2023小型低成本精確制導(dǎo)彈藥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)_第1頁(yè)
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第1頁(yè)共21頁(yè)2023小型低成本精確制導(dǎo)彈藥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘要 1 2??國(guó)外微小型導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展分析 51.1.國(guó)外微小型導(dǎo)彈發(fā)展現(xiàn)狀 51.1.1.“長(zhǎng)釘”導(dǎo)彈可實(shí)現(xiàn)對(duì)集群目標(biāo)的高 1.1.2.“長(zhǎng)矛”導(dǎo)彈顯著改善步兵火力不足的問(wèn)題 61.1.3.“微型直接碰撞殺 61.2.微小型導(dǎo)彈關(guān)鍵技術(shù)分析 61.2.1.優(yōu)化氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)提升導(dǎo)彈飛行速度與射程 71.2.2.采用捷聯(lián)慣導(dǎo)實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)控制系統(tǒng)微型化、低成本 71.2.3.研發(fā)低特征信號(hào)固體火箭推進(jìn)劑提高導(dǎo)彈發(fā)射隱蔽性 71.3.提高導(dǎo)彈的抗干擾能力和突防能力是高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的趨勢(shì) 81.3.1.趨勢(shì)一:提高命中精度 81.3.2.趨勢(shì)二:提高抗干擾能力和突防能力 81.3.3.趨勢(shì)三:智能化 81.3.4.趨勢(shì)四:系列化/通用化/模塊化 91.4.微小型導(dǎo)彈發(fā)展趨勢(shì) 91.4.1.實(shí)現(xiàn)通用化、模塊化、低成本,滿足未來(lái)作戰(zhàn)需求 91.4.2.加速微慣性傳感器發(fā)展與應(yīng)用,進(jìn)一步提高打擊精度 91.4.3.提高網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,開(kāi)發(fā)戰(zhàn)場(chǎng)運(yùn)用新模式 ??打擊精度 ????機(jī)動(dòng)能力 ????毀傷能力 ????殺爆戰(zhàn)斗部 ????聚能破甲戰(zhàn)斗部 ????成本因素 第2頁(yè)共21頁(yè)針對(duì)小型低成本精確制導(dǎo)彈藥技術(shù)發(fā)展中遇到成本工程以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展等角度分析影響該類(lèi)彈藥產(chǎn)品發(fā)展的主要因素,重點(diǎn)從射程能力、機(jī)動(dòng)能力、打擊精度、毀傷能力和成本控展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行分析,研判出成本低廉、殺傷可控、作戰(zhàn)靈活、打擊高效將是小型低成本精確制導(dǎo)彈藥的發(fā)展方向,最后針對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)現(xiàn)狀給出該類(lèi)武器的技術(shù)發(fā)展建議。可以看出,在關(guān)注技術(shù)指標(biāo)發(fā)展的同時(shí),應(yīng)兼顧彈藥的低成本化和綜合性?xún)r(jià)比,從市場(chǎng)需求和質(zhì)量控制兩方面把控彈藥總體性能,以代表的局部地區(qū)沖突和反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中,無(wú)人機(jī)及其掛載的量使用和消耗的武器產(chǎn)品。早期,參與空襲的無(wú)人機(jī)數(shù)量和空襲次數(shù)有限,隨著時(shí)間的推移,這種局面逐漸發(fā)生變化,尤其是在阿富汗和巴基斯坦邊境地區(qū)空襲次數(shù)明顯增加。2004~2005年間,無(wú)人機(jī)系統(tǒng)空襲只發(fā)生1次,2006年和2007年分別發(fā)生了3次和5次。而隨后幾年,無(wú)人機(jī)的空襲次數(shù)突然增多,到2016年中東的空襲次數(shù)就達(dá)到了12896次,2017年這一數(shù)據(jù)則上升到了17861次,如圖1所示。