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军事智慧与谋略(世界军事之旅)2

1.智能化的作战平台

军用机器人的实质就是作战武器平台的全自动化。军用机器人装有很多传感器,能够识别作业环境,能够根据接受的信息进行自主决策,具有人类大脑的部分功能,而且动作灵活,是人工智能技术发展的高级产物。

军用智能机器人的“生理”结构更加像人,它体中的智能计算机是“大脑”,各类传感器是“眼”、“鼻”、“耳”,执行任务的器件则是“手”、“脚”,电路网路则是“血管”。智能化的军用机器人对自身各种信息,能仿效人类大脑,对获取的信息进行处理、积累和传递,从而确定自身的行动方案。它们能够像人一样,在复杂地形上自动选择运动姿势;能够自动感觉环境,并对传感器获取的数据进行解释,从而自动做出决定、规划任务和控制动作;能够通过专家系统来评价每一步思维的正确性。

从形状来看,军用机器人形态有很多种,有的看起来像人,有的看起来像狗或者其他动物。军用机器人可以是一个武器,如扫雷机器人、无人侦察机等;也可以是武器装备上的一个装置,如新式坦克的自动装弹机、武器装备的自动故障诊断和排除系统等。军用机器人,可以说是“超人”,它们能不吃不喝地长期工作,永远不知道疲劳,而且忠于职守、任劳任怨,尤其是有的军用机器人还能感觉到放射性物质,这是人类所不能的。因而军用机器人经常被用于完成一些常人难以胜任的军事任务。

智能技术也被应用于智能武器作战平台的弹药上,使弹药也实现了智能化。发射弹药不用瞄准,发射后不用管,炸弹从烟囱口钻入室内攻击敌人不再是神话。对智能弹药的袭击也防不胜防,因为智能弹药能全天候、全时辰、全方位冷不防地袭击你。

2.智能化的指挥控制系统

人工智能技术的深入发展,也导致了军事指挥控制系统智能化。

未来的指挥控制系统能够自动收集战场情况,对情报信息自动进行处理、分析、判断,并且将有用的信息第一时间上报指挥中心,通报有关部队;也可以直接把有用信息输入作战武器系统;也可以同时完成上述所有工作。根据战场情况,能够及时提出多种预案,供指挥员参考。指挥员下定决心后,能够自动地准确下达命令给战场的相关作战单元。

智能化的指挥控制系统还能够进行各种作战模拟,把敌我双方对抗时可能遇到的所有因素,包括地形、人数、天气、武器性能等因素,事先编入计算机程序,用计算机语言描述战斗程序,然后用计算机进行处理。计算机在很短的时间内就能把作战情景模拟出来,而且可以预测结果,实现了“先算后胜”。作战模拟产生的数据和结果可以作为指挥者决策的依据。

3.未来战场的智能较量

智能化武器和智能化指挥控制系统的广泛应用,必然导致智能化的较量。随着智能技术在军事领域的广泛应用,人工智能对抗将是未来战场的主要作战样式。

由于智能化武器和智能化指挥控制系统的核心设备是计算机网络,智能较量也主要体现在计算机网络的攻防对抗上。利用各种手段,对敌方计算机系统进行攻击,并保持己方计算机系统的有效工作,这是智能的直接碰撞。未来计算机网络对抗的方式分为计算机网络干扰和计算机网络摧毁。计算机网络干扰是利用专用计算机干扰设备,对敌方计算机系统实施破坏、瘫痪、扰乱等活动。计算机网络摧毁,是利用智能化武器装备对计算机网络辐射出电磁波信号,摧毁和杀伤计算机网络系统中的各种设施。

精确制导技术

“精确”就是十分准确,即命中精度很高,通常指直接命中率大于50%。“制导”就是对导弹或精确制导弹药进行引导和控制,调整其运动轨迹(如飞行方向、姿势、高度和速度),直至以允许误差命中目标。精确制导技术是精确制导武器的基础,是打赢未来战争所依赖的一项关键技术。按照制导信息的来源,精确制导技术可分为自主制导技术、寻的制导技术、遥控制导技术等。

