在谈飞机的隐身术之前,先要介绍一下雷达。雷达是
一种利用无线电波搜索目标和测量位置的设备。雷达的构
造虽然复杂,但它的基本原理简单明了,就比如你站在谷
里,对着高山呐喊一声,片刻你就会听到回声。如果你把
从发声到听到回声的时间记录出来,你就可以根据声音传
播的速度,算出高山到你身体之间的距离。
雷达的工作原理也是如此。区别在于,它发出的不是
声波,而是无线电波。雷达发出的电波,在前进过程中如
果与什么物体相遇,就会发射回来显示在荧光屏上,但这
种图像并不清晰,而只是一些亮斑。物体的性质、大小、
形状不同,亮斑的大小、形状和明暗程度也随之不同。
雷达发明出来以后,很快就被运用到军事上,成了
“防空部队的眼睛”。过去敌军入侵时,总是不能及早发
现,等我方察觉了。敌机已经靠得很近,往往来不及反
击。有了雷达之后,敌机还在几百千米之外,就能被雷达
发现,不等它到达袭击目标,就可以率先向它开火。这样
就处于军事上的有利地位。
在雷达出现不久,各种反雷达的手段也出现了,其中
之一就是“隐形技术”。这种技术能给雷达造成假象,使
雷达观察不到飞机。雷达是第二次世界大战中发明的,隐
形技术也是在第二次世界大战中出现的。第二次世界大战
结束以后,雷达技术不断发展,隐形技术也在向前发展。
美国是当今世界上研究“隐形技术”最具实力的国
家,早在20世纪50年代末,美国为了从空中获取其他国
家的军事情报,便成功研制出一种叫“黑鸟”的高空侦察
机,这种飞机很难被对方的雷达发现,被看作是早期的隐
形飞机。1975年,美国又制订了神秘的“蓝色计划”。发
展隐形系列飞行器,包括隐形战斗机、隐形轰炸机、隐形
导弹等等。80年代初,美国还研制出新型的“偷袭”号隐
形轰炸机。有一次,在高警戒雷达40千米的地方飞行大约
半小时,雷达系统居然没有发现,隐形效果十分卓著。
隐形飞机用了什么隐身术,居然能逃避雷达的搜索
呢?办法有以下四种:
(1)在飞机的机身上漆满一层能够吸收波的“油漆”。
雷达发出的电波被这“油漆”吞噬了,没有回波,雷达自
然就发挥不了效用。
(2)在飞机上采用吸收雷达波的复合材料。这种材料内
部结构松散,受雷达波辐射后产生振动,把雷达波转换成
热能而散发得无影无踪。
(3)飞机机身尽量采用表面光滑、曲线形的形状,让发
射来的雷达波很难发生反射,缩小被雷达发现的截面积。
(4)尽量减少飞机本身发出的电子辐射和热辐射,让对
方的监测雷达和红外探测器搜索不到电波和红外线。
在隐形技术发展的同时,反隐形技术也有了突飞猛进
的发展,主要表现在以下三个方面:
(1)把雷达发出的无线电波波段从过去的厘米波扩展
到米波段或毫米波段,这样做的目的是提高雷达探测隐形
目标的能力;
(2)建立双基地雷达系统,把雷达的发射机和接收机
的基地之间的距离尽可能拉长,使无线电波发射角和反射
角都增大,这就相当于增大了隐形飞机器被雷达搜索的面
积;
(3)把探测系统装在人造卫星或飞机上,让它居高临
下进行探测。一般的隐形飞行器重点隐蔽其飞行正面的截
面积,忽略了上部,从上向下探测它们,自然事半功倍。
怎样监测隐形飞机
1988年、11月10日及22日,美国国防部分别先后向
外宣布了它新研制成功的两种隐形飞机(“F~117”隐形
战略轰炸机和“B一2”轰炸机)的有关情况,这在飞机研
制史上无疑是巨大的突破,轰动了海内外。据透露,偌大
一架隐形飞机(如“B~2”轰炸机)在监测雷达荧光屏上
的显示面积与一只空中飞鸟的显示面积几乎相同,甚至更
小,不及普通飞机的百
分之一。从雷达上
“看”隐形飞机,时隐
时现,若天空同时有飞
鸟翱翔,难以将两者区
分。
隐形技术是近一二
十年才发展起来的一门
新兴综合性科学技术。
它的研究内容十分广
泛,但目的却只有一
个,即如何降低或改变
武器装备的电波反射或
辐射强度,即降低其
“可见度”,躲过探测
器的监视,提高兵器的
突防能力、生存能力和战斗威力。这样的兵器具有不可忽
视的战略意义,谁掌握了隐形技术,谁就占据了战斗或潜
在可能战争的有利地位。近些年来,美苏都不惜巨额资
金,大力研制和发展隐形技术和隐形武器。美国用于研制
隐形飞机的费用已超过300亿美元。除隐形轰炸机和战斗
机外,美国目前还加紧研制有高技术性能的新型远程隐形
侦察机、隐形巡航导弹和卫星等。
根据美军展示的资料,与普通飞机比较。“F—117”
战斗机和“B一2”轰炸机具有如下四个方面的优势:其
一,翼身一体。 “B一2”型机没有独立的机身和尾翼。从
展示的平面形状看,与传统的后掠翼和三角翼不同, “B一
2”型机的机翼是由12段直线组成。飞机后缘中部呈三个
锯齿,状似蝙幅。又似一支后缘不均匀的飞镖,直径大,
后掠冀超过了机体后部。翼根弘大且厚,构成架驶座舱和
武器舱。座舱呈流线型,突出于机翼背部,与飞机融成一
体。飞机整体曲线圆滑。这两个特点使得“B~2”型机的
雷达特征大大减弱,雷达收到的从飞机反射的电波强度大
大降低。“F—117”型机具有后掠机翼和V型尾翼,飞机
从表面看来是一个多角多面体,由许多小平面拼接而成,
可以抑制的分散来自雷达的电波能量,降低雷达(对飞
机)的可见度。
“B一2”和“F—117”型机分别装有4台和2台发动
机。目的是防止被红外探测仪搜索到,它们均位于机翼上
方部位,对称地安装在座舱两侧,并与机翼上表皮融为一
