第十一章灵巧弹药课件.ppt

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1、灵巧弹药是介于无控弹药和导弹之间的弹药，它包括敏感器引爆弹药(末端敏感弹药)和末制导弹药。在当前发展阶段更广泛一些，它还可把弹道修正弹药和简易控制弹药包含在内。敏感器引爆弹药由载体抛撒后落向目标区，在有效作用范围内敏感到目标后，起爆战斗部形成爆炸成型弹丸毁伤目标，是一种射击毁伤的攻击方式，其搜索面积较小，主要用于攻击集群装甲目标；末制导弹药能跟踪目标，并最终击中目标，主要用于攻击战场上纵深的装甲队列，其毁伤机理是战斗部碰撞后起爆毁伤目标，是一种击中毁伤的攻击方式。,弹药学 第十一章 灵巧弹药,导弹：有制导系统，无级修正弹道跟踪目标，做到“百发百中”末敏弹：无制导系统，几次弹道修正，弹道末端敏感

2、，用于顶攻时，命中概率高但威力有限末制导弹：修正弹道弹：在已存在的弹上装弹道修正模块，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订的理想弹道相比较，根据偏差大小，指令修正,灵巧弹药,为了适应现代战争的需要，随着科学技术的发展，弹药领域发生了日新月异的变化，出现了许多新型弹药，灵巧弹药就是其中一类。此类弹药是在外弹道某段上能自身搜索、识别目标，或者自身搜索、识别目标后还能跟踪目标，直至命中和毁伤目标的弹药。,博尼斯末敏弹战斗过程示意图,11.1 末敏弹11.1.1 概述 末敏弹是国外于20世纪70年代发展起来的一种用于对付坦克、自行火炮和步兵战车等

3、装甲目标的新型灵巧弹药，它是一种敏感器引爆弹药，是把先进的敏感器技术和爆炸成型弹丸技术应用到子母弹领域中的一种新型弹药。末敏弹是末端敏感弹药的简称，这里末端是指弹道的末端，而“敏感”是指弹药可以探测到目标的存在并被目标激活。所以，末敏弹就是弹道末端能够探测出装甲目标方位并使战斗部朝着目标方向爆炸的炮弹，末敏弹多采用子母弹结构，母弹内装多个子弹，母弹仅仅是载体，只有子弹才具有末端敏感的功能。,11.1.1 概述 子弹事实上可以用多种载体运载，如炮弹、远程火箭、航空火箭、撒布器等，一次发射(或投射)可攻击多个不同的目标，末敏弹专门用于攻击集群坦克装甲车辆等的顶部装甲，是一种以多对多的反集群装甲目标

4、的有效武器。末敏弹除了具有常规炮弹的间瞄射击的优点外，还能在目标区上空自动探测、识别并攻击目标，实现“打了不管”，是一种具有高效费比的灵巧炮弹，其扫描与攻击目标示意图见图111、112所示。虽然末敏弹相对于子母弹由于具备了在一定范围内探测目标的能力，因而其威力比子母弹提高了一大步。但是试验表明，末敏弹传感器的探测范围有限，而且在对运动的装甲目标攻击时，没有改变飞行轨迹的能力，从而使其作战效力仍然受到较大的限制。,弹药学 第十一章 灵巧弹药,图111 末敏弹正在对目标区域作螺旋状扫描,图112 末敏弹发现目标后，攻击装甲车辆,11.1.2 末敏弹结构与组成 1.末敏弹结构组成 末敏弹由母弹和药筒

5、组成。母弹由弹体、时间引信、抛射结构和抛射药、分离装置、敏感子弹等组成。末敏弹系统组成如图113所示。敏感子弹由EFP战斗部、中央控制器、复合敏感器系统、减速减旋与稳态扫描系统、电源、子弹壳体等组成。EFP战斗部由EFP战斗部装药、起爆装置、保险机构、自毁机构等组成，主要完成对目标的最终毁伤功能；中央控制器由火力决策处理器、驱动舱、控制舱等组成，具有火力决策、信号处理、数据采集、电源管理、驱动控制等功能；,复合敏感器系统主要作用是探测目标，其敏感体制主要是由毫米波雷达、毫米波辐射计和双色红外探测器单独或者组合而成。如美国“萨达姆”末敏子弹的复合敏感器系统由毫米波雷达、毫米波辐射计、红外成像敏感

6、器、磁力计组成。减速减旋与稳态扫描系统由充压式空气充气减速器和涡旋式旋转伞组成，其中稳态扫描装置的作用是使敏感子弹药在降落过程达到预定的稳态扫描状态。,2.几种典型的末敏弹 1)德国SMArt155mm末敏弹 德国SMArt155mm末敏弹可以说是当今最先进的炮射末敏弹(如图114所示)。SMArt末敏弹敏感装置采用了三个不同的信号通道，即红外探测器，94GHz毫米波雷达和毫米波辐射计，从而使它具有较强的抗干扰能力，能适应战场环境，即使由于环境条件(如大气条件)使敏感器某个通道不能正常工作，SMArt也可以根据其它两通道的信号识别目标。,图114SMArt母弹和带阻力伞的末敏弹,SMArt在结

