主题：【原创】兔子的300毫米火箭炮 -- 红茶冰

大家闲聊， 谈不上抬杠，其实我也不是这一行的，瞎侃。

说真的，我最看不上的就是国内很多军工设备严重依赖个人技艺。镀膜，研磨都可以标准化，因为产量低，一年可能就生产几百枚， 多的也就一两千枚， 不去发展标准流程，谬之大也。十年前我曾经无意中推动中国大型LED显示屏校准的标准化。大型LED屏动辄几千万上亿，一年也生产不了几百块块， 过去各个模块的平整度， 模块内各个像素的角度，亮度，色彩偏差都是手工调校的， 非常慢，效率低，效果也不一定好。 我利用公司资源做了一个拍照，图像处理，计算，标示偏差像素、偏差模块的系统，仅仅演示了一下，吓得行业内各公司纷纷跟进，花了100万不到， 一劳永逸。

标准化流程，标准化测试，只要加工方法正确，最后的精度满足正态分布，需要的产品可以从中挑选，最多是成品率问题。真的很难做高，就把精度高的用在高价值导弹比如DF-21D上，把精度略低的用在短程导弹上，精度最低但仍好于MEMS的，用在火箭弹上，这样的梯级应用，几乎没有浪费，可以最大化降低成本。

MEMS惯导是未来的发展方向，几乎每18个月价格降低一半。 不信，你去看看3年前的价格， 5年前的价格。 展望未来，MEMS价格还要继续下降，现在价格相当，意味着明年价格只有一半，3年后只有四分之一了， 趋势之快， 不可不察。当然， 国内的供应商都是各有山头的，利益关系复杂，要改很难，但还是可以借力打力，奋力前行。

退一步讲，很多人不同意成本可以大幅度降低，理由就是精度要求高。其实3m的圆概率打击半径，很多产品吹嘘能达到，真的实战，有多少能达到？在现代战场上，考要考虑对方的抵抗，移动和拦截。3m圆概率导弹价格可能是10m圆概率导弹的10倍，在对抗条件下我宁愿采购10m圆概率导弹， 真正杀伤率远超1枚3m圆概率导弹。

国内军工口我不太熟，以前有几个同事军工出身的，职业生涯中也接到过几个军工口的技术咨询要求，整体而言，军工口的大部分单位以捞钱为主，以拼凑为手段，产品令人不齿，但有一些团队能十年如一日钻研，符合一万小时天才密码理论，技术上升华成了大师， 我非常敬服。

但所有的所有，没有一个团队以降低成本到十分之一， 百分之一为目标，以500亿人民币建立远超火力摧毁台湾、南海的抵抗为目标。他们降低成本的目的，就是击败竞争对手中标，境界而言，已经失之于下。

我是搞半导体的，习惯于高价格，高性能。去过一次温州宁波，偶然的机会参加同学（三星供应链大厂）采购洽谈后的宴会，席中听到他们提到的某电子元件价格是多少钱一吨，颠覆了我的想象，餐后同学告诉我说，当产量到达几百万，几千万的时候，研发成本， 商务成本都可以摊薄，最后就是材料价格加上适当的毛利率， 用重量来标示价格，公开透明。

事后再回想，真的如此，一切成本都是材料加人工。材料自己能生产，也是人工。我的思路是中国大军工应该以全产业链为依托，大工业为骨干，大规模生产把成本降低到工业品的价格，从而摧毁一切抵抗意志， 我们支付的仅仅是劳动时间。

现在能做到自动跟踪测量的自动研磨设备最高精度（粗糙度）最多2微米的样子。而上文提到的RLG加工要求的粗糙度是按纳米来计算的，请问上哪找这种随机测量装置呢。咱们装在东风快递上的RLG要求镜片的粗糙度是0.1纳米，这样的话才能保证零偏移值在0.00002°/H的样子。精度要求这么高，我不知道有哪种方法可以做到自动化生产的。

MEMS目前的技术严格的说还处于不太成熟状态，前端的设计还是流片这块都未有一个业内推行的标准。消费类的产品满天飞但是能做到导航级别的很稀少，而能做到战术级别的一只爪子能数过来，在没有非常好的压电材料或者封装工艺出现前，我持谨慎乐观态度。河里面应该有做这行的河友吧？不出来吧唧下？