体。为了尽可能减弱雷达电波反射,降低雷达对飞机的可
见度, “B一2”和“F—117”隐形飞机的机翼下方均十分
光滑,也不悬挂武器吊舱,携带的炸弹、导弹和副油箱等
所有载荷全部装入机身或机翼内,以保护机身和侧面的圆
滑。 ,
其二,改造动力装置,控制飞行速度。动力装置是飞
机的主要辐射源,只有对它进行改进才能减小辐射。 “B一
2”飞机的进气口为M形,空气通过加工成s形的进气道
进入发动机,这样可降低发动机压缩器及其他部件的雷达
特征。“B一2”飞机还积极采用改变发动机排气温度的一
系列措施,如使用新的燃料以降低红外辐射。为了充分对
付红外探测,还在排气喷口装有降低红外线及噪声的特性
和装置。 “F—117”型机也采用了与众不同的进气道和排
气装置,从背部进气,减小雷达的反射信号和发动机的红
外辐射。 “B一2”和, “F一117”型机的上述改进措施,
一方面大大提高了飞机的隐形性能,另一方面也影响了飞
行速度:为减小发动机的红外辐射和噪声,它们的发动机
均不带加力,致使飞机速
度低于声速。
其三,使用复合材
料,减弱波反射。除上述
奇特构形外,隐形飞机还
采用了能吸收电波的碳素
和环氧物等非金属复合材
料,还大量使用蜂窝式雷
达吸波结构。“F一117”
型机也采用了新型塑料和
能吸收雷达波的新型复合
材料。
其四,采用吸波涂
层,可以使辐射进一步减弱。涂料是特制的,涂在目标表
面后,既吸收雷达波,又使雷达波偏离辐射源方向,还可
以吸收机体本身的红外线辐射。
隐形飞机的出现对反隐形技术造成了重重困难。俗话
说: “有矛就有盾”,矛有多锋利,盾就有多坚固。为监
测隐形飞机器,须革命性地改进普通的雷达监测系统。至
今为止,已有很多国家在研究反隐形问题,预计给出令人
满意的答案已为期不远。
“人造飞碟”的诞生
1981年夏季的一个傍晚,英国科学家进行了这样一个
试验:一个外形酷似倒扣着的碗的形状的飞行器在离地面
大约200米左右的空中盘旋,突然它放慢了下降速度,像
老鹰似的,缓缓地转着圈,向下降落,当它即将着陆时又
突然腾空而起。
试验成功了,人们为之欢呼,这种飞行器外形很像至
今还让人猜不透的“天外来客”飞碟,因此人们给它起了
个“人造飞碟”的名字,实际上它是一种正在研制中的新
型空中工具,名叫‘‘无翼飞行器”,也可以称之为“无翼
飞机”。
为什么在航空技术高度发展的今天,人们对研究无翼
飞行器如此关注呢?
现代飞机随着速度和载重量的增加,起飞和着陆时的
滑跑距离也相应增长,因此,飞机场也不得不扩大建造规
模。一个大型机场占地大约几十平方千米。又由于受机场
数量的限制,飞机在遇到紧急情况时,不能就近降落,因
此常会出现不应有的事故,造成惨不忍睹的伤亡。尽管直
升飞机不需要从机场起飞、降落,也没有庞大的机翼,但
却有巨大的旋翼,而且噪声大,飞行速度也只有普通飞机
的1/3~1/4(即每小时250~260千米)。于是,科学
家们便开始研制一种既能像直升飞机那样可以垂直起落,
又能高速飞行的灵活的飞行器。现代航空技术的发展,已
经使研制这种飞行器的设想变为现实。
无翼飞行器以喷气发动机作为动力,喷口分为4个,
平均分布在飞行器的侧面。无翼飞行器采用超音射控制技
术,来实现垂直飞行、水平飞行以及改向飞行。它的控制
过程大概如下:发动机在膨胀型喷管的出口管壁上有2个
相对的控制小孔,当一个小孔关闭,另一个小孔打开,并
有气流流出时,超音速气流就会在0.001秒内向关闭小孔
的管壁面拐弯,并贴此壁面流动。2个小孔同时关闭或同
时打开,并同时流出气流时,超音速气流就恰好地沿着喷
管中心线方向喷出。飞行器四周有4条喷管,在每个喷口
靠近喉部的出口上下段开2个控制小孔,只要调节8个控
制孔的开关,就可以使飞行器灵活自如地前进和后退、上
升和下降。
无翼飞行器的种类繁多,除了上面介绍的英国科学家
研制的倒扣碗式无翼飞行器外,法国科学家还设计了一种
环翼飞行器。这种飞行器,其机翼环绕机身,由4个支撑
板机身与机翼同心地装在一起,前段为驾驶舱,中段有侧
向或开缝式进气道,内部装有涡轮喷气发动机。驾驶员的
座椅随运行状态而转动。德国科学家设计出一种没有机翼
的能垂直起落的飞机。它采用双跑式涡轮喷气发动机,起
飞时,通过自动流阀门把水平喷气口挡住,使喷气口垂直
向下,从而产生升力。当飞机升到一定高度,需要水平飞
,厅时,则减少垂直喷孔的喷气量,打开水平喷气口,使之
_立生水平推力。据说这种飞机飞行速度可高达每小时2000
千米。
无翼飞行器的特点是结构简单、重量轻、起落方便,
安全性高。无翼飞行器可用来勘探森林资源、寻找地下矿
藏、跟踪鱼群、指挥城市交通、进行营救等工作,也是未
来人类生活中必不可少的空中工具。总之,无翼飞行器的
出现对于科技的进步和人类生活水平的提高具有划时代意
义:
鱼雷追寻目标之谜
鱼雷充当海战武器,已经不是一朝一夕的事了。人们
为了提高鱼雷的速度和命中精度,在它的动力和控制系统
方面竭尽脑汁。为了让鱼雷发射后,能按照指挥员的命
令,隐蔽在水中作匀速、定向、定深航行,并且百发百
中,不仅要求发射鱼雷的舰艇必须占据有利阵位,而且要
求瞄准得十分精确。否则,敌舰艇一旦发现鱼雷航迹,就
会及时躲避;或因瞄准、计算有点误差,鱼雷就不可能命
中敌舰艇。那么,有什么办法能使发射的鱼雷,像海狮捕
鱼一样,使敌舰艇无法逃遁?