7、构设计上使毫米波雷达和毫米波辐射计共用一个天线，而且天线与EFP战斗部的药型罩融为一体。这种结构不仅为天线提供了一个合适孔径，而且还不需要添加机械旋转装置，较好地利用了空间，其减速减旋与稳态扫描装置由阻力伞、三个减旋翼和旋转降落伞组成。在战斗部设计中，SMArt使用高密度的钽作为药型罩的材料，这样，在155mm炮弹内部空间有限的条件下，尽可能的提高了EFP战斗部的穿透能力，使形成的侵彻体的长细比接近5，侵彻体的穿透力与使用铜质药型罩时相比提高了35%。,2)瑞典、法国联合研制的“博尼斯”155mm末敏弹 瑞典的博福斯公司和法国的地面武器集团联合研制的“博尼斯”155mm的末敏弹，是一种采用底部

8、排气装置的远程弹药，在用52倍口径火炮发射时射程为34km，其结构示意图如图115所示。“博尼斯”末敏弹主要有底排装置、敏感装置、战斗部、抛撒装置、反碰撞装置、安全引爆装置和引信组成。,图115155mm“博尼斯”末敏弹示意图1底排装置；2母体弹；3敏感器装置；4战斗部；5抛撒装置；6引信；7反碰撞装置；8安全引爆装置,瑞典博福斯和法国地面武器集团联合研制的博尼斯末敏弹,与其他末敏弹相比，“博尼斯”在设计上也有一定的特色，它的稳定装置没有阻力伞而是用了一个由两片旋弧翼组成的圆盘。子弹被抛出后，位于子弹一侧的圆形红外敏感器张开并被锁定在固定的位置上，与此同时，在敏感器对称的一侧的稳定圆盘也张开了

9、，从而使子弹在下降的过程中达到相对的稳定状态，由于没有用阻力伞，子弹下降的速度比较快，减少了被敌方干扰的机会，同时，风对子弹的影响也减小了。与SMArt相比，“博尼斯”的敏感装置比较简单，它只采用了一个多波段的被动式红外线探测器，而没有使用比较复杂的复合敏感装置，因此它的目标识别率相对而言是比较低的。“博尼斯”战斗部采用金属钽药型罩，在爆炸载荷下形成高速EFP，可在150m外侵彻坦克顶甲目标。,“亚瑟王神剑”精确制导炮弹内藏2枚“博尼斯”传感器引爆子弹药,博尼斯传感器引爆子弹 药,博尼斯炮弹作战示意图,博尼斯作战示意图一枚博尼斯子弹药搜索范围32 000平方米，以最大直径200米的圆开始，逐渐

10、以螺旋型缩小搜索范围。搜索速度26米秒，螺旋间隔1.7米,博尼斯末敏弹战斗部攻击过程最上部是战斗部药形罩，第二为战斗部爆炸后瞬时形成2 000米秒高速飞行的侵彻体攻击装甲目标，第三为被击穿的装甲目标，第四为射穿目标后的战斗部。,3)美国M898式“萨达姆”155mm末敏弹“萨达姆”(如下图6所示)从20世纪60年代初开始研制，其结构特点和SMArt差不多，敏感装置是复合型的，它由一个红外探测器、一个主动式毫米波探测器和一个被动式毫米波探测器组成；减速减旋与稳态扫描装置使用冲压式空气充气减速器和涡旋式旋转伞，以10m/s的落速和4r/s的转速进行稳态扫描；战斗部也是钽EFP战斗部，可以实现150

11、m距离击穿装甲目标。,敏感和摧毁装甲（萨达姆）子弹药实验,敏感和摧毁装甲（萨达姆）子弹药实验,敏感和摧毁装甲（萨达姆）子弹药外观,敏感和摧毁装甲（萨达姆）子弹药实验,敏感和摧毁装甲（萨达姆）子弹药实战,敏感和摧毁装甲（萨达姆）子弹药实战,M898式“萨达姆”155mm末敏弹,另外，“萨达姆”末敏弹还可用于227mm多管火箭系统，但子弹的直径稍大一些(用于多管火箭时，子弹的直径是175.6mm；用于155mm火炮时，子弹的直径是147.3mm)。因此，子弹的重量也约有不同。而且，用于多管火箭系统时，每发火箭弹中含有6枚末敏弹。,弹药学 第十一章 灵巧弹药,美国“萨达姆”末敏弹,11.1.3 末敏

12、弹作用原理 1.敏感器作用原理 末敏弹使用的敏感器主要有毫米波雷达、毫米波辐射计、红外成像探测器以及磁力计等，其工作原理，可用被动毫米波探测目标为例来说明。广义地讲，任何一个物体都是一个辐射源，在一定温度下物体都要发射电磁波。被动毫米波属于无源被动探测，它是根据目标与背景之间的热对比度来识别目标的。众所周知，金属目标和地面背景均以各种频率向外界辐射能量，而其辐射能量的大小将由其发射率而定。金属目标和地面背景的辐射特性有着明显的差别。由此可以给出确定目标位置的依据。,2.末敏弹作用过程 装有敏感子弹药的母弹由火炮或火箭发射后按预定弹道以无控的方式飞向目标，在目标区域上空的预定高度，时间引信作用，

