最強陀螺儀多複雜?有一萬多個零件,可確保洲際飛彈精度達四十米

一般來說，飛彈打得越遠，精度越低。洲際飛彈都是射程大於8000公裡的超遠程彈道飛彈，主要是用來攻擊大城市等大目標的，誤差在1公裡以內基本上都可以忽略不計。然而，美國卻有款洲際飛彈，精度卻達到了40米，而且還是在冷戰時期，在沒有GPS等外部定位參照的輔助下。它是怎麼做到如此極端精度的呢？

這款LGM-118A「和平衛士」洲際彈道飛彈(ICBM)，也稱為MX「和平衛士」彈道飛彈。制導系統非常先進，即使是世界上威力最大的飛彈之一、美國現役唯一的陸基戰略打擊力量 「民兵」Ⅲ與之相比，也相形見絀。

「和平衛士」極度的高精準世所罕見，其圓概率誤差（CEP）降低到40米，一度高居冷戰時期美國洲際彈道飛彈技術的頂峰。而「民兵」Ⅲ的圓概率誤差（CEP）大約是「和平衛士」的六倍。其中，一個堪稱技術奇蹟的陀螺儀發揮了至關重要的作用。

這個陀螺狀的設備叫高級慣性參考球 (AIRS)制導系統，是「和平衛士」洲際彈道飛彈導航系統的核心。馬丁·米勒在《大規模殺傷性武器:核時代的幽靈》一書中這樣評價：AIRS重新定義了洲際彈道飛彈的精度概念。

AIRS沒用常規的萬向節裝配，而是漂浮在裝滿氟碳流體的球體內。球體內還有陀螺儀和加速度計，通過三個液壓衝擊器和渦輪泵來保持球體方向穩定。整個AIRS由19000個獨立部件組成，研製工程非常之難。

雖然很難，但成功的使AIRS的誤差率小於每小時1.5 x 10^-5度，讓「和平衛士」的誤差低到1%，精度低至40米。 火箭制導權威專家查爾斯·斯塔克·德雷珀博士，將AIRS定義為「第三代」，稱AIRS是迄今為止最精確的慣性導航(INS)系統，達到了超精確慣性制導發展史上的最強水平。

近乎完美AIRS可以算是冷戰時期最不可思議的技術之一。即使在幾十年後的今天，AIRS的精密程度也是最高的。一枚洲際彈道飛彈的精度能低於100米，這讓「和平衛士」在冷戰時期成為最精準的飛彈，也成為美國最先進的戰略飛彈之一。

其實，飛彈在飛行中幾乎很少會用到慣性導航系統的精度，該精度主要發揮作用是在飛彈還在地面警戒時用於校準制導系統，而不需要通過精確的陀螺測量來獲取外界參照。大多數洲際彈道飛彈在發射前都需要一個外部校準系統，以讓慣性導航系統與外界同步。精度高卻不依靠外界參照的慣性導航系統非常少，目前只有「和平衛士」的AIRS能做到。

但是研製AIRS的代價是巨大的，不僅成本高昂，工藝也非常繁雜。AIRS的獨立部件多達19000個。成本方面，僅以一個零件為例，AIRS有3個加速度計，在1989年時，1個加速度計的造價就達到30萬美元，耗時6個月才製造完成，整個AIRS的研製費用可想而知。

如果不需要全自導的話，其實少得多的成本和部件也能達到如此精度。比如，GPS(全球定位系統)和GLONASS（全球衛星導航系統）這樣的衛星定位系統出現後，只需要一個輕便又便宜的接收器，就能長時間保持釐米級的精確度。而今，內置GPS的環形雷射陀螺儀可以被封裝在很小的容器裡，可以承受巨大的重力，可以運用在從飛彈到炮彈的任何武器裡。

需要高度精準導航的宇宙飛船，也需要外部參照校準。即使是新的核武器制導項目，考慮到成本和重量，也放棄全自導的念頭。基於B-61核航空炸彈改造為滑翔炸彈的BIOS，已經提議使用GPS而不是INS作為制導。

在GPS用於修正誤差之前，工程師們除了不惜一切代價製造出AIRS這樣近乎完美的機械陀螺儀外，還研製了其他形式的導航用來升級精準度較差的INS系統。「和平衛士」僅僅依靠AIRS就能將12枚核彈頭髮射到14000千米遠的地方，和那些基於外部參照來提高精準度的系統相比，AIRS已經達到了精準度的極限。

由於裝配了AIRS，「和平衛士」威力巨大。但是，事實上，「和平衛士」卻難以大規模部署，原因就在於AIRS裝配極度複雜。「和平衛士」是從1986年開始部署的，卻直到1988年才開始置入AIRS這個關鍵系統。AIRS一共也只部署進了50枚「和平衛士」。雖然花費了巨資來研發，但「和平衛士」卻生不逢時。隨著美俄籤訂《第二階段削減戰略武器條約》，這些最精準的洲際飛彈在2005年被完全撤除。

研製「和平衛士」的目的是為了準確擊中蘇聯還在發射井裡已裝好彈頭的洲際飛彈，而「民兵」系列飛彈並不具備足夠的精度。由於時勢的變化，「和平衛士」沒有按最初設想一樣實現部署，也導致其雖然強大而影響甚微。但是「和平衛士」研製中技術的複雜度、先進性、高精度卻堪稱人類科技史上的一大奇蹟。

全文完。