人们在生产实践中,根据声波能在水中传播的原理,
在第二次世界大战末期,成功研制一种能自动发现并跟踪
敌舰的鱼雷,称为“自导鱼雷”。它不是用无线电遥控,
而是由它自己的“大脑”来控制航向和跟踪敌舰艇的。
鱼雷的“大脑”,就是雷体前段的音响自导系统。
音响自导系统是如何使鱼雷自动发现和跟踪敌舰艇的
呢?
当你捉蟋蟀时,只要认真辨别出蟋蟀发声的方向,就
可以找到它的位置,轻易将它捕捉到手。自导鱼雷同人们
捉蟋蟀是同样的道理,它是利用敌舰艇航行时所产生的声
场,而去发现和跟踪敌舰艇的。
舰艇在航行过程中,螺旋桨不停地转动和打水,就产
生了声波。鱼雷的音响自导系统内的接收装置,收到传来
的声波信号后,将声能转换成电能,从而产生电压,有了
电压以后,音响自导系统便发挥效能。自导鱼雷就发现了
敌舰艇。
自导鱼雷发现敌舰艇后,又是怎样自动跟踪敌舰艇的
呢?这就要取决于接收装置上四组对称线圈的性能了。因
声波传来的方向不同,线圈所产生电压也就不同,于是产
生电压差。如声波来自鱼雷左方,左组线圈产生的电压大
于右组线圈产生的电压;当声波来自鱼雷的右方,则右组
线圈产生的电压大于左组线圈所产生的电压。由于电压的
不同,使垂直舵形成一个舵角,鱼雷便向电压大的方向前
进。声波来自鱼雷的正前方,则左右两组线圈产生的电压
相等,电压差为零,舵角无法形成,鱼雷就一直向前行
驶。对来自上方的声音波,接收装置的上组线圈产生的电
压大于下组线圈产生的电压,输送给横舵的电压是来自上
方的,所以横舵摆动上浮舵角,使鱼雷向上航行。反之亦
然。
自导鱼雷是靠它的“大脑”来操纵掌握方向的垂直
舵。控制上浮、下潜的横舵。鱼雷自从有了音响自导系统
这般敏锐的感觉器官,在它有效的辖区里,自然所向无
敌,入侵的敌舰艇一被它发现就死路一条。
风浪中的舰炮能击中目标之谜
海军战士这一神圣的职业担负着无比坚巨的任务。他
们不仅要战胜晕船,以海为家还要在摇摆的舰艇上,稳、
准、狠地打击敌人,捍卫祖国的海防安全。炮要打得准,
首先要瞄得准。陆地火炮炮架平稳,瞄准手从瞄准具中,
比较容易对准和跟踪目标。而舰艇摇摆在狂风巨浪之中,
舰炮的炮架也不平稳。怎样打中目标呢?
原来,在舰炮的两边有两个瞄淮具,还有两个可以上
下或左右转动炮身的瞄准机。舰炮打得准不准,主要取决
于两个瞄准手,不管舰艇怎样摇摆,随时转动瞄准机,从
瞄准具中紧紧盯住敌舰,及时地发射。
在现代舰艇上,一般都装备有能够自动计算和控制舰
炮瞄准射击的仪器,这种仪器被称为舰炮射击指挥仪。射
击指挥仪由炮瞄雷达、计算机和带动火炮转动的执行机构
等组成,依靠它,舰炮就可以自动瞄准了。人们把炮瞄雷
达的天线装在舰艇的“稳定瞄准部位”上,无论狂风暴
雨,始终保持水平。
这是什么原因呢?
基本原理如下j射击指挥仪系统中有一个水平仪,它
主要由两对电动高速转子组成。一对转子的转轴与舰艉线
平行;另一对转轴指向舰艇正横(与舰艄娓线垂直)的方
向,呈水平状。当转子高速旋转时,水平仪的底座虽然跟
随舰艇摇摆,但转轴依然保持原来的水平指向不动摇。它
可以随时测出舰艇横摇和纵摇的大小。经过电信号的传
送,控制“稳定瞄准部位”保持水平稳定,一旦雷达发现
目标,不受风浪的影响,都能紧随目标,并自动跟踪瞄
准。再通过传动系统,不断地将测得的目标坐标送到射击
指挥仪的计算机上,计算机可以依据各种仪器传来的敌舰
舰向、航速和水平仪送来的摇摆角,进行摇摆修正,计算
出射击要素,并将这些要素送到执行机构。,执行机构将电
信号变成机械转动,带动火炮旋和俯仰,使火炮时刻准确
地跟踪准目标。舰炮上还有自动运弹、装填、退壳等机
械,利用这些自动化设备,从发现目标到进行反击,前后
不到半分种。这就大大地缩短了武器的准备时间,便于对
付敌人现代快速的袭击兵力的兵器。
在航空母舰上起飞降落飞机之谜 .
一艘航空母舰一般情况下载有几十架乃至上百架飞
机,这些飞机(通称舰载机)随时可以在航空母舰上起飞
降落,执行战斗任务。
人们不禁会纳闷:一般飞机起飞和降落要有长达千米
以上的飞行跑道,为什么在长度不及300米的航空母舰
上,飞机也能安然起飞、降落呢?
