智能化引信

智能化引信,越来越“聪明”的引信半个世纪以来,随着“三论”控（制论、信息论、系统论）的应用及信息产业的发展, 形成了多学科交叉融合的智能科学,并从基础理论、技术方法和实际应用三个方面构成体系框架。

智能化技术及产品大量涌现,大的如智能建筑、智能C3l 系统, 小的如智能玩具。

智能化武器从中异军突起。

智能化武器的特征
智能化武器既具有智能科学研究对象的一般特征, 又具有机电产品的典型特征。

主要体现为:
（1）复杂性。

智能化武器具有高功能、高适应性,高可靠性,是多学科集成、优势互补的产物,技术和结构上相当复杂。

智能化武器系统通常由机、光、电、化等装置构成,计算机硬件和软件在其中占着重要位置。

（2）交叉性。

智能化武器技术广泛应用以“三论”为中心的各种现代理论,综合应用了机械、微电子、信息、自动控制、传感测试、计算机接口及软件编程等多学科集成的群体技术。

例如,以微机电传感器、数字化信号处理电路、数字通讯为基础,用现代统计算法辅助决策和报告毁伤效果,用运筹学方法选择目标和下达攻击任务,用生物工
程算法全球卫星定位+惯性测量来锁定和接近目标,用现代控制技术和相关的专用技
术（全电子安全技术、定向起爆技术、毫米波或激光识别目标技术等）控制起爆, 选择最佳的引信作用方式（近炸、触发或延时）,在最有利的时机、瞄向目标的薄弱部位,以最大限度地毁伤目标。

（3）
拟人性。

在武器作用过程中,高级智能化的武器可模拟人的思维功能。

例如,有学习和判断功能,能分析出目标的种类或性质,根据已有的知识（数据）和实时探测的结果判定是何种目标,从而决定起爆准则（以何种方式、在什么时机起爆）。

又例如,可模拟人的思维,利用模糊处理技术,在不确定、不典型、不完整、有干扰、多目标的情况下,识别和选择目标、迅速做出正确的起爆决策。

智能化引信的内涵和技术水平也应按以上3 个特性来衡量和评判。

引信经历发射的全过程,但最主要的功能是在弹道终端,使弹药最大限度地毁伤目标。

判定引信的智能化程度,应特别强调在飞行末段和目标近区对目标信息的
几种典型的智能化引信
钻地弹智能化引信为了对付深埋的地下目标,美同研制并装备了高性能的FMU-152/B 联合可编程引信,它可识别不同的介质,在预先编程指定的目标空穴层数或侵彻深度
起爆,有20 种延时起时间和16 层控穴数可供选择。

侵彻开始时,首先判定目标类型、选择起爆准则,在侵彻中不断计算空穴数和侵彻深度,并根据起爆准则在最有利的位置起爆。

这种智能化的钻地弹引信首次用于1991 年的海湾战争,又在阿富汗用于对付塔利班武装藏匿的洞穴。

配用该引信的GBU-28 径157 毫米,可钻透米加固混凝土。

由于实现了小型化,可适应F117-A、F-22 、F-35 等隐身飞机的装弹需求, 由外挂式改为弹舱装载。

美、德于2004 年11 月签订合同,研制攻击深埋目标的引信,发展智能化程度更高的BFT引信，用于KEPD 350'金牛座”（Taurus空对面导弹上的麦菲斯托”（Mephisto 弹头上。

这类引信适应的钻地弹能侵彻18米厚的加固混凝土和90 米厚的硬土。

引信能实时发回毁伤信息,以便作战指挥部门对目标毁伤情况进行评估,能适应多弹头同步
起爆的需求,使毁伤效力提高5—6 倍。

对付硬目标（如土壤、混凝土、钢甲、多层工事,多层建筑）的智能引信,按时序实现如下逻辑功能：①发射前装定起爆空穴数，②碰到目标时首先检测碰击力是否过大，弹头强度是否不足，如是,弹头立即起爆，以免丧失效力；③开始侵彻，检测着速和着角作为初始条件，实时检测轴向加速度以便计算侵彻行程，④根据检测的数据将目标分为强；中强、中弱、弱等类，分别选择不同的起爆准则，⑤侵彻中进行计行程的计算，并检测、记录空穴数，⑥同时，实时检测是否符合起爆准则。