13、点燃抛射药，将敏感子弹从弹体尾部抛出，敏感子弹被抛出后，靠减速和减旋装置(一般是阻力伞和翼片)达到预定的稳定状态。在子弹的降落过程中，弹上的扫描装置对地面做螺旋状扫描，弹上还有距离敏感装置，当它测出预定的距地面的斜距时，即解除引爆机构的保险。随着子弹的下降，旋转扫描的范围越来越小，一旦敏感装置在其视场范围内发现目标时，弹上信号处理器就发出一个起爆信号，战斗部爆炸后，瞬时形成高速飞行(20003000m/s)的EFP去攻击装甲目标；如果敏感装置没有探测到目标，子弹便在着地时自毁。,图118末敏弹作用过程示意图,斯基特战斗部,BLU-108/B子弹药主要用于对付敌方群集的坦克部队或装甲车队。每枚B

14、LU-108/B子弹药携载4枚“斯基特”战斗部。“斯基特”战斗部配用被动式声学传感器和主动式激光传感器，可准确地探测并识别目标。“斯基特”战斗部采用空心装药结构，起爆后可形成爆炸成形弹丸（EFP），攻击坦克最容易受损的顶部装甲区域。,CBU-105精确制导炸弹(抛出BLU-108/B子弹药)攻击示意图,斯基特战斗部攻击坦克顶甲,智能反装甲子弹药（BAT）为陆军战术导弹系统提供具有自主纵深攻击能力的子弹药。采用串联空心装药战斗部，声学和红外传感器自动搜索、探测、跟踪、攻击并摧毁运动的坦克和其它的装甲战车。这些传感器提供使子弹药智能化的自主能力。BAT子弹药发射后不需要制导就能适应大型目标位置的不

15、定。,智能反装甲子弹药攻击坦克顶甲,11.2 末制导炮弹11.2.1 概述 末制导炮弹是由火炮发射，在弹道末段上实施搜索、导引、控制，使其能够直接命中目标的一种灵巧型弹药。末制导炮弹的研制工作开始于20世纪70年代，其典型代表为美国的155mm“铜斑蛇”半主动激光末制导反装甲炮弹和前苏联152mm“红土地”半主动激光末制导杀伤爆破火箭增程弹。由于在作战时需使用外部激光器照射目标，使用不便。因此，从20世纪80年代初开始，各国相继开始研制“打了不管”的第二代末制导弹药，如德国采用毫米波制导的155mm“伊夫拉姆”反装甲制导炮弹、英国利用毫米波制导的“灰背隼”反装甲迫击炮弹、瑞典双色红外制导的“S

16、trix”末制导反装甲迫弹等。,末制导炮弹主要采用榴弹炮、火箭炮和迫击炮等武器系统发射，除了具有常规炮弹的射程远、威力大和精度高的特点外，由于在弹道末段采用制导技术、能越过地形障碍命中静止或行进中的坦克、装甲车辆、舰艇以及掩体、工事等目标，是一种集常规炮弹的初始精度和末制导于一体的经济型、具有首发命中概率高的精确制导弹药。末制导炮弹与其它制导武器相比，可以利用现代火炮发射，无需附加地面设备，借助于火炮较高的射击密集度可以降低自身搜索目标的难度。但是由于采用火炮发射，其制导系统需要承受高过载且需满足小型化的要求。,与末敏弹相比，由于制导系统，它具有更高的命中精度和对付活动目标的能力，但其制导系统

17、相对末敏弹的敏感器复杂得多。末制导炮弹系统与战术导弹相比，只是在末段弹道实施制导。因此，既具有与战术导弹相同的射击精度，又比战术导弹结构简单、成本低。末制导炮弹的这些特点，使常规炮弹的精度有了质的飞跃，已使其成为现代炮兵重要的组成部分，具有广阔的发展应用背景。,11.2.2 末制导炮弹结构与组成 1.末制导炮弹的组成 末制导炮弹由发射药筒(或药包)和制导炮弹组成，其中发射药筒的结构与作用和普通炮弹相同，在此不再赘述。在发射时装有不同的发射装药便可得到不同的攻击范围。制导炮弹部分一般由下述几部分组成：1)弹体结构：由弹身和前、后翼面连接组成的整体；2)导引舱：由导引头部件、整流罩、馈线、传感器等

18、组成；3)电子舱：由自动驾驶仪、信号处理器、时间程序机构、滚转角速率传感器等组成；,4)控制舱：由机械类零件，如舵机、热电池、气瓶、减压阀等组成；5)弹药助推段：包括引信、战斗部、助推发动机、闭气减旋弹带、底座等。末制导炮弹发射后开始阶段与普通炮弹相同，首先沿曲线弹道飞行，当末制导炮弹进入制导段瞬间，导引头就立即获取目标信息，经信号变换、处理、辨识和选择，得出目标的坐标和运动参数，然后与弹丸运动参数比较，形成导引指令，传输给控制系统，最终通过舵机带动舵面来控制末制导炮弹的飞行，使它命中预选的目标。对于带有助推装置的末制导炮弹，则还有助推增程飞行阶段。,弹药学 第十一章 灵巧弹药,图1110“铜

