軍事航天技術(shù)2010-3

軍事航天技術(shù)

東北大學(xué)軍事教研室孫賀1

把航天技術(shù)運用在軍事上，就是軍事航天技術(shù)。在我們?nèi)粘Ｉ钪袝r刻享受著航天技術(shù)給我們帶來的方便，提高著我們的生活質(zhì)量，可以說航天技術(shù)是舉世公認的,對人類社會生產(chǎn)和生活有重大影響的,是我們現(xiàn)代生活離不開的高技術(shù)之一。

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航天技術(shù)是指將航天器送入太空，以探索、開發(fā)和利用太空及地球以外天體的綜合性工程技術(shù)，它又稱空間技術(shù)。航天技術(shù)的軍事應(yīng)用成果就是軍事航天系統(tǒng)。一、航天技術(shù)概念3軍事航天技術(shù)

軍事航天技術(shù)是一項用來借以完成軍事偵察、通訊、預(yù)警、監(jiān)測、導(dǎo)航、定位、測繪、和氣象測報乃至反衛(wèi)星、反導(dǎo)彈等各種軍事任務(wù)的一種現(xiàn)代軍事高技術(shù)。4戰(zhàn)場轉(zhuǎn)換海洋戰(zhàn)場陸地戰(zhàn)場空中戰(zhàn)場太空戰(zhàn)場5航天器無人航天器

載人航天器人造地球衛(wèi)星空間探測器載人飛船航天

站航天飛機科學(xué)衛(wèi)星應(yīng)用衛(wèi)星技術(shù)試驗衛(wèi)星月球探測器行星和行星際探測器衛(wèi)星式載人飛船登月載人飛船航天器分類6衛(wèi)星式載人飛船蘇聯(lián)東方號飛船蘇聯(lián)聯(lián)盟號飛船美國水星號飛船美國雙子星座號飛船中國神州七號飛船

航天器的出現(xiàn)是人類歷史發(fā)展的重大科技成果。它把人類活動的范圍從地球、地球的大氣層擴展到廣闊無垠的宇宙空間。

7１、火箭的故鄉(xiāng)在中國

航天事業(yè)的發(fā)展離不開火箭，現(xiàn)代運載火箭就淵源于古代火箭。古代火箭經(jīng)過漫長的歷史演變，同現(xiàn)代自然科學(xué)的理論和探索相結(jié)合，才最終發(fā)展成為現(xiàn)代的運載火箭。而說到古代火箭，就不能不提到中國的貢獻?；瘕埑鏊?、航天技術(shù)的發(fā)展概況8

追溯源頭，中國是最早發(fā)明火箭的國家?！盎鸺边@個詞在三國時代（公元220～280年）就出現(xiàn)了。不過那時的火箭只是在箭桿前端綁有易燃物，點燃后由弓導(dǎo)射出，故亦稱"燃燒箭"。隨著原始火藥的出現(xiàn)，火藥便取代易燃物，使火箭迅速應(yīng)用到軍事中。

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這種原始火箭雖然沒有現(xiàn)代火箭那樣復(fù)雜，但已經(jīng)具有戰(zhàn)斗部（箭頭）、推進系統(tǒng)（火藥筒）、穩(wěn)定系統(tǒng)（尾部羽毛）和箭體結(jié)構(gòu)（箭桿），完全可以認為是現(xiàn)代火箭的雛形。

原始火箭構(gòu)成10火龍出水神火飛鴉串聯(lián)、并聯(lián)火箭11

在14世紀末期，中國有位叫“萬戶”的人，兩手各持一大風(fēng)箏，請他人把自己綁在一把特制的座椅上，座椅背后裝有47支當(dāng)時最大的火箭（又稱“起火”）。他試圖借助火箭的推力和風(fēng)箏的氣動升力來實現(xiàn)“升空”的理想。

世界上第一個試圖乘坐火箭上天的“航天員”萬戶122、現(xiàn)代火箭的發(fā)展

1903年俄國著名科學(xué)家齊奧爾科夫斯基從理論上證明了多級火箭可以克服地球引力而進入太空，并建立了火箭運動的基本數(shù)學(xué)方程，奠定了航天學(xué)的基礎(chǔ)。

1942年10月3日，德國人布勞恩領(lǐng)導(dǎo)研制的第一枚“V-2”火箭發(fā)射成功，它打破了以往火箭在載重、速度、高度、飛行距離等方面的紀錄。它宣告現(xiàn)代火箭誕生了?！盎鸺浮?-齊奧爾科夫斯基布勞恩133、現(xiàn)代運載火箭與導(dǎo)彈

