漫谈“红土地”激光制导炮弹(图)

漫谈“红土地”激光制导炮弹使用远程火炮准确打击坚固工事和移动点目标，一直是困扰炮兵部队的技术难题。从二战时期到上世纪七十年代，常规身管火炮的距离公算偏差都在1/200～1/300之间，方向公算偏差也在1密位左右【注1】，由于目标定位误差和弹丸散步误差的存在，炮弹在20公里射程上，实际弹着点很可能会偏离目标50～100米，要想打出理想精度，就必须使用足够多的弹药，或者反复校射来提高命中率。二战时期的经验也表明，远程火炮对点目标的命中率只有2%，使用常规弹药远距离精确打击点目标无异于天方夜谭。随着激光技术、电子技术的发展，使古老的身管火炮焕发了活力，精确制导炮弹应运而生，通过在弹药系统中引入制导技术，排除了人工操作和射弹散布的偏差，使火炮的射击精度有了质的飞跃，常规火炮开始具有远距离首发命中和有效摧点目标的能力。1979年美国研制出M712式155mm“铜斑蛇”激光制导炮弹，苏联也不甘落后，随后推出以“红土地”（Краснополь/Krasnopol）为代表的制导炮弹，以及9K116“堡垒”(Бастион/Bastion)为代表的炮射导弹。“红土地”制导炮弹由苏联著名的图拉仪表设计局（KBP/КБП）荣誉出品，仪表设计局1921年成立于图拉市，全称为“国立单一制企业—仪表设计局”（Государственноеунитарноепредприятие«Конструкторскоебюроприборостроения»），由1400多个军工企业组成，苏联最大的国防工业托拉斯之一，也是精确制导武器的最大研制和生产单位，苏军大部分枪炮、导弹都出自该设计局的手笔。仪表设计局这个称呼跟中国国内很多兵工厂叫某某机器厂、某某工具厂一样很低调,从字面并不能看出这个企业是干什么的。图拉仪表设计局从70年代开始，先后共研制了5种激光制导炮弹，分别是：红土地（Краснополь/Krasnopol）、厘米（Сантиметр/Santimetr）、勇敢者（Смельчак/Smelchak）、基托洛夫（Китолов/Kitolov）-2、基托洛夫（Китолов/Kitolov）-2M、红土地M（Краснополь-М/Krasnopol-M），其性能参数如下表所示：红土地Krasnopol红土地-MKrasnopol-M基托洛夫-2/2MKitolov-2/2M米尺Santimetr勇敢者Smelchak武器系统型号2K252K25MKM=32K241K113弹径（mm）152155120/122152240配属火炮D-20牵引火炮西方制式155诺娜120mm152mm牵引火2S4式240mm自行迫击炮或2S3式、2S19式自行加榴炮mm榴弹炮迫榴炮、D30榴弹炮、120mm迫击炮炮或自行加榴炮弹长（mm）1300955122511951635质量kg全备弹504325/2749.5134.2战斗部20.52010/272032装药6.365.0/5.5632战斗部类型杀伤爆破杀伤爆破杀伤爆破杀伤爆破杀伤爆破等效TNT当量（kg）8868.532射程（km）20最大17，可提高至209/122～8/6.5～12（3БОФ63装药）3.6～9.2制导状态初始段制导方式弹道飞行无制导弹道飞行无制导弹道飞行无制导弹道飞行无制导弹道飞行无制导弹道中段制导方式惯性制导惯性制导惯性制导惯性制导惯性制导弹道激激激激激光半主末段制导方式光半主动寻的光半主动寻的光半主动寻的光半主动寻的动寻的寻的制导时间（秒）0.1～30.1～30.1～30.2～30.1～3激光目标指示器/测距机型号1D15法制DHY3071D151D15/1D201D15/1D20质量（kg）60≤86060/3060/30照射距离（km）5～7770.2～5.00.2～10照射时间（秒）6～156～156～1536～15测距精度（米）5～755～755同步装置型号1A351A351A351A35AK/1A35I1A35AK/1A35I质量208202020装备现状已装备外销外销已装备已装备红土地152毫米制导炮弹红土地155毫米制导炮弹（前端是保护鼻锥）红土地-M制导炮弹红土地M使用的法制DHY307激光照射/测距机基托洛夫120毫米制导炮弹勇敢者240毫米制导炮弹2K24厘米152mm激光制导炮弹系统所使用的30F35炮弹，它与红土地的区别是没有火箭增程发动机。