兵器知识库(二)-第24章
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具有极大生存能力的高级卫星通信网,卫星本身具有轨道机动、防辐射、防激光
能力,它设有几条极高频信道。整个卫星网有7 颗工作星和几颗备用星组成,处
于183 公里高的秘密轨道。它平时不工作,一旦其它卫星被击毁或失灵,备用垦
就接替工作。
▲前苏联卫星通信系统由三层网络组成,其中第二层是“闪电”Ⅱ、Ⅲ型卫
星(左);第三层是“地平线”(右)同步卫星前苏联在1965年发射第一颗“闪
电”号通信卫星之后,已发展了多种型号的通信卫星。其“宇宙”号系列通信卫
星中有战术通信卫星、数据中继卫星和对地同步轨道通信卫星三种类型,其中,
战术通信卫星可以1 箭8 星的模式发射,一般每年发射两次共16颗。
英国的通信卫星叫“天网”卫星,其“天网”2 卫星重227 公斤。法国的通
信卫星为“电信”…IA 、IB,重1150公斤。
怎样进行卫星通信?
所谓卫星通信,就是利用位于赤道上空约36000 公里的人造地球卫星作为中
继站来转发无线电波,在电波覆盖区域内两个或两个以上的地面站之间进行通信。
卫星通信系统主要由通信卫星、天线、转发器、电源和地面站等组成。卫星通信
时,地面站需先把话音信号调制到一个很高的载波频率上,通过天线经上行线路
将载波信号向卫星发射。卫星接收到该载波信号后,先进行放大,再由天线经下
行线路向地面转发,地面站接收到卫星发来的载波信号后,还原为话音信号,即
实现了卫星通信。
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▲“舰队卫星通信系统”为美海军提供了90% 的通信服务,同时也为美国核
力量的指挥和控制提供全球通信联系通常在有线、无线通信时,往往受收发距离、
环境条件等的限制,采用卫星通信时,不管是相距万里之遥,还是高山大海作障
;无论是在空间、地面、海上,还是固定或移动,均可进行快速、迅达的实时通
信,通信卫星几乎不受天候、季节等自然环境变化的影响,信号传播稳定可靠,
通信质量较高,一般有3 颗以1200间隔的通信卫星分布于静止轨道上,便可实现
除南北极之外的全球性通信。
军用通信卫星主要分战略通信和战术通信两种类型,前者主要供国家最高指
挥机构进行全球性战略指挥、控制和通信,后者则主要沟通战区、战场问、各友
邻部队间,乃至各飞机、舰艇、车辆、个人间的机动通信。军用通信卫星的特点
是抗干扰性好、可靠性高、生存力强、保密性好。
什么是卫星导航?
▲处于工作状态的“导航星”全球定位系统飞机、舰艇、导弹和车辆等都需
要进行导航和定位,目前最现设备,它不停地发出导航天线电信号。用户在接收
到由几颗不同的导航卫星所发出的导航无线电信号后,便可以利用双曲线导航原
理获得自己相对于卫星的位置等参数,然后根据“星历表”求出卫星的位置,进
而算出用户自己的地理位置。同样,也可以测定用户本身的运动方位和速度。为
了使全球用户都能利用卫星进行导航,导航卫星必须以多颗星组成网络,以保证
用户任何情况下都能看到几颗导航卫星,只有这样,才能进行连续实时定位和测
速。为此,美苏都发展了一些低轨道和中轨道的导航卫星。
美国有哪些导航卫星?
美国的导航卫星主要有两个系列,即“子午仪”导航卫星系统和导航星全球
定位系统(GPS )。“子午仪”导航卫星60年代中期交付海军使用,70年代以后
执行改进计划,并于80年代初发射用于取代“子午仪”卫星的“新星”导航卫星。
“子午仪”导航卫星系统属低轨道卫星系统,卫星运行于1100公里左右的圆形极
轨道上,利用多普勒频移和标准时间定位原理进行导航,具有全天候、全球导航
的特点,能提供高精度的经度、纬度两维定位数据,但不能进行连续实时导航,
平均两次定位间隔时间为35~100 分钟,有时最长可达10小时,全球用户一般每
隔一个半小时便可利用卫星定位一次。“子午仪”卫星重63公斤,寿命5 年,定
位精度50米,工作频率150 ~400 兆赫,倾角为89°~90°,周期为100 ~107
分钟,利用6 颗卫星以鸟笼状形式环绕地球运行,组成卫星导航网络。
导航星全球定位系统于70年代初期研制,80年代中期已发射15颗星,整个系
统于80年代末完成。该系统原计划发射24颗卫星组网,后改用18颗卫星组网,其
主要特点是定位简单,可全球连续、实时、高精度定位,三维定位精度可达16米,
三维速度精度优于0。1 米/ 秒,时间精度可达100 毫微秒。导航星全球定位系统
主要为潜艇、水面舰艇、飞机、卫星、航天飞机、
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地面车辆和人员进行导航和定位;为洲际弹道导弹进行中继制导,作为惯性
制导系统的补充,以提高导弹的精度;为巡航导弹和战术导弹进行制导,配合惯
导和地形匹配系统以提高导弹的命中精度。此外,还可用于飞机精确投弹和武器
发射;照相侦察和大地测量;飞机着陆导航;飞机空中交会、加油、空投和空运
;航空交通管制和指挥;火炮的定位与发射;舰船舰位的保持及搜索和救援等。
▲“导航星”全球定位单兵接收机,重7。3 公斤,最大定位误差不到16米1991
年海湾战争中,美军利用导航星全球定位系统准确地进行空中加油和集群轰炸,
“战斧”、“斯拉姆”导弹精确对地攻击,潜艇、水面舰艇准确发射导弹、炮弹
对舰、对岸轰击等。
什么是载人航天器?