2004-200520062007200820092010201圖1世界局部沖突中無(wú)人機(jī)空襲次數(shù)另一方面,2013年至2018年3月31日,美軍在阿富汗的作戰(zhàn)行動(dòng)中累計(jì)投射至少1,2954枚空地彈。2012年~2016年,無(wú)人機(jī)導(dǎo)彈市場(chǎng)價(jià)值總共達(dá)到595億美元,在此期間市場(chǎng)總額穩(wěn)定增加。市場(chǎng)的巨大需求促生了小型低成本精確制導(dǎo)武器的爆發(fā)式發(fā)展。先從彈藥本身性能對(duì)世界主流國(guó)家代表產(chǎn)品進(jìn)行第3頁(yè)共21頁(yè)調(diào)研了包括美國(guó)AGM-176、AGM-114、GBU12、寶石路,中國(guó)AR系列、飛騰系列、藍(lán)箭系列和天雷系列等,結(jié)合軍貿(mào)銷(xiāo)量、市場(chǎng)占有率、綜合性能等多種因素考慮,甄選國(guó)內(nèi)國(guó)外代表產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比。國(guó)內(nèi)相關(guān)主要產(chǎn)品信息如表1所示,對(duì)應(yīng)外形如圖2所示。表1國(guó)內(nèi)小型空地反坦克導(dǎo)彈信息表875有效射程范圍內(nèi)10m(慣導(dǎo)+衛(wèi)導(dǎo))/3m(捷聯(lián)SAL)11萬(wàn)美元14萬(wàn)美元/翼龍,ASN-209(b)藍(lán)箭-7第4頁(yè)共21頁(yè)參數(shù)如表2所示,外形如圖3所示。第5頁(yè)共21頁(yè)型譜AGM-176獅鷲1815~20(空射)/5.5(地面)飛行馬赫數(shù)導(dǎo)引頭11萬(wàn)美元搭載機(jī)型海陸空多類(lèi)發(fā)射平臺(tái)海陸空多類(lèi)發(fā)射平臺(tái)國(guó)外微小型導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展分析近年來(lái),隨著反恐等低烈度軍事行動(dòng)對(duì)打擊低價(jià)值目標(biāo)需求的增長(zhǎng),微小型導(dǎo)彈應(yīng)運(yùn)而生并成為發(fā)展的新熱點(diǎn);微感知、微處理、微控制、微動(dòng)力、微微小型導(dǎo)彈發(fā)展成果主要出現(xiàn)在美國(guó),其中,美國(guó)的“長(zhǎng)釘”導(dǎo)彈、“長(zhǎng)矛”導(dǎo)彈、“微型直接碰撞殺傷”導(dǎo)彈等,在彈體尺寸、制造成本、作戰(zhàn)能力等方從目前美國(guó)的發(fā)展情況看,通常微小型導(dǎo)彈的彈長(zhǎng)小于1米、質(zhì)量不超過(guò)5千克,主要采用手持發(fā)射或地面發(fā)射,用于打擊步兵火炮、迫擊炮、無(wú)人機(jī)等低成本目標(biāo),具有價(jià)格低、重量輕、威力大、精度高的特點(diǎn),在摧毀目標(biāo)的同時(shí)能減少附帶損傷,可用做單兵便攜式武器或戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)的武器裝備。目前還在致力于縮小導(dǎo)彈尺寸、提高打擊精度、降低作戰(zhàn)成“長(zhǎng)釘”導(dǎo)彈由海軍空戰(zhàn)中心武器分部設(shè)計(jì)研制,主要用于打擊輕型裝甲車(chē)、建筑物、小型艦艇、小型無(wú)人機(jī)等目標(biāo),還可用于應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)峻的小型艦艇集群、無(wú)人機(jī)集群等威脅?!伴L(zhǎng)釘”導(dǎo)彈彈長(zhǎng)63.5厘米,彈徑5.625厘米,重2.3千克,射程3.2千米;采用電視制導(dǎo),可實(shí)現(xiàn)發(fā)射前鎖定、發(fā)射后不管;可采用地面固定發(fā)射、空中無(wú)人機(jī)發(fā)射或士兵肩扛發(fā)射多種發(fā)射方式;動(dòng)力裝第6頁(yè)共21頁(yè)該導(dǎo)彈大量采用其他導(dǎo)彈的零部件及商業(yè)器件,批產(chǎn)成本低,單價(jià)不超過(guò)5000美元。