军工口对短距离导弹居然提出了十万分之二的陀螺仪每小时角度偏差指标， 让我吃惊。

因为距离远了，我就用x=sinx来近似估算。

300公里的导弹，圆概率偏差10米，等于角误差十万分之三点三，十万分之二，就是目标在没有卫星导航的情况下达到圆概率偏差10米。但等一等，前面的偏差是每小时十万分之二， 300km实际飞行只有不到10分钟，按照这个估算，实际需要的精度只要十分之一， 也就是万分之二就勉强可以达到10米圆了。

再等一等，就算对方在目标附近有卫星导航干扰，但不可能全程都有干扰， 假定在半程的时候能够得到位置矫正， 我们对精度的要求再次下降一半， 也就是万分之四， 如果运气再好一点，到3/4路程的地方我们再次得到位置矫正，精度要求降低到万分之八度每小时。

其次，误差有随机误差和固定的偏差以及可以预见的偏差漂移， 比如温漂。随机误差会随着时间积分被消除，固定偏差和可以预见的偏差可以出厂的时候预先测量并消除，飞行过程的固定偏差和偏差漂移也可以在历次导航位置校准中得到偏差参数和偏移量， 从而在程序中消除。

一般而言，非线性误差可以轻松通过这种校准降低1个数量级，线性误差可以降低2个数量级。按照我的估算，现在的MEMS只要10美元就可以组成一个阵列，实际偏差降低到万分之五度每小时以下的偏差， 达到实战要求。 如果再把打击半径扩大10倍到100米， 更是轻松平常。

当然我的估算稍显乐观，因为仅仅考虑了传感器侧的情况，执行侧的东东牵涉到气动力学和发动机控制，我完全不懂，留待高手吧嗒吧嗒。

RLG我不懂，但我知道1983年上海第三机床厂生产的磨床就能达到5um的加工精度，表面粗糙度0.4um， 二手的日本商用光学投影研磨机加工精度轻松达到0.1um，稍加改善从中挑选0.05um的不太难，而且这个是加工精度，表面粗糙度取决于研磨材料的选取和加工流程的设定。粗糙度达到加工精度的十分之一或百分之一不是天方夜谭。百分之一就是0.5nm。

最后再啰嗦一下，标准化流程不是自动化流程， 是尽一切可能减少人为地因素在里面，从而达到便于管理，便于移植，便于扩产的目标。

其实高精度陀螺仪是上世纪70年代的设计思路。完全不依赖星光制导和卫星导航，也能击中1万多公里的目标。美国80年代研制的MX（和平保卫者）导弹上搭载的机电陀螺仪是世界上精度最高的机械式陀螺仪，每小时仅偏离1.5*10-5度，使该导弹可以在完全不依赖外部信息的情况下在14000公里射程上偏差小于100米。

短距离低成本导弹，要求接近人家洲际导弹的精度，还假设最恶劣的情形出现：全程没有卫星导航。说实话，这个有点过了，思路出现了问题。

一个合格的自动化生产是建立标准化流程之上吧，难不成你觉得做这个光学处理的厂家还是请一班子童工，围着砂轮机打转？自动化也好标准化也好，无非是提高生产率和良品率。你上面给出的是研磨设备的最高加工精度，而我所说的是自动化程度下无需人力介入下，靠激光测量仪实现自动化生产的最高精度。而我查到的日本NACHI（那智）超精密非球面纳米加工机ASP系列光学研磨设备最高精度也就0.3um（粗糙度应该在0.03um）没你说得那么夸张。

全球能做到纳米级光学加工以“商业公司”存在的就四家，因为这种级别的加工需要超精密控制，传统的机械传动已无法适应，只有磁力悬浮控制才能实现这个方案。

如果陈王你对这个方向没啥概念，我可以举个栗子；ASML光刻机的传动控制就是磁悬浮控制。

至于你说MEMS各种消除误差之类，我理解是增加算法，但是我想说的是，除非陈王你找一位像张益唐或者特仑苏（陶哲轩）这样的数学大咖来帮你重新整合和优化所有的算法，否则我觉这比较扯。目前MEMS的主算法和滤波算法还算成熟，随机出现的干扰这既有材料本身的特性也有封装工艺的问题也即耦合效应。要解决这个问题从人类发展是来看，只能靠完全掌握材料和封装的特性才能明朗化。绝不是弄几个是几个MEMS做成列阵就能拨云见日了。

