弹道修正弹
弹道修正弹的概念研究
综 述弹道修正弹的概念研究Ξ谭凤岗(陕西青华机电研究所 陕西省长安县710111)〔摘要〕 概述了国外弹道修正弹的研究现状,对弹道修正弹可能采用的几种方案进行了分析比较,提出了我国弹道修正弹研究的基本思路。
完全的弹道修正弹概念技术上难度颇高,最关键的是修正组件的微型化和低成本。
增阻减速型弹与多卜勒初速雷达的组合,作为仅修正射程的初级弹道修正弹方案是可行的。
最终的弹道修正弹概念必须是射程、方向都修正,并且“打了不用管”,这就有必要采用GPS定位技术。
低成本、微型化、抗高过载的GPS接收器和简易惯性组件,以及“自由滚转”鸭舵机构、微型化引爆系统、微型化坚固的数据处理电路等都是全方位弹道修正弹的高难度关键技术,应在研究仅射程修正的初级弹道修正弹的同时对它们开展预先研究。
〔关键词〕 弹道修正弹 概念研究 发展趋势 射程修正 GPS 阻力环 初始弹道 鸭翼1 前 言 战争的发展对武器打得准提出了愈来愈高的要求,这不仅直接关系到能争得战争主动权,赢得战争胜利,而且涉及到后勤保障的简化和非战争目标破坏的减少,所以发展精确打击弹药已是军界和军火工业界的共识。
谁能装备更大比重的精确打击弹药,谁就多操一份赢得战争的胜券;谁能在研制精确打击武器方面走在前面,谁就能在国际军火竞争中处于优越位置。
精确打击弹药当然首推导弹,但导弹造价昂贵,不可能大量装备。
其次是末敏弹,尽管造价较低,但现在看来还是只能采用爆炸成形战斗部,其弹道不能改变,威力也较小,所能打击的目标类型也很有限。
还有重要的一点是,这两种弹都只能是全新研制,全新制造的弹药。
面对数以千万计的原有“笨”弹改造,这两种途径都无能为力。
在世界总的趋势趋于缓和,各国的军费开支都锐减的情况下,不可能将火炮弹药全部换装成炮射导弹和(或)末敏弹,如何将库存的原有“笨”弹改装成某种程度上的精确打击弹药,或者研制出原弹药外形基本不变,勤务处理基本不变,但具有弹道修正能力的低成本新型炮射精确打击弹药,就理所当然的成了摆在弹药设计师面前的一项艰巨任务。
二维弹道修正弹原理
二维弹道修正弹原理引言：二维弹道修正弹是一种用于修正飞行轨迹的导弹。
它采用了一种特殊的控制机构，能够在飞行过程中实时调整导弹的飞行方向和姿态，从而使其能够准确命中目标。
本文将详细介绍二维弹道修正弹的原理和工作方式。
一、二维弹道修正弹的工作原理二维弹道修正弹通过调整导弹的飞行方向和姿态来修正飞行轨迹，从而实现精确打击目标的目的。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 导弹姿态调整：二维弹道修正弹内置了姿态控制系统，通过控制导弹的尾部喷口或翼面，实现对导弹姿态的调整。
当导弹偏离预定轨迹时，姿态控制系统会根据实时监测到的偏差信息，调整导弹的姿态，使其重新回到预定轨迹上。
2. 导弹飞行方向调整：为了修正飞行轨迹，二维弹道修正弹需要对导弹的飞行方向进行调整。
一种常见的方法是利用偏转喷口或侧向推力装置，产生侧向推力，使导弹改变飞行方向。
通过控制侧向推力的大小和方向，可以使导弹朝着预定的轨迹飞行。
3. 目标跟踪与制导：为了实现精确打击目标，二维弹道修正弹通常配备了目标跟踪与制导系统。
该系统通过雷达、红外传感器等装置，实时监测目标的位置和动态信息。
根据监测到的目标信息，导弹可以自动调整飞行方向和姿态，以保持与目标的持续跟踪，并实现精确命中目标。
二、二维弹道修正弹的优势二维弹道修正弹相比传统导弹具有以下几个优势：1. 高精度打击：通过实时修正飞行轨迹，二维弹道修正弹能够实现精确打击目标。
无论目标是运动的还是静止的，导弹都能够根据目标的实时位置和动态信息进行调整，确保命中目标。
2. 抗干扰能力强：二维弹道修正弹配备了先进的目标跟踪与制导系统，能够在复杂的电磁环境下正常工作。
它可以通过对目标信号的分析和处理，准确判断目标的真实位置，避免被干扰物误导。
3. 高机动性：二维弹道修正弹具备良好的机动性能，能够在飞行过程中快速调整飞行方向和姿态。
这使得它能够迅速应对目标的机动变化，并保持与目标的持续跟踪。
三、应用领域二维弹道修正弹在军事领域有广泛的应用。
一维弹道修正弹气动分析与射程修正控制算法
（ １ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｎｏ Ａ ｈ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ５ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ； ２ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏ ｆ ｉ ｆ ｃ ｅ ｉ ｎ ７ ６ ３ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｙ， ｒ Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ８，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关键词 ： 一维弹道修正弹 ； 气 动 特性 ； 阻力环 ； 射 程 修 正 能 力
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｊ ０ １ ２ 文 献标 志 码 ： Ａ
Ａｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ Ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｏｎ ｅ － ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ Ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｉ ｔ ｌ ｅ
