導(dǎo)彈技術(shù)系統(tǒng)概述

目錄

1.序言..........................................................................1

2.燃料推進(jìn).....................................................................6

1.序言

導(dǎo)彈自其概念化以來，一直是國家權(quán)力的一種強(qiáng)有力的、受人追捧的工具。

盡管在第二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)和使用的彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈大多未能實(shí)現(xiàn)其最

早的操作者的目標(biāo)，但將這些系統(tǒng)用作針對平民的恐怖武器還是顯示了它們作

為脅迫和威懾工具的潛在應(yīng)用。

早期類型的制導(dǎo)武器的有限使用也顯示了使用無人平價在不危及操作人員

或平臺的距離上瞄準(zhǔn)對手的軍事力量的優(yōu)勢。由于早期制導(dǎo)系統(tǒng)的局限性，1945

年至1980年代中期設(shè)計的彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈大多被用于反價值作用，以生

物、化學(xué)或核彈頭（也稱為大規(guī)模殺傷性武器）描準(zhǔn)平民人口。彈道導(dǎo)彈和巡

航導(dǎo)彈與大規(guī)模殺傷性武器之間的聯(lián)系特別強(qiáng)烈，因?yàn)殍b于這些系統(tǒng)的早期類

型的準(zhǔn)確性很差，只有大規(guī)模殺傷性武器造成的大規(guī)模破壞才使操作者對摧毀

目標(biāo)有介理的信心。這種聯(lián)系通過冷戰(zhàn)后期建立的許多多邊軍備控制和不擴(kuò)散

機(jī)制的理由得到了體現(xiàn)，包括導(dǎo)彈技術(shù)控制制度（MTCR）、海牙行為準(zhǔn)則（HCoC）

和聯(lián)合國安全理事會第1540號決議。盡管仍有意義，但由于技術(shù)和導(dǎo)航革命極

大地提高了可能的準(zhǔn)確性，這反過來又增加了這些武器類型作為常規(guī)戰(zhàn)爭工具

的效用，導(dǎo)彈和大規(guī)模毀滅性武器之間的聯(lián)系已被削弱。

在2002年，全球有42種類型的彈道導(dǎo)彈在運(yùn)行；到2022年，這一數(shù)字

已躍升至83種。造成這種趨勢的部分原因是，一些運(yùn)營商，如伊朗和朝鮮，已

經(jīng)開發(fā)并部署了類似系統(tǒng)的多個變種。這一數(shù)字也反映了各國對開發(fā)可用于常

規(guī)作戰(zhàn)的系統(tǒng)的興趣。此外，能夠投送彈頭的無人駕駛飛行器（UAVs）在精確

度、射程、速度和普遍性方面也有所提高。最令人不安的是，巡航導(dǎo)彈--一種單

向的彈頭投送系統(tǒng)-和無人機(jī)之間的界限-其中一些可以釋放武器并返回基地，

一些可以像導(dǎo)彈那樣打擊目標(biāo)-已經(jīng)變得模糊不清，而且在未來可能會繼續(xù)變

得更加模糊。

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這種對制導(dǎo)武器類別的模糊化是技術(shù)革新、模仿和改造的更廣泛趨勢的一

部分。在所有類型的導(dǎo)彈中，通過出口和軍備控制框架施加的限制，使購買者

和生產(chǎn)者產(chǎn)生了避免這些限制的不確定性。在高端領(lǐng)域，最先進(jìn)的國家可以通

過各種類型的先進(jìn)研究，推動尖端技術(shù)和新技術(shù)的發(fā)展，以提高彈頭投送和準(zhǔn)