飞行器/导弹/远火在飞行中，内部与外部各种无法掌握的干扰因素只会叠加，不会负负得正。因此 能采取的解决措施是以其他部件性能的提升来抵消掉一部分干扰因子。有心的河友可以计算下我和陈王在帖子里给出的陀螺仪零偏移值，计算下理论上误差是多少。

我印象里，全世界的军方在确定项目/目标后，都只关心两点，可靠性和精确度。其他各种假设脱离这两点，毫无价值。

兄台不再提十万分之二度的每小时漂移，大概也同意了这个指标过于严苛。

既然你提到了ASML的光刻机，精密气浮工作平台的定位精度最高是10nm，确实很牛逼，辣翻了我的眼睛。 我就翻了一下，哈哈，果然有， 2007年华中科技大学有一篇硕士论文：光刻机精密气浮工件台的振动特性分析及运动控制

http://www.doc88.com/p-99522689360.html

大概看了一下，里面提到当时中国的光刻机定位精度是60~70nm，看了这个，我就放心地笑了。将近10年过去了，现在的状况会是神马呢？放狗搜了一下，国内领先的上海微电子装备公司生产的SSA600/20可以适用于90nm的工艺生产，一般猜想，它的定位精度肯定远小于90nm，我按照10%或5%估算应该合理，因此我推测国产的光刻机的定位精度是4.5nm或9nm， 中国人落后也不过10年， 可见nm级加工不像你说的那么神奇，土鳖国早已有之。

好了， 不扯这个加工工艺，我本来不懂， 既然你提到了半导体工艺，凑个热闹。我前面的帖子说了一大堆，无非几点， 一是不必要的精度要求， 二是非标准化流程， 三是忽视MEMS的应用。

在讲MEMS应用前，我讲一个故事，是1991年华为万门程控交换机之前的故事。我以前在河里提到过，华为的万门程控交换机技术来自巨龙， 巨龙的突破来自解放军信息工程学院的邬江兴， 邬江兴的突破来自于他发明的软交换技术， 规避了巴统对中国VLSI交换矩阵的封锁。

我没有说的是，还有另一个障碍，就是时钟。 交换本身需要精准时间，大型交换机分布在不同的地方，而电磁波的传送需要时间，各地因此就天然存在时间差，交换必须消除时间差。每个地方放一个原子钟不合理，只能是一个原子钟授时， 本地时钟守时（现在移动网络基本成了本地GPS授时）。一般的石英晶体短期时钟稳定度是10的-6次方，这对通讯系统来说远远不够，当时巨龙机的要求是最低10的-8次方。

石英晶体本质上是一个压电转换器，它的噪声来自于温漂和机械振动， 于是超高精度的时钟就放在一个恒温槽中， 这个恒温槽有各种减震措施。 这样的晶体体积巨大，成本高。为了解决这个问题，大家自然就想到了锁相环的环路滤波器，但各种滤波电路本身就有自己的局限， 对付这种噪声行，另一种噪声就不行。后来一个复旦的学者在80年代用DSP分析噪声的规律，根据噪声的规律， 自适应地改变滤波算法。 巨龙采用他的算法，做出了自己的超级稳定的石英振荡器，把时钟的短期稳定度提高了100倍乃至1000倍，完成了本地守时。

MEMS的噪声，如果是完全随机噪声，也就是通常意义上的白噪声，根本不是问题，因为积分效应自动趋于0。如果不是白噪声，无非来自半导体的1/f噪声，半导体电路的信号噪声，电源噪声，机械振动耦合进来的噪声。 对噪声进行分析才能做出进一步的处理方法。离开这个物理基础，就是香农再世，卡尔曼重生也不能创造新的算法。今天MCU的计算能力是30年前DSP的10倍以上，可以轻松完成各种算法。 改天有空，我做一个简单的数学推导，证明恰当的MEMS阵列和恰当的算法能将噪声降低1~2个数量级。

没有解放军石家庄工程学院，应该是解放军郑州信息工程学院

既然你不算那我来算吧。1.5×10?5×14000×17.444=3.66324米 这就是美国保卫者号导弹飞行14000公里后陀螺仪的理论误差。为什么美国人给出的MX洲际导弹的CEP值是120米内呢？

