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談導彈之“導”
2010/07/05 15:30 瀏覽6,041|回應12推薦21

GRY
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elai
我愛夏天
小米^^
sas
八龄叟
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YST預告了他有關中美軍事對抗的三部曲,最末一篇講彈道導彈打航母。本文淺顯介紹一下導彈的各种制導機制(Guidance Mechanism),作爲呼應。

“導彈”這個中文詞,與其説是由“Missile”翻譯而來,不如説是一個獨創的新詞,因爲“Missile”並無“導”(Guidance)的意思,而謂被“抛”、“射”之物。臺灣將其譯為“飛彈”,更貼切原文,但不及“導彈”的形神兼備。大陸現代科技關鍵詞彙的翻譯,多由錢學森指導把關,質量挺高。再如,個人認爲,大陸的“激光”對于臺灣的“鐳射”,又勝一籌。

導彈在實質上就是一枚火箭,由於裝上了能夠一步步引領火箭接近目標的導引裝置,因而命中精准。所以“導”是導彈的精髓。制導技術種類繁多,不光能夠用於導彈,很多還可用于炸彈、砲彈和魚雷,大大提高了這些傳統武器的精度。

導彈依據目標用途可分爲對地、對空、反艦、反裝甲等等,各用途又可根據五花八門的分類標準接著細分,比如依據飛行方式分爲彈道、巡航, 依據射程分爲近、中、遠、洲際,依據發射平臺分爲陸基、海基、空基、潛射,等等。而每種分類的制導系統都有自己的特點,一篇短文根本無法覆蓋全部,只能管中窺豹,介紹有代表性的這麽幾種:

* 用於遠距導彈(如彈道導彈和巡航導彈)的慣性制導衛星導航

* 用於對空導彈的雷達制導紅外制導

* 用於對地導彈的激光制導景物匹配制導

(一)慣性制導

世上第一种能稱得上導彈的東西是二戰中德國的V-2,從法國發射飛越海峽來襲擊英國城市。那麽V-2是如何制導的呢?絕大部分V-2使用“慣性制導”(Inertial Guidance),或稱“慣性導航”(Inertial Navigation)。

“慣性導航”是大家耳熟能詳的一個詞,它到底是怎樣的一種導航機制呢?我們先擧個簡單的例子。假設一個人要穿越一個大沙漠,他出發時只帶了一個指南針和一只計步器(即通過行走步數來測算距離的裝置),中途爲了找水和躲避風沙幾經曲折。那麽他還有可能知道他現在所処的位置嗎?有,只要他詳細記錄了自己的每次轉向和轉向后的行走距離,他就可以把自己的位置“算”出來,這是一個原理簡單的三角函數問題。這就叫慣性導航,之所以冠之以“慣性”(Inertial),是因爲這種導航方式完全“自給自足”,一旦啓動就再也不需外界提供任何信息了。

慣性導航依賴于兩個參數的精密測量:方向和距離。那麽導彈的慣性導航用什麽來測量方向呢?不能用指南針,極易受干擾不說,還只能測水平方位。這要用到“陀螺儀”(Gyroscope),見下圖:

圖1:陀螺儀原理

陀螺儀就是一個置於自由支架上的高速旋轉的陀螺,始終指向一個固定的方向。通過測量支架和陀螺軸向之間的夾角,就可確知導彈的飛行方向。值得説明的是,現代的陀螺儀已經不是機械式的了,而是利用光學原理製成的激光陀螺儀(見下圖),完全沒有運動部件,精度極高。

圖2:激光陀螺儀原理

方向測量的問題解決了,那麽距離呢?在慣性導航中,距離可不是測出來的,而又是算出來的。要知道,在一個運動著的物體内部,如果不參照外部環境,那麽唯一能夠測量的運動參數就是這個物體的“加速度”(Acceleration),這是因爲物體的加速度和物體的受力是嚴格相關的,只要把一個重物放在導彈内部,通過監測這個重物的受力情況,就可精確測量導彈的加速度,這就是“加速度計”的工作原理。學過中學物理的人都知道如何由“加速度”和“時間”推知“速度”,再由“速度”和“時間”推知距離。而在慣性導航的實際應用中,由於加速度的方向和大小是會極迅速地變化的,所以實施上述推算的時候要把數學技術稍稍提高一個檔次,用微積分就可以了。

