空天战三大特点:动对动、攻对攻、精对精

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导读:空天战三大特点:动对动、攻对攻、精对精
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空天战的规律及其指导,尚属军事学的处女地,急待开发和研究。但根据空天战场的特征,似可粗略地提出空天战的三大特点:动对动、攻对攻、精对精。


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动对动 在引力场的作用下,宇宙空间的自然星体和人工飞行器,都必须不停地运动。德国哲学大师黑格尔指出:“引力是什么呢?引力也是运动!!”月亮正是由于绕地球旋转产生的惯性离心力与地球的引力平衡而系于空间的。


星体和飞行器在空间不停地高速运动这一客观现实,决定了空天战必然是彻头彻尾的运动战。进攻是运动性的,防御也是运动性的,无静止可言。星体、飞行器在宇宙空间的运动是有规律的,其基本轨道为圆形、椭圆形、抛物线形和双曲线形。在空天战中,攻击型飞行器(如杀手卫星、太空歼击机等)摧毁或俘获功能型飞行器(如侦察卫星、预警卫星、通讯卫星等),都是通过改变轨道进行的;后者规避、逃逸也是通过改变轨道而实现的。至于攻击型飞行器之间的相互追逐与格斗,则更是如此。大幅度地改变飞行器的轨道参数,如高度、偏心率、倾斜角等,称为轨道机动。目前实施轨道机动的方法,大致有三种:一是“霍曼转移轨道”,这是德国工程师霍曼创造的。如将低高度的圆轨道增加高度,先用星载小型发动机增速,形成新的椭圆轨道,然后关闭小发动机保持自由飞行,当卫星的远地点同大的圆轨道内切时,再启动小发动机变速,达到保持新的大圆轨道所需要的切线速度为止。这种方法节省能量,但变轨时间较长,不适合作战需要。二是“最佳轨迹法”。这种方法根据卫星现有轨道和目标轨道的数字模型,运用“最优控制理论”找出一条变轨的最佳途径,由计算机控制星载小发动机实施。其变轨时间短,但能耗高。三是“引力助推效应”或称“秋千效应”。这是一种外太空探测常用的方法,其实质是利用大的自然星体的引力给人工飞行器加速变轨,因此又称引力助推,使飞行器在自然星体间像打秋千一样地运动。1997年欧美联合发射的土星探测器,就是经过金星2次助推、地球1次助推、木星1次助推,于2004年到达土星的。


在实际的空天战斗中,飞行器的运动是非常复杂的,具有很强的博弈性。其追逐、跟踪、规避、格斗的过程,理论上是微分博弈的过程。为了提高飞行器的作战能力和生存能力,必须研发新型的星载变轨发动机,以提高功率、减轻重量、延长寿命。发动机每消耗1公斤推进剂所产生的推力,叫比冲或比推力。固体火箭发动机的比冲最低,液体火箭发动机比固体火箭发动机的比冲约高1/4~1/5;核裂变发动机的比冲可提高4~5倍;等离子体发动机的比冲能提高30~40倍;而氢聚变发动机的比冲则提高数千倍,其有效喷气速度达到每秒3万公里,是光速的 1/10!欧洲航天局2003年发射的“机伶—1”号探月器,就是用等离子体发动机作为其最后一级主机的。



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攻对攻 进攻性是空天战的本质特征之一。首先,空天战场毫无遮挡,一览无余。宇宙空间的背景温度为3°K,使卫星航天站等飞行器很难隐蔽,也很难隐形。这就决定了空天战场“易攻难守”的特点。其次,空天战的本质是运动战,是彻头彻尾的运动战,是超运动战。***专门论述了运动战理论,认为运动战是进攻战,是“外线的”、“长战线的”、“速决的”进攻战。这一理论不仅适用于地面战争,现在看也符合空天战的特点。最后一点就是“先发制人”、“主动进攻”。目前,这已经成为不少大国军事变革中的重要战略转变。有的国家甚至宣称不排除首先使用核武器。因此,未来的战争,必然从空天进攻开始,从攻击、摧毁、干扰、俘获对方的侦察、通讯、预警、导航等功能型卫星开始。


