其中一種制導(dǎo)模式失效時(shí),其它兩種制導(dǎo)模式仍然能確保正確指引導(dǎo)彈準(zhǔn)確地向目標(biāo)發(fā)起攻擊,所以光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈即便是制導(dǎo)光纖被拉斷也不會(huì)失效。
那么新問題就來了:既然制導(dǎo)光纖被拉斷也不會(huì)失效,那導(dǎo)彈發(fā)射后拖曳著一根脆弱的制導(dǎo)光纖是不是多此一舉了呢?
制導(dǎo)光線的作用除了能夠?qū)崿F(xiàn)攻擊過程“直播”以外,更重要的是它的存在讓導(dǎo)彈具備了兩個(gè)更重要的性能指標(biāo)——命中率的提高以及抗干擾能力的提高。
命中率的提高這一指標(biāo)是很好理解的,操作人員通過光纖的遙控可以實(shí)時(shí)修正導(dǎo)彈攻擊偏差,即使目標(biāo)突然做出加速機(jī)動(dòng)、釋放干擾彈、進(jìn)入遮蔽物隱蔽等等逃逸打擊行為時(shí),導(dǎo)彈也能確保命中。
抗干擾能力的提高主要表現(xiàn)在高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中,當(dāng)敵我雙方均對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)施強(qiáng)電磁干擾時(shí),大部分無線制導(dǎo)的精確打擊彈藥就會(huì)失效,這時(shí)候使用光纖制導(dǎo)的導(dǎo)彈就發(fā)揮出無以倫比的優(yōu)勢(shì)了。
這就是大國、強(qiáng)國都要大力研發(fā)和裝備昂貴的、復(fù)雜的光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈的原因,因?yàn)閺?qiáng)國之間開展的戰(zhàn)爭(zhēng)必然是高科技武器裝備的較量。
同時(shí)也是小國、弱國不需要或者說不大量裝備光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈的原因,因?yàn)樾⑷鯂g的戰(zhàn)爭(zhēng)科技水平是很有限的,不管是低端的“發(fā)射后不管”無線制導(dǎo)導(dǎo)彈還是高端的光纖制導(dǎo)重型導(dǎo)彈,所發(fā)揮的作用都一樣,完全沒有必要花更多的錢去玩高端。
▼下圖為紅箭-10重型反坦克導(dǎo)彈發(fā)射瞬間,導(dǎo)彈尾部拖曳的白色制導(dǎo)光纖隱約可見,這類重型反坦克導(dǎo)彈系統(tǒng)價(jià)格非常昂貴,僅裝甲車底盤的價(jià)格就接近坦克,導(dǎo)彈本身的單價(jià)也超過了30萬元,所以即便是大國也只能裝備到師級(jí)或者旅級(jí)部隊(duì),團(tuán)級(jí)以下部隊(duì)則只裝備低端的無線制導(dǎo)。