19、斑蛇”炮弹结构简图1电子舱；2导引头；3陀螺；4滚转速率传感器；5聚能装药；6弹翼；7尾舱；8舵机；9滑动闭气环,2.末制导炮弹的结构与作用 下面以美国155mm“铜斑蛇”末制导炮弹为例来说明末制导炮弹的结构与作用。美国155mm“铜斑蛇”末制导炮弹是一种精密制导的反坦克炮弹，该弹用于155mm榴弹炮，可首发命中远距离活动目标。该弹由制导段、战斗部段和控制段三部分组成，如图1110所示，图中A为制导段、B为战斗部段、C为控制段。,在“铜斑蛇”末制导炮弹的中部有4片弹翼呈十形，尾部有4片尾翼(控制舵)亦呈十字形。弹翼是提供升力的主要部件，主要目的是提高制导炮弹的射程。尾翼是由冷气式气动舵机驱动的

20、旋转振动舵，主要用来提供控制力以改变飞行弹道，并保证稳定作用。气动舵机的压力源是高压冷气瓶。弹翼和尾翼都是可以折叠的，发射前收入控制段弹身的缝隙内，发射出炮管后尾翼首先展开，并保证飞行稳定，在达到弹道最高点时，弹翼展开以增加滑翔距离(20%)。,该弹弹身的长细比为8.85，弹头为圆头锥形，有利于减小飞行时的头部阻力。激光导引头由位标器和电子舱两部分组成，在位标器中有光学系统、探测器及其前置放大器，还有陀螺及其驱动的元件。电子舱中有信息处理电路、陀螺驱动电路、解码电路和程序控制电路。位标器为陀螺光学耦合型式，结构简单，性能良好。光学系统的主要部分和探测器均固定在弹体上，陀螺只稳定一小块反射镜。探

21、测器均固定在光学系统的后主面上。导引头输出视线角速率信号和支架角信号。,在电子舱中装有8块圆片形电路板，其间用一条电缆连接。在电子舱前壁上，固定有横滚速率传感器。电路板中央留有战斗部爆炸后形成的金属破甲射流通道。该弹采用破甲战斗部，利用聚能射流击毁目标。战斗部为圆柱形，在壳体内装有成型装药，前部有铜制药型罩，后部有引信和保险装置。控制舵为圆柱形外壳，前部设置4片弹翼，后部设置4片尾翼。舱中前部装有高压冷气瓶作为舵机的动力源，后部装有舵机和电池组。在控制舱的后部设有弹底外套滑动闭气环，用以承受发射时的火药气体压力，并起密封作用。,11.2.3 末制导炮弹作用原理 末制导炮弹是用末段制导将弹丸引向

22、目标的，而末制导的实现方法有主动式和半主动式两种。1.主动式末制导炮弹工作原理 主动式末制导炮弹是根据侦察通信指挥系统或C4I系统提供的目标位置和运动状态检查弹药、装定工作程序和发射诸元、装弹、发射。在膛内，炮弹靠发射时的冲击作用激活工作程序用电池，工作程序开始工作。同时滑动闭气弹带密封火药燃气，降低弹体转速。,以正常式布局的末制导炮弹为例，末制导炮弹飞出炮口后，首先张开舵翼，引信解除保险，进入无控段飞行。在接近弹道顶点时，激活弹上热电池、滚转速率传感器和舵机，开始滚转控制，约在1秒内停止弹体转动，在飞过弹道顶点后，导引头解锁启动，弹翼张开，进入滑翔飞行。在距攻击目标只有23km时，导引头开始

23、搜索、捕获目标，末制导炮弹按导引规律跟踪目标，控制末制导炮弹飞向目标，引爆战斗部，毁歼目标。图1111给出了主动式末制导炮弹的工作程序及弹道示意图。,图1111主动式末制导炮弹工作程序及弹道示意图0发射：检查弹药，装定发射参数，装弹发射，激活工作程序电池，膛内减旋；1飞出炮口：舵片张开，引信解除保险；2无控段：无控弹道飞行；3滚转控制段：激活弹上热电池，启动滚转速率传感器，启动滚转控制机构；4滑翔飞行段：启动导引头陀螺，张开弹簧，下滑飞行；5末制导段：脱离风帽，搜索目标，跟踪目标，俯冲目标，摧毁目标,图1112是“灰背隼”末制导迫击炮弹及其飞行弹道示意图。它装有主动毫米波导引头，能在大多数气象

24、条件下用来探测运动/固定目标。由主动毫米波制导系统、舵面、电子仪器、成型装药战斗部、保险和解除保险装置及尾翼组成。其工作过程是：当末制导迫击炮弹飞出炮口后便展开尾翼，战斗部解除保险、弹出舵面，制导系统进入寻的状态。导引头扫瞄有效作用范围300m300m，在此范围内的任何装甲目标一旦被发现就被锁定，成型装药战斗部能攻击坦克和装甲目标的顶部。,图1112“灰背隼”全貌和典型弹道(a)Merlin迫弹全貌；(b)典型飞行弹道(a)1发射药；2导引头；3鸭舵；4聚能装药；5稳定尾翼；6弹载电子控制设备；7引信、保险与解脱机构(b)1展开尾翼；2解脱引信保险；3接通导引头；4弹道转弯；5展开鸭舵；6搜索

25、目标；7导向目标；8目标搜索区,半主动末制导炮弹工作原理如图1113所示：用激光器指示目标，而制导炮弹上的导引头则通过从目标反射回来的激光确定目标的位置，并经控制舵修正其飞行弹道，从而最终将炮弹导向目标。由于末制导炮弹上并不携带用于指示目标的激光器，故称为半主动式。,图1113激光制导炮弹导引原理图1制导炮弹；2目标；3与火炮通讯联络；4反射激光；5激光目标指示器,1.前沿观察员指示目标 由前沿观察员(单兵)携带激光指示器，当发现目标后照射目标，并将地形特点、目标方向和运动速度通知火炮，要求发射制导炮弹。当弹丸飞行在弹道下降段时，一般在1015s之间即可击中目标，这种方法简单易行。通常用一辆吉

