外军精确制导炮弹〈现状及发展趋势〉-外军精确制导炮弹

现代军事·2009/0948军事装备ARMS&EQUIPMENTS军事装备ARMS&EQUIPMENTS精确制导炮弹自诞生起，就以其惊人的作战效能、最小的附带损伤和弹药消耗，深受军事指挥员们的青睐，成为现代战争中武器装备的亮点。近年来，随着科学技术水平的不断进步，精确制导炮弹的发展突飞猛进，其打击精度和毁伤效能又产生了质的飞跃。精确制导炮弹概述精确制导炮弹的产生一般而言，火炮射程越远,弹着散布越大，命中精度也就越差。同时，弹着散布受到许多因素的影响，像火药燃烧的速度、药温变化、药包的湿度、大气密度以及风向等等，甚至连炮弹顶入炮膛时所用的力量不同也会造成弹着散布的不同。上世纪70年代初，为了有效克服传统火炮弹药的不足，真正提高炮弹的命中率，美军提出研制命中概率不低于50%，或精度在10米以内的精确制导弹药，精确制导炮弹的概念亦由此而来。近年来，美国还发明了一种精确制导组件，加装到普通炮弹上，能使射击精度小于50米，这类炮弹被称为准精确制导炮弹。1975年，洛克希德·马丁公司获得美陆军发展炮射制导炮弹的合同，于80年代初研制出“铜斑蛇”155毫米半主动激光制导炮弹,使火炮具有了前所未有的精确打击能力。对二战时期的炮兵而言，普通炮弹直接命中目标几乎是一个奇迹，但“铜斑蛇”却创造了奇迹。前苏联获取了美国陆军研制“铜斑蛇”激光制导炮弹的情报后，为抗衡美国，决定由图拉仪器仪表设计局（KBP）负责研制相应的激光制导炮弹。到了80年代中期，“红土地”152毫米半主动激光制导炮弹研制成功，并投入到当时还在进行中的阿富汗战争。早期生产型的“红土地”炮弹性能并不稳定，几年之后，性能开始稳定成熟。90年代之后，“红土地”成功出口到印度、伊朗、叙利亚、阿尔及利亚和斯里兰卡等国。精确制导炮弹的分类从制导模式上主要分两大类：第一类是采用末外军精确制导炮弹〈现状及发展趋势〉.美军曾装备激光制导的“铜斑蛇”制导炮弹。.俄罗斯“红土地”激光制导炮弹。3.美国XM982“神剑”GPS制导炮弹。4.KBP设计局展示的“红土地-M2”、“捕鲸者”、“捕鲸者-2M”制导炮弹。◆ 宋新彬2009/09·现代军事49军事装备ARMS&EQUIPMENTS军事装备ARMS&EQUIPMENTS端制导系统，如采用半主动激光寻的头的“铜斑蛇”和“红土地”。激光半主动制导精度较高，缺点是目标指示器观察员易受攻击。第二类采用全球定位系统/惯性导航系统，在飞行中修正弹道。如美国的XM982“神剑”采用的就是依靠GPS航路修正系统制导，缺点是抗干扰能力较弱。目前大力发展的精确制导组件（PGK），也属于此类制导系统。从发射火炮类型上可以分为：精确制导榴弹、精确制导火箭弹和精确制导迫击炮弹。从战斗部上可分为单弹头和子母弹头两大类。单弹头又有空心装药和榴弹战斗部两种；子母弹头制导炮弹所携的子弹药本身就是一个包含寻的、姿态控制、引信、战斗部等装置的复杂系统（又分为末制导子弹药和末敏弹两种类型），也有空心装药和自锻破片（爆炸成型）两种战斗部。外军精确制导炮弹的发展现状美俄最新精确制导炮弹的研发情况通过对伊拉克战争经验和教训的全面总结，美军放弃了带自寻的头的155毫米“铜斑蛇-2”制导炮弹的研制，提出了发展“新概念高精确炮弹”的思想，集中力量研制由GPS导航的XM982“神剑”155毫米精确制导炮弹。该项目始于1998年，目的是为美陆军和海军陆战队研制一种155毫米远程精确制导炮弹，可在各种气候及地形条件下打击高价值和危险目标，支援近距离作战，尤其适用于城市作战。XM982的设计理念是“发射后不管”弹药，它采用了全球定位系统/惯性制导复合制导技术(GPS/IMU)，由弹载GPS接收机在接近弹道最高点时获得导航信号，并将其与目标数据进行比对，对惯导装置进行必要的修正，控制炮弹利用鸭式翼飞向目标，进行垂直攻击。为了满足驻伊拉克和阿富汗美军的紧急需求，其基本型号Block1A-1型已于2007年初部署到伊拉克战场，在2007年5月5日的首次实战中，2枚炮弹均直接命中目标，部署时间提前一年。