制导系统主要由导引系统和控制系统两部分组成。导引系统一般包括探测设备和计算机变换设备,其功能是测量导弹和制导弹药与目标的相对位置和速度,计算出实际飞行弹道与理论弹道的偏差,给出消除偏差的指令。控制系统则是由敏感设备、综合设备、放大变换设备和执行机构(伺服机构)组成。其功能是根据导引系统给出的制导指令和导弹、制导弹药的姿态参数形成综合控制信号,再由执行机构调整控制导弹、制导弹药的运动或姿态直至命中目标。目前,人们根据不同的信息源研制出了许多不同制导方式,概括起来主要有六种。

一、自主制导技术

自主制导就是导弹自己控制自己,在飞行中不依赖于制导控制站,由安装在导弹中的制导装置,按照预先输入的程序控制其飞行轨迹,保证导弹命中目标。自主制导主要用于弹道导弹和巡航导弹,攻击固定目标。自主制导的特点是,把飞行轨迹和目标信息直接输入到导弹体内的计算机装嚣中,发射后不与目标和制导控制站发生联系,因而具有很好的抗干扰能力和隐蔽性。但是也有一定的缺点,主要是发射后无法改变轨道,打击精度随飞行时间的增加而降低。自主制导技术分为惯性制导技术、地形匹配制导技术、卫星定位制导技术。

1.惯性制导技术

导弹身上安装有非常灵敏的惯性元件,这种元件能够测量导弹的运动参数,参数源源不断地被输入到导弹中的导航计算机中,经过导航计算机运算得出导弹的位置信息,即弹体速度信息、飞行方向信息、弹体姿态信息。这些信息不断地与发射前输入的弹道数据相比较,如果有误差,导航计算机就会自动调整参数,并发送指令给导弹的执行机构,来调整导弹的飞行路线,使导弹的飞行轨迹始终与预先输入的弹道数据相一致,从而保证导弹准确地飞向目标。

2.地形匹配制导技术

巡航导弹多采用这种制导方式。采用地形匹配制导时,必须在导弹发射前,通过卫星或者侦察飞机,侦察出导弹计划飞行路线的地形地貌,并绘制出体现地形高度变化的数字地图,数字地图会被输入到导弹中的制导计算机内,作为匹配的基准。导弹发射后,按照惯性飞行,每当飞到匹配区(地形变化区)上空时,导弹上的雷达高度表和气压高度表同时工作,测出该地区的地形高度,并输入到导弹上的计算机内,计算机把实际测到的数据与预先输入的位置信息相比较,如果有差距,制导计算机就会发出纠正指令,使导弹朝着计划的飞行路线航行。经过几次在匹配区的修正,使导弹最终命中目标。地形匹配制导与惯性制导配合,可大大减小惯性制导的误差,这样导弹就会像长着眼睛似的迂回起伏,准确地飞向预定目标。

3.卫星定位制导

卫星定位制导,也称“GPS”制导。“GPS”制导的原理是:制导武器(如巡航导弹)上的GPS接收机,接收到定位卫星发射的导航信号,导弹上的制导计算机根据卫星的位置及时侦查信息,计算出导弹的空间位置,并与预先制定好的位置信息比较,从而形成制导指令,控制导弹准确飞向目标。这种制导方式的优点是,全天候全天时工作,而且导弹上的制导设备相对简便。

二、寻的制导技术

寻的制导,就是依靠导弹身上的信号接收设备,接收敌方目标辐射或反射的能量(如红外辐射、光辐射、无线电波、声波等),来确定目标位置或运动特性。自动控制导弹准确飞向目标。“寻的”就是寻找目标的意思。

具体讲,寻的制导就是借助安装在导弹头部的导引头接收目标辐射或反辐射的电磁波来测定出目标的空间坐标,然后由制导计算机向导弹的执行机构发出指令,控制导弹飞向并命中目标的一种制导方式。

寻的制导的导弹具有自动探测、跟踪、瞄准和拦截目标的能力。按照导弹头部接收信号的导引头所敏感的目标的物理特性,寻的制导分为雷达寻的、红外寻的、激光寻的等多种类型。另外,根据导引头所敏感的目标辐射源的位置,寻的制导又可分为主动寻的制导、半自动寻的制导和被动寻的制导。寻的制导的最大特点是精度非常高,但是它的作用距离比较近,识别敌我能力比较差。