红土地是苏联最旱研发的激光半主动制导炮弹，武器系统型号为2К25，绰号红土地（Краснополь），该弹于1977年开始工程研制，1984年定型并少量装备部队试用。1992年首次对外披露，随即开始出口销售，第一个客户是东亚某国。由于苏联解体导致俄罗斯国力衰弱，两国在技术和预算上的此消彼长，俄罗斯和中国军队实际部署红土地的时间其实很接近，都在1995年前后。从2000年5月解放军报一篇文章可以看出，中国从80年代就开始跟踪搜集激光制导炮弹技术，南京炮兵学院对此做了大量基础性工作，使我军在90年代引进“红土地”以后，很快就掌握了俄制激光制导弹药技术。反观印度，1999～2002年印度以4万美元的单价进口了一万枚红土地炮弹，但不知是印度军队的使用原因，还是俄国人的质量原因，红土地在印度军队使用效果并不理想，实弹发射总体命中率只有28%，而且至今也未听说这个南亚大国有任何自行生产的意图和消息。红土地的内弹道指标与普通152毫米加榴炮完全一致，可直接使用老式D-20式151mm牵引火炮或2S3式152mm自行火炮发射，也可用新式152mm2S19式自行加榴炮发射。最大射程20km；全弹质量50kg，战斗部为杀伤爆破型，装药为钝黑铝混合炸药，质量20.5kg;带有4个燃烧室的单推力单喷管助推发动机；配用带有4组编码的1Д15(1D15)式激光目标指示照射器/测距机，激光器的照射距离为5～7km，主要用于攻击坦克、装甲车、工事和炮兵阵地等目标，可攻击速度小于10米/秒的活动目标（相当于目标速度36公里/小时）。红土地全系统，左为飞行状态，右为全备弹，上为照射器红土地的全备弹状态该弹采用鸭式气动布局，两对相互垂直的气动舵装在弹体前部，舵片和尾翼均为折叠式;这种气动布局是将舵面布置在弹的前部，其舵转角产生的升力与全弹升力方向一致，所以控制效率很高。其主要缺点是由于舵面偏转对弹翼产生的下洗影响，使舵差动运动时会在弹翼下产生反向诱导滚转力矩。所以鸭式舵多用于不需要滚转控制的滚转弹。红土地之所以能够采用鸭式布局，还跟它采用杀伤爆破战斗部，因而无须像破甲战斗部一样必须把装药设计在弹体前段有关。全弹可分成前面的控制部分和后面弹药部分。这两部分可以完全分开，分别独立包装，再共装在一个包装箱内，只是在发射前才将两部分插接在一起。这给生产、组装、总装和运输带来极大方便。这种结构也是鸭式气动布局容易做到的，若是正常气动布局就难以实现。红上地采用火箭增程方式，可显著地增大火力控制范围，提高火力使用的灵活性、命中精度、毁伤概率和可靠性，作战时，按照红土地炮弹使用教范要求，观察员照射点距离目标约5公里处，要求观察员与火炮夹角不能大于45度（750密位），观察员与目距离不能大于5000米，在条件许可的情况下，应尽量把观察点设在火炮目标方向夹角为正负100密位（6度）的扇形区外，以免被炮弹掉下来的部件（譬如脱落的鼻锥）误伤。先由前沿观察员搜索、确定所要攻击的目际、测定其距离和方位，用无线电通报发射阵地，指挥发射。炮弹出炮口后25米左右稳定尾翼张开到位，5～10秒后火箭助推发动机开始工作，当弹丸接近弹道顶点，程控装置按预先装定的时间使惯性陀螺解锁，开始测量下滑角。弹丸在升弧段及一部分降弧段是无控飞行的。当下滑角达24°时，自动驾驶仪工作，弹丸进入惯性制导阶段，保持其下滑角不变。与此同时，保护鼻锥部脱落，自动导引头作好准备。在炮弹距目标约3000米，也就是在弹道未段的6～15秒时间内，由同步器或手动计时启动激光测距/目标指示器，对目标进行照射。