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常规制导技术应用与发展分析

作者:樊世兵 刘朝琪 来源:科学与财富 202020期 时间:2020-11-19

摘要:制导弹药武器已经成为现代战场主要精确打击武器装备。本文对国外典型精确制导弹药武器发展现状进行了总结,归纳了精确制导弹药武器发展趋势,并对关键技术进行了分析。关...

  摘要:制导弹药武器已经成为现代战场主要精确打击武器装备。本文对国外典型精确制导弹药武器发展现状进行了总结,归纳了精确制导弹药武器发展趋势,并对关键技术进行了分析。

  关键词:制导弹药;技术发展;关键技术

  引言

  末制导弹药具有突防能力强、命中精度高、杀伤威力大、通用性好、综合效益高等众多优点,在历次局部战争中,精确制导弹药对于取得战争胜利发挥了巨大作用,成为世界各国武器装备发展的重要方向[1-2]。通常,末制导弹药包括制导炸弹、制导炮弹、制导火箭弹等。

  1.????? 国外典型精确制导弹药

  1.1.? 制导炸弹

  从20世纪70年代开始,制导炸弹的发展已经经历了四代。第一代主要解决攻击精度问题,包括激光制导炸弹和电视制导炸弹;第二代主要解决近距防区外投放问题,仍分为激光制导炸弹和电视制导炸弹;第三代综合解决防区外投放、攻击精度和夜間使用问题,分为激光制导炸弹和图像制导炸弹;第四代重点解决全天候、低成本和防区外攻击问题,包括卫星制导炸弹和滑翔制导炸弹,典型第四代制导炸弹包括联合攻击弹药(JDAM)系列、联合防区外武器(JSOW)、小直径制导炸弹(SDB)等[3,4]。

  (1)?????? 联合攻击弹药(JDAM)

  JDAM 制导炸弹由于采用 GPS/INS 组合制导,因而具有昼 / 夜、全天候、防区外、投放后不管、多目标攻击能力。JDAM 制导炸弹系列现有多种型号,早期发展型号为 GBU-31/32和 GBU-35,后期发展了 GBU-38,配装 Mk82、Mk83、Mk84通用爆破战斗部和 BLU-109、BLU-110A /B、BLU-119、BLU-111/B 等侵彻战斗部,形成225kg、450kg、900kg 三种圆径系列。JDAM 制导炸弹现有型号高空投弹时的最大射程约28km,命中精度设计值为13m,改进型最大射程将增加到75~110km。

  (2)?????? 小直径制导炸弹(SDB)

  小直径制导炸弹(SDB)是美空军于2003年8月授权波音公司开始研制的一种新型武器。其体积通常为美空军现役最小型炸弹的一半,大大增加了作战飞机的载弹量,是美军重点发展的精确制导武器之一。SDB 即GBU-39/B,直径152mm,弹长180cm,质量113kg,最大滑翔距离74km,采用先进抗干扰全球定位系统辅助惯性制导(AJGPS/INS),CEP 为3m,其对钢筋混凝土的侵彻深度可达1.83m,主要缺点是不能打击移动目标。

  1.2.? 火箭弹

  在火箭弹方面,典型代表为美国进入21世纪开始研发的增量2制导火箭弹[5]。

  增量2(M31)火箭弹是美国目前大规模装备使用的远程制导火箭弹,基于早期增量1(M30)改制,射程15km~70km,弹径227mm,有效载荷为90kg 的整体式战斗部,也可携带404枚 DPICM 子弹。M31制导火箭弹采用 INS/GPS 组合制导方式,制导与控制组件采用了抗干扰能力更强的 GPS 接收机天线和提高精度的处理器,改善了制导系统的性能,以满足精确打击能力的要求。

  制导炮弹最早于上世纪70年代开始研制,80年代装备使用。然而,由于第一代制导炮弹使用方法过于复杂,射程近且可靠性不高等缺陷,美国转而发展新一代的神剑制导炮弹,于2007年投入伊拉克和阿富汗战场,它在战场上的高命中精度经常将其称为“155m 狙击弹”,美军共在伊拉克和阿富汗战场上使用了1000多枚神剑炮弹。