確性，以及導(dǎo)彈的速度、生存能力、準(zhǔn)備程度、整合和射程。其中一些改進(jìn)可

能是商業(yè)努力的結(jié)果，如開發(fā)新的推進(jìn)手段以加快民用運(yùn)輸。在頻譜的中間部

分，缺乏進(jìn)入頻譜高端的途徑和資源的較不先進(jìn)的國家對這些新技術(shù)進(jìn)行改造,

以創(chuàng)造類似但不太精致的系統(tǒng)，或開發(fā)適應(yīng)性的技術(shù)。然后，技術(shù)能力較弱的

國家和非國家行為者（NSA）在光譜的低端對這些替代品和適應(yīng)性進(jìn)行進(jìn)一步修

改，以尋求在戰(zhàn)場上創(chuàng)造新的或戰(zhàn)略效果。因此，技術(shù)創(chuàng)新推動了新武器的發(fā)

展，而新武器又能適應(yīng)新的戰(zhàn)術(shù)，這反過來又推低了成本，擴(kuò)大了使用范圍，

導(dǎo)致軍備競賽。所謂的“神風(fēng)無人機(jī)”就是這種新動態(tài)的一個例子，因?yàn)樗鼈兓?/p>

上是作為低預(yù)算的陸地攻擊巡航導(dǎo)彈。

現(xiàn)有的武滯和出口管制制度適應(yīng)這些新動態(tài)的能力是有限的。它們反而側(cè)

重于中遠(yuǎn)程能力，如傳統(tǒng)的無人機(jī)和彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈。它們沒有解決快速

的技術(shù)創(chuàng)新問題，實(shí)際上是在激勵創(chuàng)新，使國家和國家安全局能夠獲得遠(yuǎn)程運(yùn)

載系統(tǒng)的好處，而這些系統(tǒng)對操作者的風(fēng)險很小。武器和出口控制方面的創(chuàng)新

差距和時間滯后正變得越來越明顯和嚴(yán)重，因?yàn)樗屑夹g(shù)領(lǐng)域的國家都在開發(fā)

新型制導(dǎo)武器，以及調(diào)整和模仿系統(tǒng)和技術(shù)，以更低的風(fēng)險和成本實(shí)現(xiàn)其政治

和軍事目標(biāo)。武器和出口管制也沒有考慮到這種運(yùn)輸不是單向的：例如，作為

俄羅斯對烏克蘭戰(zhàn)爭的一部分，我們看到一個技術(shù)先進(jìn)的國家（俄羅斯）從一

個較不發(fā)達(dá)的國家（伊朗）采購和采用低端技術(shù)，以增強(qiáng)其現(xiàn)有的精確打擊能

力,并試圖壓倒其對手的空中和導(dǎo)彈防御。MTCR通過設(shè)定射程和有效載荷檻

（以及其他限制）來防止先進(jìn)類型的制導(dǎo)武器從技術(shù)先進(jìn)國家向欠發(fā)達(dá)國家擴(kuò)

散的努力，在發(fā)生相反情況時基本上是無效的，因?yàn)樯a(chǎn)者不是成員國，或者

因?yàn)樵O(shè)備不符合出口限制門檻，或者具有軍事和民用雙重用途，因此沒有受到

嚴(yán)格的限制。顯然，需要改革現(xiàn)有的全球和區(qū)域武器擴(kuò)散限制制度，以考慮到

這些新的動態(tài)。

二戰(zhàn)期間，德國的V-2彈道導(dǎo)彈的明顯軍事用途激發(fā)了蘇聯(lián)和美國的努力,

在戰(zhàn)后不久就加快了各自新生的彈道導(dǎo)彈計劃。盡管早期蘇聯(lián)和美國的努力最

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初集中在復(fù)制和改進(jìn)繳獲的德國設(shè)計上，但一旦這兩個國家掌握并完善了彈道