载人航天是航天技术发展的重大突破和飞跃,是航天活动的必然。载人航天
器是航天军事侦察装备中的重要组成部分,是未来航天侦察装备的骨干和主体。
从军事意义上讲,载人航天器可考核和训练人在天上的适应能力,维修和操作军
用航天器的能力,进行空间军事侦察的能力和进行天基武器试验的能力。另外,
还可利用航天站来指挥引导部队作战,部署天基武器,甚至作为航天母舰进行空
间作战,并对空中、地面及海上目标进行袭击。载人航天器一般可分为三种:载
人飞船、航天站和航天飞机。
▲英国宇航公司的HOTOL 航天飞机模型
什么是载人飞船?
载人飞船又称宇宙飞船,是一种能保持宇航员在外层空间生活和工作并能返
回地面的航天器。它是运行时间有限、仅能一次使用的返回式载人航天器。载人
飞船一般包括卫星式载人飞船和登月载人飞船。载人飞船可独立进行航天活动,
电可作为往返于地面和航天站之间的“渡船”,还能与航天站或其它航天器对接
后进行联合飞行。
▲美国X…30空天飞机1961年4 月,前苏联发射了第一艘“东方”号飞船,后
来又于1964年10月和1967年4 月发射了“上升”号和“联盟”号飞船。与此同时,
美国也相继发射了“水星”、“双子星座”和“阿波罗”
号飞船。其中,1961年5 月发射的“阿波罗”号飞船把宇航员送入了月球。
载人飞船的主要任务是证实人在外层空间生活和工作的能力,为航天站运送人员
和物资,以及进行部分侦察与勘测等。
什么是航天站?
航天站是可供多名字航员巡防、长期工作和居住的一种载入航天器,又称空
间站或轨道站。1971年4 月19日,前苏联发射了世界上第一个航天站
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“礼炮”1 号,主要目的是对地面进行长期的侦察和监视,对部队进行指挥、
控制和通信联络,对航天器进行维修和检查,对新的武器进行试验,以及作为天
基战略武器的平台等。此外,还可进行资源勘探、天气预报和材料加工等。到1982
年4 月19日,前苏联已发射到“礼炮”9 号,航天员在航天站上最长的飞行时间
已达237 天,并创造了女航天员两次舱外行走的记录。1986年2 月20日,前苏联
又把“和平”号航天站发射上天,它是苏第三代航天站,长约14。7米,重18。9吨,
可乘坐6 ~12人,甚至20人。“和平”号处于近圆轨道,近地点324 公里,远地
点352 公里,倾角51。6“,周期91。6分钟。
“和平”号是一种永久性载人航天站,它把人在外层空间的生活时间创下366
天的最高记录。美国的载人航天站是1973年发射的“天空实验室”和1983年11月
28日发射的“空间实验室”航天站。
什么是航天飞机?
航天飞机是一种可以重复使用的、往返于地球表面与近地轨道之间运送有效
载荷的飞行器。航天飞机通常设计成火箭推进的飞机,是一种有人驾驶的航天器,
它象火箭一样垂直起飞,象卫星一样在轨道中运行,返回地面时能象滑翔机或飞
机那样下滑或着陆。航天飞机为人类自由进出外层空间提供了很好的运载工具,
是航天史上的一个重要里程碑。航天飞机的军事作用主要有四个:它是一种军用
载荷运载器,可以把大空武器运上天,可以发射各种卫星并对其进行检修、组配
和其它支援;它是一种载人的太空侦察机,可以用人来操纵各种侦照设备进行军
事侦察;它是一个天战武器试验台,可以对高能激光、粒子束等武器进行太空试
验;它也是航天战斗机和航天机动舰队,能利用各种航天兵器进行太空战或对空
中、地面、海上目标发起攻击。
▲德国“森格尔”空天飞机方案
世界上有哪些航天飞机?
自1981年4 月世界上第一架航天飞机、美国的“哥伦比亚”号首次升空之后,
美国已先后发射了“挑战者”号、“发现”号和“亚特兰蒂斯”号等航天飞机,
1988年11月15日,前苏联也成功地发射了第一架航天飞机“暴风雪”号。美国的
航天飞机总长56。14 米,宽23。 79米,高23;3。米,发射重量2041吨。轨道器货
舱长18米,直径5 米,能带29。5吨的有效载荷,可重复使用100 次。起飞时,航
天飞机在助推器和主发动机的推力下垂直升空,到40公里高度时助推器脱落,主
发动机将其推送入轨。轨道器可在轨道上停留7 天,若多带水、氧气和食物可停
留30天。完成任务后轨道器重返大气层,利用空气动力制动减速,进行滑翔和着
陆。
除美苏之外,欧洲航天局提出了一个发展“赫尔墨斯”航天飞机的方案,日
本提出了研制“大和”号航天飞机的方案,德国则提出了一种新奇的“森格尔”
空天飞机的方案。“森格尔”空天飞机有两级,第一级为一架大型吸气式飞机,
第二级为一架小型空天飞机。起飞时,第一级载着第二级从普通机场起飞,飞到
35公里高度、速度达6 马赫时,第二级空天飞机上的火箭发动机点火,与第一级
分离,并加速进入300 公里高的近圆轨道。第一级自行
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返回机场着陆,第二级完成任务后返回地球,滑翔着陆,两级的机身可重复
使用100 次,第一级和第二级起飞总重分别为350 吨和50吨。
前苏联在军事航天方面落后于美