ｏ ｎ ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｄ ｒ ａ ｇ ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ｗ ａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｆ ｄ ｒ ａ ｇ ｂ ｒ ａ ｋ ｅ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ —
弹道修正技术的发展综述
现代军事战争 中， 作 战方式较先前有 了改进 ， 主
要 体 现 在用 精 确 目标 打击 替 代 了消 耗 战 ， 缩 短 了战
１ ． １ 国外 发展 现状
争时间、 减少了人员伤亡 ， 因而智能弹药在现代化战 争中使用的 比例 不断升高 ， 精确制导弹药 的使用 已 经成 为决定 战争胜 负的关键 因素 ， 同时也是避免平
了大 约 １ ０ ０ 余 枚 的 Ｍ７ １ ２ 铜 斑 蛇 激 光 制 导炮 弹 ， 命 中
图２ ２ Ｋ ２ ５ 式１ ５ ２ 衄 激 光末制导炮弹
率非常高。在此次战争 中， 美 军共摧毁 了伊军 ｌ ２ 个
军 事 目标 ， 命 中率 在 ９ ０ ％以上 ， 美 军 战后 评 价 该炮 弹 相 当于一 辆 作战 的坦 克 。
提 高 普 通 炮 弹 对 目标 的打 击 精 度 ， 美国在上世纪 ６ Ｏ
年代初就开始了弹道修正技术的研究 。世界上第一 个激光末制导炮弹就是由美 国陆军和马丁・ 马利塔公 司共同开发研制的Ｍ ７ １ ２ 铜斑蛇激光制导炮弹（ 见图
１ ） ， 它采 用炮 口直 径 为 １ ５ ５ ｍ ｌ Ｔ ｌ 的火炮 进行 发射 ， 实 现
２ Ｏ １ ５
Ｉ 福 遣 农机
ＦＩ Ｉ Ｊ１ ＡＮ Ｎ ０ Ｎ（ ； Ｊｌ
次， 其 隐蔽性 好 ， 具 备 间接 打击 能力 ， 发 射炮 可隐 蔽在 岩体 后 对 坦 克进 行 攻击 ， ６ ． ４ ｋ ｇ 高 聚 能炸 药 足 以击 穿 坦克的顶甲。在 １ ９ ９ １ 年 的海 湾 战争 中 ， 美 军 共 发 射
青 睐 。通 过搜 集 国内外相 关 资料 ， 对修 正 弹 的发展 历 史 、 发 展 现状 及发 展 趋势 进行 了论 述 ； 通 过对 关键 技 术进 行 剖析 ， 指 出我 国着手 于弹道 修 正弹 的研制是 可行 的。
我国弹道修正弹的发展构想
我国弹道修正弹的发展构想张有峰王军波黄春光’（军械工程学院０５０００３）（｝总装陆装科订部１０００３４）擅蔓通过对多种弹道修正弹方案的分析比较．其中对扭行机构傲了较详细的骨析．提出了适合我固发展弹道修正弹的研究构想．关键词弹道修正搀ＧＰｓ执行机构方釉～ｑ一／Ｏ概念弹道修正技术是对飞行弹丸在距离和方向上进行简单修正，提高弹丸的落点精度。
真正有意义、有价值的弹道修正技术是，应用于原有弹丸而保持原有弹丸结构参数基本不变的情况下，通过在弹丸上船装或换装一个弹道修正楱块，从而实现弹丸的简易控制，使弹丸在距离和方向自｝够进行修正，以提高弹丸的毁伤概率。
我们将进行了弹道修正技术改进的弹丸称之为弹道修正弹。
弹道修正弹作为一种新概念弹药不同于其它一些高新技术弹药。
它和导弹的根本区别是，导弹通过无级弹道修正，直接命中目标；而弹道修正弹是通过有限的几次弹道修正，减小散布，提高毁伤概率。
导弹一般要求是百发百中，而弹道修正弹的要求是落在以目标为中心的小区域内。
两者之间这些基本差别确定了弹道修正弹和导弹是属于两个不同的精确打击弹药范畴．这也使它们的造价相差悬殊．弹道修正弹之所以能够引起人们的兴趣也正是由于它的低成本丽获得高的军事效益．它与束敏弹的根本区别是，末敏弹的母弹弹道一般不能修正，子弹弹道也不能修正．子弹以来端敏感引信起爆爆炸成型战斗部，只能直接顶攻轻型装甲、车辆、火炮等目标。
虽然对特定目标命中率较高，但威力有限，即使命中也未必能达摧毁之目的：而弹道修正弹弹道可以修正．基本都是杀爆战斗部，若直接命中目标，则可确保接毁战场上的绝大多数目标；而非直接命中则有较大的杀伤范围。
因此，弹道修正弹的战场适用范围更为广泛。
据资料显示，美国早在７０年代中期就提出了低成本弹道修正弹的概念，进行论证并展开了研制工作．我国在这方面的起步较晚，在１９９４年开始弹道修正技术概念研究．近几年来，这方面工作取得了较大成果．下面就我国发展弹道修正技术提出以下构想：１弹道修正的任务弹道修正技术的思想是通过测定弹丸飞行时运动参数和空间位置，经过计算处理．确定出弹丸的预估落点与目标的根差，根据偏差量，指令弹上的修正机构进行距离或（和）方向修正．这种修正可以是全弹道上的几次修正．也可是弹道末段或起始段的修正，可以看出，假如条件具备，实用的弹道修正弹要完成作战任务则必须：１．１准确探剥目标位置这是炮兵射击前要了解的一项重要参数。
弹道修正弹实际弹道探测技术综述
第15卷第1期弹道学报Vol.15No.1 2003年3月Journal of Ballistics M arch2003弹道修正弹实际弹道探测技术综述高敏张强(军械工程学院弹药工程系,石家庄050003)摘要概述了弹道修正弹的实际弹道探测技术,对主要的几种探测技术进行了分析比较,提出了我国弹道修正弹弹道探测技术发展的基本思路.关键词弹道修正弹,弹道探测,FCS,GPS,INS中图分类号T J012136弹道修正弹的基本原理是在弹丸发射前根据探测到的炮位坐标、目标坐标等信息预先装定标称弹道信息,弹丸发射后探测飞行弹丸的实际弹道,将此实际弹道与预先装定的标称弹道进行比较,并结合更新的目标信息计算出弹道偏差,根据偏差的大小控制弹上的修正机构进行距离或(和)方向修正.根据弹道修正弹的基本原理,可知探测飞行弹丸的实际弹道是弹道修正的基础.因而实际弹道探测技术是研制弹道修正弹的关键技术.弹道探测一直是弹道研究、靶场试验和火炮设计人员十分关注的问题.早期的弹道探测,主要用于外弹道理论研究和射表编制,还没有直接与野战炮兵射击、快速反应、火力对抗及提高首发命中率联系起来.在这种条件下,对于近距离平射弹道可以直接确定弹丸的弹道坐标或速度,对于大射角远程弹道利用摄影经纬仪等光学法确定弹道坐标,对于远程武器的弹道探测一般只能探测弹着点.随着武器装备技术的发展,特别是对武器系统射程与精度要求的不断提高,弹道修正弹概念应运而生,给弹道探测技术应用开辟了新的应用领域,并提出了更高的要求.同时定位雷达技术的不断成熟,GPS技术与INS技术的出现,使实时探测飞行弹丸的实际弹道成为可能.