導(dǎo)彈技術(shù)的基本原理，它們就會尋求開發(fā)射程越來越大的系統(tǒng)。在1948年研制

出蘇聯(lián)第一枚彈道導(dǎo)彈--射程300公里的R-l（RS-SS1Scunner）后的十年內(nèi),

蘇聯(lián)就生產(chǎn)了第一枚洲際彈道導(dǎo)彈（ICBM）,射程7000公里的R-7Semyorka

（RS-SS-6Sapwood）。設(shè)計能夠遠(yuǎn)距離飛行的彈道導(dǎo)彈（在這里指的是幾千公

里）的挑戰(zhàn)意味著射程經(jīng)常被用作衡量一個國家的導(dǎo)彈計劃的標(biāo)準(zhǔn)。因此，射

程往往是政策制定者最大--如果不是最大?一的擔(dān)憂來源之一。例如，伊朗和朝鮮

系統(tǒng)射程的逐步增加，有時會成為實(shí)施多邊制裁的催化劑，努力收緊出口管制,

或部署防御性導(dǎo)彈系統(tǒng)作為回應(yīng)。雖然擁有彈道導(dǎo)彈計劃的國家似乎不可避免

地會連續(xù)開發(fā)更遠(yuǎn)距離的系統(tǒng)，但情況并非總是如此。一些國家出于經(jīng)濟(jì)、政

治和安全的考慮，已經(jīng)單方面決定或雙邊同意限制這些武器的射程。例如，伊

斯蘭堡不太可能增加其最遠(yuǎn)射程的彈道導(dǎo)彈--沙欣-HI的射程，因?yàn)槠?750公

里的射程使巴基斯坦軍隊可以打擊印度各地的目標(biāo)。

彈道導(dǎo)彈為其操作者提供了一種遠(yuǎn)距離投射力量的手段。這些系統(tǒng)的發(fā)展

和部署歷來與生物、化學(xué)和核有效載荷有關(guān)，因?yàn)樵缙趶椀缹?dǎo)彈的不精確性意

味著它們不適合用常規(guī)彈頭進(jìn)行精確打擊。彈道導(dǎo)彈和大規(guī)模殺傷性武器之間

的歷史聯(lián)系，意味著多邊出口管制和規(guī)范制定機(jī)制繼續(xù)將這兩個要素內(nèi)在地聯(lián)

系在一起.例如，《海牙行為準(zhǔn)則》要求簽署國認(rèn)識到有必要”防止和遏制能夠

運(yùn)載大規(guī)模毀滅性武器的彈道導(dǎo)彈系統(tǒng)的擴(kuò)散“，并”在開發(fā)、測試和部署方面盡

可能地保持克制”。

技術(shù)的進(jìn)步■?特別是制導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步?一意味著彈道導(dǎo)彈也越來越多地被用作

常規(guī)武器。盡管將現(xiàn)有的中程彈道導(dǎo)彈（IRBM）和洲際彈道導(dǎo)彈設(shè)計用于

常規(guī)任務(wù)的效用值得懷疑，但在過去十年中，近程、短程和中程彈道導(dǎo)彈（分

別為CRBMs、SRBMs和MRBMs）出現(xiàn)了顯著的縱向和橫向擴(kuò)散。這扭轉(zhuǎn)了2002

年至2012年期間的擴(kuò)散趨勢，當(dāng)時彈道導(dǎo)弧運(yùn)營商的數(shù)量有所減少，部分原因

是有志于加入北約的東歐成員國退役了蘇聯(lián)設(shè)備。

由于在更遠(yuǎn)的距離上難以實(shí)現(xiàn)精確性，所有洲際彈道導(dǎo)彈運(yùn)營商都用核彈

頭武裝這些系統(tǒng)。在另一端，估計有27個國家和兩個非國家行為體（NSA）-

安薩爾拉和真主黨-至少操作一種地面發(fā)射的常規(guī)CRBM、SRBM或MRBM,鑒

于計劃的采購，操作者的數(shù)量在未來十年內(nèi)可能會進(jìn)一步增加。令人震驚的是,

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從2002-22年，在全球范圍內(nèi)服役的不同類型的彈道導(dǎo)彈的數(shù)量幾乎翻了一番,