第二次世界大戰(zhàn)推動了火箭的發(fā)展。德國研制成功的V-2火箭，它能載著1噸重的彈頭飛行200多公里。V-2火箭奠定了現(xiàn)代運載火箭的基礎(chǔ)。

從50年代至今，航天工業(yè)進入大發(fā)展的時期。第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功、第一個載人航天器的發(fā)射成功以及著名的登月計劃得以勝利完成，無一不是運載火箭的功勞。14現(xiàn)在，我國已經(jīng)基本建成了各類導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、運載火箭和測檢系統(tǒng)的研究、設(shè)計、試驗和生產(chǎn)基地，研制出“長征”多種型號的運載火箭。運載火箭導(dǎo)彈15

把軍事航天技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的航天器的稱為軍用航天器，軍用航天器包括衛(wèi)星系統(tǒng)、載人航天系統(tǒng)等。三、航天技術(shù)在軍事上的應(yīng)用16

50多年來，人類大約發(fā)射了近5000多顆各種用途的人造地球衛(wèi)星，形成了龐大的衛(wèi)星家族。軍用衛(wèi)星按用途可分為：偵察衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、測地衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和反衛(wèi)星武器(攔截衛(wèi)星)等六大類。1、軍事衛(wèi)星系統(tǒng)17

偵察衛(wèi)星，就是竊取軍事情報的衛(wèi)星，它站得高看得遠，既能監(jiān)視又能竊聽，是個名副其實的超級間諜。偵察衛(wèi)星利用光電遙感器或無線電接收機等偵察設(shè)備，從軌道上對目標(biāo)實施偵察，監(jiān)視，跟蹤，以搜集地面，海洋或空中目標(biāo)的情報。

美國“鎖眼”偵察衛(wèi)星

偵查衛(wèi)星18照相偵察衛(wèi)星電子偵察衛(wèi)星導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星海洋監(jiān)視衛(wèi)星核爆炸探測衛(wèi)星美國五角大樓電子偵察衛(wèi)星照相偵察衛(wèi)星偵察衛(wèi)星分類19

照相偵查衛(wèi)星是利用可見光、紅外和多光譜相機及電視攝像機對地面攝影并將之記錄在膠片上。在各種衛(wèi)星偵察手段中，照相偵察衛(wèi)星發(fā)展得最早、最快，數(shù)量最多，技術(shù)也最成熟。它具有分辨率高、察微見著、一覽無余、了如指掌的優(yōu)點。照相偵查衛(wèi)星20

電子偵察衛(wèi)星是用偵收敵方電子設(shè)備的電磁輻射信號來獲取情報的人造地球衛(wèi)星。它與衛(wèi)星地面接收站共同組成衛(wèi)星電子偵察系統(tǒng)。電子偵察衛(wèi)星偵察范圍廣、速度快、效率高，且不受國界和天氣條件的限制，可對敵方進行長時間、大范圍的連續(xù)偵察監(jiān)視，獲取時效性很強的軍事情報，是現(xiàn)代軍事偵察不可缺少的重要手段。電子偵查衛(wèi)星21用于監(jiān)視和發(fā)現(xiàn)敵方戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈并發(fā)出警報的偵察衛(wèi)星。通常被發(fā)射到地球靜止衛(wèi)星軌道，由幾顆衛(wèi)星組成預(yù)警網(wǎng)。利用衛(wèi)星上的紅外探測器探測導(dǎo)彈在飛出大氣層后發(fā)動機尾焰的紅外輻射，并配合使用電視攝像機跟蹤導(dǎo)彈，及時準(zhǔn)確判明導(dǎo)彈并發(fā)出警報。導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星22它是用于監(jiān)視海上艦只潛艇活動、偵察艦艇雷達信號和無線電通信的偵察衛(wèi)星。世界上第一顆海洋監(jiān)視衛(wèi)星是蘇聯(lián)于1967年12月27日發(fā)射的“宇宙”198號衛(wèi)星，這是一顆試驗衛(wèi)星。蘇聯(lián)的海洋監(jiān)視衛(wèi)星自1973年后進入實用階段。

海洋監(jiān)視衛(wèi)星23裝有核爆炸探測器等設(shè)備，探測外層空間、大氣層、近地面以及地下核爆炸的衛(wèi)星。它能夠探測到高空（爆炸高度在30公里上）、大氣層（爆炸高度低于30公里）和近地面的任何核爆炸。核爆炸探測衛(wèi)星24東方紅三號通信衛(wèi)星