本文根据不同探测系统的技术原理,结合修正技术要求,对主要的实际弹道测量技术进行了分析与比较,提出了实际弹道探测技术的发展建议.1实际弹道探测技术探测弹丸实际弹道主要采用3种技术:地面火控系统(FCS)雷达、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS).其中,采用FCS雷达是半主动模式,采用GPS或INS是全主动模式.以径向脉冲推力弹道修正弹为例.在半主动模式下,弹丸靠外部系统获得实际弹道,根据获得的实际弹道与已知目标位置,FCS计算机解算出脉冲发动机的点火时间与角度,由FCS 与弹丸之间的数据链传送给飞行中的弹丸,使其在特定的时间点燃脉冲发动机修正弹收稿日期:2002-05-0988弹道学报第15卷道.在全主动模式下,弹丸发射前,预先装定标称弹道.发射后,利用弹载系统确定实际弹道,弹载计算机直接解算出脉冲发动机的点火时间与角度,使其在特定时间和角度点燃脉冲发动机来修正弹道.2种探测模式都可以在弹丸飞行过程中更新目标信息,然后系统根据更新的目标信息与实际弹道确定点燃脉冲发动机的时间与角度.这样,修正弹就能够更有效地命中活动目标,并且能够进一步弥补自身在飞行过程中的弹道偏差.111半主动模式半主动模式设备包括:确定目标信息和弹丸实际弹道的FCS雷达,确定弹丸滚动角速度、滚动角和俯仰角的陀螺仪,炮口速度探测器,地面FCS计算机,以及地面FCS和弹丸的数据链.FCS接收更新的目标信息有多种途径:前方侦察哨、武装侦察飞机、侦察卫星和战地指挥控制中心.11111火控雷达地面雷达有多种方式跟踪弹丸弹道:(1)传统方式.弹丸被动地把雷达信号反射回雷达接收机.(2)异频收发方式.弹丸主动地发射对应雷达信号的异频信号给被动接收的雷达天线,多普勒雷达能够探测弹丸速度,这样就可以利用雷达信息来确定弹丸的实际弹道及弹着点.11112陀螺仪用滚动角速度陀螺仪、俯仰角陀螺仪、模数转换器和微处理器确定弹丸的滚动角速度、滚动角和俯仰角,陀螺仪采用固封技术来抗发射过加速度.热电池为陀螺仪提供能量使其在整个弹道飞行中保持工作状态.陀螺仪为双通道12比特模数转换器提供模拟电信号.模数转换器输出数字信号到微处理器.微处理器处理数字信号得到弹丸的滚动角速度和俯仰角.俯仰角速度陀螺仪和卡尔曼滤波程序内插挠度(重力引起的),经多次积分就可得到所需的垂直基准.另一个获得垂直基准的方法是利用包含大量感应物质的有光泽、坚硬的四氟乙烯碳氟聚合物环.聚合物在存储、发射和飞行过程中一直都处于液体状态,这样它的内聚力系数比附着力系数大,根据液体自身的粘着属性,重力通过接触两电极探测到垂直基准.获得垂直基准后,微处理器就可根据它和滚动角速度算出滚动角.11113炮口速度探测器炮口速度探测器探测弹丸出炮口速度,火控系统利用这些信息预先定位火控雷达使其快速进入锁定和跟踪状态,这2种技术的结合减少了实际雷达发射时间.这样,在布满反雷达导弹和雷达对抗炮射系统的现代战场,增强了雷达的生存能力.11114计算弹道修正量在得到弹丸的滚动角速度、滚动角、俯仰角、实际弹道以及最近可能更新的目标位置后,火控系统计算机计算出脉冲发动机准确的点火时间与角度.此信息通过火控系统-弹丸数据链发射机传输给弹丸数据链天线.火控系统与弹丸的数据链是高速脉冲或编码脉冲传输或其它具有适宜高数据频率和被电子对抗(ECM)低概率探测或影响的传输形式.112全主动模式11211全球定位系统(GPS)GPS是一种星基无线电导航和定位系统,能全天候、全时间、连续地提供精确的三维位置、三维速度以及时间信息.GPS系统向全世界用户开放的C/A码提供的水平定位精度高达100m (2Drms),垂直定位精度为156m (2Drms);而P 码提供的定位精度分别为水平1718m(2Drms)和垂直2717m (2Drms).在GPS 模式中弹丸可以打后不管,弹丸发射后发射平台可以立即移开,避免反炮火力.GPS 模式的功能如下:热电池为弹载电子装置提供能源.地面输入为微处理器提供弹丸发射坐标和所需的目标坐标.同样,地面输入为GPS 接收机提供弹丸发射坐标及GPS 接收机建立锁定GPS 卫星所需的信息.即,当弹丸在炮膛尾部时,地面输入利用磁声结合技术提供弹丸与地面系统之间的接口.发射后,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 接收机接收到的弹丸位置来确定弹丸弹道.垂直基准是通过测量GPS 信号的增幅和衰减经几次积分得到,滚动角速度通过GPS 信号在GPS 天线上的/颤动0确定,俯仰角通过GPS 系统得到.这样,微处理器将用弹丸弹道、弹丸滚动、弹丸俯仰角和更新的目标位置确定准确的脉冲发动机点火时间与角度.11212 惯性导航系统(INS)INS 是一种既不依赖于外部信息、又不发射能量的自主式导航系统,隐蔽性好,不怕干扰.惯性导航系统所提供的导航数据十分完全,除能提供载体的位置和速度外,还能给出航向和姿态角;而且,它又具有数据更新率高、短期精度和稳定性好的优点.弹丸出炮口前,INS 模式和GPS 模式一样,利用地面输入预先装定弹丸发射坐标和目标坐标以及INS 探测基准信息.发射后,弹载INS 自主地探测弹丸弹道、弹丸滚动角速度、滚动角和俯仰角.弹上的微处理器根据这些信息和更新的目标位置确定准确的脉冲发动机点火时间与角度.这样,由于不用地面雷达或异频雷达收发系统,弹丸将可以利用隐身技术防止反炮射炮兵跟踪弹丸.2 弹道探测技术存在的问题及对策211 半主动模式空间定位雷达技术探测弹丸全弹道存在以下问题:(1)全弹道雷达跟踪需高价值空间定位雷达,不利于大量装备;(2)远距离雷达跟踪无异于给敌方指示目标,生存能力大大降低;(3)不能发射后就走,机动性降低;(4)跟踪多个目标,虽然技术上可行,但实际实施比较困难.但可以采用雷达跟踪初始段3~5km 以内的距离修正方案.据雷达跟踪数据处理出弹着误差,下达修正指令.这比跟踪到末段对雷达的要求大大降低,可能使用轻巧的低价值雷达实现,有可能做到每门炮配一部雷达.当然,这没有跟踪到弹道末段修正精度高,但既然只是距离修正,本来就不是完全的修正概念,所以能修正到接近原有的方向偏差就足够了.