原来在航空母舰上,装置有一种专门用来帮助飞机起
飞和降落的设备。这就是飞机能在航空母舰上起飞和降落
的秘诀所在。
航空母舰的飞行甲板很短。现代喷气机的起飞速度一
般要求达到350千米/小时左右,舰载机在飞机甲板上依
靠自己滑行不能加速到这一起飞速度,因此必须有一种专
门的辅助动力设备,给舰载机提供达到起飞速度的动能,
并使滑行距离限制在数十米以内。这种设备,称之为“弹
射器”,它能使舰载机在几十米距离内,在最短的时间内
弹射起飞。
弹射器,一般有液压弹射器、蒸汽弹射器和内燃弹射
器三种类型。
第二次世界大战后,航空母舰上使用的弹射器,最初
是采用液压的。这种弹射器虽然操作方便,但弹射能量有
限,如弹射重11吨的舰载机,其初速度只能达到160千
米/小时左右。这种弹射器不可能弹射现代的重型、高速
舰载机。
现代的航空母舰,采用新式的蒸汽弹射器,这种弹射
器使用的是航空母舰锅炉的蒸汽,它的弹射能量大,架速
性能好,即使重型的喷气舰载机要弹射起飞,也不在话
下。
由于核动力航空母舰的出现,内燃弹射器在眨眼功
夫,即可将舰载机从静止状态弹射起飞。
舰载机在起飞之前,首先将飞机放在弹射器上,飞机
发动后,在弹射器的强力助推下,再加上80千米/小时以
上逆风航行的舰速和风速,飞机即能够以飞快的速度腾空
而起。
刚才介绍了舰载机顺利起飞的原因,接下来谈谈它又
是如何顺利降落的。
为了使高速舰载机安全降落,需要具备迅速减速的装
置。阻拦装置就是目前常用的一种减速设备。
阻拦装置,可分为阻拦索和拦机网两种。阻拦索是在
正常情况下使舰载机缩短至沿跑距离的装置。拦机网则是
舰载机处于特殊的情况下,降落时使用的应急装置。
‘阻拦索,是一种风质绳索,两端通过滑轮与固定在跑
道两侧甲板上的缓冲器相连,并布置数根。
舰载机降落时,首先放下尾钩,当尾钩挂住阻拦索
后,立即减速,滑行短短十余米,即可稳定地停住。
当舰载机因故障而尾钩放不下,或尾钩损坏等紧急状
态时,必须临时架设拦机网。拦机网是用纵横交织的尼龙
带组成,它的阻拦力大大超过阻拦索。因此迫降的飞机着
舰后,由于受拦机网的作用可迅速停住。
.舰空母舰上有了弹射器和阻拦装置等专门设备,飞机
自然就能做到顺利起飞和降落了。
飞行员在空战中如何瞄准射击
步兵用步枪射击固定目标,枪上的准星、标尺、缺口
和目标必须在同一水平上,才可能击中目标。对速度不快
的飞行目标,瞄准往往是依靠经验,适当提前一段距离,
这种瞄准射击,即使目标状态不同,但是瞄准时视线和枪
的指向是相同的。
但是,空中射击的情况要比地面复杂得多,不仅目标
在高速运动,而且射手本身也在以很快的速度运动,如果
采用和地面相同的方法进行空中瞄准射击,命中率是很低
的。
那么,空战时飞行员是怎样瞄准射击的呢?
大多数战斗机,.如歼击机、强击机、截击机等,是利
用映在飞行员座舱前面反光玻璃上的一个光环来瞄准敌机
的。光环,事实上就是一个带有中心光点的光圈。这个光
圈大小可以变化,环心和光圈可以上下左右移动。光环瞄
准敌机,就是利用光环能够套住敌机投影的反光玻璃上的
影像这个原理。当光环刚好包住敌机影像时,就算瞄准
了,只要在火炮有效射程内,按下射击电钮,炮弹准能向
敌机要害部位直射过去。
这个小小的光环,为何如此神通广大?
别看这光环小,它却反映了空中射击时的规律:空中
射击,如果直接对着敌机开炮,炮弹准要发生偏差,不可
能打中敌机。空中射击时,必须有个提前量,同时还要考
虑到炮弹在空中飞行时受地球引力等因素的影响,才能提
高命中率。这些需要修正的量,可以用一个适应的角度
(这个角度称为“综合修正角”)来表示,这个角度的大
小,随着敌机的大小、速度、距离、高度和我机使用的武
器种类的变化而变化着,这是由瞄准控制系统(有的称
“火力控制系统”)自动构成的。这个角度自动构成后,
通过专门的光学系统变成一个光环,显示在飞行员座舱前
面的反光玻璃上。光环直径的大小,取决于敌机两翼尖之
司的长度和敌我两机的距离(又叫“射击距离”)这两个
量。在确定了敌机的两翼尖的长度后,光环的大小与射击
距离的远近成正比。空战时,光环处在可以向任意方向移
动的状态下。飞机作直线飞行,光环处在反光玻璃的正中
间;飞机转弯的一霎那,光环具有稳定不变的“特征”随
着飞机一起运动。当发现敌机后,飞行员就根据光环和敌
机的反光玻璃上影像的位置关系,控制飞机,改变飞行状
态,使光环渐逼敌机影像,直至将它完全套住。这时光环
通常不在反光玻璃中央,而是有稍微的偏离;这就是说光
环环心线(即飞行员眼睛和环心的连线)已偏离炮管轴线
一个角度,这个角度就是适合当时射击条件的综合修正
角。因此在火炮有效射程内,飞行员看到光环紧紧套上敌
机时,随即按下开炮电钮,炮弹就会向敌机射去,打得敌
机空中开花,死无葬身之地。
反弹道导弹为何能摧毁洲际导弹
“有矛就有盾”, “矛”和“盾”是在相互促进中产
生和发展起来的。古代人使用大刀、长矛、弓箭等武器作
战,就有“盾”、“盔甲”之类的东西来防护。现代的武
器,机关枪、远程射炮、轰炸机、毒气等,都是矛的延
续;钢盔、水泥工事、防空掩蔽部、防毒面具,则是盾的
延续。20世纪50年代时便出现了洲际导弹,接着人们研
究了对付它的办法,反弹道导弹就是用来摧毁洲际导弹
的。
反弹道导弹是如何摧毁洲际导弹的呢?
