根本區別:彈道
巡航導彈和彈道導彈最根本性的區別就在于彈道。巡航導彈是在中低空保持一定高度飛行,末端是情況改為低空飛行;而彈道導彈走的是拋物線彈道,比如洲際導彈的彈道頂點已經超出了大氣層,進入外層空間。盡管現在先進的彈道導彈都擁有空間變軌和末端修正的技術,但是大體上還是拋物線。直觀的理解看下面的這張圖就懂了:
彈道導彈和巡航導彈的彈道區別
形態差異
由于彈道的不同,二者的形態有很大差異。首先是體形差了很大。彈道導彈走的是拋物線,拋物線的頂點高度決定了導彈射程,所以導彈的燃料必須要夠用。所以彈道導彈一般都有10米以上的長度,彈徑也超過0.8m,絕大部分體積都是推進劑貯箱。而巡航導彈的尺寸一般在6-8米左右,彈徑小于0.6m。歷史上高度最大的巡航導彈應該就是德國的V-1了,但那是世界上第一款巡航導彈,技術條件還比較落后。
世界上第一款巡航導彈是德國的V-1,尺寸巨大
彈道導彈和人的尺寸對比
彈道導彈和巡航導彈的尺寸對比,參照物為人,近些年研發的巡航導彈都是朝著小型化,隱形化方向發展
此外,由于彈道導彈是垂直上升的,它的升力來自于火箭發動機的直接推力,彈翼提供的升力極小,只起到飛行穩定作用,甚至沒有彈翼。而巡航導彈不同,它的飛行姿態是平飛的,發動機不提供直接升力。巡航導彈通常都擁有兩個高展弦比的平直翼,這樣翼面積可以提供足夠的升力,這一點和飛機很像。
美國的LGM-30民兵III洲際導彈,連彈翼都沒有
俄羅斯“俱樂部”巡航導彈/反艦導彈 可以看到兩個平直翼面積是比較大的
速度和突防模式的差異
彈道導彈由于走的是拋物線彈道,隨著高度的上升,大氣層變得越來越稀薄,空氣阻力也越來越小,比如美國的民兵III洲際彈道導彈,彈道頂點可達1300km,大部分飛行時間里高度都在500km以上,幾乎沒有空氣阻力存在,所以彈道導彈速度可以做到很高,有利于實現超遠射程和末端突防。洲際彈道導彈中段飛行速度可達15馬赫,末端速度可達25馬赫;即便老式的飛毛腿短程導彈,也有5馬赫的末端速度。
彈道導彈的優點和缺點都是它的彈道攻擊模式。這種拋物線彈道比較容易被敵軍計算出來,然后預設攔截點,發射攔截彈進行攔截。像薩德、愛國者3都是專門用來攔截末端飛行的彈道導彈的防御系統。當然優點也是這個拋物線彈道,可以讓導彈實現末端高速突防。雖然薩德、愛國者能夠攔截短程和中程彈道導彈,但面對末端25馬赫的洲際彈道導彈還沒有什么把握能夠攔截,這就是拋物線彈道帶來的速度突防能力。
美國“和平衛士”ICBM(洲際彈道導彈)
短程、中程,遠程和洲際彈道導彈的射程對比
而巡航導彈呢?現在世界上大多數的巡航導彈都是高亞音速飛行的。這和它的飛行高度相關。因為巡航導彈在中低空飛行,空氣阻力較大,如果在超音速段飛行非常耗費燃料,會使射程大大縮短,得不償失。所以巡航導彈一般都是低空突防,利用地形來遮蔽地方的雷達波。比如BGM-109戰斧式巡航導彈,最高速度只有0.8馬赫,但它的低空飛行高度可以低至7.2米,倘若沒有低空補盲雷達,很難發現。即便有補盲雷達,如果數字信號處理能力較差,也會因為分不清導彈和地面反射的雜波而很難穩定跟蹤。
巡航導彈攻擊路徑示意圖,可以緊貼地形進行機動,敵方雷達難以發現
當然近些年中美俄也都在研究吸氣式高超音速武器,速度有望達到6-8馬赫,不過從彈道上看依然沒有跳出巡航導彈的范疇,只是飛行高度變高了。
制導模式
彈道導彈和巡航導彈的制導模式除了都有慣性測量單元之外,就幾乎沒啥共同點了。彈道導彈依靠自身內部的陀螺儀和加速度計以及計算機組成的慣性制導系統,此外還有星光制導系統用于修正;但是即便沒有星光制導系統,僅依賴慣性制導也可以完成引導,精度會稍差一些。彈道導彈使用的機械液浮式陀螺儀,精度要求非常高。比如和平衛士洲際導彈上用的陀螺儀,用一整塊鈹金屬制成,漂移只有1.5×10?5 °/h。而一般巡航導彈雖然也有慣性測量單元,但舍不得用這么貴的陀螺儀。近幾十年隨著衛星制導技術的進步,彈道導彈雖然也可以使用衛星制導,但是這不是必須的。戰略核導彈必須僅使用慣性制導+星光定位就能完成打擊任務。像和平衛士洲際導彈,射程11000km,可以做到94米的CEP(圓周概率誤差),這是個非常恐怖的精度。
和平衛士上的機械式陀螺儀,光一個球就是50萬美元
星光導航原理來自于古老的航海技術
巡航導彈的兩種主要制導模式:TERCOM和DSMAC
巡航導彈的制導模式有大不同。早期的巡航導彈使用的是地形匹配制導(TERCOM)。這種制導模式導引頭里裝的是測高雷達。在發射前,技術人員會實現為巡航導彈裝訂一個路徑,而巡航導彈只要沿著這個路線走就行。怎么知道自己在沒在路線上?就是依靠測高雷達不斷對當前導彈正下方地形高度進行測量,與實現裝在存儲中的路線進行比對,來判斷當前是否有偏離航線。
隨著半導體技術的進步,數字處理器性能大大提高,存儲器的容量迎來了不小的提升,利用數字圖像對比技術進行制導和末端攻擊目標確認成為了可能,于是巡航導彈又增加了DSMAC技術。通過識別圖像,可以了解到當前在什么位置,攻擊的目標是否為提前裝訂的目標。于是導彈的智能化程度大大提高了。由于圖像識別技術的應用,使得巡航導彈的精度從幾十米縮小到了5米以內。海灣戰爭期間,甚至發生過第一顆戰斧給墻上開洞,第二顆戰斧順著洞鉆進去爆炸的經典戰例。
巡航導彈一般使用TERCOM和DSMAC復合制導