26、普车，同时搭载几名警戒通讯兵，在距目标3km左右的位置处选择视界开阔的制高点，并隐蔽地安置激光器，它可以有效地配合处于20km后方的火炮单个坦克或装甲目标。,目前指示目标的方法有如下几种：,2.无人驾驶飞机指示目标 无人驾驶飞机上安装激光指示器，同时装有电视摄像机、红外线监视装置等。无人驾驶飞机由后方控制车上人员远距离控制，当飞机到达目标区上空时发出激光束照射目标，由于目标指示器的光轴与电视摄像机的光轴平行，因而发现目标后即可发射制导炮弹。鉴于无人驾驶飞机的体积小，飞行速度高，不易被敌方火炮击毁，同时炮兵的指挥人员可通过电视和红外监测装置直接观察目标，因而比采用前沿观察员的方法为好。,3.直升

27、机指示目标 在攻击型直升机上安装激光器，同时安装光学和红外线监测装置等。因为直升机较无人驾驶飞机易于受到敌方高射火炮的攻击，所以直升机应处于敌火炮有效射程以外的上空照射目标。当激光指示器瞄准目标后给出信号，火炮发射炮弹。在末制导炮弹飞向目标的过程中，激光指示器不断向目标发射激光。弹上激光导引头接收到目标反射回来的激光能量后，制导装置便产生控制指令，并通过舵机使导弹的控制舵偏转，从而改变导弹飞行方向，纠正弹道，引导制导炮弹飞向目标。,先由激光指示器照射目标，炮手根据激光指示器编码和目标距离，通过弹上的激光编码选取孔和定时器开关装定激光编码和定时器，然后将炮弹装入炮膛发射。利用弹体向前运动的加速度

28、使弹上惯性开关和电源接通，开始工作，定时器启动并同时释放尾翼。此时，由于作用在尾翼上的加速度负载使尾翼仍收拢在尾翼槽内，弹上的滑动闭气带卡入膛线，炮弹与滑动闭气弹带之间作相对滑动，“铜斑蛇”炮弹以20r/s出口转速飞出炮口，然后，在离心力的作用下打开尾翼，进入无控弹道飞行。当它飞越弹道最高点附近，定时器将弹翼展开,在该弹进入目标区后，定时器启动激光导引头开始工作，导引头接收目标反射的激光回波，陀螺测出弹体在飞行中的偏移量，再由传感器将偏移量转换成相应的比例导引指令送给舵机，操纵尾翼，控制“铜斑蛇”末制导炮弹飞行，使其最终准确命中目标。,11.2.4 末制导炮弹的制导系统 末制导炮弹能够引导和控

29、制炮弹根据目标运动情况按选定导引规律飞行目标的软硬目标系统称为制导系统。制导系统以末制导炮弹体为控制对象，包括导引子系统和控制子系统。其中，导引系统通常由弹体、目标位置运动敏感器和导引计算机组成，其功能是测量相对目标的运动偏差，按照预先设计好的导引规律，由导引计算机形成导引指令。该指令通过弹上控制系统控制末制导炮弹运动。末制导炮弹姿态控制系统一般由姿态敏感元件、控制计算机和伺服机构组成，其主要功能是保证末制导炮弹在导引指令作用下沿着要求的弹道飞行，保证末制导炮弹的姿态稳定，不受各种干扰影响。,1.激光导引技术 利用激光获得导引信息或传输导引指令，使末制导炮弹按一定导引规律飞向目标的导引方法。激

30、光波束方向性强，波束窄，所以激光制导精度高，抗干扰力强。它通过用激光器向目标发射激光波束之际，同时用对激光敏感的探测器敏感目标反射回来的激光束，导引末制导炮弹飞向目标。激光的波长是毫米波的千分之一，激光束的散角是毫弧度级，因而目标分辨率很高，导引终点误差可达0.51.0m，能同时分别命中两个相隔仅l0m，甚至靠得更近的目标。,2.毫米波导引技术 利用毫米波获得导引信息或传输导引指令，使末制导炮弹按一定导引规律飞向目标的导引技术。毫米波是波长为1l0mm的电磁波，用于末制导炮弹的毫米波波长多为8mm和3mm(或2mm)，介于微波和红外线之间。毫米波器件尺寸小，质量轻，抗干扰能力强，制导精度高，并

31、能比较容易地实施对多目标的攻击。末制导炮弹采用毫米波导引的原因是全天候性能好，有较强的穿透云层和雾的能力；战场环境适应性好，可以在尘埃和浓烟下工作；毫米波传感器不仅能测得目标的方位，还能测得目标的距离和速度。,3.红外导引技术 利用目标和背景的红外辐射能量的差异，提取目标信息并加以处理，以确定目标相对于导引头视轴的角偏移，产生导引信号，将末制导炮弹导向所要攻击的目标。人们通常指的红外制导系统，绝大多数就是指这种被动式自动导引系统。任何物体只要它的温度高于绝对零度，都能辐射红外线，辐射能量随温度上升而迅速增加。对地面坦克目标的探测来说，最重要的是35(中红外)和814(远红外)两个大气窗口。红外