美軍已對(duì)“長(zhǎng)釘”導(dǎo)彈進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn),驗(yàn)證了其對(duì)地面機(jī)動(dòng)目標(biāo)“長(zhǎng)矛”導(dǎo)彈由雷神公司自行研制,是目前世界上尺寸最小的導(dǎo)彈,彈長(zhǎng)42.6厘米,彈徑40毫米,重771克,射程2千米;也是世界上首款由手持武器發(fā)射的導(dǎo)彈,可由M320榴彈發(fā)射器或EGLM榴彈發(fā)射模塊發(fā)射,打擊固定或中慢速移動(dòng)目標(biāo),使單兵具備精確打擊遠(yuǎn)距離目標(biāo)的能力。“長(zhǎng)矛”導(dǎo)彈為半主動(dòng)激光制導(dǎo),并采用冷發(fā)射,在出膛3米左右后啟動(dòng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),在發(fā)射雷聲公司和美國(guó)軍方正在對(duì)“長(zhǎng)矛”導(dǎo)彈進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)能力試驗(yàn)。雷聲公司計(jì)以提升打擊精度、智能化水平、多任務(wù)作戰(zhàn)能力。升級(jí)后的“長(zhǎng)矛”域防護(hù)與生存力”項(xiàng)目支持下發(fā)展的動(dòng)能攔截彈,于2015年正式納入“間接火力防護(hù)能力增量2”項(xiàng)目,可與直升機(jī)、無(wú)人巡航導(dǎo)彈、無(wú)人機(jī)、精確制導(dǎo)彈藥等多種目標(biāo)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)打擊的能力。彈長(zhǎng)71.1厘米、彈徑4厘米、重2.5千克、有效射程超過(guò)3千米,采用半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo),使毀傷效果最大化。該導(dǎo)彈采用了納莫公司研制的洛克希德·馬丁公司于2016年4月和7月成功進(jìn)行了2次“微型直接碰撞殺傷”導(dǎo)彈的飛行試驗(yàn),驗(yàn)證了導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)性、空氣第7頁(yè)共21頁(yè)優(yōu)化導(dǎo)彈氣動(dòng)布局、采用低成本制導(dǎo)控制系統(tǒng)、研制低微小型導(dǎo)彈需要在小型化的前提下,獲得較大的程,設(shè)計(jì)合理的氣動(dòng)外形布局十分關(guān)鍵。“長(zhǎng)釘”導(dǎo)彈、“微型直接碰撞殺傷”導(dǎo)彈等都采用了鴨式氣動(dòng)布局。鴨式氣動(dòng)布局有利于降低彈重、提高舵的操縱效率、減小舵翼面積,是微小型導(dǎo)彈常用的外形設(shè)計(jì)。采用鴨式布局的微小型導(dǎo)彈可裝配彈出式尾翼或折疊式尾翼,彈出式尾翼可最大化利用發(fā)射空間,折微小型導(dǎo)彈可采用兩級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈的安全發(fā)射與有效射程。第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用速燃助推技術(shù),可使導(dǎo)彈安全從發(fā)射器推出,這時(shí)導(dǎo)彈尾翼張開(kāi)、保持鴨舵鎖定狀態(tài),無(wú)控平飛至安全距離,然后啟動(dòng)二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),待二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作結(jié)束后,鴨舵展開(kāi),導(dǎo)彈進(jìn)入有控飛行階段。在有控飛行階段,導(dǎo)捷聯(lián)導(dǎo)引頭去掉了慣性平臺(tái)及隨動(dòng)系統(tǒng),將慣性元件與彈體固連,具有體捷聯(lián)導(dǎo)引頭的慣性測(cè)量單元與彈體固連,導(dǎo)引頭的直接測(cè)量量包含了彈體就需要選擇合適的解耦算法對(duì)導(dǎo)引頭測(cè)量量進(jìn)行坐標(biāo)變換。