從42枚增至83枚。雖然這些新生產(chǎn)的系統(tǒng)中有些是專門設(shè)計來運(yùn)載核彈頭的,

但大多數(shù)是通常的短程彈道導(dǎo)彈。鑒于發(fā)展和部署的趨勢，彈道導(dǎo)彈可能會越

來越多地用于常規(guī)戰(zhàn)爭，就像巡航導(dǎo)彈從核任務(wù)發(fā)展到常規(guī)任務(wù)一樣。

從傳統(tǒng)意義上講，彈道導(dǎo)彈是按照可預(yù)測的拋物線彈道軌跡飛向目標(biāo)的，

由三個不同的序列組成。

1.助推階段，在此階段，彈道導(dǎo)彈使用火箭推進(jìn)器將火箭推進(jìn)到通常在地球

大氣層之外的高度，并為其提供到達(dá)預(yù)定目標(biāo)所需的速度。

2.中程階段，導(dǎo)彈在耗盡其燃料后，在地球大氣層外沿著預(yù)定的軌道向其目

標(biāo)飛行。

3.終點(diǎn)階段，導(dǎo)彈在重力作用下重新進(jìn)入地球大氣層，并擊中其目標(biāo)。

雖然現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈在外觀上可能與早期的運(yùn)載工具相似，但許多類型的較

新（和一些較舊）的設(shè)計并不使用包括這三個階段的傳統(tǒng)的拋物線彈道軌跡。

關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步，包括空氣動力學(xué)、機(jī)體、制導(dǎo)、運(yùn)載工具和推進(jìn)，己經(jīng)

使新的飛行路徑成為可能，從而使這一順序變得越來越脆弱。例如，盡管可再

入飛行器（MaRVs）在助推階段利用火箭推進(jìn)，在中途階段在大氣層外軌道上

飛行，但利用配備控制面的錐形彈頭，使彈頭有能力在地球大氣層內(nèi)進(jìn)行跨程

機(jī)動。

在飛行的最后階段在地球大氣層內(nèi)進(jìn)行跨距機(jī)動。其他類型的彈道導(dǎo)彈，

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如HGVs,使這一概念更進(jìn)一步，因?yàn)閹缀跽麄€飛行路線都在地球大氣層內(nèi)進(jìn)行。

氫彈也能夠在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行與所謂的“傳統(tǒng)”彈道導(dǎo)彈相比，HGV還能夠進(jìn)

行更廣泛的垂直和橫向機(jī)動。由于在大氣層內(nèi)花費(fèi)了大量時間，這些飛行路徑

在某些方面更像是巡航導(dǎo)彈所使用的大氣層內(nèi)的飛行路徑。這一特點(diǎn)并不完全

被HGVs所利用，因?yàn)橐恍┒坛滔到y(tǒng)，如俄羅斯的Iskander-M(RS-SS-26Stone)

SRBM和美國的MGM-140A陸軍戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)(ATACMS),在其整個飛行路徑

中完全處于地球大氣層內(nèi)。航空彈道導(dǎo)彈也可以橫向和縱向機(jī)動，盡管這種能

力可能比HGV更有限。3其他遠(yuǎn)程系統(tǒng)，如俄羅斯的Kinzhal(RS-AS-24Killjoy)

空射航空彈道導(dǎo)彈也被認(rèn)為是利用純粹的大氣層內(nèi)飛行軌跡。

早期的彈道導(dǎo)彈依靠外部操縱面，如尾翼、機(jī)翼和鴨翼，以及慣性導(dǎo)航系

統(tǒng)(INSs),通常以機(jī)械陀螺儀的形式，來保持導(dǎo)彈在計劃的彈道上朝著預(yù)定的目

標(biāo)前進(jìn)。5在這些系統(tǒng)中，陀螺儀和橫向加速度計為導(dǎo)彈提供了一種測量其方位

和加速度的方法，內(nèi)部計算機(jī)使用這種方法向操縱面和噴氣葉片提供指令，以

引導(dǎo)導(dǎo)彈朝著目標(biāo)前進(jìn)。早期制導(dǎo)設(shè)備的局限性意味著在長距離上保持精度特

別具有挑戰(zhàn)性，許多早期蘇聯(lián)和美國的圓誤差概率(CEP)彈道導(dǎo)彈通常以公里而

不是米來計量。這就把潛在目標(biāo)的數(shù)量限制在大型固定地點(diǎn)，如城市地區(qū)、港

口和機(jī)場。這也需要為許多導(dǎo)彈裝備核彈頭，以確保摧毀目標(biāo)。早期制導(dǎo)技術(shù)