战场试验表明，作为陆军建制内的一种精确打击手段，“神剑”精度高、反应迅速、持续力强，具有全天候作战能力，大大提高了炮兵部队火力打击的精确度和火力支援的有效性，使身管火炮的使用产生了革命性的变化，必将推动野战炮兵向精确打击战斗兵种的转型。近20年来，俄军也没有放松对高精度制导炮弹的研制。“红土地”制导炮弹已成系列化产品，“红土地-M2”和“晶面”是其两种最新制导炮弹，其中“红土地-M2”K155M制导炮弹在威力、射程、运用频率、精度、尺寸和重量等性能指标上，都超过国内和国际同类产品，其制导系统在高海拔地域和大风天气条件下仍能可靠发挥效能。2007年5月，俄方曾在印度境内海拔高度为6000米的山区对“红土地-M2”进行了测试。据统计，使用“红土地-M2”执行打击任务时的弹药消耗量仅为使用传统炮弹时的1%～2%，成本则只有使用后者时的10%～25%。通过对“红土地-M2”和“神剑”作战效能的综合评估，俄方部分专家认为，“神剑”精确制导炮弹的效能并不很高，主要原因在于：对于加固目标或装甲目标而言，一般炮弹只有直接命中这些目标才能摧毁它们，但对于昂贵的“神剑”制导炮弹（目前每枚3万美元）来说，其精度距离直接命中的要求尚有距离（平均达10～15米），同时抗干扰能力还比较弱，射程优势也不明显，使用起来并不合算。相对而言，这种弹药更适合打击有生力量和轻型防护类目标。但“神剑”在完成复杂地形条件下对目标的有效打击和无需前进观察员等方面也存在不可低估的优势。针对上面提到的“神剑”制导炮弹的不足，美军也在逐步加以完名称“晶面”（俄罗斯）“林”（瑞典）PGMM（美国）最大射程（千米）7.57.07.2弹长（毫米）11951320990弹重（千克）27.124.217.7战斗部/装药重量（千克）11.2/5.36.0/3.08.2/2.7战斗部类型战斗部的效率（装药量与总重量之比）0.20.120.15命中率0.75-0.850.2-0.30.7-0.8对目标的摧毁率土木工事轻装甲装备装甲装备（坦克）0.980.950.55不确定0.550.20.450.550.25导引头类型半主动激光导引头红外成像导引头半主动激光导引头导引头视界（米m2）80000022500400000装备现状量产2009年完成设计定型“晶面”制导迫击炮弹与国外同类产品基本战技性能比较34现代军事·2009/0950军事装备ARMS&EQUIPMENTS善改进，按“螺旋”推进的方式装备部队，不断提高其射程、精度和抗干扰能力。精确制导组件（PGK）的应用美军正在研发的PGK是一种相当于引信大小的低成本“模块”，用于取代常规105毫米和155毫米弹药上的北约标准引信，其核心为GPS/INS导航仪。在炮弹飞行过程中，全球定位系统和惯性导航系统协同工作，以达到精确打击的要求。一般来说，现役普通炮弹加装精确制导组件后，其打击精度可提高3倍以上，同时，与精确制导炮弹相比，这一技术途径价格低廉，但目前命中精度较低，其最大圆概率误差（CEP）较大，约30～50米。配备PGK的炮弹是对精确制导炮弹的补充，因此被称之为准精确制导炮弹。目前，美国陆军的XM1156型精确制导组件（PGK）已于2009年4月达到“里程碑”C低速初始生产阶段，这比原定的2008年底晚了几个月，但在射击精度方面则大大超出了设计目标。美国陆军最初要求第一阶段CEP要小于50米，第二阶段的（2011年装备部队）CEP不超过30米，但试验证明其原型引信已能够使炮弹的精度达到20米以内。高精度制导火箭弹为传统火箭弹装上控制系统，不但可以大幅度提高其射击精度，而且可以打击更大范围、更多类型的目标，初步形成全天候、全天时打击点状目标的能力，俄罗斯的“龙卷风”和美国的M270火箭炮系统是其典型代表。