此外,由于微小型導(dǎo)彈的射程很短,彈目相對(duì)距離小,采用傳統(tǒng)制導(dǎo)回路和控制回路分開(kāi)設(shè)計(jì)的方案會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)彈失穩(wěn)、脫靶量大等問(wèn)題,制導(dǎo)控制一體化設(shè)計(jì)可使系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)低特征信號(hào)是指火箭發(fā)動(dòng)機(jī)排氣羽流的煙、羽焰的可見(jiàn)光、紅外和紫外輻射等特征信號(hào)較低,使導(dǎo)彈具有較好的隱蔽性,是研持發(fā)射微小型導(dǎo)彈的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究低特征信號(hào)推進(jìn)劑,實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑無(wú)焰,提升固體推進(jìn)劑的安全性,是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。美國(guó)開(kāi)展了低特征信號(hào)火箭推進(jìn)項(xiàng)目研究,旨在提升低煙火箭推進(jìn)系統(tǒng)的鈍感性能,2018~2023年集中解決碎片撞擊、慢烤燃問(wèn)題,以及藥型罩金屬射流對(duì)導(dǎo)彈推進(jìn)系統(tǒng)的鈍感性能響應(yīng)問(wèn)題。目前,導(dǎo)彈固體發(fā)動(dòng)機(jī)采用的低特征信號(hào)推進(jìn)劑主要是雙基和復(fù)合固體推進(jìn)劑。其中采用含疊氮基的含能粘合劑代替現(xiàn)有的惰性粘合劑而成的疊氮低特征信號(hào)推進(jìn)劑,具有密度大、氧平衡值高、燃?xì)鉂崈?、特征信?hào)低、熱安全性高、與含能增塑劑相容性好等優(yōu)點(diǎn),已成為低特征信號(hào)推進(jìn)劑的首選。城市作戰(zhàn)突出高精度武器重要性。城市作戰(zhàn)被稱(chēng)為“地獄里的戰(zhàn)爭(zhēng)”,近年來(lái)發(fā)生的局部戰(zhàn)爭(zhēng)中,城市作戰(zhàn)較之以往地位作用更加突出,戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境更加復(fù)雜,2022年俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)中,俄軍多次動(dòng)用高精度的“伊斯坎德?tīng)枴睉?zhàn)役戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈及“口徑”高精度巡航導(dǎo)彈攻擊關(guān)鍵軍事目標(biāo),取得了不俗戰(zhàn)績(jī)。城市作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,對(duì)導(dǎo)彈的命中精度提出了極高要求,未來(lái)導(dǎo)彈將向提高精度方向發(fā)展。命中精度的提高取決于制導(dǎo)系統(tǒng)性能。導(dǎo)彈作為制導(dǎo)武器,其命中精度雖比非制導(dǎo)彈藥有明顯提高,但仍有不盡人意的地方。目前制導(dǎo)系統(tǒng)的主要改進(jìn)方向:(1)探測(cè)方式從點(diǎn)源探測(cè)向成像方向發(fā)展;(2)探測(cè)元件從單元向多元方向發(fā)展;(3)采用復(fù)合制導(dǎo)技術(shù),以應(yīng)對(duì)不同目標(biāo);(4)信號(hào)處理電路由模擬式向數(shù)字化處理方向發(fā)展,提高信號(hào)處理能力。提高導(dǎo)彈的抗干擾能力和突防能力是高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)的需要?,F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜,敵方將通過(guò)破壞導(dǎo)彈的正常工作條件,摧毀來(lái)襲的精確制導(dǎo)武器。導(dǎo)彈必須具有極強(qiáng)的抗干擾能力和突防能力,否則難以發(fā)揮其效能。提高抗干擾能力的發(fā)展方向:(1)提高精確制導(dǎo)武器攻擊的隱蔽性,使敵方難以偵查發(fā)現(xiàn);(2)采取多種抗干擾措施;工作在毫米波段的主動(dòng)尋的制導(dǎo)系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),可能是未來(lái)潛在的發(fā)展方向之一。第9頁(yè)共21頁(yè)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境更加復(fù)雜,導(dǎo)彈要在極短時(shí)間內(nèi)將目標(biāo)摧毀,僅依靠人工引導(dǎo)相當(dāng)困難。因此,未來(lái)制導(dǎo)武器需要擁有某種人工智能,能夠自主分辨坦克、軍艦等目標(biāo)。