具体说来,它具备了两个条件:一个反弹道导弹自身
载有战斗部(通常为
核弹头),只要能把
它送到离洲际导弹一
定的距离范围内(即
反弹道导弹弹头的有
效杀伤半径内爆
炸),就可以摧毁洲
际导弹;二是反弹道
导弹也必须有弹载控
制装置和地面雷达引
导,才能使它沿着准确无误的弹道飞向洲际导弹。
反弹道导弹摧毁洲际导弹并不像人们想象的那么简
单。它的简单作战程序是:当敌方发射洲际导弹后,首先
由预警系统及早发现和捕获它,并迅速把目标信息传递到
国家防御指挥中心,电子计算机随即算出洲际导弹的弹道
和弹着点,此时,反导弹系统中的目标跟踪雷达就开始作
用,不断地密切跟踪并准确无误地识别真假目标,计算机
把来自雷达的信息进行运算,估算反弹道导弹的截击点位
置,在进行火力分配后由指挥中心下达指令,发射反弹道
导弹,再由制导雷达跟踪反弹导弹,确保它沿规定的弹道
飞向目标,如发生偏差,就由地面发出指令,给予修正。
当反弹道导弹达到预定的截击点时,制导雷达就马上发出
引爆指令,使弹头爆炸而摧毁来袭的洲际导弹。由于单个
反弹道导弹的命中率不是很高,为了提高催毁效率,一般
需用2~3枚反弹道导弹同时实施截击。
然而,用反弹道导弹摧毁洲际导弹,还不是十分行之
有效的办法。因为现在洲际导弹,都装有各种能够突破或
躲避对方防御和拦截的装置。为此,人们正在探索更高水
平的反洲际导弹的方法并取得了丰硕成果,例如激光反导
弹(又称光炮)等。
“爱国者”拦截“飞毛腿”之谜
在1991年的海湾战争中,伊拉克发射“飞毛腿”导弹
袭击沙特阿拉伯对,处于待发状态的美军“爱国者”导弹
就立即起飞,以不亚于5倍音速的速度迎将上去,进行拦
截,使“飞毛腿”导弹的弹头在空中爆炸。接下来的战斗
中,类似的事件屡次发生,使“飞毛腿”导弹失去威望,
而“爱国者”导弹则因此名声大振,引起了世界各国广泛
的关注。
“爱国者”导弹是美国陆军研制的第三代全天候、全
空域地对空导弹。1972年开始工程研制,1973年发射试验
成功,1982年批量生产,1985年装备部队。该导弹在严重
电子干扰环境中,能同时对付多个目标,威力无边。为什
么“爱国者”导弹具有如此的特殊性能和设备呢?
(1)“爱国者”导弹装备了多功能相互控阵雷达,能同
时担负搜索、识别、跟踪、照摄目标、制导导弹和电子对
抗等坚巨的任务,能对比较大的空域里的100个目标进行
搜索、监视、可同时跟踪8个目标,并向5枚导弹发送指
令,制导3枚导弹,拦截3个目标。它捕捉目标的过程之
短,准确之高,而且作用距离之远,超乎人们想象。一般
空中的目标很难从它的眼皮底下溜走。所以发射“飞毛
腿”导弹也难逃此劫。此外,还有太空的侦察卫星和空中.
的预警机传送情报,都能迅速地捕捉目标,进行拦截。
(2)“爱国者”导弹采用高能固体燃料火箭发动机,飞
行速度快,而且武器设备先进,攻击范围广泛,作战能力
异常强大。它最大飞行速度高达5—6倍音速,除前苏联
“苏姆lO”导弹和“萨姆12”能与它相提并论外,地空导
弹都无法与它比拟。最大作战半径80~100千米,最小3
千米;作战高度最高达2.4万米,最低300米;武器系统
装有烈性炸药或核炸药,杀伤半径20米,具有高空、中
空、低空和远程、中程、近程的攻击能力。因此, “飞毛
腿”导弹一旦被发现,就逃不出“爱国者”导弹的追击。
(3)是“爱国者”导弹发射装置由柴油发电机、发射架
电子装置和发射筒组成,发射架可装4枚箱式待发导弹,
发射架的方位可转180度(±90度),作战时升高38
度。发射系统自动化程度高、反应敏锐。作战时,它的每
台发射车都可以由指挥车通过无线电遥控发射,捕捉到目
标后,导弹在很短的时问内就能发射出去,直奔目标,发
挥其拦截作用。
(4)“爱国者”导弹采用复合制导的方式,制导精度
高,抗干扰能力强。导弹发射后,初段按预编程度飞行,
中段按雷达的指令进行,最后会根据目标反射的雷达波自
动搜索目标,并能准确无误地测量导弹与目标间的相对角
偏差,传递给地面雷达,经过处理后,形成控制指令,传
送给导弹,控制导弹飞向目标。因此遇到干扰也不会防碍
它的命中工作。
从海湾战争后的情况看, “爱国者”导弹有可能成为
西方世界标准的中、远程对空导弹系统。金无足赤,这种
导弹也有它致命的弱点,指挥站一旦发生异常,整个系统
就会完全崩溃,一陷于瘫痪。
激光能够击毁目标之谜
激光技术进入军事领域是在20世纪60年代末期。这
一军用技术的应用分为两大类,第一类是用激光直接摧毁
目标,如激光武器;第二类是用激光提高现代武器威力,
创新军事装备,如激光测距、激光制导、激光雷达、激光
通信等。激光作为军事武器,有很多其它普通武器无法比
拟的优点。首先,它可以用光速传播,每秒30千米。任何
武器都达不到这样高的速度。它一旦瞄准,几乎不费吹灰
之力就击中目标,用不着考虑提前量。更重要的是,它可
以在极小的面积上、在很短的时间里集中超过核武器100
万倍的能量,还能很灵活地改变方向,不会形成任何放射
性污染。
激光武器分为三类:(1)致盲型。如机载致盲武器,就
属于这一类。(2)近距离战术型,主要用途是击落导弹和飞
机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验,