32、导引的优点是目标探测分辨率高，可获得较高的制导精度；弹上设备简单可靠，功耗少，体积小，质量小；以被动方式工作，隐蔽性能好。,红外导引又分红外点源导引和红外成像导引两种。1)红外点源导引 红外点源导引又称红外非成像导引，其特点是把目标看成一个热点源来探测。末制导炮弹通过导引头锁定并跟踪目标的最热部分。它的工作原理是：弹上的红外导引头接收从目标辐射来的红外线。当视线与红外导引头光轴重合时，经导引头光学系统聚焦的目标像点落在以一定角速度旋转或固定的调制盘中心，不被调制；当目标偏离光轴时，像点被调制。从像点投射在调制盘上的位置，可以判断出目标偏离光轴的方位和距离，形成导引信号，控制末制导炮弹飞向目标。

33、,2)红外成像导引 这是利用装在弹头的热成像仪摄取目标图像信息，用数字计算机对目标图像信息进行处理，形成导引指令来控制末制导炮弹飞行的导引方法。热成像仪的主要部件是光机扫描器件或红外焦平面阵列器件，工作波段分别为：碲镉汞(HgCdTe)凝视焦平面阵列器件的工作波段是812，利用肖特基效应的焦平面阵列硅器件的工作波段是35。这两个波段的大气透过率高，使末制导炮弹能在远距离内探测到目标；它也可以在发射前把目标信息存储在弹体内，发射后该弹就不断摄取目标图像信息与预先存储的目标信息比较，进行相关跟踪。,4.复合导引技术 以毫米波雷达和被动红外传感器复合导引为例：这是一种双模式寻的导引方式。毫米波雷达和

34、红外传感器的组合形式可以是共口径的，也可以是相互分开的。红外传感器可以是成像式，也可以是非成像式；可以是单波段，也可以是双波段。这种双模式的复合导引头可以使毫米波雷达和红外传感器的性能相互补充，以最大可能对地面目标进行探测。这种复合导引系统既利用了红外传感器的高分辨率目标信息，又利用了毫米波的距离和多普勒目标特征信息。因此，可用于目标识别的信息量大为增加。,5.惯性导引技术 利用惯性器件作为测量元件的导引方法称为惯性导引。惯性导引和上述四种导引的区别是：它属于自主式导引。组成惯性制导系统的设备都安装在运动物体上，工作时不依赖外界信息，也不向外辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式的制导系统。,惯

35、性制导系统通常由惯性测量装置、计算机、控制或显示器等组成。惯性测量装置包括测量角运动参数的陀螺仪和测量平移运动加速度的加速度计。计算机对所测得的数据进行运算，获得运动物体的速度和位置。将这些数据送到控制显示器显示,然后由领航员或驾驶员下达控制指令，操纵飞机、船舶航行；或者控制发动机推力的方向、大小和作用时间，将弹药引导到规定的轨道上或者目标区内。,11.3 弹道修正弹11.3.1 概述 随着以微电子技术为代表的高新技术逐渐渗透和应用于军事领域，炮兵对高新技术的应用也日趋广泛。弹道修正弹就是诸多新型弹药中的低成本、高精度的炮兵常规弹药之一。弹道修正弹(CourseCorreted Shell)是

36、通过对目标的基准弹道与飞行中的攻击弹道进行比较后，给出有限次不连续的修正量来修正攻击弹道，以减小弹着点误差，达到提高弹丸对付高速机动飞行目标的命中精度，或提高中大口径弹丸的远程打击精度的一种低成本高精度的弹药。,德国和南非合作研制的155毫米弹道修正弹,瑞典TCM弹道修正弹,弹药学 第十一章 灵巧弹药,所谓基准弹道，是通过系统的弹道计算机，根据目标的位置和各种已知参量，进行修正后计算出的理想弹道。弹丸在弹道中的位置，可以根据弹丸上的GPS接收器接收卫星信号，然后经过数据处理得知；也可以用地面雷达跟踪弹丸来探知弹丸某些时刻在弹道中的位置。有了准确的目标位置和弹丸在实际弹道中某些时刻的准确位置，即

37、可推算出实际弹道与“基准弹道”之间的偏差，或者实际弹道与目标位置之间的偏差。有了这个偏差，即可指令修正模块中的执行机构按预定的要求动作，完成一次弹道修正。,由于弹道修正弹只通过不连续的、有限次控制修正弹运动来修正弹道，以消除因瞄准误差和由大气及其它使弹丸偏离目标方向的干扰因素，达到提高射击准确度的目的。因此它没有导弹那么复杂，既不需要在修正弹弹体内装有导引头、基准陀螺，也不要求装有自动驾驶仪，只需在弹上装有简单的修正指令接收传递装置和相应的执行机构。执行机构也仅仅执行不连续地有限次动作，而不需要像导弹那样长时间连续地导向目标，也无需对火炮和供弹系统进行改造。因此，弹道修正弹的成本远低于导弹。,