目前,美國(guó)研制的AGM-124反坦克導(dǎo)彈已能夠在到達(dá)目標(biāo)上空后自動(dòng)俯視戰(zhàn)場(chǎng),搜索發(fā)現(xiàn)和識(shí)別坦克,并攻擊其薄弱環(huán)節(jié)。1.3.4.趨勢(shì)四:系列化/通用化/模塊化模塊化、通用化方向發(fā)展。系列化,指根據(jù)執(zhí)行任務(wù)的不同,使一些精確制導(dǎo)武器形成作戰(zhàn)系列。例如,地空導(dǎo)彈形成便攜、低空近程、中低空中近程、型號(hào)的家族系列;例如,美軍“響尾蛇”導(dǎo)彈改進(jìn)發(fā)展了11個(gè)型號(hào),“麻雀”導(dǎo)彈改進(jìn)發(fā)展了10個(gè)型號(hào)。1.4.微小型導(dǎo)彈發(fā)展趨勢(shì)無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)、城市巷戰(zhàn)以及反恐戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)單兵攜帶推動(dòng)了微小型導(dǎo)彈的迅速發(fā)展。在捷聯(lián)制導(dǎo)技術(shù)、導(dǎo)等關(guān)鍵技術(shù)工程化應(yīng)用方面取得更進(jìn)一步突破后,微1.4.1.實(shí)現(xiàn)通用化、模塊化、低成本,滿足未來(lái)作戰(zhàn)需求發(fā)展微小型導(dǎo)彈首先應(yīng)考慮通用化、模塊化、低成本。開(kāi)展多平臺(tái)、多軍種通為各軍種提供快速、便捷、機(jī)動(dòng)、靈活的對(duì)戰(zhàn)術(shù)打擊能力。采用模塊化設(shè)計(jì)思1.4.2.加速微慣性傳感器發(fā)展與應(yīng)用,進(jìn)一步提高打擊精度面向未來(lái)高強(qiáng)度對(duì)抗與GPS拒止環(huán)境作戰(zhàn)需求,微小型導(dǎo)彈慣性測(cè)量器件在滿足小型化基礎(chǔ)上,還需進(jìn)一步提高精度。目前,不依賴(lài)GPS的微慣性傳感器成為關(guān)注焦點(diǎn)。美國(guó)休斯研究實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃將哥氏振動(dòng)陀螺的微機(jī)電系統(tǒng)傳感器與極精準(zhǔn)原子鐘的基準(zhǔn)頻率同步,利用原子超精細(xì)躍遷頻率的精確性,研制不依賴(lài)GPS的慣性傳感器。諾斯羅普·格魯門(mén)公司正在研制基于MEMS的下一代導(dǎo)航級(jí)慣性測(cè)量裝置的原型系統(tǒng),以取代美軍當(dāng)前部署的器件,提供更加精確的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。目前,微小型導(dǎo)彈主要應(yīng)用于單兵作戰(zhàn),打擊運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)較低的地面目標(biāo)。未來(lái),在嵌入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與人工智能技術(shù)后,微小型導(dǎo)彈的作戰(zhàn)運(yùn)用范圍可進(jìn)一步拓展。一方面,微小型導(dǎo)彈可裝備陸??盏男⌒妥鲬?zhàn)平臺(tái)或無(wú)人平臺(tái),利用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)增強(qiáng)與外部傳感器的信息交互能力,拓展打擊目標(biāo)的類(lèi)型與范圍;另一方面,微小型導(dǎo)彈可利用人工智能技術(shù)發(fā)展多彈協(xié)同作戰(zhàn)能力,成為多對(duì)多導(dǎo)彈對(duì)抗的手段之一。打擊精度導(dǎo)彈打擊制導(dǎo)精度是描述制導(dǎo)控制回路制導(dǎo)準(zhǔn)確度的量,它是衡量導(dǎo)彈武器作戰(zhàn)效能的重要指標(biāo)。導(dǎo)彈的命中精度首先取決于導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的精度,在導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)充分發(fā)展的同時(shí),采取各種措施減小脫靶量、發(fā)展中制導(dǎo)技術(shù)(射程范圍超過(guò)導(dǎo)引頭工作范圍時(shí),如圖4所示)和末制導(dǎo)都是提高導(dǎo)彈命中精度的重要途徑。