空天战不仅具有一般的进攻性,而且具有对攻性。对攻的方式大致有两种:一是双方的进攻型飞行器直接格斗,争取制空天权;一是双方的进攻型飞行器,分别攻击对方功能型卫星,“你打你的,我打我的,各打各的”。当然,也不排除两种方式的混合。


攻击各种功能型卫星的方法大致有四:一是从地基(或海基)平台发射反卫星导弹;二是用飞机发射空—天导弹;三是运用空基平台发射高能射束(激光束、粒子束、微波束等);四是利用“潜伏杀手卫星”和航天飞机摧毁或俘获卫星。美国早在上世纪的60年代后期,就研究利用中远程战略导弹反卫星的技术,经过26次试验,证明运用核爆反卫星是可行的。由于怕被扣上“挑起核战”的帽子,80年代初又开始研制空—天导弹。1985年利用F-15在高空超音速跃升的状态,发射了一枚红外自寻的空—天导弹(ASM-135),击落了一颗轨道高度为四五百公里的靶星。目前,美国正在着力研究利用空基平台(大型飞机)发射高能激光束、粒子束、微波束摧毁卫星的技术。苏联经过十几年的试验,也掌握了反卫星技术。其拦截时间由入轨后绕地球两圈以上,缩短到入轨一圈即可实施拦截卫星。此外,苏联还利用其空基平台进行了发射空—天导弹的试验。空—天导弹具有成本低、反应快、灵活、便捷等特点。


精对精 空天战场广阔无垠,结构无穷,变化无序;空天目标体积小、速度快、射距远。因此,精确打击空天目标远难于打击地面目标。苏、美向月球发射的第一个探测器,均未成功,掠月而过。阿波罗登月前,美国5年向月球发射了18次,多数失败,只成功了几次。人类向火星发射了26个探测器,其中20个失败。科学研究尚且如此,更何况攻对攻的作战!未来的空天战,没有精确就没有胜利。


空天战从理论上讲,是天体引力场中的多体运动(n体运动)问题。这是自牛顿定律创建300多年来,虽经众多科学家努力,至今尚未解决的著名数学力学问题。二体问题早已解决,但三体以上的问题至今均未解决。“三”是一个很重要的数字。老子在《道德经》中说:“三生万物。”例如三个不可通约频率的电磁波,可以构成任何频率。描述n体运动的微分方程,初始条件不同,其解可能有很大差异,哪怕是初始条件的微小变化。


空天战中的飞行器,是在天体引力场中运动,而天体引力场是不断运动,变化的,未知因素更多。如引力漩涡、引力峡谷、引力陷阱等等。就连月球的引力场,由于其内部质量分布严重不均匀,也会产生引力集中效应,称为引力“瘤”。月球的雨海、澄海、危海、酒海下面质量非常大,引力就非常集中。月球的引力瘤影响月球卫星运动规律。至于空间暗物质的引力场,现在更是知之甚少。各星体在天体引力场的作用下不断运动,而星体也具有自身的引力场,星体运动后又会改变整个天体的引力场,这些非线性的相互作用,都是构成空天战复杂性的客观基础,直接影响飞行器的攻击精度。


提高空天战的攻击精度,必须提高飞行器的导航精度,尤其是惯性导航系统的精度。因为卫星导航、雷达导航等,在战时都会遭到敌方的干扰和破坏。惯性导航系统主要包括陀螺仪和惯性传感器。陀螺仪在宇宙空间具有定轴性,其自转轴永远指向一个不变的方向,能测量飞行器的航向和姿态。惯性传感器则通过感受飞行器的加速度和引力场,测量飞行器速度和位置。前者可以定向,后者可以定位。惯性导航系统是自足式导航设备,敌方无法实施干扰,能在复杂电磁环境下正常工作,但它也具有漂移误差,并且随时间而积累。


当然,为了能迅速准确地摧毁对方,还必须建立巨大的卫星监测系统,平时就掌握对方各种卫星的轨道参数和工作情况,建立攻击轨道的数学模型,编制控制程序。这样,才能在需要时根据命令确定攻击方案,发射待命的飞行器,运用导航系统使其迅速进入目标交会区域,最后通过自寻的导引头,自动摧毁或俘获目标。


不难想见,空天战确实是一个开放的复杂巨系统。

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