配用多普勒初速雷达的阻力型距离修正概念,这种概念是用多普勒初速雷达跟踪测量弹丸速度至弹道初期摆动段以后,如1~2km,跟踪固定时间点测量的速度与该时间点应有的标准速度比较,算出弹着误差,下达修正指令,伸开阻力环或炸掉弹顶,只进行1~2次修正.可以把阻力环设计成能伸开成大、中、小3档直径.根据弹道计算求得的误差,按修正量级需要,89第1期 高 敏等 弹道修正弹实际弹道探测技术综述90弹道学报第15卷指令阻力环打开到小档、中档或大档.同样,炸掉的弹顶部也可以照此办理.炮弹的射程取决于射角、初速和弹道系数三大要素,此外就是气象条件特别是纵风的影响.弹道系数的影响是全弹道的,但其只在初始扰动段变化最大.同一种弹可以相差4~5倍以上,其随机性极大,无从预先估计.弹丸摆动造成攻角的大变化,从而使弹丸在初始扰动区内速度衰减相差很大.通过测量摆动段结束后的速度,不仅考虑了炮口初速对射程的影响,而且把弹道系数影响的主要部分也考虑进去了.为了简化设备,从抓主要矛盾着手,抓住了摆动期结束后弹丸的速度,就抓住了引起射程误差的主要部分.至于气压、纵风等气象条件的影响,可以通过有关的气象测量予以考虑.探测部分弹道肯定没有跟踪到弹道末段予以修正的精度高,但所需地面设备则可大大简化,每门炮都可在炮管上装备廉价的多普勒初速雷达.这样不仅因装备价值低,有可能大量装备,而且因雷达功率小不易被敌方探测,生存能力提高.若是自行火炮,一个齐射后,在炮弹着地前即可撤离阵地.与雷达跟踪至弹道末段的方案比较,虽然修正精度有所降低,但技术难度和装备费用都大幅度下降,而且隐蔽性、机动性大大提高.若设计合理,有可能一次修正即能使射程偏差接近方向偏差.212全主动模式21211GPS探测系统只有GPS时存在的问题:(1)GPS易受电子对抗设备(ECM)干扰源的影响;(2)GPS动态响应能力较差;(3)GPS制导弹药操作需要垂直基准;(4)GPS接收机受到干扰后无法制导弹药.21212INS探测系统只用INS时存在的问题:(1)惯性测量组合(IMU)/惯性导航系统(INS)需要初始化;(2)IMU/INS的初始化不准确,遭受中等发射冲击时需要重新初始化和更换数据;(3)定位误差随时间积累;(4)初始化需要雷达或全球定位系统(GPS)提供位置信息;(5)制导弹药增程当只有INS没有辅助时,陀螺仪需要0101b~010001b的加强精度. 21213GPS/INS组合探测系统将GPS的长期高精度性能特性和INS的短期高精度性能特性及不受干扰的优点有机地结合起来,使组合后的导航性能比任一系统单独使用时都有很大提高.典型的探测和控制功能框图如图1.当要求的输出速率高于GPS用户设备所能给出的速率时,可使用惯导数据在GPS相继2次更新之间进行内插;GPS通过不断更新惯性测量组合数据辅助惯性测量组合(IM U)进行跟踪,在因机动或干扰等信号中断期间的误差增长速率显然要比没有校准、自由状态下INS的误差增长速率低.GPS数据对INS的辅助,可使INS在运动中进行初始对准,提高了快速反应能力.当机动、干扰或遮挡使GPS信号丢失时,INS对GPS辅助能够帮助GPS接收机快捷地重新捕获GPS信号;同时惯性测量组合(IMU)和GPS紧密结合增加抗干扰能力.GPS 接收机跟踪环路的带宽取得很宽时,其动态响应能力固然很好,但抗干扰的性能却很差;若带宽取得很窄,抗干扰性能提高了,而动态响应能力却变差了.所以,用INS 的速度数据对GPS 进行辅助是解决这一对矛盾的好办法.如果GPS 在目标附近完全受到干扰,惯性测量组合(IM U)将完成终端制导.图1 典型的探测和控制功能框图GPS/INS 探测系统主要包括:(1)惯性传感阵列(ISA),包括3个陀螺仪和3个加速度计,测量三维空间里的变化;(2)惯性测量组合(IMU ),包括一组惯性传感阵列(ISA)和一个微处理器,提供角度和速度的三维变化;(3)惯性导航系统(INS),包括一套惯性测量组合(IMU )和一台导航计算机运行导航规律,提供三维位置、速度和角加速度;(4)全球定位系统(GPS)结合INS,提高精度,增加抗干扰能力.但是,炮弹对弹道探测系统的要求非常高:¹探测系统必须适应初始发射高g 值的爆炸冲击,离开炮管后迅速估算位置,立即开始制导炮弹,并且工作于大干扰的环境中;º系统还必须装进炮弹引信空间里,不足手掌大小,并且重量轻;»系统的能量消耗低;¼系统性能要达到战术级;½系统维护要求低;¾系统具有高可靠性并且有大于20年的存储寿命;¿系统必须满足比现存设备更低的目标费用.只有微机械加工技术,通过批量生产才有可能达到上述要求.微机电系统(MEM S)是利用生产商业集成电路(IC)时的工序生产的微型机械结构.M EMS 的传感器是集成的微传感设备或系统,由在同一硅片上的电和机械部分组成.这样,使MEMS 非常小,并且本身的坚固性具有抗冲击(g )能力.利用生产集成电路(IC)工序的规模效应使MEMS 生产费用低.3 结论对弹丸实际弹道实行全方位探测技术难度比较高,难于近期实现.作为技术准备和过渡,先采用火控系统(FCS)雷达对飞行弹丸进行部分弹道探测,研制单纯的射程修正弹,然后进行全弹道探测,研制二维(距离、方向)弹道修正弹.91第1期 高 敏等 弹道修正弹实际弹道探测技术综述92弹道学报第15卷全方位、自主型、打了不用管的弹道修正弹是弹道修正弹的理想目标.从长远看,采用地面雷达探测弹丸的实际全弹道是不可取的,因为它附加的设备价值太高,不利于大量装备,而且机动性、生存能力都大大降低.而采用GPS/INS组合探测技术则最为有利.就我国而言,实际弹道探测也应走GPS这条路.虽然我国暂时还无军用GPS可供使用,但就我国现在的航天、卫星、电子技术的水平及发展态势,10年内将会有自己的军用GPS卫星提供使用.所以在立足目前利用雷达探测弹丸实际弹道的同时,随着微机械加工技术的发展,低成本、微型化、抗高过载的GPS接收机,低成本微型化抗高过载的简易惯性组件,以及微型化坚固的数据处理电路等,这些关键技术都应投入人力财力开展预先研究,否则,在弹道修正弹这一新的领域我国又会被美、英、瑞典等国远远抛在后面.