影響制導(dǎo)精度的因素主要含兩類(lèi):一類(lèi)是導(dǎo)引律不同引起的,另一類(lèi)是制導(dǎo)系統(tǒng)誤差、制導(dǎo)時(shí)間常數(shù)等系統(tǒng)偏差,噪聲、天線罩瞄準(zhǔn)誤差斜率、目標(biāo)機(jī)動(dòng)、干擾等隨機(jī)誤差引起的。減小小型精確制導(dǎo)彈藥脫靶量,提升導(dǎo)彈的命中精度,主要方法是總體把控導(dǎo)彈精度鏈分配,研制高精度高穩(wěn)態(tài)導(dǎo)引頭,嚴(yán)格控制質(zhì)心偏移,選擇適當(dāng)?shù)撵o穩(wěn)定裕度等。實(shí)際航向小型低成本精確制導(dǎo)彈藥的打擊精度分析有其特殊性,由于武器規(guī)模、成本、重量尺寸的限制,在導(dǎo)引頭體制選擇和硬件設(shè)計(jì)上需總體協(xié)調(diào)硬件性能水平與成本的限制。當(dāng)前世界發(fā)達(dá)國(guó)家正在進(jìn)行一系列科制導(dǎo)武器導(dǎo)引頭的新型技術(shù)和結(jié)構(gòu)方案,開(kāi)發(fā)新的元器件和工藝技術(shù),完善導(dǎo)引算法及軟件,優(yōu)化彈載導(dǎo)引設(shè)備的質(zhì)量、尺寸特性和價(jià)格指標(biāo)。國(guó)外先進(jìn)國(guó)紅外成像導(dǎo)引頭,其中包括采用不需要深度冷卻的光學(xué)接收器的導(dǎo)引頭;主動(dòng)研制多模式復(fù)合導(dǎo)引頭等。目前100kg級(jí)以下的小型導(dǎo)彈(以空面導(dǎo)彈為主)主要采用紅外成像導(dǎo)引頭、毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭和半主動(dòng)激光導(dǎo)引頭等。如中國(guó)與東和北非戰(zhàn)場(chǎng)取得了巨大成功,其命中精度達(dá)到了CEP1.5m,在制導(dǎo)過(guò)程中需目標(biāo)進(jìn)行照射,導(dǎo)引頭探測(cè)到目標(biāo)反射的激光光斑,種方式的優(yōu)點(diǎn)是在保證需用探測(cè)、識(shí)別精度以及可靠點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)發(fā)射后不管。采用該導(dǎo)引頭的產(chǎn)品還有天雷系列以及美國(guó)的為了實(shí)現(xiàn)小型精確制導(dǎo)彈藥的自動(dòng)尋的功能,進(jìn)一步加強(qiáng)導(dǎo)彈的智能化,世界各國(guó)發(fā)展了成像型導(dǎo)引頭。因?yàn)榭煽啃愿摺⒊杀镜?,紅外成像導(dǎo)引頭及在紅外成像導(dǎo)引基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)目標(biāo)捕獲或自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別末制導(dǎo)方式被先進(jìn)精確制導(dǎo)武器所廣泛采用。國(guó)外精確制導(dǎo)武器研發(fā)機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了紅外成像導(dǎo)引頭這種光學(xué)探測(cè)器可運(yùn)用于導(dǎo)引頭、相關(guān)修正和空中偵察系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是具有較美國(guó)的響尾蛇導(dǎo)彈采用紅外成像導(dǎo)引頭,具有多目標(biāo)和全向攻擊能力。其頭罩用藍(lán)寶石材料。該導(dǎo)引頭與具有180°的跟蹤視場(chǎng),最大離軸發(fā)射角達(dá)到±90°。導(dǎo)引頭的目標(biāo)截獲距離在藍(lán)天背景下為13~16km,在地面雜波背景下為6.4km,可與聯(lián)合頭盔提示系統(tǒng)配合使用。為了進(jìn)一步擴(kuò)大視場(chǎng)掃描范圍,各國(guó)均不斷提升掃描單元數(shù)。如以色列的怪蛇4空空導(dǎo)彈采用100元線列掃描成像導(dǎo)引頭,德國(guó)IRIS一空空導(dǎo)彈采用128元線列掃描成像導(dǎo)引頭,南非的Avarter空空導(dǎo)彈則采用2×100雙色線列掃描成像導(dǎo)引頭。此外,美國(guó)開(kāi)發(fā)出Damask目標(biāo)紅外成像導(dǎo)引頭,應(yīng)用于新一代聯(lián)合制導(dǎo)空地導(dǎo)彈。