方向和加速度有了,剩下的就是計算了。在V-2時代是沒有數字式(digital)電子計算機的,用的是“模擬”(analog)計算機,即利用機械或電氣模擬來實現運算。説到模擬計算機,大概很少有人見過純機械的“手搖計算機”。我很小的時候見過母親用這種計算機,而在上大學的時候,更有幸目睹一個特大號的。那是一台中國軍隊在70年代使用過的“炮兵指揮儀”,當時的炮兵就是用它將偵查數據算成射擊諸元的。知道它有多大嗎?它有4個輪子,要用炮車拉著走。把它拆開之後,呈現在眼前的不是什麽電子器件,而是一堆齒輪。現代的慣性導航設備,當然不會再用這些東西來作算術了。

慣性導航的優點是,它不依賴于外界信息輸入,完全是“自主”的,因而在任何環境下都不會失效,更不存在被干擾的問題。慣性導航的缺點是精度很難做得很高,因爲純粹靠算,纍計誤差在所難免。因而在現代導彈上,慣性制導常常和其他制導方式結合使用,即在導彈即將攻擊目標的時候,切換到其他制導方式以提高精度。這叫做末段制導(terminal guidance)。

還值得一提的是,慣性導航也適用於車輛、船艦、飛機和飛船。在沒辦法使用地面導航或衛星導航的時候,比如潛水艇在水下潛航,慣性導航就成了唯一可用的導航方式。

(二)衛星導航

衛星導航的精度很高,定位誤差在百米之内,導引頭的結構簡單成本低廉,但前提是必須建立自己的衛星導航體系。無法想象攻擊美國目標的導彈使用美國的GPS導航,美國人不會開這種國際玩笑。

這種導航方式用不着我多費口舌,只是想說,趕緊把我們的“北斗”建起來。

(三)紅外制導和雷達制導

這兩种制導方式主要用於攻擊空中目標,為空空、面空(即地空和艦空)導彈所採用。

紅外制導是一種被動制導方式,緊盯著飛機的尾噴口,那裏正發射著大量的紅外綫。而飛機也有辦法對付這種導彈,那就是,抛出一顆紅外彈,然後來個急轉彎,幸運的話,導彈就跟著那同樣發射著大量紅外綫的假体去了。紅外制導的作用距離較短,在空戰中一般用於近距格鬥。越戰中美國空軍使用的“響尾蛇”就是這種導彈。

雷達制導則使用雷達跟蹤目標,是一種主動方式。飛機對付這種導彈同樣可使用“分身術”,只不過抛出的不是紅外彈而是一堆鋁箔。雷達制導導彈的射程較遠,空戰中用於超視距的迎頭攻擊。

(四)激光制導

激光制導主要用於空對地攻擊。使用這種制導方式,先要用一束激光照射地面目標,這束激光可以是擕彈飛機自己發射的,也可以是友機發射的。然後,發射導彈或投擲炸彈,導彈或炸彈就瞄著地面的那個激光光點呼嘯而去。顯然,這是指哪打哪的命中精度。

使用激光制導有一個挺出名的戰例。在越戰中,美軍試圖摧毀建在峽谷中的一座橋。由於地形特殊,空軍投擲上百枚常規炸彈均未命中。最後用上了最新的激光制導炸彈,一發中的。

(五)景物匹配制導

數字式景物匹配(Digital Scene Mapping)是不折不扣的高科技,主要用於遠程導彈的末段制導。在這種制導方式中,偵查機拍攝到的目標圖像被存放在導彈的導引頭中;當導彈由慣性導航引領到距目標不遠處時,導引頭中的攝像機開啓,在拍攝到的景物中依據預先存儲的目標影像來識別和鎖定目標,然後徑行摧毀之。

讀者可能覺得奇怪,衛星導航的精度如此之高,精確命中一幢建築物是小菜一碟,研究景物匹配制導還有意義嗎?

答案的關鍵在這裡:衛星導航對付固定大目標綽綽有餘,但如果這個目標是移動的呢?比如説,一艘航母?