弹上的激光导引头可搜索地面直径为1千米区域内的激光反射信号，当导引头接收到目标反射来的足够强度的激光编码信号后，即捕获到目标并激活导引头位标器，导引头陀螺解锁加速旋转并进入跟踪状态，导引头给出含有重力补偿的比例导引信号，靠舵片操纵炮弹自动导向日标，当接近自标数百米时从低伸弹道转入俯冲弹道，以35～45°的着角攻击目标顶部，随即延迟引信引爆战斗部，摧毁目标。红土地制导炮弹的作战过程现今制导炮弹的三大流派，即半主动激光制导、主动寻地制导和末端敏感弹药，都各有优缺点。在作战使用时，激光半主动制导炮弹因为有人参与组成闭环系统，由人操纵激光照射器可灵活选择不同的目标-活动或固定不动的坦克、装甲车、导弹发射车、指挥车、工事或重要的点目标等，能区分敌我，因此可实现指那打那。而自主寻地制导和末端敏感弹药炮则能自动攻击装甲目标，实现了“发射后不管”，但它们仅能攻击装甲目标，而且攻击具有一定的随意性。美国和苏联虽然都在70年代开始研制激光制导炮弹，但美苏军队对这种炮弹的定位却有很大差别。美国人认为半主动激光制导炮弹不能实现“发射后不管”，操作上较被动寻地型炮弹复杂，而且在发射前要测距、通报目标坐标和气象云高，确定激光编码，需要同步器的无线电联络，武器系统及其操作都很复杂，容易受干扰。所以，美国陆军比较热衷于使用红外/毫米波复合制导技术的自主寻地和传感器引爆弹药。俄罗斯则认为，半主动激光制导能够打击战场上几乎所有目标，不受目标背景对比度限制，具有较高的命中率（目前为止，地球上现有的精确制导弹药类型中，精度最高的还是激光制导弹药），研发成本比较低，技术风险比较小。这样红土地和铜斑蛇在技术上就有很多差异，如图表所示：铜斑蛇制导炮弹红土地制导炮弹备注射程4～16公里3～20公里命中概90%90%圆概率误差率命中精度0.4～0.9米小于1米圆公算误差战斗部种类聚能破甲战斗部杀伤爆破战斗部战斗部装药B炸药钝黑铝混合炸药破甲深度266mm以上一次装定诸元时，可打击目标散布直径2000米1000米以内（纵向）400米以内（横向）攻击点照射点照射点上方导引头视场±12.5°照射距离5公里5公里照射激光编码8组4组目标最大速度72公里/小时36公里/小时弹体控制尾翼稳定，不旋转鸭翼控制，旋转引导规律比例引导弹道根据云高设定标准和低伸弹道火箭增程弹道末端修正时间15秒1～3秒红土地的命中率较高，人民解放军装备该弹以后，历次演习演练中实弹射击都能达到俄方技术资料显示的90%以上的命中率，基本符合我军对该弹首发命中的要求。中国军队引进红土地炮弹以后，就在军事演习中频繁使用，1999年10月福建石狮将军山举行的新装备展示活动，即进行了红土地对海上舰船的射击表演，在大风、水雾等恶劣气象条件下仍能达到很高的命中率。2000年8月在东山、绍安举行的“东海5号”演习中，针对岸防永备工事目标发射了数十发红土地制导炮弹。在以后的实弹发射中，我军指战员更是创造性的证明，在打击永备工事等大型目标时，红土地1Д15目标照射/测距机的有效照射距离，可以从原来的5公里提高到10公里，这极大拓展了炮兵前沿的安全性和战术灵活性，连俄国技术人员也始料未及。出口型155毫米SH1车载加榴炮使用的激光制导炮弹关于红土地制导炮弹在我军的配属，解放军的152毫米加榴炮，一般以炮兵营的形式配属于集团军炮兵旅、步兵师属炮兵团、步兵旅属炮兵团。根据152毫米加榴炮发射制导炮弹时射程为20公里。又根据我军合同战役战术关于“队属炮兵应打击本级任务内的全纵深”原则，军的任务纵深应到敌第一梯队师，师的任务达到敌第一梯队旅（团），团的任务达到敌第一梯队营。按此原则推算，我军对台军作战时，军炮兵旅使用红土地不能控制敌师甚至团(还差2公里)纵深。但师、旅属炮兵团152榴炮营的火力，正好控制到敌团的全纵深，所以应该将红土地制导炮弹编入师/旅炮兵，作战时根据需要。也可灵活地将该弹加强给主攻方向团炮群，即可完全控制台军的营纵探。对美军作战时，军炮兵旅的火力不能控制敌师和旅的纵深，但正好可控制敌营纵深，战时根据需要，解放军师