為了提升導(dǎo)彈的全天候、全天時(shí)工作能力和對(duì)地面強(qiáng)地雜波的抗干擾能力,從20世紀(jì)70年代開(kāi)始各國(guó)發(fā)展了毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭技術(shù)。長(zhǎng)弓-海爾法導(dǎo)彈(AGM-114D)是世界上最早采用雷達(dá)導(dǎo)引頭制導(dǎo)的空地導(dǎo)彈,1998年正式進(jìn)入裝備。相比之下,雷達(dá)制導(dǎo)型的防空、反艦導(dǎo)彈大多在20世紀(jì)60年代都已經(jīng)進(jìn)入裝備,其中導(dǎo)引頭技術(shù)是制約雷達(dá)制導(dǎo)型空地導(dǎo)彈裝備的根本原因。1991年9月6日Hercules公司在EglinB-70靶場(chǎng)發(fā)射了第一枚毫米波制導(dǎo)Maverick導(dǎo)彈,這是毫米波雷達(dá)導(dǎo)引頭首次在空地導(dǎo)彈上應(yīng)用。與厘米波雷達(dá)相比,毫米波雷達(dá)要求具有更高的分類(lèi)識(shí)別能力和剔除虛假目標(biāo)的能力,但是技術(shù)難度也遠(yuǎn)大于前者。為了進(jìn)一步提升導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)打擊能力,復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)被進(jìn)一步發(fā)展,提高工作頻率能夠有效提高導(dǎo)引頭方位分辨力。因此,為了提高雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)地面小尺寸裝甲目標(biāo)或海面小型艦艇等目標(biāo)的分類(lèi)識(shí)別能力,通常采用毫米波雷達(dá)/紅外成像復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)。借助紅外二維高分辨成像,使導(dǎo)引頭獲得較高的方位分辨力。利用數(shù)據(jù)鏈將目標(biāo)紅外圖像回傳給載機(jī),通過(guò)人在回路中進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別。例如美國(guó)的先進(jìn)近程聯(lián)合空地導(dǎo)彈(Jointair-groundmissile,JAGM)的三模復(fù)合導(dǎo)引頭,如圖5所示,充分利用了海爾法導(dǎo)彈的半主動(dòng)激光制導(dǎo)和長(zhǎng)弓海爾法的毫米波制導(dǎo)技術(shù),并借鑒了幼畜空地導(dǎo)彈的紅外成像制導(dǎo)技術(shù)。第13頁(yè)共21頁(yè)打擊精度的提升不僅與導(dǎo)引頭的目標(biāo)捕獲識(shí)別能力相關(guān),還與衛(wèi)星導(dǎo)航精度與慣性導(dǎo)航精度相關(guān),由于定位衛(wèi)星完善的組網(wǎng)、器本的下降,GPS/INS技術(shù)現(xiàn)已大量應(yīng)用于小型精確“JAGM”導(dǎo)彈、“雷石-6”制導(dǎo)炸彈(如圖6所示)在內(nèi)的眾多型別的小型精確一定的位置精度和角度精度,保證導(dǎo)彈按要求進(jìn)入預(yù)定的中末制導(dǎo)交班點(diǎn)。隨著慣性?xún)x表技術(shù)發(fā)展,陀螺儀和加速度計(jì)的硬件水平和精度不斷提升,高精度圖6雷石-6??.機(jī)動(dòng)能力在獲得較高精度的目標(biāo)指示信息的基礎(chǔ)上,制導(dǎo)姿控系統(tǒng)以給定精度把導(dǎo)彈引向目標(biāo)。導(dǎo)彈的制導(dǎo)控制環(huán)節(jié)一般包括三個(gè)回路:導(dǎo)引回路、穩(wěn)定回路和制導(dǎo)回路。導(dǎo)引回路對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè),通過(guò)測(cè)量跟蹤誤差以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤;穩(wěn)定回路使導(dǎo)彈保持良好的動(dòng)力學(xué)特性并按照期望的彈道進(jìn)行飛行;制地方武裝的機(jī)械化和信息化特征愈發(fā)明顯。在一些地當(dāng)做武器發(fā)射平臺(tái)使用。