的限制也為修正外部影響提供了有限的資源，這些影響可能會影響導(dǎo)彈的遠(yuǎn)程

精度，如大氣變化(包括風(fēng)和大氣密度)、不精確的發(fā)動機(jī)關(guān)斷(可能導(dǎo)致導(dǎo)彈低

于或超過目標(biāo))和不對稱燒蝕引起的飛行器不對稱，其結(jié)果是可能在很遠(yuǎn)的距離

錯過目標(biāo)現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈利用far與這些早期的導(dǎo)彈設(shè)計相比，更復(fù)雜的導(dǎo)航系

統(tǒng)。除此之外，中段和末段制導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步也提高了許多現(xiàn)代系統(tǒng)的精度。在

用于常規(guī)戰(zhàn)爭的更精確的短程系統(tǒng)中，一些，如美國的SRBM反坦克導(dǎo)彈系統(tǒng),

可用于打擊小型固定目標(biāo)，如單個建筑物和軍事裝備。

達(dá)到這種精度要求設(shè)計者在導(dǎo)彈設(shè)計中加入多種類型的制導(dǎo)組件，以及用

于目標(biāo)識別的主動和被動導(dǎo)引頭。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSSs),如美國的全球定位

系統(tǒng)(GPS)或俄國的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS),為彈道導(dǎo)彈操作員提供了寶

貴的輔助導(dǎo)航手段。GNSS可以通過允許INS交叉檢查其關(guān)于導(dǎo)彈位置的數(shù)據(jù)并

在必要時進(jìn)行調(diào)整來提高導(dǎo)彈的精確度。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)還可以提高發(fā)射前

的生存能力，囚為它減少了耗時的下列校準(zhǔn)工作導(dǎo)彈發(fā)射前的慣性測量裝置。

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11由于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)可能被阻斷或干擾，而移動目標(biāo)的作用有限，開發(fā)者

可能還會采用其他形式的終端制導(dǎo)，如光電、雷達(dá)和紅外導(dǎo)引頭，可用于在末

段跟蹤和瞄準(zhǔn)移動目標(biāo)。在更遠(yuǎn)的距離上，己經(jīng)開發(fā)了專門類型的制導(dǎo)設(shè)備來

利用大氣層外的飛行軌跡。恒星導(dǎo)航最初由美國航空制造商諾斯羅普公司在20

世紀(jì)50年代用于美國空軍(USAF)的SM-62Snark上，這是一種洲際巡航導(dǎo)彈，

在20世紀(jì)50年代和60年代短暫服役。

恒星導(dǎo)航通過在任何給定時間鎖定恒星相對于地球表面位置的位置來引導(dǎo)

導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。通過將這種測量與導(dǎo)彈的內(nèi)部制導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行比較，天文導(dǎo)航可

以提供校正調(diào)整，以確保提高精度。雖然Snark已經(jīng)退役，但stellar輔助的INSs

隨后被應(yīng)用于彈道導(dǎo)彈，例如美國/英國的TridentI(C4)/H(D5)潛射彈道導(dǎo)彈

(SLBM)等。Stellar導(dǎo)航還為操作員提供了一種不會受到攻擊或干擾的無懈可擊

的導(dǎo)航手段，這在競爭環(huán)境中特別有用。

不像機(jī)械陀螺儀對外力很敏感一一例如會干擾組件和測量精度的振動-光

學(xué)陀螺儀和氣體軸承陀螺儀等現(xiàn)代元件更加緊湊、可靠和精確。因此，這些已

經(jīng)被納入一些現(xiàn)代彈道系統(tǒng)。小而輕的部件還具有減輕重量的額外好處，這可

以允許安裝更大的燃料箱或更重的彈頭，從而提高導(dǎo)彈的射程或其破壞力。

2.燃料推進(jìn)

由于可供設(shè)計者選擇的推進(jìn)劑有限，火箭推進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步?jīng)]有彈道導(dǎo)彈設(shè)