通訊衛(wèi)星是利用靜止地球同步衛(wèi)星作為中繼站,接收和轉(zhuǎn)發(fā)中繼信號,用來作為通訊中介的人造衛(wèi)星。可傳輸電話，電報，電視，傳真的數(shù)據(jù)等信息。軍用通信衛(wèi)星又分為戰(zhàn)略通信衛(wèi)星核戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星。

通訊衛(wèi)星25

是為地面、海洋、空中和空間用戶導(dǎo)航定位的人造地球衛(wèi)星。導(dǎo)航衛(wèi)星屬于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間部分，它裝有專用的無線電導(dǎo)航設(shè)備。導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)由數(shù)十顆衛(wèi)星組成，也稱為導(dǎo)航衛(wèi)星星座，具有全球覆蓋能力，在軍用和民用上均有及其重要的意義。導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星26

GPS是一個全球性、全天候、全天時高精度的導(dǎo)航定位和時間傳遞系統(tǒng)?？臻g部分由24顆衛(wèi)星組成。它是一個軍民兩用系統(tǒng)，提供兩個等級的服務(wù)。

全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)簡介美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）27GPS系統(tǒng)

GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)由地面控制站、GPS衛(wèi)星網(wǎng)和GPS接收機三部分組成。

地面控制站GPS衛(wèi)星網(wǎng)GPS接收機28GLONASS系統(tǒng)俄羅斯GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)

GLONASS是“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”的字頭縮寫，是前蘇聯(lián)從80年代初開始建設(shè)的與美國GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設(shè)備三部分組成?，F(xiàn)在由俄羅斯空間局管理。GLONASS空間部分也由24顆衛(wèi)星組成。

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“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由分布在3個軌道上的30顆衛(wèi)星組成。該系統(tǒng)與GPS類似，可以向全球任何地點提供精確定位信號。與美國的GPS相比，“伽利略”系統(tǒng)可以為民用客戶提供更為精確的定位。歐洲“加利略”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)30

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是一種全天候、全天時提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)。它是通過雙星定位方式來工作的。

我國的“北斗星”導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)示意圖31

測地衛(wèi)星是專門用于大地測量的人造地球衛(wèi)星，用于測定地點坐標(biāo)，地球形體和地球引力場數(shù)，屬于衛(wèi)星測地系統(tǒng)的空間部分，可作為地面觀測設(shè)備進行目標(biāo)觀測或定位的基準(zhǔn)。

對地觀測衛(wèi)星

測地衛(wèi)星32風(fēng)云一號

從外層空間對地球及其大氣層進行氣象觀測的人造地球衛(wèi)星稱為氣象衛(wèi)星，它是衛(wèi)星氣象觀測系統(tǒng)的空間部分。風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星331958年美國發(fā)射的人造衛(wèi)星開始攜帶氣象儀器。1960年4月1日，美國發(fā)射了世界上第一顆試驗性氣象衛(wèi)星“泰羅斯”1號1960年至1965年間，美國共發(fā)射了10顆“泰羅斯”氣象衛(wèi)星，其中只有最后兩顆才是太陽同步軌道衛(wèi)星。1966年2月3日，美國研制并發(fā)射了第一顆實用氣象衛(wèi)星“艾薩”1號。1966年至1969年間，美國共發(fā)射了9顆“艾薩”衛(wèi)星，獲得了大量氣象資料。美國氣象衛(wèi)星概況34

1988年9月7日中國發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星—“風(fēng)云一號”太陽同步軌道氣象衛(wèi)星。衛(wèi)星云圖的清晰度可與美國“諾阿”衛(wèi)星云圖媲美。目前，我國的極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星已經(jīng)進入業(yè)務(wù)化，在軌運行的衛(wèi)星分別是風(fēng)云一號D星（2002年發(fā)射）和風(fēng)云二號C星（2004年發(fā)射）。我國是世界上少數(shù)幾個同時擁有極軌和靜止氣象衛(wèi)星的國家之一，是世界氣象組織對地觀測衛(wèi)星業(yè)務(wù)監(jiān)測網(wǎng)的重要成員。