1.主动寻的制导技术

采用主动寻的制导技术的导弹在作战时,首先由导弹头部的导引头向打击目标发射信号(雷达、红外线、激光等),然后导引头再接收来自目标的反射信号,反射信号经过制导计算机处理后,就形成了制导指令,从而控制导弹准确的飞向目标。法国的SA—90地空导弹和美国的“不死鸟”空空导弹就是采用雷达主动的制导方式。

2.半自动寻的制导技术

半自动寻的制导与主动寻的制导的主要不同是,向打击目标进行的信号发射来自发射站,而不是来自导弹本身的导引头。半自动寻的制导的过程是这样的:首先由导弹外的平台向打击目标发射信号,导弹上的导引头就会接收来自目标的反射信号,其他工作流程与主动寻的制导相同。

3.被动寻的制导技术

该技术不必向目标发射任何信号,导弹上的导引头接收来自打击目标自身辐射的微弱信号,经过放大处理后形成制导指令,控制导弹飞向目标,导弹依靠感受目标自身的能量(比如飞机发动机的热辐射),自动跟踪并攻击目标。美国的“响尾蛇”空对空导弹,就是采用被动红外寻的制导方式,而“哈姆”反雷达导弹则是属于被动雷达寻的制导。

三、遥控制导技术

遥控制导技术与寻的制导的不同在于,导弹的导引头安装在导弹之外,即与导弹分离。遥控制导技术,从字面理解,就是作战人员用一种“遥控器”来控制导弹飞行轨迹的制导方法。这种“遥控器”就是设立在地面、海上或者飞机上的一个指令站。指令站是专门向导弹发送命令的控制站,指令站可以测定打击目标和导弹的相对位置,然后向导弹发出向目标方向飞行的命令。当目标位置发生改变时,指令站会重新向导弹发出命令,保证导弹准确飞向目标。

遥控制导方式适合攻击运动目标,在地空导弹、空地导弹、空空导弹、反坦克导弹上使用较多。这种制导技术,必须在导弹外建立指令(制导)站,特点是导弹受制于指令站,弹道随打击目标的运动而改变,适合攻击运动中的打击目标。指令站能够同时跟踪打击目标和导弹,经测量处理后适时向导弹发出命令。导弹上的接收器接收到命令后,经过导弹计算机解码,然后导弹按照制导站的命令飞向目标。比如目视瞄准、手控有线遥控制导:在导弹发射后,操控人员通过瞄准镜,时时观察目标和导弹的相对位置,并不断地操纵控制盒,把控制命令通过导线传送给导弹(导弹是通过导线与控制盒相连的),导弹接收器以收到的制导命令为依据,操纵执行机构改变导弹的飞行轨道,使其飞向目标。

控制站(制导站)可设于地面、海上或空中,其主要功能是:跟踪目标和导弹,测量它们的运动参数,形成制导命令或控制导引波。遥控制导系统主要由跟踪测量装置、制导命令计算机装置、遥控传输装置和控制执行装置4个部分组成。遥控制导的优点是设备简单,在一定范围之内可获得较高的制导精度;缺点是精度随射程增加而降低,比较容易受干扰,作用距离近。

航天技术

古希腊时,有一个荒淫的克里特国王,囚禁了建筑师代达罗斯和他的儿子爱琴。建筑师用石蜡制作成一对翅膀,由儿子操控,建筑师和儿子一起飞出了克里斯特岛。建筑师的儿子展翅高飞,结果飞得离太阳太近,石蜡制成的翅膀被太阳融化,不幸落入大海。后人为了纪念他,把他葬身的大海取名爱琴海。可见,造访太空是人类的千古梦想。如今在航天技术的帮助下,人类制造出了各种航天器,如宇宙飞船、航天飞机等,遨游太空的梦想终于成为现实。目前,世界各国共发射各类航天器数千个,其中军用卫星占70%以上。这大大提高了现代军队的组织指挥能力,而且开辟了太空战场。航天技术对赢得未来战争的胜利至关重要,以致很多军事家断言:谁想控制地球,谁就得控制太空。