参考文献1Linick.M ethod and apparatus for radial thrust trajectory correction of a balli stic projecti le.United States Patent[P], 5647558.1997-07-152S eidel.M ethod for autonomous guidance of a spin-stabilized artillery projectile and autonomously guided artillery projec-tile for realizi ng thi s method.U nited States Patent[P],6135387.2000-10-243S pephen Pearch.LCCM:more than competent.6th International Cannon Artillery Firepow er Symposium,2000 4Nigel Gray.High G M EM S IM Us&Common Guidance.20015谭凤岗1弹道修正弹的概念研究1弹箭技术,1998(4):1-106郭锡福,赵子华1火控弹道模型理论及应用.北京:国防工业出版社,1997ACTUAL TRAJECORY DETECTION FOR TRAJECTORYCORRECTION PROJECTILESGao M in Zhang Qiang(Department of Ammun i tion Engineering,Ordnance Engi n eering College,Shijiaz huang,050003)Abstract The paper g ives an outline of the actual trajectory detection techno-logy for the trajectory correction projectiles.It also analyzes and compares somedetecting technologies,and gives the basic thinking on the actual trajectory de-tection development for the trajectory correction projectiles of out country.Key words trajectory correction projectiles,trajectory detection,FCS,GPS,INS。
人小鬼大_弹道修正引信让笨弹变聪明
海湾战争之后，美国空军利用ＧＰＳ技术研制了一种弹尾制导组件，将美国库存的大量老式炸弹改造为“杰达姆”制导炸弹，价格只有两万多美元，从而使其敢于放手使用。
精确制导武器使用比例在１９９１年海湾战争时仅为７％，到２００１年阿富汗“持久自由”行动时猛增到６５％。
其实，多年来美国陆军也在尝试为普通炮弹加装一种制导组件，即弹道修正引信，开发自己的“杰达姆”。
弹道修正引信可适用于各种１５５和１０５毫米炮弹，拧在弹上即可使用，而且成本低廉（从１０００至３０００美元不等）。
正在研制中的弹道修正引信有多种，其中包括距离与方向修正（二维）式、距离修正（一维）式和更为简单的试射式。
近年来，随着微机电系统（ＭＥＭＳ）和坚固耐用的小型保密ＧＰＳ接收机的发展，微型化以及抗大过载难题已逐渐克服，各国弹道修正引信研制呈现蓬勃之势。
美国 始作俑者关于在炮弹上应用ＧＰＳ技术的设想，最初是美国在２０世纪８０年代提出的，目的是研制自动试射弹，即在弹鼻锥部装有ＧＰＳ转换器，将飞行中弹丸的位置发回设在炮兵阵地或火炮上的计算机。
这样，射弹的实际弹道就可以标绘出来并与预测弹道相比较，从而可推算出下一发“笨”炮弹的修正量。
到１９９２年，陆军研究实验室内部产生了进一步发展这一技术的想法，具体内容包括以不同的方式为远程火炮系统提供自主的ＧＰＳ导航（例如自主修正）功能、引信定位功能（以最接近的特定坐标位置为基础）和战斗识别功能，或者提供用于弹道描述的靶场测量引信。
后来，陆军研究实验室的工作被并入“低成本有能力弹药”（ＬＣＣＭ）技术基础项目，由设在皮克汀尼兵工厂的美陆军装备研究、发展与工程中心（ＡＲＤＥＣ）领导。
１９９４年，ＡＲＤＥＣ开始积极推进基于ＧＰＳ的自动修正阻力器式（一维距离修正式）和制导式（距离和方向二维修正式）引信研究工作。
一维和二维修正均要依靠对ＧＰＳ和惯性测量数据的处理，前者通过展开某种形状的空气动力减速板，后者通过控制可操纵的鸭式舵来实现弹道修正效果。
弹道修正弹脉冲发动机实验控制方法研究
量 出修 正 能 力
关 键 词 ： 冲发 动 机 ； 脉 弹道 修 正 ； 火 电路 ； 验 方 法 点 实 中 图 分 类 号 ：Ｊ ６ ． ５ Ｔ ７ ０ ３ 文献 标 志码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎｔ ｏ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｉ ｐｕ ｓ ｇ ｎｅ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｎ Ｃｏ ｒ ｌＭ ｔ ｏ ｏ ｍ ｌｅ Ｅｎ ｉ ｐ ｒ ｍ ｎ ｆ
Ｔ ａ ｔｒ ｒｅｔ ｎ Ｐ ｏ ｔｌ ｒｊｃｏ ｙＣｏｒｃｉ ｒｊｃｉ ｅ ｏ ｅ ｅ
ＹＡＯ ｅ ｊ Ｗ ＡＮＧ Ｘｉｏ ｎ Ｌ ｅ ｂｎ． Ｗ ｎｉ ｎ． ａ ｍｉｇ， ＩＷ ｎ ｉ ＧＡＯ Ｘｕ ｏ ｇ ｄｎ
（ ｉｉｔ ｒ ｌ ｙＬａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ＮＤＹ ． Ｍ ｎｓｅｉ ａ Ｋｅ ｂ ｒｔ ｒ ｆＺ ＮＵＳ Ｎａ ｊ ｇ ２ ０ ９ Ｃｈｎ ） Ｔ， ｎｉ １ ０ ４． ｉ ａ ｎ Ａｂ ｔａ ｔ Ａｉ ｎ ｔｔ ｅｉ ｕｓ ｎ ｉｅｉ ｈ ｒｊｃｏ ｙｃ ｒｅ ｔ ｎｐ ｏｅ ｔ ｅ ｏ ｅｄ ｎ ｍｉ ｅ ｐ ｒ ｎ ｔｏ ｓｐ ｔｆ ｒ ｓｒｃ ： ｍｉｇａ ｈ ｍｐ ｌｅｅ ｇｎ ｔｅｔａｅｔ ｒ ｏ ｒｃｉ ｒｊｃｉ ， ｎ ｙ ａ ｃ ｘ ｅｉ ｎ ｏ ｉ ｍｅ ｔｍｅｈ ｄｉ ｕ ｏ —
实 验验 证 了点火 电路 和实验 方法 的可靠 性 。
１ 动 态 实 验 方 法 设 计