中國氣象衛(wèi)星概況35

攔截衛(wèi)星主要用于攻擊敵方低軌道衛(wèi)星。當(dāng)距目標(biāo)只有幾十米時，其戰(zhàn)斗部的自毀裝置便引爆內(nèi)部的普通化學(xué)炸藥，產(chǎn)生大量碎片，從而將目標(biāo)摧毀。美國研制的空間攔截衛(wèi)星攔截衛(wèi)星36第一種是送入長橢圓軌道后，以極高速度接近并到達目標(biāo)附近區(qū)域。第二種是送入與目標(biāo)衛(wèi)星相同的軌道，以較快速度沖撞攻擊目標(biāo)。第三種是由低軌道升至更容易捕捉目標(biāo)的長橢圓軌道，以直接上升方式接近破壞目標(biāo)。攔截衛(wèi)星攻擊目標(biāo)方式371959年，美國首次進行高空核爆炸，利用核輻射、熱輻射和電磁脈沖輻射等核爆炸效應(yīng)能量，從事反衛(wèi)星武器的試驗。1964年，美國部署雷神陸基反衛(wèi)星核導(dǎo)彈。1965年，美國空軍還制定過“載人軌道試驗”反衛(wèi)星計劃，釋放武器的方式包括軌道對地面和軌道對軌道。38

東方紅一號

我國在1970年發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號，衛(wèi)星質(zhì)量超過了蘇聯(lián)、美國、法國和日本等國的第一顆人造地球衛(wèi)星的總和，這說明我國衛(wèi)星技術(shù)的起步水平高。我國人造地球衛(wèi)星的發(fā)展39

科學(xué)實驗衛(wèi)星是用于科學(xué)探測和技術(shù)試驗的衛(wèi)星，主要利用在實際太空環(huán)境下考驗衛(wèi)星技術(shù)中的新方案原理、新技術(shù)和新儀器設(shè)備，以便為后續(xù)的實用衛(wèi)星做技術(shù)儲備。中國1971年3月3日成功發(fā)射了實踐一號衛(wèi)星。實踐一號科學(xué)實驗衛(wèi)星實踐號科學(xué)實驗衛(wèi)星

401984年我國成功發(fā)射了第一顆靜止軌道試驗通信衛(wèi)星—東方紅二號。通過東方紅二號，一舉實現(xiàn)了覆蓋全國的信號傳輸，解決了軍用通信和遠洋船只的通信問題。東方紅通信衛(wèi)星和衛(wèi)星通信系統(tǒng)

東方紅三號41我國最早的應(yīng)用衛(wèi)星是返回式遙感衛(wèi)星。1975年11月26日，我國成功發(fā)射了第一顆返回式衛(wèi)星，標(biāo)志著我國成為第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家。對我國國防、國土普查、地圖測繪、空間科學(xué)實驗等都發(fā)揮了重要作用。

地圖測繪資源一號衛(wèi)星對地觀測衛(wèi)星

對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)42

我國分別于1988年9月和1997年6月發(fā)射了風(fēng)云一號和風(fēng)云二號氣象衛(wèi)星。觀測全球氣象變化，可提供長期天氣預(yù)報信息；除此之外，還可對臺風(fēng)、海面溫度、洪澇災(zāi)害、森林火災(zāi)進行監(jiān)測預(yù)報。風(fēng)云氣象衛(wèi)星系列43

2007年10月24日18時05分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥一號”衛(wèi)星成功送入太空?！版隙鹨惶枴笔侵袊灾餮兄频牡谝活w月球探測衛(wèi)星，它的發(fā)射成功，標(biāo)志著中國實施繞月探測工程邁出重要一步。

“嫦娥一號”月球探測衛(wèi)星

44嫦娥一號衛(wèi)星攜帶的8種武器有：微波探測儀系統(tǒng)、γ射線譜儀、X射線譜儀、激光高度計、太陽高能粒子探測器、太陽風(fēng)離子探測器、CCD立體相機、干涉成像光譜儀。

嫦娥1號安裝了多種探測儀器“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射成功45

嫦娥一號衛(wèi)星將直接執(zhí)行月球表面三維影像探測、月表化學(xué)元素與物質(zhì)探測、月壤厚度探測和地月空間環(huán)境探測等4項科學(xué)任務(wù)。月球背面的圖像

“嫦娥一號”奔月46中國發(fā)射月球探測衛(wèi)星的重要意義

它是繼發(fā)射地球衛(wèi)星，突破載人航天技術(shù)之后，中國空間科學(xué)和技術(shù)發(fā)展史上的第三個里程碑，是中國實現(xiàn)太空探測“零突破”的標(biāo)志性工程。它向外界展示了中國推動其科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的潛力，同時也向國民展現(xiàn)了中國空間發(fā)展的規(guī)劃。

472、載人航天系統(tǒng)

載人航天系統(tǒng)包括載人飛船、空間站、航天飛機和正在研制中的單級火箭式的空天飛機等，它們即可民用，也可以執(zhí)行軍事任務(wù)。航天飛機“神舟”五號載人飛船國際空間站