38、11.3.2 弹道修正弹结构与组成 弹道修正弹的基本结构是在常规炮弹上加装弹道修正模块，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，将此位置与预先装定的“基准弹道”相比较，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几次，也可以只在弹道末端或起始端修正。1.修正系统 弹道修正弹的修正系统分弹上设备和弹下装置两大部分。弹上的修正部分由弹上信号接收和执行部分组成；弹下装置包括地面或舰面上的跟踪检测分系统、弹道解算发送装置等。,1)弹上信号接收和执行部分由指令接收机、译码器、执行控制电子线路(或单板机)、修正指令控制器、修正执行机构、电源等组成，用来接

39、收和执行由地面传送来的指令。装在有限空间内的弹上设备力求简单高效，具有抗高过载和高动态响应的品质。2)地面跟踪检测设备由跟踪检测分系统和弹道解算发送装置两部分组成。(1)跟踪检测分系统：用来跟踪获取修正弹或目标的运动参数和相对位置的弹道偏差值(坐标)，并把它们直接输入弹道解算装置进行实时处理。,(2)弹道解算发送装置：它是修正弹运动学环节的反映。在这里，修正弹的运动参数和测试信息被输入到计算机内进行综合处理比较，快速求出弹道修正量，通过修正指令发射机发送给飞行中的修正弹。所以，该装置既受修正执行机构作用的影响，同时又影响弹道偏差的变化，与跟踪检测分系统的工作直接相关。它由弹道解算计算机、修正指

40、令编码器、指令信号发射机、发射天线和火控接口等组成。若在修正弹引信内嵌有GPS接收机和弹道算法组件，把对目标的预测基准弹道或弹着点在发射前编入引信中，再与飞行中的攻击弹道进行比较，就不需要再对火控系统进行改造。,图1115弹道修正弹修正系统工作框图,弹道修正弹的修正执行机构通常采用脉冲矢量或气动力两大技术进行修正控制。1)脉冲矢量修正执行机构 脉冲矢量修正执行机构又称力型控制修正技术，它是通过在修正弹重心附近呈环状分布的横向喷流机构实现修正目的。它利用由起爆装置、药柱或燃气发生器生成的能源，经电磁阀等的控制，通过弹体侧壁开口的喷嘴喷射所产生的脉冲式推力矢量来修正弹丸的横向运动，达到修正弹丸弹道

41、方向的目的，在修正弹飞行过程中该装置能执行多次修正。,弹药学 第十一章 灵巧弹药,图1116瑞典4PGJC40mm弹道修正弹示意简图,2)气动力修正执行机构 气动力修正执行机构是借助于改变气流方向，从而改变作用在修正弹上的力和力矩的活动面来实施修正弹道的技术，是被最广泛采用的传统飞行器控制手段之一。除常规的气动舵面外，弹道修正弹还可通过径向活动翼面、阻力环(板)、扰流片、活动尾裙和用来改变头部外形的风帽等气动力手段来实现对飞行弹道的修正。,11.3.3 弹道修正弹修正方法与作用原理 1.修正方法 弹道修正弹可采用指令修正技术(含自动试射)或GPS技术对攻击弹道进行修正。无论采用哪种修正技术来提

42、高命中精度，均可通过以下方法(或之一)来实现。1)纵向距离修正法 利用地炮弹丸的距离散布远大于方向散布的特点，在只对飞行弹丸进行纵向距离修正的同时，还保留了弹丸为减小横向散布的旋转措施。常利用改变弹丸的纵向飞行速度达到修正目的，故修正原理简单，技术难度相对较低。,2)横向方位修正法 对付(高)机动目标的弹道修正弹，必须要对横向(方位)运动进行修正。通过对弹道修正弹横向运动的修正，达到快捷改变弹道方向的目的。它适用于空射型和一切对方向散布有要求的弹道修正弹。3)GPS弹道修正法 利用全球定位系统技术来提高远程弹道修正弹的命中精度时，不需要改造原有的火炮系统，发射后的修正弹通过封装在修正弹引信内的

43、GPS接收机，在不超过1015s的时间内，即可经天线从卫星上获取首次三维定位数据，通过处理器算出修正弹的位置和速度数据，或它的未修正的弹着点，,与基准弹道或弹着点进行比较，计算出弹道修正值，直至驱动(力型)修正执行机构动作，达到提高远程打击精度的目的。若把用于自动试射时装有GPS接收机的首发弹道修正弹所获取的飞行弹道数据传回发射部队处理，进行发射修正，同样能实现提高打击精度的效果。为提高攻击远程硬目标所需精度的弹道修正模式，已有使用小型GPS接收机惯性器件的简易组合趋势，更进一步提高对目标的毁伤效果。,2.作用原理 弹道修正弹按攻击目标类型分空射型和面射型两类；按发射位置又分地面和舰载武器两种

44、。下面分别以空射型弹道修正弹和面射型弹道修正弹为例，介绍弹道修正弹的作用原理。1.空射型弹道修正弹 这是以目标在空中的运动参数为依据，以修正方向为主的弹道修正弹。多采用横向方位修正法，它是根据地面站计算出的弹道修正指令来控制弹道修正弹的横向运动，能快捷地修正弹道方向，命中目标。,图11174PGJC弹的弹道修正示意图,2.面射型弹道修正弹 现有的地炮火控系统都是根据假设的目标运动(运动的或静止的)，推算出目标未来点，确定地炮的射击诸元，弹丸发射后按预定的弹道飞向目标。这样发射的弹丸在原理上就不可避免地要产生假设命中误差。此外，它还会随着射程的不断增加，弹道上的各种随机干扰因素如起始扰动、随机风