是，则发出起爆指令,否,则看是否到达规定的自毁延时时间,以便决定自毁起爆还是继续侵彻。

空射可编程精确时间引信瑞士厄利孔-康特拉夫斯防务公司研制的可编程高精度时间引信,是一种智能化程度比较高的引信。

其代表产品是配用于40 X253毫米榴弹的40毫米ABM式引信,以及其他两种相同结构的30 毫米、35毫米引信。

这种引信可实时利用目标信息,进行快速装定和编程,精确计时,具有数字化电路, 自带物理电源,是一种比较典型的、智能化程度较高的引信。

它从火控系统得到目标信息,实时计算出标准初速下的装定信息,当弹丸经过炮口时,发射平台实时地测出初速,在几十微秒内进行修正计算,得到实际的装定时间；然后进行数字化编码、调制、放大,传输给炮口的电磁感应发送线圈,引信接收信息,完成可编程时间装定。

引信的炮口保险时间64 毫秒、装定时间精度2 毫秒、自毁距离4000 米,具有自动温度补偿功能,可靠度在98%以上。

该引信可对付各种点、线、面目标,特别是有效地毁伤高速空中点目标。

广域地雷用智能引信美军的XM93 广域智能引信地雷安装有多功能声阵列和红外复合探测器。

工作时用微功耗的声值班,一旦发现目标即启动并使用符合探测体制,判断目标真伪、进行目标分类、锁定并跟踪目标、确定目标的方位和距离。

当目标进入最佳距离时,引信作用,主动攻击目标。

例如,当坦克进入100 米地域范围时,引信控制发射子弹药,子弹以35°仰角飞向目标,而后打开阻力伞,边缓慢下降边用复合探测器对地面进行螺旋线扫描。

一旦发现坦克,引信控制子弹对准坦克薄弱的顶甲中心；引信起爆,子弹形成自锻成型弹丸,以2000 米/秒以上的速度击穿坦克顶甲。

美军还在研制反直升机的广域地雷。

广域地雷引信是引信与子弹控制器的一体化设计、一体化结构的典范。

在这里, 引信实际上就是一个控制器,它担负着探测值班、符合探测识别目标、判断目标真假、目标分类、选择起爆准则、探测目标方位和距离、控制瞄准、发射,开伞、对地进行螺旋线扫描、识别目标、对准目标薄弱部位、起爆子弹药等一系列任务。

广域地雷虽然有很多优点,但结构和作用过于复杂,声阵列的边距展开时过大（达1 米）,距离探测的精度低,造价较高（研制阶段2 万美元/发、生产阶段1 万美元/发）, 这些都是有待改进的地方。