由于 脉 冲 发 动 机 自身 条 件 的 限 制 其 产 生 的
据 指 标 要 求 设 计 加 工 了脉 冲 发 动机 ， 过 静 态 实 验 测 试 获 得 了推 力 特 性 曲线 ； 计 了相 应 的 点 火 电路 ， 通 过 通 设 并 模 拟 点 火实 验 验 证 了点 火 电 路 的 可 靠 性 。最 后 通 过 动 态实 验验 证 了该 实 验 方 法 的 可 行 性 ， 利 用 高速 摄 影 测 并
弹道修正弹系统可靠性分析
定时间的贮 存， 可靠性随贮存 时间 的延 长而降 其
收稿 日期 ：０ １ ３月 １日， 回 日期 ：０ １ ４ ３日 ２１ 年 修 ２１年 月 作者简 介 ： 唐克 ， ， 男 硕士 ， 副教授 ， 研究方 向 ： 武器系统分析 与效能评估 。谢 保军 ， ， 男 硕士研究 生 ， 研究 方 向： 武器 系
条件 。
修 正 弹 、 大利 “ 卫 ・ 特 莱 斯 ” 口径 弹 药 、 意 大 斯 次 瑞 典 的 “ Ｍ” 道 修 正 弹 和 “ Ｐ Ｊ 弹 道 修 正 弹 ＴＣ 弹 ４ Ｇ Ｃ” 等 。我 国在 这方 面起 步较 晚 ， 故对 其 可靠 性 进行 研
２ ）规定 的 时间
由于 弹道 修正 弹在 投人 使用 前 ， 般要 经 过一 一
Ｔ ３２ ７ Ｐ ０ ． 中 图分 类 号
Ｒｅｉｂｌ ｙＡ ａｙ ｉ ｏ ｒｊｃｏｙＣｏｒｃｉｎＰ ｏｅｔ ｅＳ ｓｅ ｌ ｉ ｔ ｎ ｌｓｓ ｆＴ ａｅｔｒ ｒｅｔ ｒｊｃｉ ｙ ｔｍ ａ ｉ ｏ ｌ
Ｔａ ｇＫｅ ｎ Ｘｉ ａ ｊｎ ｅＢ ｏｕ
（ ｔ ｌｒ ａ ｅ ｆＰＬ ，Ｈｅ ｅ ２ ０ ３ ） Ａｒｉ ｅ ｙ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ Ａ ｌ ｆｉ ３ ０ １
发展 已有 二十几 年 的历 史 ， 已成功 研 制 出多 个 型 现 号 ， 美 国的 “ 剑 ” 导 炮 弹 、 国 的“ 鹕 ” 道 如 神 制 法 鹈 弹
规定 的条 件 主 要 指 弹 道 修 正 弹 系 统 的 工作 和 贮存 条件 。对 使用 可靠 性 ，规定 的条 件 ” 其使 用 “ 指 条件 或工 作 条件 （ 如使 用环 境 、 操作 状 况 、 人为 因素 等 ）对贮 存 可靠性 而 言 ，规 定 的条 件 ” 指其 存贮 ； “ 则
智能弹药概述
弹道修正弹（Trajectory correction projectile）是在20世纪80年代中期发展起来的新型弹药，其基本概念是：能够在弹丸飞行过程中实时测量弹道诸元或目标信息、解算弹道偏差并控制相应的修正执行机构、对飞行弹道进行一次或多次修正、从而减小弹道偏差、提高射击精度的精确打击弹药。
弹道修正弹不同于普通炮弹，它可以在弹丸出炮口后，一段弹道范围内对由一些随机因素影响造成的弹道偏差实施连续或若干次的控制修正，从而大幅度地减少散布，提高命中率。
弹道修正弹也不同于导弹，其的根本区别是，导弹是通过连续地闭环修正，指向目标。
弹道修正弹是通过有限的几次开环修正，以修正弹丸飞行的误差或（和）因目标机动带来的弹目交汇点偏差，从而减小散布误差或提高单发命中率。
正是这些基本差别奠定了弹道修正弹和导弹属于两个不同的精确打击弹药范畴，也使它们的造价相差悬殊。
弹道修正系统主要由三大部分组成：弹目测量系统、弹道信息处理系统和执行机构。
弹道、目标测量系统有的安装在弹上，如GPS测量装置或微机电传感器(MEMS)、光学导引头等，有的在地面上，如定位雷达等。
弹道信息处理系统采用了先进计算技术、外弹道理论和解算装置，实现了弹道信息处理的准确性和实时性，该系统可以微型计算机为核心组装在弹上，也可与地面测控系统连成一体。
弹上执行机构提供的修正力或力矩主要分为两类，一类是通过调节弹丸的弹形或翼片来改变弹丸的空气动力，如增大阻力作用用于减小弹丸的飞行速度，增加升力用于改变弹丸的飞行方向；另一类是靠脉冲推力发动机产生的脉冲力，当脉冲力沿垂直弹轴的横向作用时可改变弹丸的飞行方向。
根据修正方式不同可以将弹道修正弹分为一维弹道修正弹与二维弹道修正弹。
一维修正又叫射程修正。
其修正原理是：弹丸发射时不是直接瞄准目标发射，而是瞄准比目标稍远一点的位置发射。
弹丸出炮口后，弹道测量系统测算出弹丸实际飞行弹道，计算出弹丸预计的落点，并将该落点与目标的位置进行比较，得到射程偏差，由信息处理系统计算得到弹上阻尼环打开的时间。
一维弹道修正弹综述
一维弹道修正弹综述作者：胡雪岑王桂萍刘昊来源：《科技信息·下旬刊》2017年第04期摘要：根据目前国内外修正技术发展情况，概述了一维弹道修正弹原理及作用过程，对修正机构进行了分析比较，并提出了我国一维弹道修正弹的发展前景。
关键词：弹道修正；一维修正；修正机构；修正扩展量随着科技的发展，武器装备对信息化需求越来越高，因此涌现出越来越多不同类型的信息化弹药，其目的是提高弹丸命中率。
弹道修正弹是近年来随着信息化弹药的发展，产生的一种新型弹药，不同于导弹的点目标，修正弹仍是以面为目标，通过弹道修正减小散布，从而提高命中率。
论精确打击能力，修正弹虽然不及导弹，但成本相比于导弹低很多，可大量装备部队，提升整体作战效能。
从目前国内外修正弹发展看来，主要分为两种：一维弹道修正弹和二维弹道修正弹，一维弹道修正弹主要实现射程修正，二维弹道修正弹可实现射程及方向的修正。
相比于二维修正弹，一维修正弹技术相对简单，成本也更低廉，一维弹道修正弹道修正弹国内已研制多年，技术已趋于成熟。
1 一维弹道修正弹射程修正原理一维弹道修正弹大多以增加弹丸末端弹道的阻力来实现弹道修正，作用原理简单说即“打远修近”，射击瞄准点要比目标点增加一个射程扩展量的距离。
见图1。
射程扩展量是指，在实际射击时要求火炮瞄准比命中点更远的瞄准点，瞄准点与命中点的距离称为射程扩展量。
如果射程扩展量取大了，需要修正的距离变大了，则增加了修正机构作用时间，增大了弹体扰动对弹丸的影响，则起不到提高密集度的效果；如果射程扩展量取小了，则会出现较多的发射弹丸在修正机构作用前的预测落点在目标点附近而无法修正射程，同样起不到增加密集度的作用[1]。
确定修正扩展量的基本原则是保证修正机构工作前的弹丸落点位于修正后散步椭圆内部或远方的前提下，使射程扩展量最小。
