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最强陀螺仪多复杂?有一万多个零件,可确保洲际导弹精度达四十米

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发表于 2019-11-7 16:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
一样平常来说,导弹打得越远,精度越低。洲际导弹都是射程大于8000千米的超远程弹道导弹,主如果用来进犯大城市等大目标的,毛病在1千米之内底子上都可以疏忽不计。但是,美国却有款洲际导弹,精度却到达了40米,而且还是在冷战期间,在没有GPS等内部定位参照的帮助下。它是怎样做到如此极端精度的呢?
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这款LGM-118A“平静卫士”洲际弹道导弹(ICBM),也称为MX“平静卫士”弹道导弹。制导系统很是先辈,即使是全国上能力最大的导弹之一、美国现役唯一的陆基计谋冲击气力 “民兵”Ⅲ与之相比,也相形见绌。
“平静卫士”很是的高精准世所稀有,其圆几率毛病(CEP)下降到40米,一度高居冷战期间美国洲际弹道导弹技术的颠峰。而“民兵”Ⅲ的圆几率毛病(CEP)大约是“平静卫士”的六倍。其中,一个可谓技术奇迹的陀螺仪发挥了相当严重的感化。
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这个陀螺状的装备叫高级惯性参考球 (AIRS)制导系统,是“平静卫士”洲际弹道导弹导航系统的焦点。马丁·米勒在《大范围杀伤性兵器:核时代的鬼魂》一书中这样评价:AIRS重新界说了洲际弹道导弹的精度概念。
AIRS没用常规的万向节装配,而是漂泊在装满氟碳流体的球体内。球体内还有陀螺仪和加速度计,经过三个液压冲击器和涡轮泵来连结球体偏向安定。全部AIRS由19000个自力部件组成,研制工程很是之难。
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虽然很难,但乐成的使AIRS的毛病率小于每小时1.5 x 10^-5度,让“平静卫士”的毛病低到1%,精度低至40米。 火箭制导势力巨擘专家查尔斯·斯塔克·德雷珀博士,将AIRS界说为“第三代”,称AIRS是迄今为止最切确的惯性导航(INS)系统,到达了超切确惯性制导成长史上的最强水平。
近乎完善AIRS可以算是冷战期间最不成思议的技术之一。即使在几十年后的明天,AIRS的紧密水平也是最高的。一枚洲际弹道导弹的精度能低于100米,这让“平静卫士”在冷战期间成为最精准的导弹,也成为美国起头进的计谋导弹之一。
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实在,导弹在飞翔中几乎很少会用到惯性导航系统的精度,该精度首要发挥感化是在导弹还在空中鉴戒时用于校准制导系统,而不需要经过切确的陀螺丈量来获得外界参照。大大都洲际弹道导弹在发射前都需要一个内部校准系统,以让惯性导航系统与外界同步。精度高却不依靠外界参照的惯性导航系统很是少,现在只要“平静卫士”的AIRS能做到。
可是研制AIRS的价格是庞大的,不但本钱高昂,工艺也很是复杂。AIRS的自力部件多达19000个。本钱方面,仅以一个零件为例,AIRS有3个加速度计,在1989年时,1个加速度计的造价就到达30万美圆,耗时6个月才制造完成,全部AIRS的研制用度不可思议。
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假如不需要全自导的话,实在少很多的本钱和部件也能到达如此精度。比如,GPS(举世定位系统)和GLONASS(举世卫星导航系统)这样的卫星定位系统出现后,只需要一个简便又便宜的吸收器,就能长时候连结厘米级的切确度。现在,内置GPS的环形激光陀螺仪可以被封装在很小的容器里,可以蒙受庞大的重力,可以应用在从导弹到炮弹的任何兵器里。
需要高度精准导航的宇宙飞船,也需要内部参照校准。即使是新的核兵器制导项目,考虑到本钱和重量,也放弃全自导的动机。基于B-61核航空炸弹革新为滑翔炸弹的BIOS,已经倡议操纵GPS而不是INS作为制导。
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在GPS用于批改毛病之前,工程师们除了不惜一切价格制造出AIRS这样近乎完善的呆板陀螺仪外,还研制了其他形式的导航用来升级精准度较差的INS系统。“平静卫士”仅仅依靠AIRS就能将12枚核弹头发射到14000千米远的地方,和那些基于内部参照来进步精准度的系统相比,AIRS已经到达了精准度的极限。
由于装配了AIRS,“平静卫士”能力庞大。可是,究竟上,“平静卫士”却难以大范围摆设,原因原由就在于AIRS装配很是复杂。“平静卫士”是从1986年起头摆设的,却直到1988年才起头置入AIRS这个关键系统。AIRS一共也只摆设进了50枚“平静卫士”。虽然耗费了巨资来研发,但“平静卫士”却生不逢时。随着美俄签订《第二阶段削减计谋兵器公约》,这些最精准的洲际导弹在2005年被完全裁撤。
研制“平静卫士”的目标是为了正确击中苏联还在发射井里已装好弹头的洲际导弹,而“民兵”系列导弹并不具有充足的精度。由于大势的变化,“平静卫士”没有按最初设想一样实现摆设,也致使其虽然强大而影响甚微。可是“平静卫士”研制中技术的复杂度、先辈性、高精度却可谓人类科技史上的一大奇迹。
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全文完。


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