（1）确定性控制。

确定性控制即固定延
火箭弹末敏子弹智能引信在1990年2月的亚洲防务展览会上，俄罗斯首次展出了方面军和集团军炮兵师属的BM-30大口径火箭炮。

这种龙卷风”火箭炮号称是全球综合性能最强、俄罗斯口径最大的压制火箭炮。

弹径为300毫米,12管装,最大射程90
千米，齐射时间38秒,射程误差小于%,密集度指标达1/300 X1/300。

配用9M55K 杀伤子母弹、9M33K3/4布雷弹、9M55S/S1云爆弹、9M55K1末敏子弹、R-90 无人机等7种供发射的弹药或侦察器材。

其中,末敏子弹直径186毫米、弹长284 毫米、质量15千克,使用自锻成形战斗部，带有阻力伞，可攻击坦克薄弱的顶部，母弹装5发子弹。

末敏子弹所用的MOTIV-3M智能引信作为控制器，指挥子弹用双频红外探测器进行对地螺旋线扫描，探测1000米内的装甲目标。

当发现目标后，马上分析是否为装甲目标，如是，即瞄准薄弱的装甲顶部，距目标130米时起爆战斗部，形成白锻成形弹丸,以2000米/秒的速度击毁目标。

其威力可穿透倾角30°厚度70毫米的装甲钢板。

这种末敏弹智能引信与美国的广域地雷智能引信在技术上是相似的。

智能化引信将如何发展实现引信起爆的高级控制引信起爆控制经历了从初级控制到高级控制、从单一功能到复杂功能的发展过程有5个发展阶梯。

第一阶段属于单一起爆功能的初级阶段，引信只能在目标区自动选择炸点，第二阶段的引信可根据与目标交会的情况，自动选择着发或近炸作用方式,我国目前的引信基本上属于该阶段；第三阶段的引信具有定向起爆功能，第四阶段的引信能选择目标，第五阶段的引信能识别易损部位，已具有相当的智能。

引信的起爆控制要经历确定性控制、随机控制、自适应控制和智能控制4个技术阶段（见表1）。

世界引信发展目前处于完善自适应控制、进入智能化控制的技术
阶段
为起爆准则，起爆准则单一。

不论目标的厚薄、强弱，都使用相同的延时时间，显然不能很有效地毁伤目标。

（2）随机控制。

随机控制即自动调整延时。

当目标厚度和强弱在不大的范围内变化时,能达到较佳的起爆控制效果。

例如，穿过不同厚度的钢甲或混凝土墙后立即起爆。

苏联DVR式引信、美国M739A式引信使用了这种控制起爆模式。

采用单一起爆准则,看是否会产•生负加速度（运动严重受阻）
(3)自适应控制。

自适应控制是近年得到重视和发展的一种起爆模式,对于几种常
见的目标分别有相应的起爆方式,是一种初级的智能控制。

美国海军在20 年前开始研究这种引信。

它的作用具有逻辑功能,有多个起爆准则供碰击和侵彻时实时选择。

具体地说,它可以在弹药碰击目标时,实时检测到目标的大概性质、对目标分类,并从多个
起爆模式中选择一种来实现起爆:甚至可以计算弹药穿过的空穴数和侵彻行程,实现侵彻的定层数或定距起爆。

(4)智能控制。

智能控制是理想的控制起爆模式,能对付所有可能遇到的司标,包括选择最需要毁伤的目标,识别目标的类别、尺寸和强度,使弹药对准目标的薄弱部位,实时计算弹药与目标的交会过程。

总之,可以针对最需要毁伤的目标及其易损部位、采用最有利的起爆方式和最适宜的起爆时机来实现起爆。

应用“多艾真体系统”技术
近年智能科学领域最活跃的几个前沿课题中, “多艾真体系统”对于引信的发展至关重要。

“艾真体”英(文agent 的音译)是由传感器、信号处理器和执行器构成的一种独立单元。

由传感器感知环境(含目标)并产生信号,由信号处理器对信号进行处理,产生一系列的识别、分类、锁定、跟踪信号和控制指令,并将控制指令传输给执行器,最终由执行器作用于环境、毁伤环境中的目标。

显然,弹丸引信系统就是一种典型的“艾真体”。

当前在智能科学领域中,研究与使用分布式“多艾真体系统”的技术非常活跃。

引信技术应参与这个智能化发展的潮流,尽可能应用已有的技术成果。

特别应该关注的是:①分布式智能雷/弹技术，具有雷/弹间通讯能力、可大幅度提高探测精度，② 同步起爆和毁伤效果反馈技术，用于多弹头侵彻和摧毁深埋地下目标，③系统一体化设计、作用技术(不只是弹药与引信的一体化)。

弹丸、引信之间没有明显的物理界面,弹药与弹药之间可以交换信息、实现互补,以提高测试精度和起爆控制精度;而且每发精确打击用弹药均纳入战区的“指挥、控制、通信、计算机、情报、杀伤、监视和侦察”(C4IKSR) 系统,实现全系统武器的统一应用和自动协调。