前者是世界上第一个高精度制导火箭弹系统，其火箭弹控制系统安装在9M55K式300毫米火箭弹上，采用了初始段简易惯性制导控制技术和自动修正技术，大幅度提高了火箭弹的散布精度（纵横向密集度≤1/310），70千米距离的散布精度为0.21%（约150米）。美军的M270A1可发射XM31整体式战斗部制导火箭弹（GMLRS-U），整体可靠性超过98%。XM31GMLRS-U采用了中段GPS/INS复合制导技术，其圆概率偏差在35千米射程上仅为5米，在70千米射程上小于10米，使火箭炮兵具有了对点状目标的打击能力，并使附带损伤减少到最低程度，被美军士兵称为“70千米射程上的狙击步枪”。美陆军计划于2009年开始大量采购，使制导火箭弹成为未来火箭炮兵的制式火箭弹，除一些训练弹外，今后不再采购非制导火箭弹。此外，以色列、斯洛伐克、德国等国也都研制出了各自的基于GPS/INS制导技术的高精度火箭弹，在40千米左右的射程时，CEP达到了10～20米的水平。高精度制导迫击炮弹由于技术要求相对较低，且具有多功能性和价格低廉的特点，精确制导迫击炮弹的研发在近几年颇受各国重视。早在2006年前，俄罗斯就研制成功了“晶面”精确制导迫击炮弹药。“晶面”精确制导迫击炮弹的毁伤威力几乎相当于普通152/155毫米弹药，能以大角度（接近45°角）击中目标，可用于摧毁敌装甲装备、永备防御工事和重要基础设施（桥梁、山区道路等）。当前的研究主要集中在120毫米迫击炮弹，美、德、法、日等国均计划装备瑞典120毫米“林”末制导迫击炮弹。其中，美国还曾于2004年开始自主研制120毫米XM395半主动激光制导迫击.“神剑”制导炮弹命中目标瞬间。.美军在阿富汗试射“神剑”。3.ATK公司展示的系列产品，包括增程制导舰炮炮弹、制导迫击炮弹和用于改装传统炮弹的精确制导组件。4.一种精确制导组件的剖面图，该组件以众多微型火箭发动机来调整弹丸轨迹。5.XM-31制导火箭弹在伊拉克战场表现优异。6.洛克希德·马丁公司展示的制导火箭弹和陆军战术导弹。7.西欧国家普遍采用无制导炮弹+灵巧子弹药方案。342009/09·现代军事5军事装备ARMS&EQUIPMENTS炮弹（PGMM）的合同（该项目已终止）。另外，经过7年的研制，以色列军事工业公司（IMI）也于2008年9月研制成功了一种名为“纯心”的GPS/激光制导迫击炮弹，圆概率误差（CEP）小于5米，它可使普通的120毫米迫击炮的射程从标准的6千米提高到13千米，用于城市作战能够显著降低附带损伤和后勤负担。精确制导炮弹的发展趋势就制导技术而言，美国、俄罗斯和西欧国家选择了三条不同的发展道路。美国走GPS/INS复合制导发展之路。目前，发展中的第二代精确制导炮弹已初现雏形，特点是“发射后不管”的间瞄概念，其代表作就是美军的“神剑”系统，它是美军第一种在战斗中使用的GPS制导炮弹。与“铜斑蛇”相比，它不再依赖激光照射制导，是一种真正的“发射后不管”弹药，它集尾翼稳定增程、弹道修正、一弹配多种战斗部等技术于一身，射程远、精度高，附带损伤小。伊拉克和阿富汗的战事加快了其研制步伐，从2007年初，“神剑”按“螺旋”发展模式，已被部署到伊拉克战场，进行早期用户试验，开始进入实战评估阶段。由于表现优异，炮兵对其的需求量也逐步加大，美陆军以3万美元的单价于2005年、2006年、2007年分别订购了165发、335发、725发“神剑”炮弹。目前，美陆军对“神剑”Block1A-2型弹的要求是加装抗干扰的GPS接收机（SAASM），射程30千米左右，精度（CEP）达到20米，最终要求是达到10米，可靠性大于85%，该型弹可望于2009年具备初始作战能力。从2004年以来的一系列实验和实战来看，“神剑”Block1A-1的命中精度已多次达到10米内。但后续型号对制导精度的要求进一步提高，使得技术难度更大，近期难有大的突破，达到实用阶段最少还需几年时间。整体式战斗部制导火箭弹（GMLRS）和“神剑”于2007年部署到伊拉克和阿富汗战场后，成功地证明了自身的价值，它们的精度、可靠性和射程赢得了部队的信赖，战场指挥官不太担心在城区环境中使