兔子在纳米级光学器件实力可以参考下这两篇文章；http://xueshu.baidu.com/s?wd=paperuri:%2892cd1b5e2f82dcd7a57ef05090d5ac0a%29&filter=sc_long_sign&sc_ks_para=q%3D%E7%A3%81%E6%B5%81%E5%8F%98%E6%8A%9B%E5%85%89%E7%9A%84%E5%85%B3%E9%94%AE%E6%8A%80%E6%9C%AF%E7%A0%94%E7%A9%B6&tn=SE_baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf-8&sc_us=7821816845456699032 http://doc.qkzz.net/article/a9f83cbf-6a3d-4251-9bb0-4b42a66bd103.htm

话说当时授时用的原子钟不是恒温晶振（OCXO）是铯钟，至于移动基站里用的是铷钟，早几年移动基站升级时到处处理这玩意，现在淘宝上还有二手的卖。

至于你后面写的MEMS那段我是当笑话来看，原因就只有一个，要是这么干能成事，国内那帮子搞惯导的应该全体去自尽

就是用少数几发火箭弹，带高精度惯导组件，在战场上空提供导航信号，其它几百发火箭弹带低精度的MEMS组件，配合导航卫星和导航火箭弹信号，执行打击任务。几百发火箭弹相当于一次旅级别的齐射火力，从第一发射出到最后一发落地，整个过程在10分钟以内完成，实际需要导航信号精确修正轨道的时间集中在两三分钟之内，对方的反应时间很短，基本没有可能从几百发齐射的火箭弹中识别出导航火箭弹并加以拦截，就是干扰都来不及。即使干扰也很难，导航火箭弹信号源的位置、轨迹、速度、加速度这些特征相当特殊，同一批发射的打击火箭弹可以很容易地把它和干扰信号区分开。

另外很多时候也不需要考虑导航卫星信号被屏蔽的问题。就像哈马斯打以色列，一发一发地打冷枪，以色列难不成还能天天把导航卫星信号都给屏蔽了

0.1nm是一个艾米。一个原子的大小大概半个艾米到3个艾米，比如氢原子大概是半个艾米。 粗糙度要一个个艾米的话，比原子还要小了。考虑到玻璃分子的大小，而且光学原件差不多都得镀膜。镀层的分子应该更大。那你怎么做到1个艾米的粗糙度？

软件算法什么的，换个思路精度和效率可以提高很多。机械加工的话，能提高一点点都很不容易。光学原件磨削本质上是机械加工，要去掉一部分物质的话不可避免地会产生震动和噪声。这些东西是算法不能消除的，算法不是魔法。

以前和nikon生产光刻机的部门有过合作。光刻机在加工的时候会随机产生气泡，这东西只要有一个，它跑到的地方的加工的片子就毁了。那个合作研究持续了好几年，直到我辞职了都没完。总之是没什么好办法。

Again, 做IT行业的人容易产生错觉，觉得算法，软件之类的无所不能。其实一旦涉及到机械，流体之类的物理世界，不可测要素太多。一点点性能的提高往往要付出极大地努力和代价。

我可没有那么自大，能教训机械加工的工艺。

我的意思不过是精度不需要那么高，另外现有技术已经能够达到那个不太高的高度。

第三是，通过另外的方法，有机会接近那个不太高的高度而成本大幅度降低。

咱们列装的几种型号都是在一个发射架具内混装精确制导和普通制导的火箭炮。

只不过精确制导是用来定点清除，普通的用来洗地。哈马斯咋会用惯导火箭炮呢。

就是小作坊制作的手工产品，无论壳体加工还是发射药的化学剂配比，配制工艺时的温度，搅拌均匀度，发射药填充压实的力度与密度，药柱内孔和燃烧室的设计这票哥们压根就木有标准（工艺）啊，这玩意能上天就已经是最大的成功了，至于比冲和燃速什么的已经超过他们的追求目标了~~

我对他们的评价就是民间艺人之类的，核心价值就是给广大吃瓜群众带来欢乐

话说H童鞋是学啥专业的？你在生化计算方面的知识让我敬佩不已

我是那种张口就来的人吗。你要的干货；http://www.zzoptic.com/productDetail.aspx?ContentID=51&t=9&type=2

磁流控制加工光学器件最大的特点在于摩擦与阻尼系数非常非常 非常小，因此，控制精度高（请在“高”的前面加上三个非常）链接里的这家公司其实是“马甲”核心团队和设备都是某大学带过来的，链接里给出的最高粗糙度是对外，自个高阶应用用的是0.1nm

另外你楼下说的Nikon光刻机是浸没式的？