利用的就是这类武器。(3)远距离战略型。这一类的研制十
分复杂,但一旦成功,使用价值也很巨大,它可以反卫
星、反洲际弹道导弹,成为最高水平的防御武器。
激光是如何击毁目标的呢?科学家们推测有两个方
面:一是穿孔,即高功率密度的激光束使靶材表面迅速熔
化,进而汽化蒸发。汽化物质向外喷射,反冲力形成冲击
波,在靶材上穿一个孔。所谓层裂,即靶材表面吸收激光
能量后,原子被电离,形成等离子体“云”, “云”向外
膨胀喷射形成应力波向深处扩散。应力波的反射使靶材被
拉断,形成“层裂”破坏。另外,等离子体“云”还能辐
射红外线、x光。破坏目标结构和电子元件。
激光武器作用的面积不大,但直击要害可造成目标的
毁灭性破坏。这和势不可挡的核武器相比,完全是两种风
格。
1975年,前苏联军队用陆基激光武器试验“反卫
星”,眨眼之间使两颗美国飞抵西伯利亚上空监视苏联导
弹发射井的侦察卫星失去了方向。这是有记载的首次试用
成功的典范。
1976年,美军使用LTVP一7型坦克左激光炮防空,数
秒之内即击毁两架有翼靶机和直升机靶机。
1977年夏,官方声称,美国一个高能激光器首次摧毁
一个飞行中的导弹目标。
1982年秋,美国使用强激光成功地摧毁了“陶式”地
对地中程导弹。
1985年8月6日,美国航天飞机“挑战者”在成功完
成了大气上层边缘带电气体试验以及从高空对地面发射电
子束试验后,结束了前后不到9天的太空飞行,返回地
面。6月24日,美国航天飞机“发现”号结束为期7天的
第五次太空飞行。飞行过程中,完成了激光反射试验第三
项坚巨的任务。
1989年2月23日,美海军在新墨西哥州怀特桑兹导
弹靶场,有代号叫“米拉克尔”的中红外高能化学激光
器,首次成功地拦截和击毁一枚快速低飞的巡航导弹。当
该弹飞过这个靶场上空时,在其头锥处猝发了一瞬窄光,
导弹随即失控而坠毁。这表明将来的军舰上也可装备这种
防御武器系统。
美空军还曾研制过一种中协率激光器,可在几千米距
离内摧毁飞机、导弹上的探测系统。
军用激光器真可谓神通广大,它们必将在今后的战场
中充当主角。
在导弹激光制导中,工作人员直接将激光束对准已发
射出去的导弹,通过不断调整激光束方向将导弹导引到所
要攻击的目标上。激光信号经过编码可用数个指示器分别
控制数枚导弹攻击各自的目标,还要可以对来自一个或多
个方向相继发射出来的导弹进行制导。
激光制导武器应用于战争是以1972年美国在越南战场
上第一次投下激光制导炸弹揭开序幕的。当时,美国飞机
用20枚激光制导炸弹,摧毁了17座桥梁,取得出乎意料
的战果。随后在近20年中,在中东战争、马岛战争、贝卡
战争和海湾战争中都普遍投入使用,并发挥了积极作用。
用很窄的激光波束对某一地区或空域进行扫描,并得
出雷达图,这就是所谓的激光雷达。
激光雷达作为军用探测器具有广阔的发展前景。近些
年来,随着有关器件和技术的迅速发展,激光雷达在近距
离、高精度和成像方面取得了突飞猛进的进展,作为一种
测距的高级形式,它主要的优点在于测量精度极高,能达
l厘米,比微波系统要高100倍。当前,国外军事部门实
施多种实验计划。例如,用于航空电子设备光控系统的
“多功能红外相干光探测器”;用于为直升机提供导航、
地形跟踪、武器投掷等用途的“激光障碍和地形回避警告
系统”;用于坦克主炮控制射击的“红外监视目标截获、
坦克识别、定位和交战系统”;用于验证激光雷达对目标
探测、成像和分类能力的“红外机载激光雷达”等等。真
是举不胜举。
激光被用于战场通信。战争中,通信至关重要。命令
的下达,军队的集结,进攻的发动……大到各军兵种的配
合、协调,小到分队与分队、士兵与士兵之间的联络,全
都依赖通信。最早的通信通过人马飞跑传递,举灯燃火为
号,以后的通信是有线电话、无线电报、步话机等等。而
激光通信,抗干扰,不易拦截,可以沟通空中、地面和水
下,会在海底、地面、大气空间和外层空间,构成一整套
“立体”交叉激光通信网。
激光还被用来模拟、报警以及激光对抗。激光模拟器
可以模拟炮弹、火箭或导弹的发射,进行人员实战演习培
训,评定射击结果。还可传递敌我双方坦克交战结果的重
要情报。一般采用半导体激光器,可正确确定目标和模拟
炮弹的三维坐标并可向目标发送射击结果。近几年,我军
进行的激光红外军事演习训练,已经普遍采用激光技术,
并取得了可喜的成绩。
水中潜艇消灭敌人之谜
从水下隐蔽地击毁敌方的舰艇一直以来是人们可望而
不可及的事。直到18世纪30年代,世界上制成了第一艘
潜艇。当时由于性能上的不够完美,还不能用于海战。到
了20世纪初,才出现了设备比较完善的潜艇。那时各国海
军都迷信巨型炮舰,潜艇仅仅作为岸上防御的兵器。
1914年,有一艘潜艇在75分钟之内,用鱼雷击沉了3
艘装甲巡洋舰,显示了潜艇作战的威力,从而名声大振。
可是在旧中国,由于各
种原因,广阔的领海上
没有我们自己的潜艇。
新中国成立以后,
由于国家领导人对海军
建设的重视,一艘艘国
产潜艇,像钢铁的骏
马,奔驰在祖国的万里
海疆,又似蛟龙,潜游
在寂静的海里,组成一
道道水下钢铁长城,捍
卫我国的海防安全。
潜艇在水下如何消
灭敌舰艇呢?