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載人飛船，又稱“宇宙飛船”、“載人軌道器”。它能保證宇航員在空間生活和執(zhí)行任務(wù)，并安全地返回地面。

1961年4月12日蘇聯(lián)發(fā)射了世界第一艘載人飛船。蘇聯(lián)第一艘載人飛船載人飛船49

1992年9月，中國正式啟動實施載人航天工程，選拔了預(yù)備航天員。中國載人航天工程50

1999年11月20日６時30分神舟一號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由新型長征運載火箭發(fā)射升空，次日15時41分在內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)成功著陸。“神舟一號”飛船51

神舟二號飛船于2001年1月10日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，在軌飛行7天后成功返回地面。神舟二號飛船是我國第一艘正樣無人飛船。飛船由軌道艙、返回艙和推進艙三個艙段組成?！吧裰鄱枴憋w船52

2002年3月25日10時15分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了“神舟三號”飛船。這是一艘正樣無人飛船，除航天員沒有上之外，飛船技術(shù)狀態(tài)與載人狀態(tài)完全一致?！吧裰廴枴憋w船53

2002年12月30日0時40分，我國自行研制的“神舟”四號無人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空并成功進入預(yù)定軌道。這是我國載人航天工程的第四次飛行試驗。

“神舟四號”飛船54“神舟五號”飛船2003年10月15日上午九時整，中國第一位航天員楊利偉搭乘“神舟”五號載人飛船從載人航天發(fā)射場成功發(fā)射升空。航天員楊利偉55

2003年10月16日清晨6時23分，中國的“神舟五號”飛船在起飛21小時后，順利降落在內(nèi)蒙古空曠的草原上。返回艙完好無損。航天英雄楊利偉自主出艙，我國首次載人航天飛行圓滿成功?！吧裰畚逄枴憋w船外太空飛行56

2005年10月12日九時整，搭乘兩名航天員的中國第二艘載人飛船神舟六號，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心中國載人航天發(fā)射場由神箭--長征二號F運載火箭發(fā)射升空后，準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道?！吧裰哿枴憋w船57

2005年10月17日4時33分，在經(jīng)過115小時32分鐘的太空飛行，完成我國真正意義上有人參與的空間科學(xué)實驗后，神舟六號載人飛船返回艙順利著陸，航天員費俊龍、聶海勝安全返回。58

神舟六號載人航天飛行的成功，顯示了中華民族的偉大創(chuàng)造精神和卓越創(chuàng)新能力。對于進一步提升我國的國際地位，增強我國的綜合經(jīng)濟實力、科技實力、國防實力和民族凝聚力，加快中國科學(xué)技術(shù)事業(yè)發(fā)展，振奮民族精神，具有重大而深遠的意義。59（錄像：登月）

1966年到1968年，美國阿波羅號飛船作了6次不載人的環(huán)繞地球飛行；從1968年到1969年進行了4次載人環(huán)繞地球、環(huán)繞月球以及模擬登月飛行；1969年7月16日阿波羅11號飛船載著3名航天員飛往月球，4天后其中兩名航天員踏上月面，實現(xiàn)了人類夢寐以求的月球之行。阿波羅載人登月計劃60

又稱航天站，是一種能載多名宇航員在宇宙空間長時間運行的載人航天器?？臻g站與載人飛船相比，具有容積大、載人多、壽命長和可供綜合利用的優(yōu)點。空間站有廣闊的軍事應(yīng)用前景?？臻g站61

建成后的國際空間站工作壽命10年―15年，總重量423噸，設(shè)計中的國際空間站長108米，寬88米，覆蓋范圍約為兩個足球場那樣大，是人類迄今在軌裝配的最大一個空間設(shè)施。

國際空間站

62空間站的建造分為三個階段第一階段為準(zhǔn)備階段（1994-1998年），主要是送美國宇航員到和平號空間站工作，訓(xùn)練美國宇航員在空間站的生活和工作能力。

第二階段為初期裝配階段（1998-2001年），主要內(nèi)容是建立空間站的核心部分，使空間站擁有初始的載人能力（3人）。

第三階段為最后裝配及應(yīng)用階段（2002-2010年），主要內(nèi)容是完成國際空間站的裝配，達到6-7人長期在軌工作的要求。

63空間站在現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中的任務(wù)作為軌道基地

給各類航天器進行后勤供應(yīng)；作為中轉(zhuǎn)站

將物資和人員運至外層空間；作為空間基地

建造大型空間系統(tǒng)部署在軌道上；作為太空實驗室進行科學(xué)研究及地球資源勘測；作為軍事平臺