  神剑[5(]XM982)采用 INS/GPS 复合制导技术,具有全天候精确打击能力,可在各种气候及地形条件下打击高价值目标,支援近距离作战。炮弹头部制导与控制舱包括引信、INS/GPS 装置和4片鸭式舵;尾部设有折叠式尾翼。该炮弹底部装有底排装置,采用了高滑翔比、大升阻比的弹体设计,采用不同的发射平台发射时最大射程为40km~50km。此外,美国正处于研发状态的 ERGM 火箭增程制导炮弹 INS /GPS 制导技术,射程达到110km。

  2.????? 发展趋势与关键技术分析

  2.1.? 采用 GPS/INS 技术,发展发射后不管能力

  提高自身防护能力,实现发射后不管是未来制导炮弹发展的必然趋势。激光半主动末制导方式具有明显的缺点,在末制导阶段,激光指示器必须连续不断地照射目标,迫使地面的侦察人员或无人机长时间暴露在敌方阵地前沿,易受敌方的反击和干扰。随着美国全球定位系统以及微电子技术和惯性导航技术的进步,以美国为首的西方国家已加大力度研制 INS /GPS 复合制导技术。由于 INS /GPS 复合制导系统不受天气及射程的影响且能保证较高的精度,符合现代非对称战争中发射后不管、防区外作战、附带损伤小等要求,因此,INS /GPS 复合制导技术将更多的应用于未来制导炮弹的研制中。

  2.2.? 快速反应能力不断提高,构建具备打击时间敏感目标的能力

  快速打击时间敏感目标是美军长期以来追求的一种作战能力。时间敏感目标包括两类,一类是机动目标,如导弹发射架另一类是很快发挥军事作用的固定设施,如军火库和敌人即将通过的桥梁。在伊拉克战争中,战斧巡航导弹发射后只能对发射时确定的目标进行攻击,因此不具备打击时间敏感目标、机动目标的能力。战后发展的新型战术战斧巡航导弹加装了双向数据链,它能使飞行中的导弹临时按照指令改变方向攻击另一目标,并在攻击前传回图像。因此,具备了打击时间敏感目标机动目标的能力。未来,美军绝大部分战术导弹、制导炸弹、制导炮弹都将加装数据链,提高机动目标打击能力。

  2.3.? 使用增程技术,射程不断提高,大幅提升防区外作战能力

  对制导炮弹控制系统的启控时间加以设计使之从最高点开始滑翔降落,可显著增大射程,提升作战使用范围。常用的增程技术主要从发射平台和炮弹两个方面来考虑。从炮弹方面实现增程的方法主要有弹型减阻增程、底部排气增程、加设发动机增程等。因此,增大射程使炮弹具备防区外攻击目标的能力和保证炮弹近距离精确打击的灵活性将是未来战场中影响炮兵作战能力的重要因素。

  2.4.? 使用多模复合制导技术

  多模制导能在恶劣的天气条件下全天候作战,能抗干扰和反隐身,能提高在各种实战条件下捕获、跟踪和打击目标的能力。例如:结合毫米波的烟雾穿透能力与红外的测温、精确定位能力,可仝天候精确打击敌目标;利用多模制导可给敌方干扰来弹及自身隐身造成困难,能增强末制导弹药的抗干扰及反隐身能力。

  3.????? 结束语

  末端防空导弹用于拦截各类空袭飞机、无人机、巡航导弹、空地导弹、制导炸弹、火箭弹等目标,拦截巡航导弹、空地导弹、制导炸弹等精确制导武器是末端防空导弹设计的难点。目前,巡航导弹、空地导弹发展中的隐身化、高速化、智能灵巧作战、末段机动突防能力更强、低成本化等特点,以及各类制导弹药的低可探测性、小型化发展、毁伤难度大、饱和攻击、成本更加低廉等特点,对未来末端防空导弹能力提出了更高的要求,需要末端防空导弹发展全方位拦截、快响应高速高机动拦截、高精度制导与高效毁伤能力、高效比作战能力、多平台多用途等能力,以适应未来战场环境。

  参考文献:

  [1].任武能.从历次局部战争看美军精确制导弹药的发展[J].导弹与航天运载技术,2006(5).

  [2].王强.国外末制导弹药的发展与研究[J].飞航导弹,2013(4). [3].范金荣.制导炸弹发展综述[J].现代防御技术,2004(3).

  [4].贾秋锐.航空制导炸弹发展趋势[J].制导与引信,2014,35(1)

  [5].岳松堂.国外陆军精确制导弹药发展分析[J].现代军事,2015(11).

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