尺有所短,寸有所長;用君之心,行君之意。

本文於 2010/07/08 02:24 修改第 2 次
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2010/07/18 00:41 推薦2


clwpc
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YST
reaizuguo*😻 哪吒

激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是"通过受激发射光扩大"。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。

 什么叫做“受激辐射”?它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。

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關於國内計算機詞彙的翻譯
    回應給: highway35(highway35) 2010/07/13 22:12 推薦1


GRY
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reaizuguo*😻 哪吒

你說得有道理,現今理工科學生在語言、文化上所花的功夫,有越來越少的意思。

但是,我就不信以中國如此的人才濟濟,翻譯不出像樣的計算機詞彙來。問題的關鍵是現今的“翻譯權”已經完全下放到市場,大量的電腦書籍是照1塊錢100個字的價碼“翻譯”出來的,質量能好得了嗎?

所以,這基本上是個規管的問題,中國國家標準制訂機構和民間科技、企業界應該負起一點責任來。這方面有做得好的國家,比如美國,國有ANSI,民有IEEE、W3C等多如牛毛的行業標準制定者,而且這些機構都不是裝門面的;作爲標準的一個重要組成部分,各類詞彙都被定義得精確明瞭、管理得井井有條。

如果中國也能這麽做,我相信任何科技詞彙的翻譯都會漂亮而統一。



本文於 2010/07/13 23:38 修改第 3 次
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中文科技词汇的翻译
    回應給: GRY(getarealyou) 2010/07/13 12:31 推薦1


highway35
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八龄叟

物理学的很多词汇是老一辈科学家翻译的。这些科学家很多都有深厚的国学造诣,因此翻译的水平很高。比如北大的王竹溪先生就主持翻译了很多物理学名词。王先生还出版过汉语大词典,想不到吧?

曾有北大教授对我提到过,现在的汉语计算机词汇翻译的乱七八糟。这固然和计算机是一门发展迅速的新兴学科有关,但和现在的科技人员国学根底差也不无关系。
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宗教?哲学?科学?
2010/07/13 01:49 推薦1


liuyun0101
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八龄叟

宗教境界的体验并不像科学那样,一旦有所发明创造,作为知识产权贡献出来,然后其他人不用重新研究就直接获得享用。宗教要求每一个人都要切实的修行,禅宗对于修行境界有一种奥妙的说法:言语道断,心行处灭。这是科学吗?科学一直以来的发展不是都靠头脑的逻辑思维能力的充分运用吗?而在哲学家看来,逻辑只是个游戏,逻辑并不能对人类终极问题给出一个完美的答案,诸如上帝存不存在的问题,宇宙的极限与起点的问题。很多宗教修行者也许在开始阶段用头脑非常非常努力的去思索人生宇宙的终极答案,当这种努力做到极端而终无所获,正是在最后放弃努力的那一刻,在一种特殊体验中开悟,得见本来面目。当不可思议来到科学面前,它会有办法吗?不可思,不可议,只是拈花一笑,使中国历史上多少智士对妙法发出衷心的赞叹!
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古人說那句話的時候
2010/07/12 19:15 推薦1


腦蟲
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八龄叟

主要的用意是--根據古代天竺的大師們(還有其他地方的智者們得到類似的結論,族繁不及備載,請原諒腦蟲)流傳的智慧結晶:

「世界上任何一個部分都可以被視為與世界整體相當」。拿今天的話來說,一個夸克裡也許包含了世界上全部的物質。雖然古人應該不是憑量子物理的研究來得到這個結論的。

腦蟲特別聲明:大家都知道,世界運作的規律,在絕大多數時刻沒有這麼神奇,而且是可計量的。如果有神棍隨便拿這種話忽悠人,根本就不應該信。

當然,古代哲學與宗教家,應該不是使用數學上的無限數列來得到那個結論的。例如「全部偶數的和相當於全部自然數的和」。這個悖論的例子就是古今相應的寫照。

「一心之中具足三千大千世界」、「一即一切,一切即一」這些話雖然在當初說出來時,只是被當成上師的奇妙啟示,沒有人把它當成科學研究的參考點。這其實有點可惜。

說到這裡,還有文章仍在腹中打稿,腦蟲回去努力了。

======

更正:

全部正偶數的和兩倍於全部自然數的和;

部分不一定小於整體,有時大於或等於整體。



本文於 2010/07/13 08:46 修改第 1 次
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我在《虛擬的十七歲》中看到的。
2010/07/12 15:22 推薦3


我愛夏天
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八龄叟
reaizuguo*😻 哪吒
GRY

在李敖巨著《虛擬的十七歲》中<速寫朱崙>的<納米篇>:
現在流行奈米,說到奈米,那是海崍東岸的譯法,在西岸,譯出來的是納米,譯得更好。佛門講“納須彌於黍米”,從二十四史“北齊書”樊遜傳中,可以看到這句話。全文是“法王自在,變化無窮。置世界於微塵,納須彌於黍米。”就是把整個喜馬拉雅山放在一粒米中。古代人說這種話,只是白日夢的話,但是,現代人真的用科技在資訊上,越來越做到“納須彌於黍米”的納米世界了。……所以說,海峽西岸翻成“納米”,翻得傳神。
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科技詞彙的漢譯
    回應給: 我愛夏天(gunleenia) 2010/07/12 00:01 推薦5


GRY
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八龄叟
riquelme
腦蟲
Newyorker
reaizuguo*😻 哪吒

外文詞彙的漢譯,當然盡量做到音義兼備,如“來復槍(Rifle)”、“維他命(Vitamin)”就翻譯得不錯。而最經典的例子,非“基因(Gene)”莫屬。

如果無法做到音義兼備,那就應該盡量體現原文意義,而在擬音方面做出犧牲,如“原子(Atom)”,“光譜(Spectrum)”。這一翻譯原則對於科技詞彙來説尤其重要,因爲其準確性和可理解性重于一切。如果把上述兩個詞翻譯成“阿童木”和“斯派克特拉姆”,那就該被上升到“階級鬥爭”的高度,作爲“反動學術權威”愚弄“廣大勞動人民”的典型例子。

如果漢語中找不到對應詞彙,無法做到意譯,這時候音譯才變得順理成章,比如“卡片(Card)”、“幽默(Humor)”。適當的音譯一直豐富著我們的漢語,甚至某些不必要的音譯也已約定俗成,比如“巴士(Bus)”和“的士(Taxi)”。因爲無傷大雅,所以此類現象不必以“民族”和“民粹”的態度來求全責備,那樣太狹隘了。

我們再來看看“鐳射”這個詞是否翻譯得好呢?在我看來,這是一個典型的為了“音”而犧牲了“義”的翻譯,正如“翹首迎王師”網友所指出的:“Laser”和“鐳”有什麽關係?這難道不會讓人認爲激光是由放射性金屬產生的嗎?

所以作爲科技詞彙的漢譯,“鐳射”意義上不夠準確,甚至有誤導大衆之嫌,還真不如意譯為“激光”。當然了,就如同我前面所說,既約定俗成又無傷大雅,接受它好了。



本文於 2010/07/12 03:20 修改第 3 次
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....
    回應給: 我愛夏天(gunleenia) 2010/07/11 14:41 推薦1


reaizuguo*😻 哪吒
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八龄叟

laser 和“鐳”有什麼關聯或關係?

“奈米”是典型的台灣無章法的音譯。不知李敖是怎麼說的?願聞其詳。
華文世界也只有台灣及其延伸如世界日報用“奈米”而不用“納米”。

本文於 2010/07/11 14:56 修改第 2 次
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我覺得鐳射(laser)的中文譯名很好啊!
2010/07/11 14:28 推薦0


我愛夏天
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鐳射,應是直接從laser音譯過來的,兼具原字的音及中文的字義,我覺得翻得很好。大陸的激光只有“義譯”,翻得雖好,但仍不如“鐳射”。當然,臺灣有很多譯名不如大陸,例如奈米不如大陸的納米,這點李敖大師曾解釋過,我就不囉唆了。
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大顶!
2010/07/09 10:50 推薦2


sas
等級:7
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文章推薦人 (2)

reaizuguo*😻 哪吒
GRY

GRY网友的这篇文章是属于知识性的,深入浅出,读了很有收获。

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