一、航天技术的三大领域

在未来战争中,航天技术是争夺外层空间的综合性技术。航天技术主要有三大研究领域:运载火箭技术领域、航天器技术领域和跟踪测控技术领域。这三大技术研究领域构成了航天技术的基础。

1.运载火箭技术领域

运载火箭是航天器升空的运输工具,它的作用是把各类航天器、武器和物资等运送到太空。运载火箭一般由2级到4级火箭组成,最下面的一级称为第一级,最上面一级称为末级。运载火箭的总重量可达数百吨,高度达数十米。火箭的燃料一般是具有很高燃烧值的液态氢燃料,发动机的推动力达数百吨乃至数千吨。运载火箭每一级都有自己的箭体结构和动力装置,控制系统则通常为几级共用。航天器被放在末级火箭的前端。早期的运载火箭大多由弹道导弹改造而成,后来为了适应不同航天发射任务的需要,专门研制了系列化的运载火箭。目前的运载火箭需要专门的发射场发射,比如我们国家的酒泉、西昌等火箭发射场。运载火箭只能使用一次,成本很高。未来运载火箭技术要向可返回地面、能重复使用的方向发展。

2.航天器技术领域

航天器是指在大气层以外的空间飞行的一种飞行器,用以执行探索、开发等任务。世界上第一个航天器是苏联在1957年10月4日发射的“人造地球卫星1号”。到2002年底,世界各国共发射了近5000个航天器,其中军用航天器占三分之二。大量军用航天器的使用以及太空武器的研制成功,使“天军”的建立成为可能,也催生了“太空战”的产生,这必然给军事领域带来重大影响。航天器分为无人航天器和载人航天器。

(1)无人航天器包括人造地球卫星、空间平台和空间探测器

人造地球卫星是指在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器,是人类目前发射数量最多、用途最广的一种航天器,发射数量占航天器发射总数的90%以上。卫星中的很大一部分是军用或者军民两用的。军用卫星分为军事侦察卫星、军事气象卫星、军事导航卫星、军事测绘卫星、军事通信卫星以及“反卫星”卫星等。军用卫星的大量使用给现代战争带来了巨大的影响。在未来战争中,军用卫星可作为一种发射平台,与激光武器、定向能武器等新式武器一起构成“天战”的武器装备系统,成为争夺太空的主要武器。

空间平台是无人航天器的新品种,它可以在轨道上进行维修、更换仪器,还可以加注燃料、补给消耗品,并且能够收回。空间平台的出现可以大大减少卫星的发射成本。

空间探测器按照探测的目标可分为:月球探测器和星际探测器。美国1972年发射的“先驱者”10号探测器,已经在1986年10月越过冥王星的轨道,成为飞出太阳系的第一颗航天器。空间探测技术对于发现潜在的敌方军事目标具有重要的意义。

(2)载人航天器,按照功能分为载人飞船、空间站和航天飞机

载人飞船是活动于外层空间的一种运载工具。2008年9月我国发射的“神州七号”飞船就是载人飞船,“神州七号”飞船里承载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员。载人飞船一般由航天员座舱、轨道舱、服务舱、气闸舱和对接机构等部分组成,能够保障航天员在太空执行航天任务,并能使航天员乘坐的座舱返回地面。载人飞船除了用作太空实验平台外,还可以作为航天运输平台和武器平台。

空间站是长时间在太空运行的飞行器,在太空逗留时间可长达数十年之久。空间站就像人类在太空建立的实验室和工作站,具备供航天员实验、生产、生活的设备条件。空间站可以与航天飞机或载人飞船对接,使航天飞机和飞船能把物资运送到空间站,从而保证航天员可以长年累月地生活在太空站里。空间站,使航天活动由太空探索转向太空的利用开发,也可以作为安放太空武器的军事基地。