广阔的海洋,望不到头,战舰漂浮在海面上,很容易
被敌舰艇发现,难以达到神不知鬼不觉,攻击敌舰艇的目
的。潜艇不仅能长时间隐蔽在水下进行战斗活动,而且装
有威力无比的鱼雷、水雷或导弹武器,这样就能充分地发
挥它的攻击和防御能力。
潜艇主要采用鱼雷武器攻击敌舰艇。当海面视距较好,或
者敌人对潜艇警戒较疏忽时,要把潜望镜或雷达天线升出
水面,观测敌舰艇动态。如果海面视距不好,或者敌人对
潜艇警戒十分严密时,潜艇为了隐蔽自己,通常用声纳来
监测敌舰艇的动态,接着用射击指挥仪器,自动地计算出
敌舰艇运动和鱼雷射击要素,以及潜艇机动的航向与航
速,当潜艇接近敌舰艇到达有效射程距离,处于优势位置
时,指挥员把气门一按,鱼雷便随着强烈的气流,冲出鱼
雷发射管,奔向敌舰。第二次世界大战中,各国被潜艇击
沉的舰船总数达4210多艘。
如果潜艇不携带鱼雷,可以在每个鱼雷发射管内装l~
2个沉底水雷或漂雷,同样可以采用高压气体将水雷发射
出管。水雷沉人海底或顺着潮势漂向敌人的港口,击毁敌
舰艇。第一次世界大战时期,潜艇布放水雷炸沉的运输舰
船有200多艘、战斗舰艇30多艘和大量的辅助船只。
随着火箭武器的制造水平不断提高,飞航式导弹和弹
道导弹逐渐装备在潜艇中,这样一来,潜艇既能在水面发
射飞航式导弹,又能在水下隐蔽发射弹道导弹,击毁敌人
的大型舰船或消灭岸上的重要目标。
原子弹摧毁城市之谜
光从个头上看,原子弹和其它普通炸弹没什么区别。
如美国第一颗原子弹弹长仅有3.05米,弹径只有0.71
米,弹重4082千克,而爆炸威力却有2万吨梯恩梯当量,
倾刻间足以将广岛、长崎那样的大城市爆成一片废墟。我
国一位旅日侨胞在五六十年前目睹了第一颗原子弹在日本
广岛爆炸的情景。他描述道:
“1945年8月6日上午,我正在拉着黑红布窗帘的试
验室做x光照相试验。8时15分左右,忽然一道白光掠
过,我一怔,以为电线保险丝发生故障,正准备去看,只
听‘轰隆’一声震耳欲聋,我本能地卧倒在地板上。当我
爬起一看,满屋尘土一片漆黑,走廊里传出日本人的叫嚷
声,我在烟尘弥漫中摸着走出室外,进了防空洞。原来晴
空万里天,现在突然变成淡黄色。静下来四周一望,防空
洞内不少人都受伤了,我走出防空洞,想回住处敷药。一
路上房倒屋塌,颓垣断壁.,许多地方起了浓烟,成群成群
的人受伤,甚至惨死街头。无数人在瓦砾中呻吟。曾是几
十万人的熙熙攘攘的广岛,倾刻问满目凄凉,一片废
墟。”
这就是那个绰号“小男孩”的原子弹带来的灾难。人
员死伤20多万,近6万所房屋被摧毁,大约12平方千米
的土地被波及。原子弹为什么有这么大的威力呢?这首先
要从它的构造材料和杀伤因素说起。
原子弹是利用铀一235或钚一239为核原料。这类重原子
核在中子轰击下,会分裂成两个中等质量数的核(称裂变
碎片),同时放出2~3个中子和约180兆电子伏能量的核
能,.放出的中子,‘有的损耗,有的继续引起重核裂变。当
引起下一个裂变的中子为两个时,则在不到百万分之一秒
内,就可以使1000克铀一_235或钚一_239内的约2.5×10(24上标)
个原子核发生裂变,并释放出1.75吨梯恩梯当量的能量。
另外,在裂变碎片过程中,还会陆续释放2000吨梯恩梯当_
量的能量。因此1千克的铀一235或钚一_239完全裂变可释放
近2万吨当量的能量,所以威力无比。原子弹有四种杀伤
因素,既有快如闪电、比太阳光还亮的光辐射,又有根深
蒂固的长期放射性污染。这些杀伤因素差不多同时作用于
一霎那,但事后仍留下放射性污染,使包括灭火、抢修在
内的救援工作难以进行。举冲击波为例,看其杀伤威力之
大: .
势不可挡的冲击波,所到之处,席卷万物。建筑物倾
刻间化为乌有,砂子、砖瓦横飞,遭到毁坏的电器、灶
火、煤气管道发生火灾。室内各种家具、用品,特别是玻
璃制品,在冲击波作用下,向四周横飞,屡屡伤人。据专
家估计,在核武器袭击下。会有成千上万的人员伤亡在类
似这种间接产生的杀伤因素之下。
至于光辐射带来的大火,其造成的破坏也是骇人听闻
的。曾有人预测广岛原子弹爆炸,靠爆心的地面,固体物
质被加热到3000~4000~,哪怕是在距爆心1.1千米远的
地方,温度也不止160%:。核爆炸既可造成直接烧伤(灼
热的空气还能灼伤呼吸道),也可造成间接烧伤,广岛核
爆后24小时内死亡人员中,2/3死于烧伤。更不要说建
筑物的毁坏程度了。
小小原子弹居然有如此大的威力。一旦使其变成杀伤
武器,它给地球带来的创是无法弥补的。
人造卫星的发射为何要顺着地球自转方向
.我们有一句话叫做“逆水行舟”,表示凡事有困难,
要用力去克服;还有一句话叫做“顺水推舟”,意思和前
一句恰好相反。一样是舟,一个逆水,一个顺水,人们所
花的力量却大相径庭。
发射人造卫星之所以要顺着地球自转的方向,道理正
跟顺水行舟一样,就是要借一股外力,这股外力不是别
的,正是地球自转的速度。
地球由西向东自转,这是众所周知的,可是究竟速度
如何又是借助什么力量呢?地球自转的线速越慢,越接近
赤道;线速度越快,
越接近极点。这就跟
唱片在留声机上转动
一个道理,同样转一
周,外圈跑的路长,
里圈跑的路短。在南
北极的中心点上,速
度接近为0,可是在
赤道上,线速度居然
快到每秒465米。所
以只要不是在两极的