修正前散步中心取以瞄准点B为中心的射击诸元散布椭圆最左侧的点，此时的修正前散布中心保证一维弹道修正弹修正机构工作前的弹丸落点位于修正后散布椭圆内部或远方的最近点。
一维弹道修正弹射程修正能力计算方法
Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ ｕ—ｃ ｈ ｅ ｎ ， Ｄ Ｕ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ— ｈ ｕ ａ ， Ｚ ＨＡ Ｏ Ｙ ｏ ｎ ｇ —ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ Ｏ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ — ｊ ｕ ｎ
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ．ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ １ ０ ０ ９ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏ ｉｃ ｆ ｅ ｏ ｆ Ｎ ａ ｖ ｙ Ａ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ １ １ ０ ０ ４ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ Ｂ Ｓ Ｔ Ｒ ＡＣ Ｔ： Ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ａ ｍ ｍｕ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｏ ｎ ｅ —ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｙ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ｉ ｓ ｗ ｏ ｒ ｔ ｈ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｒ ｎ ｅ ｄ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｂ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｙ．Ｉ ｒ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ
左右修正弹道的原理
左右修正弹道的原理
左右修正弹道是指在飞行过程中对导弹或火箭等飞行器进行侧向调整，以确保其飞行轨迹符合预定的要求。
修正弹道的原理主要包括以下几个方面：
1. 控制表面调整：导弹或火箭通常会配备舵面或偏舵等控制表面，通过改变这些表面的位置或角度，可以引起侧向力或转矩，从而使飞行器的飞行方向发生变化。
左右修正弹道时，会根据需要增加或减小一侧的侧向力或转矩，以实现修正飞行轨迹的目的。
2. 推力调整：通过控制发动机的推力大小或方向，也可以实现对飞行器的左右修正弹道。
例如，可通过增加或减小侧向推力使飞行器向一侧偏转或稳定。
3. 姿态控制：通过控制导弹或火箭的姿态，也可实现左右修正弹道。
通过改变飞行器的姿态，如俯仰角、偏航角或横滚角等，可以产生侧向力或转矩，从而修正飞行方向。
4. 偏航控制：导弹或火箭还可以通过改变自身的偏航角速度来调整左右修正弹道。
通过控制偏航制动系统或侧推装置，可以实现侧向修正。
需要注意的是，左右修正弹道的具体原理和实现方式会因不同的导弹或火箭而有所差异。
飞行控制系统、传感器和计算机等也在整个修正过程中起到关键作用，
通过不断测量飞行器状态和分析数据，实时调整修正策略，确保飞行器沿着预定的轨迹飞行。
弹道修正弹药的关键技术和发展趋势
情报交流本文2009-05-09收到,作者均系沈阳理工大学副教授弹道修正弹药的关键技术和发展趋势岳明凯 曲家惠摘 要 对近年来国外弹道修正弹药的发展特点和趋势进行了详尽的分析和总结,阐述了弹道修正弹药的工作原理和应用价值,并对其中关键的探测和修正技术,如GPS 技术和惯性导航技术等进行了分析。
关键词 弹道修正 惯性导航 GPS M E M S引 言常规武器成本低,但精度差,效费比低;精确制导武器虽然命中精度高,但造价昂贵,生产和维护技术复杂,部队装备数量有限。
低成本弹道修正弹药是一种对目标具有较高命中率的低成本简易制导/灵巧弹药0,能够以较低的成本显著提高现有武器系统的作战效能,具有较高的作战效费比。
使用弹道修正技术的/灵巧弹药0,其杀伤成本比精确制导弹药降低2.6~2.8倍;在同样毁伤概率的条件下,可以减少90%的普通弹药消耗量[1]。
随着弹道探测技术、数据处理技术的不断进步和工艺水平的不断提高,弹道修正弹药已逐步从试验场走向战场,引起越来越多武器专家的关注。
1 工作原理弹道修正弹药通过弹丸外弹道的某一个或几个参数实时测量数值,计算实际弹道与预定弹道的偏差,根据偏差的大小形成控制指令,把指令传给弹上执行机构,执行机构以连续或脉冲方式提供修正力或力矩,修正弹丸实际飞行弹道,减少弹着点的偏差量。
与精确制导方法根据目标的方位去不断修正飞行轨迹与目标的偏离不同,弹道修正弹的简易制导方法是根据理想飞行轨迹去不断测试弹丸姿态,修正实际弹道与理想弹道的偏差[2,3]。
弹道修正弹药的弹丸姿态确定有多种方法,且不同于传统的精确制导技术,实时性和有效性是基本要求。
2 关键技术2.1 外弹道探测技术外弹道探测主要采用3种技术:地面测速雷达系统、卫星定位系统和惯性导航系统。
1)地面测速雷达系统地面测速雷达参与的弹道修正是指在弹丸的初始飞行阶段,与弹丸全弹道雷达跟踪修正技术相比,初始段弹道雷达修正技术降低了炮兵阵地暴露的机会,增强了火炮的机动性。
信息化陆军新概念弹药管窥
图1 美国155一维弹道修正弹道进行分析，与目标位置进行对比计算，给出有限次不连续的修正量来修正弹道，减小弹着点误差，提高中大口径弹丸远程打击精度的一种低成本的弹药。