45、、底排药剂燃烧不均匀等的累积效应也会越来越大，使地炮的命中精度难以满足现代战争对武器发展的需求。为此，必须对远程中大口径地炮系统进行改造。一种采用不连续地有限次修正弹道偏差的方法弹道修正技术就可以达到提高弹丸命中精度的目的。,弹药学 第十一章 灵巧弹药,图1118地炮弹道修正弹的修正过程示意图,11.4 智能地雷11.4.1 概述 在未来战争中，坦克装甲车辆和武装直升机是战场上主要的突击力量。面对大规模坦克装甲车辆的进攻，能否迟滞、阻碍并有效的摧毁它们已成为地面战场胜负的关键。随着复合装甲和主动装甲防护技术迅速发展，坦克装甲车辆的防护能力不断提高，给正面攻击坦克的武器带来了巨大的困难。军用飞机

46、的迅速发展和大量装备，向防空武器系统提出了严峻的挑战。武装直升机以超低空飞行方式进行攻击，不仅给探测带来了极大的困难，同时也使交战的时间大大缩短。,对于超低空飞行的武装直升机，绝大多数的防空系统都难以对付，因此，如何对付坦克装甲车辆和高性能超低空飞行的武装直升机已成为亟待解决的问题。正是在这样的背景之下，以及高新技术在军事领域中的应用，许多灵巧弹药，智能化的常规武器应运而生，智能地雷就是其中的一个，它是一种集障碍、机动、火力于一身的新型地雷。智能地雷又称寻的地雷，能够自动地识别目标，并在远距离上攻击目标。智能地雷的出现，改变了传统地雷的作用模式，使地雷有了探测、跟踪和主动攻击目标的能力，同时保

47、证在最佳时机对捕获到的目标实施攻击，造成最大程度上的毁伤。智能地雷不再是静止、被动的防御武器，而是成为有自主作战能力的攻防兼备的作战武器。,根据对付目标的不同，智能地雷可分为两大类，即反坦克智能地雷和反直升机智能地雷。1.反坦克智能地雷 反坦克智能地雷命中率高，并且具有可选择攻击目标薄弱部位的能力，主要用于攻击坦克、自行火炮、步兵战车、装甲输送车和工程车等装甲目标；其功能是可以支援和影响直接火力与间接火力作战，封锁交通要道，保护和警戒我军防线，阻碍敌人进攻速度，打乱敌军的作战计划、时间表和机动性，以及干扰战争的流动性。按照毁伤坦克部位的不同，可分为反坦克车底雷、反坦克侧甲雷和反坦克顶甲雷。,1

48、)反坦克车底雷 反坦克车底雷主要用于击穿坦克或其它装甲车辆的底甲，破坏其内部设备和杀伤其乘员。反车底雷的装药结构有两种，一种是聚能装药，另一种是爆炸成型弹丸(EFP)装药，配用非触发引信，如磁、震动磁、声磁等。2)反坦克侧甲雷 反坦克侧甲地雷又称为路旁地雷，用于击穿坦克或其它装甲车辆的侧甲，破坏内部设备，杀伤乘员使其丧失战斗力或机动能力。通常用在不便设置反履带地雷和反车底地雷的路段及其它特定区域，用以封锁道路、隘口、登陆渡河场、城镇街区和沼泽地。,弹药学反坦克地雷,3)反坦克顶甲雷 反坦克顶甲雷是20世纪80年代发展起来的新型反坦克雷，法国的玛扎克(MAZAC)声控增程反坦克地雷有效毁伤半径为

49、200m，单个地雷的障碍效能相当于60100枚普通地雷。该地雷内装有声音探测器、微处理器和红外线探测器。当声音探测器探测到目标并确认是敌方目标后，立即将信号传给微处理器，由微处理器计算目标的运动速度，并实施跟踪目标。当目标进入地雷半径200m的杀伤范围后，地雷通过指令作用腾空而起，在红外探测器的指引下，地雷以50m/s的速度自动跟踪目标，直扑坦克，当达到坦克的上方时，地雷射出EFP攻击坦克顶甲，击穿坦克顶甲。,美国大黄蜂地雷-灵巧自主式顶部攻击弹药,美国大黄蜂地雷-灵巧自主式顶部攻击弹药-攻击状态,2.反直升机智能地雷 近年来，随着武装直升机机载武器性能的提高，以及新式火控系统和微电子技术的应

50、用，武装直升机已成为一种完整独立、具有高度机动能力和强大毁伤能力的武器系统，而且具有良好的机动性和利用地形地物隐蔽的特点，能以较高的速度在较远距离上发起猝然进攻。反直升机智能地雷配用战斗部主要为多爆炸成型弹丸战斗部(MEFP)，战斗部起爆后，能够向同一方向发出多个EFP战斗部。如美国的反直升机智能雷战斗部可以形成多达55个的EFP。经实验证实，与采用一般战斗部相比，MEFP战斗部可大大提高智能雷命中目标的概率。,美国AHM 反直升机地雷,典型的作战程序是：一般以200km/h左右的速度在距地1550m的高度上直线飞行，接到战斗命令后以40100km/h的速度在35m高度掠地飞行，隐蔽接近，发现