中心点上,在地球的
何处,都有不同程度
的外力可以借助。
发射人造卫星和宇宙飞船,当然首先要依靠火箭本身
的推力,可是如果火箭在赤道上发射,那么因为有465米
速度的外力可借,火箭的推力稍微小一点点,但完全可以
忽略不计。纬度越高,能借的外力则越小。
因此,发射人造卫星,一般都要借用地球自转的这一
股力。当然,如果发射火箭的推力已经足够大时,就无须
要借用地球自转的外力了,人们尽可以随意向任何一个方
向发射,这完全另当别论了。
澳星发射与火箭“刹车"技术
“新华社西安3月22日电,我国卫星发射探测系统部
驻澳星发射现场发言人在此公布,澳大利亚通讯卫星在今
晚6时40分发射时,因运载火箭点火后,一级发动机推力
反常,实施紧急关机。其原因正在调查之中。目前,卫
星、运载火箭和发射设施均完好。”
这则来自新华社短短百余字的电讯稿引起了海内外各
界人士的极大关注。这次澳星发射尽管以失败告终。但
是,人们对“长征一2号E”火箭点火异常后,居然能在很
短的时问内及时“刹车”叹服不已。
此次澳星发射点火时,一级箭体的一强发动机在工作
数秒后,突然自行关闭,导致火箭推力异常。据现场录像
看,火箭点火后曾向上“轻微”弹起。后经检查表明,火
箭的一个支撑脚发生偏移,极有可能造成火箭倾倒。
事故发生后,火箭工程技术人员经过近一个月的认真
检查分析,确认故障原因在于助推发动机点火后,一、三
助推器发机氧化剂副系统断流活门电爆管误爆,致使一、
三助推器发机关机。而电爆管误爆,是由于点火控制电路
中的程序配电器的一个控制接点上有微量铝质多余物引起
的。接点闭合后,产生高温引起接点闭合,引起爆燃,使
上述电爆管误爆。倘若不是火箭的安全保障系统及时“刹
车”,那么运载火箭还差几吨推力就会起飞,造成的巨大
损失不敢想象。
世界上能够用火箭发射卫星的国家廖廖可数,各国都
有自己的“刹车”绝招。大致上有两种:一种是程序控制
式,一种是抓持式。程序控制式的原理基本如下:所有火
箭上的发动机从点火到额定起飞时均需要一定时间,如果
到了这一时间,而火箭未起飞则表明火箭推力出现故障。
于是,人们可以在程序中设定一段延时,如果延时过后,
火箭仍未升空,则立即关闭所有发动机。抓持式的原理
是:用一些巨形“机械爪”将待发射的火箭抓住,然后进
行点火,当检测到火箭推力正常后,再松开“机械爪”使
火箭升空,如果此时发现火箭推力异常则可从容不迫地关
闭所有发动机。我国采用的是程序控制式,西方一些国家
采用的是抓持式。
采用程序控制式的困难在于:(1)程序中的延时很难确
定;(2)火箭在延时中就可能由于其各发动机之间的不平衡
推力所产生的力矩作用而发生倾覆。
采用抓持式,虽然可以避免程序控制式的弊端,但是
“机械爪”之间的同步问题也无法避免。打个比方,当其
它“机械爪”因出现故障而按兵未动,那么火箭倾角马上
会发生变化,甚至会导致箭体爆炸。
我国这次火箭“刹车l”技术首次使用成功,使我国耗
费了巨额资金建成的火箭、卫星及发射台幸免一难,为我
国的科技建设立下了汗马功劳。正如海外的一篇专稿中描
述的那样:
“长征火箭发射澳星上天失败,但无意间向国际航天
界透露了中国航天技术的一项‘秘方’——火箭刹掣技
术。”
希特勒入侵中南美洲说明地图之谜
二战初期,法西斯德国气势汹汹,所向披靡,大有踏
平欧洲之势。荷兰、比利时等小国一个接一个地被它踏在
脚下,强在的法兰西也未能逃脱覆灭的厄运。随后,希特
勒调集了2000多架飞机,对英吉利海峡北岸的英国狂轰滥
炸,同时准备实行“海狮行动”计划,越海入侵英国,
“日不落帝国”一时间岌岌可危。然而,大西洋彼岸的美
国,孤立主义大行其道,到处是一片歌舞升平气氛。尽管
英国一再吁求美国救援,尽管高瞻远瞩的罗斯福总统数度
提出援助英国的提案,但美国国会对此一概持否定态度。
形势实在逼人1
1941年10月27日,是美国海军节。在庆祝宴会上,
罗斯福总统突然当众宣布:美国情报部门刚刚获得了一幅
希特勒政府绘制的附有说明的中南美洲地图。该图明确地
将中南美洲14个国家的疆界重新划分,如把阿根廷和巴西
的领土都扩大,把委内瑞拉、哥伦比亚和巴拿马合并成一
个受德国控制的“新西班牙”国家,把与美国利害攸关的
巴拿马运河以至整个中南美洲,都归人德国的势力范围。
这份地图十分清楚地说明,纳粹的刺刀即将伸向美国的后
院,其飞机将可以随时飞临美国南部各州的上空,一美国自
身的安全将失去保障。
这一消息公布后,美国朝野上下群情激奋,舆论大
哗,孤立主义一时成为众目所指。在这种情况下。在11月
初,美国国会参众两院废除了1935年通过的《中立法
案》,授权罗斯福总统在北大西洋对德国潜艇采取公开的
战争行动,为美国的运输船队护航。这大大了减轻了英国
的负担,为英国及欧洲的抗战可谓打了强心针。
多年来,谁也没有怀疑过这幅地图的真实性。60年代
时,两位美国历史学家在查阅英国情报机关的档案时发
现,地图竟是英国情报机关在丘吉尔的授意下绘制的。如
此一来,新的疑团又产生了:罗斯福总统当时知道这幅地
图的真相吗?他是真地相信实有其事,还是与丘吉尔达成
默契,佯装相信以实现更积极地援助反法西斯事业的目的
呢?由于当时的许多档案尚未公布,许多知情人士在撰写
有关回忆录时三缄其口,这仍是一个谜。