計的其他領(lǐng)域那么引人注目。盡管如此，設(shè)計師們還是努力完善現(xiàn)有技術(shù)，并

在可能的情況下進(jìn)行調(diào)整。火箭推進(jìn)劑的進(jìn)步一一特別是從20世紀(jì)中期開始同

體燃料越來越廣泛的使用一一通過減少發(fā)射準(zhǔn)備時間，提高了彈道導(dǎo)彈作為核

武器和常規(guī)武器的效用。一些早期系統(tǒng)，如R-17Elbrus(RS-SS-lC飛毛腿-B)可

能需要大約一個小時和多輛支援車來準(zhǔn)備導(dǎo)彈發(fā)射，而一些現(xiàn)代系統(tǒng)，如俄國

的Iskander?MSRBM,只需三個人就可以在四分鐘內(nèi)發(fā)射。兒乎所有的彈道導(dǎo)

彈都使用液體或固體燃料，盡管有一些混合設(shè)計同時使用這兩種燃料。液體燃

料系統(tǒng)的推進(jìn)劑由一種單獨(dú)的燃料和一種氧化劑組成。燃料通常是煤油、酒精

或一種財。與燃料一樣，適用的氧化劑數(shù)量有限，設(shè)計者最常選擇硝酸和四氧

化二氮。

因?yàn)槿剂虾脱趸瘎┗旌蠒r會發(fā)生反應(yīng)，所以在導(dǎo)彈發(fā)射前，它們被儲存在

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單獨(dú)的加壓罐中。在發(fā)射期間和導(dǎo)彈飛行的燃料部分，它們被用大功率渦輪泵

輸送到燃燒室，在那里，根據(jù)所選擇的推進(jìn)劑類型，它們或者在接觸時自發(fā)點(diǎn)

燃，或者通過點(diǎn)火器點(diǎn)燃。這產(chǎn)生的能量以高速從燃燒室中噴出，從而產(chǎn)生推

力。由于各種材料科學(xué)問題(如燃料箱腐蝕)導(dǎo)致在燃料箱中長時間儲存液體推進(jìn)

劑很困難，因此大多數(shù)液體燃料彈道導(dǎo)彈只能在發(fā)射前立即加注燃料。

固體燃料導(dǎo)彈比液體燃料導(dǎo)彈相對簡單，因?yàn)楣腆w推進(jìn)劑更容易儲存，發(fā)

動機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜。在固體燃料系統(tǒng)中，燃料和氧化劑被預(yù)先混合，

并倒入帶有粘合劑的腔室中，在那里它們形成固體樹脂。固體燃料系統(tǒng)大多限

于使用兩種類型的推進(jìn)劑:硝化纖維和硝化廿油，或由高氯酸鏤、鋁粉和使樹脂

變硬的粘合劑組成的復(fù)合推進(jìn)劑。一旦固體推進(jìn)劑凝固，裝有燃料的導(dǎo)彈就可

以儲存起來，直到發(fā)射。混合、鑄造和固化推進(jìn)劑是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因此，

盡管有發(fā)射時間長的缺點(diǎn)，但液體燃料技術(shù)最初往往被有國內(nèi)彈道導(dǎo)彈愿望的

國家所追求。由于一旦固體燃料發(fā)動機(jī)被點(diǎn)燃，控制其燃燒速度的選擇有限，

對導(dǎo)彈進(jìn)行節(jié)流的選擇也很有限。

盡管在進(jìn)一步完善這兩種推進(jìn)劑方面存在限制盡管在進(jìn)一步改進(jìn)這兩種推

進(jìn)劑方面存在局限性，但設(shè)計者還是在可能的情況下尋求改進(jìn)。盡管在進(jìn)一步

改進(jìn)這兩種推進(jìn)劑方面存在局限性，但設(shè)計者還是試圖在可能的情況下進(jìn)行改

進(jìn)，特別是如果這將減少導(dǎo)彈的發(fā)射準(zhǔn)備時間C