3.跟踪测控技术领域

该技术领域主要研究如何跟踪测量航天器的飞行状态,并控制航天器的运行和工作状态。对航天器的跟踪和测控任务由航天测控中心和若干航天测控站或测控船组成的测控网完成。如我国的“神州七号”从发射升空到进入轨道运行再到降落,都是由酒泉卫星测控中心和西昌卫星测控中心以及多只在大海中游动的测量船共同完成的。测控网通过对航天器跟踪测量、监视、检测和控制航天器上各种设备的工作状态,接收来自航天器的通信信号,与航天员进行通信联络,从而保证航天器按照预定的方式飞行、工作和着陆。

二、航天技术在军事领域的应用

1960年,美国首次成功回收世界上第一颗军事卫星“发现者13号”侦察卫星,标志着军事航天的开始。随着军事航天技术的快速发展,其应用领域也越来越广泛,在未来战场上,军事航天技术一定会大大改变战争的面貌。军事航天技术将在以下几个方面大显身手:

1.太空监视

太空监视是指利用航天器上的侦察探视设备,对地面军事目标进行监视、拍照,从而获得战场情报,为陆海空作战提供情报保障。太空监视运行轨道高、速度快、监视范围大,而且不受国界、地理条件限制,可定时、重复监视某个地区。这些优点使太空监视获得其他侦察手段难以获得的情报。

2.太空支援

太空支援是利用军事航天器对陆海空天军事力量进行支援,以增加军事力量的战斗力。支援种类包括:导航定位、气象观测、卫星通信、军事测绘等等。未来的战争将是陆、海、空、天、电、网五维一体的作战,任何作战行动都离不开来自太空的支援。

3.太空作战

太空作战是指利用军用航天器作为武器发射平台,攻击敌人的太空武器或来袭武器;也指利用航天器上的定向能武器、激光武器等武器系统,攻击、摧毁敌方陆地、海洋和空中目标。太空战场是未来夺取制天权的关键战场。

4.太空装备后勤保障

太空装备后勤保障是指航天工作人员乘坐着航天飞机或飞船等太空运输器,对外层空间运行的航天器实施检测、维修、更换仪器以及补充物资等活动。太空装备后勤保障是各类航天器能够有效运行的基础,是保持己方太空作战能力的重要手段。

新材料技术

一、人类文明大厦的基石——材料

材料是人类赖以生存的物质基础。人类社会不断地发展进步,就在于人类能够利用材料制造工具并用来改造世界。恩格斯说:“自然界为劳动提供材料,劳动把材料变为财富。”可以说,材料与人类的生存和进化息息相关,因此它被誉为“人类文明大厦的基石”。

对于材料,人们比较好理解,如普通钢铁、水泥、玻璃等,这些属于传统材料。相对于传统材料而言,新材料,又称先进材料(Advanced Materials),是指最近研究成功的或正在研制中的具有优异特性和功能,能满足高技术需求的新型材料。

人类历史的发展表明,材料是社会发展的物质基础和先导,而新材料则是社会进步的里程碑。材料技术一直是世界各国科技发展规划中一个十分重要的领域,它与信息技术、生物技术、能源技术一起,被公认为是当今社会及今后相当长时间内总揽人类全局的高技术。材料高技术还是支撑当今人类文明的现代工业关键技术,也是一个国家国防力量最重要的物质基础。国防工业往往是新材料技术成果的优先使用者。新材料技术的研究和开发对国防工业和武器装备的发展起着决定性的作用。

新材料既是科技发展的基础,又是科技进步的先导,这是新材料的两个显著特点。比如,半导体材料的发现和发展极大地推动了计算机技术的进步,使人类进入了信息时代;光纤技术的发展推动了现代通信技术的进步;新型结构材料和烧蚀防热材料的出现推动了航天技术和战略武器的发展。

在美国国防部制订的面向21世纪的国防科技战略规划体系中,把材料与制备工艺技术定为4个优先发展的领域之一,提出优先发展结构与多功能材料技术、能量与动力材料技术、光电子材料技术、有机与合成功能材料技术、生物衍生与生物诱发材料技术等五大重点。德国分析了世界高技术发展态势,提出21世纪的9大重点领域,首选就是新材料,在总共研发的80个课题中,有关新材料的占到24个。 zVtoxXbadiwwnOs5Dw4g9glzSisdAu8Ih5X3UKEWHnMabLONxN5s1WJIOS1WBvy8

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