器算出修正弹的位置和速度数据，与基准弹着点进行比较，计算出弹道修正量，驱动修正执行机构，打开阻力环，修正纵向一维弹道，达到提高远程打击精度图2 法国一维修正引信图3 一组射弹落点散布修正前后对比图图4 南非155底排-火箭复合增程弹与中广核集团签署燃料供应合同携手开拓更大合作空间中核集团银光集团持续创新安全教育培训模式应用。
而将两者同时应用在同一弹丸上，是许多国家弹药设计人员近十年来致力探索的一种使弹丸打得更远的新型增程途径。
底排-火箭复合增程弹的设计思想是：如果在空气密度较大的区域，保持低阻力，使速度损失很小，当弹丸进入空气密度较小的区域，再加速，这样速度损失小，射程远。
底排-火箭复合增程弹能够获得更大射程的理论依据是：弹丸出炮口后在空气密度很大的低空飞行，空气阻力大，底阻占全部空气阻力的比例也大，因此采用底部排气减阻增程。
当弹丸进入空气密度很小的高空中，再用火箭发动机加速，以获得更高的增程率。
底排-火箭复合增程弹总体布局时最常用的是串联式布局（如南非155底排-火箭复合增程弹），即火箭装置与底排装置同处弹底部，相对弹头而言，火箭装置在前，底排装置在后。
由于火箭装置与底排装置同处弹底部，不与弹丸的传爆序列发生干涉，使整个弹丸的总体结构布局相对简单。
底排火箭复合增程弹的工作时序是先底排工作，然后是火箭工作。
底排-火箭复合增程弹由引信、战斗部、火箭装置、底排装置以及发射装药等组成。
由于底排-火箭要占去战斗部的一部分有效空间，战斗部的威力要略有降低。
为了弥补威力损失，战斗部采用高破片率弹钢，装填高能炸药来弥补。
据资料介绍，南非的155底排-火箭复合增程弹在45倍身管155火炮上射程为50km，在52倍身管155火炮上射程为52.5km。
基于GPS／MR组合的弹道修正弹数据处理
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ； ＧＰ Ｓ ／ ＭＲ； ｒ ｏ ｌ ｌ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ
Ｚｈ ｏ ｕ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｉ ， Ｌｉ Ｗｅ ｎ ｂ ｉ ｎ ， Ｃａ ｏ Ｐ ｅ ｎ ｇ
（ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆＮ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｄｅ ｆ ｅ ｎ ｓ ｅ ｆ ｏ ，Ｓ ｍａ ｒ ｔ Ａ ｍｍｕ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ？ Ｃ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＳ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ， ｗｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｋ ｎ ｏ ｗ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｌ ｌ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｌ ｌ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｌ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＧＰ Ｓ ａ ｎ ｄ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ （ ＭＲ ） ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ
智能弹药概述
弹道修正弹（Trajectory correction projectile）是在20世纪80年代中期发展起来的新型弹药，其基本概念是：能够在弹丸飞行过程中实时测量弹道诸元或目标信息、解算弹道偏差并控制相应的修正执行机构、对飞行弹道进行一次或多次修正、从而减小弹道偏差、提高射击精度的精确打击弹药。
弹道修正弹不同于普通炮弹，它可以在弹丸出炮口后，一段弹道范围内对由一些随机因素影响造成的弹道偏差实施连续或若干次的控制修正，从而大幅度地减少散布，提高命中率。
弹道修正弹也不同于导弹，其的根本区别是，导弹是通过连续地闭环修正，指向目标。
弹道修正弹是通过有限的几次开环修正，以修正弹丸飞行的误差或（和）因目标机动带来的弹目交汇点偏差，从而减小散布误差或提高单发命中率。
正是这些基本差别奠定了弹道修正弹和导弹属于两个不同的精确打击弹药范畴，也使它们的造价相差悬殊。
弹道修正系统主要由三大部分组成：弹目测量系统、弹道信息处理系统和执行机构。
弹道、目标测量系统有的安装在弹上，如GPS测量装置或微机电传感器(MEMS)、光学导引头等，有的在地面上，如定位雷达等。
弹道信息处理系统采用了先进计算技术、外弹道理论和解算装置，实现了弹道信息处理的准确性和实时性，该系统可以微型计算机为核心组装在弹上，也可与地面测控系统连成一体。
弹上执行机构提供的修正力或力矩主要分为两类，一类是通过调节弹丸的弹形或翼片来改变弹丸的空气动力，如增大阻力作用用于减小弹丸的飞行速度，增加升力用于改变弹丸的飞行方向；另一类是靠脉冲推力发动机产生的脉冲力，当脉冲力沿垂直弹轴的横向作用时可改变弹丸的飞行方向。
根据修正方式不同可以将弹道修正弹分为一维弹道修正弹与二维弹道修正弹。
一维修正又叫射程修正。
其修正原理是：弹丸发射时不是直接瞄准目标发射，而是瞄准比目标稍远一点的位置发射。
弹丸出炮口后，弹道测量系统测算出弹丸实际飞行弹道，计算出弹丸预计的落点，并将该落点与目标的位置进行比较，得到射程偏差，由信息处理系统计算得到弹上阻尼环打开的时间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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）。