弹道修正弹

弹道修正弹的基本概念是, 在原有榴弹 (含高炮弹)、迫弹或火箭弹的引信位置换装

成弹道修正模块, 由GPS 或地面雷达探知飞行中的弹丸在某几个时刻的空间位置, 将

此位置与地面火控计算机中预先装定的理想弹道比较, 根据偏差大小, 指令弹上的修

正机构进行距离或方向修正。这种修正可以在全弹道上修正一两次或三四次。

三、弹道修正弹的关键技术

1.弹道探测技术

弹道探测技术分三种技术:火控雷达(ＦＣＳ)全球定位系统(ＧＰＳ)和惯性导航系统(ＩＮＳ),各种技术各有优缺点。采用ＦＣＳ技术,弹丸靠外部的火控雷达系统获得实际弹道,目前先进的相控阵雷达在作用距离和精度上都能满足。在这种模式下,雷达可以根据被弹丸的反射回的雷达信号跟踪弹丸也可以由弹丸主动发射对应雷达信号的异频信号使雷达跟踪弹丸。ＧＰＳ能全天候、全时间、连续提供精确的三维位置、三维速度以及时间信息。弹丸飞行时, ＧＰＳ接收机通过弹载ＧＰＳ天线阵锁定ＧＰＳ卫星族,弹丸旋转时将用多个ＧＰＳ天线确保ＧＰＳ接收机始终能接收到ＧＰＳ卫星信号,微处理器利用从ＧＰＳ接收到的弹丸位置来确定弹丸弹道。它的关键技术在于ＧＰＳ接收机的微型化和ＧＰＳ天线设计。ＩＮＳ是一种不依赖外部信息、又不发射能量的自主式导航系统,隐蔽性好,不怕干扰。惯性导航系统能提供全面的弹丸飞行信息,它具有数据更新率高,短期精度和稳定性好的特点,它的缺点是需要初始化,而且误差随时间积累。采用ＧＰＳ系统和ＩＮＳ系统,弹丸可以实现发射后不用管,能自主打击目标,称为主动模式弹道修正弹,是目前发展的主流,但它技术难度大,所有的计算都要在弹上实现,弹载设备多,须要考虑设备的微型化和抗高过载能力。采用ＦＣＳ技术,修正弹本身较为简单,但它需要火控雷达和火控计算机协同工作,称为半主动弹道修正弹,它整个修正弹系统复杂,但它的设计难度不是很大,对于初始发展弹道修正弹的国家,采用这种技术是个可行的发展方向,特别是海军舰炮弹药发展弹道修正弹,它完全可以利用现有的火控雷达和火控计算机来发展这种体制的弹道修正弹。

3.修正执行机构

修正执行机构的设计是弹道修正弹的另一关键技术。目前,弹道修正弹主要采用阻力环、脉冲发动机和鸭舵三种执行机构来修正弹道。三种执行机构都有其优缺点。

(1)阻力器

弹道修正弹最早采用的执行机构就是阻力环,它的工作原理是通过在要求的时刻展开阻力器,使弹丸前锥部的径向面积增大从而增加弹丸的空气阻力,来达到对射程进行修正,提高射击精度的目的。国外早期的研究主要是美国,采用的主要结构形式有:Ｄ型环阻力器、浆型阻力器、“虹膜”型阻力器。近几年,欧洲在这方面研究进度也很快,法国研制成功了三片花瓣式阻力器,德国研制柔性面料刚性支撑的伞状阻力器,这两种阻力器都成功的应用于弹道修正弹。目前各种修正器能使弹丸的阻力系数增大到5～8倍。阻力器作为执行机构的优点是机构设计相对简单,易于实现,精度要求较低,易于加工;同时,阻力器它只能进行一维修正,即只能在射程内向下修正,修正能力有限。

(2)脉冲发动机

基于脉冲发动机的弹道修正弹可以在距离和方位二维上对弹道进行修正,以俄罗斯、美国、瑞典、以色列等为典型代表,采用ＲＣＩＣ技术研发出一系列脉冲修正的炮弹、迫弹,在国际军火市场上备受青睐,国内在脉冲控制方面的研究还基本处在起步阶段。采用脉冲控制的炮弹,是在普通炮弹弹体的质心处或质心附近周向布置若干个小型脉冲发动机(简称为脉冲)。按脉冲在弹体上布置位置的不同可分为力操纵方式和力矩操纵方式。力操纵方式常将脉冲布置在质心处,力矩操纵方式则将脉冲布置在质心前后的一段距离,在控制力作用的同时产生控制力矩。由于脉冲发动机的大小、个数、布置位置、转速及脉冲工作时间等对其修正能力都有影响,目前脉冲发动机主要应用于尾翼稳定的或旋转速度较低的末端修正弹。

脉冲发动机为执行机构的优点是成本低,结构简单,由于它是在很短时间能改变弹丸状态,所以要求精度高,在高速旋转的弹丸较难实现。

(3)鸭舵

舵主要作用是通过改变弹丸的气动力(主要是升力), 从而改变弹丸姿态以引起速度方

向的改变, 达到修正弹道的目的。控制弹丸俯仰的舵称为升降舵, 控制偏航的舵称为方向舵, 控制滚转的舵叫差动舵。弹丸的滚转由差动舵控制, 保持滚转稳定, 这样俯仰舵的偏转就可以修正弹丸的纵向偏差, 偏航舵就可以修正弹丸的横向偏差。这种执行机构在原理上易于实现, 但要安装在弹上占用尽可能小的空间, 其微型化难度是目前最大障碍。从弹道修正弹的最终目的来看, 这种执行机构驱动灵活适应能力强, 是未来的发展方向。

法国的SPACIDO为155制式炮弹基础上加装一维弹道修正引信，使其在射程散布误差从500米减小到95米。由德国和南非联合研制的M2005A1式155mm炮弹也采用一维弹道修正引信。

美国陆军于1996年开始研究迫击炮弹一维弹道修正引信，在标准迫弹M525基础上，加装电子组件和弹道修正装置，1999对样机进行试验，获得成功。从相关论文中看到，我国主要进行一维弹道修正引信的研究，无法查阅到120mm一维弹道修正迫弹相关报道目前国外已经实施智能化的120mm迫击炮弹有：

瑞典萨伯—博福斯动力公司联合研制的120mm红外制导迫击炮弹，它使用弹体中部的

12个微型火箭发动机调整方向，直至命中目标；美国的XM395制导迫击炮弹，该炮弹的制

导方式有两种，一种是利用红外寻的头实施主动制导，另一种是利用GPS定位或激光指示器照射目标。以色列研制的一款120mm激光制导迫击炮弹（LGMB）,可以配合牵引和自行迫

击炮以及各种激光指示器使用，是同时为传统战场和城市作战设计的，射程10.5km。

我国从上世纪90年代从俄罗斯引进红土地激光制导炸弹，发展成GP-1至GP-4型激光制

导炸弹，其中GP-4为120激光半主动制导迫击炮弹，炮弹以120mm迫击炮作为发射平台，以弹道末端质心脉冲矢量修正技术为主体技术，进行弹道末端脉冲力修正。射程1-6公里，精

度4米。（新华网）