在越來(lái)越多的情況下,目標(biāo)機(jī)動(dòng)車(chē)輛可以在無(wú)人機(jī)發(fā)射導(dǎo)彈前就進(jìn)行規(guī)避逃逸,甚至有些情況下導(dǎo)彈發(fā)射探測(cè)到來(lái)襲信息并進(jìn)行規(guī)避機(jī)動(dòng),從而加大了導(dǎo)彈脫靶量;另一方面,先進(jìn)的單兵或兵組反導(dǎo)系統(tǒng)被越來(lái)越多地使用,導(dǎo)致傳統(tǒng)的小型精確制導(dǎo)彈藥的生存幾率被不斷降低。因此導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)能力逐漸成為區(qū)分現(xiàn)代精確制導(dǎo)彈藥綜合性能的重要標(biāo)志。影響導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)能力的關(guān)鍵因素是導(dǎo)彈的操穩(wěn)特性,它取決于彈體的穩(wěn)定性和操縱性。穩(wěn)定性反映了導(dǎo)彈在偏離平衡位置后返回平衡位置的能力,操縱性則反映了導(dǎo)彈改變?cè)瓉?lái)飛行狀態(tài)的能力和反應(yīng)快慢的程度。這里不能單純討論彈體的靜穩(wěn)定性,因?yàn)殪o穩(wěn)定性是指干擾消失的瞬間產(chǎn)生的力矩指向,如式(1)所示??梢?jiàn),靜穩(wěn)定性不關(guān)心以后的動(dòng)態(tài)過(guò)程;而彈體動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定性是指干擾消失后動(dòng)態(tài)過(guò)程的穩(wěn)定性。由式(1)同時(shí)可知,靜穩(wěn)定度越大,改變?cè)瓉?lái)飛行狀態(tài)所需的操縱機(jī)構(gòu)對(duì)質(zhì)心的力矩越大,因此靜穩(wěn)定性與操縱性是有矛盾的,設(shè)計(jì)時(shí)必須合理折中。現(xiàn)代小型精確制導(dǎo)彈藥的設(shè)計(jì)中均使用自動(dòng)駕駛儀,為了追求更高的機(jī)動(dòng)能力以滿足愈發(fā)苛刻的作戰(zhàn)需求,在設(shè)計(jì)上應(yīng)傾向于臨界穩(wěn)定,但由于彈藥的質(zhì)心隨發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的消耗發(fā)生變化,壓心隨馬赫數(shù)變化,很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)靜穩(wěn)定度與操縱性能,通常需多次迭代計(jì)算。影響小型精確制導(dǎo)彈藥操穩(wěn)特性的一個(gè)重要因素是氣動(dòng)外形,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外小型精確制導(dǎo)彈藥較為常用的氣動(dòng)布局主要有以下三種:“尾翼+彈體”的無(wú)尾式布局(如藍(lán)箭7,圖7(a))、“彈翼+尾翼+彈體”的正常式布局(如地獄火,圖7(b)]、“鴨舵+尾翼+彈體”的鴨式布局[如“響尾蛇”系列,圖7(c)]。第15頁(yè)共21頁(yè)(c)響尾蛇(鴨式布局)圖7幾種典型氣動(dòng)布局正常式布局由靠近導(dǎo)彈質(zhì)心或在導(dǎo)彈前彈體的彈翼與裝在彈身尾端處的舵面組成的氣動(dòng)布局形式,其主要特點(diǎn)是舵面的控制力與導(dǎo)彈所需要產(chǎn)生的機(jī)動(dòng)面不容易失速。彈翼不受舵面偏轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的氣流影響其局限在于舵面由于裝在發(fā)動(dòng)機(jī)噴管處的周?chē)淇臻g有限,舵機(jī)體積、功率均受到限制。嚴(yán)格來(lái)講,無(wú)尾式布局是正常式布局當(dāng)中的一種,無(wú)尾式布局的質(zhì)心前移,靜穩(wěn)定裕度會(huì)逐漸增大,對(duì)操控效率產(chǎn)生不利影響;鴨式布局由靠近彈身頭部的舵面與裝在彈身尾端的彈翼所組成,其特身兩端,離質(zhì)心較遠(yuǎn),操穩(wěn)特性易于調(diào)整,舵面產(chǎn)生的控制力與導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)所需法向力是同一方向,對(duì)機(jī)動(dòng)有利,但舵面控制時(shí)的飛行氣流角與攻角與舵偏角的相加(α+0),舵面易達(dá)到失速角,因此實(shí)現(xiàn)大攻角比較困難。舵面差動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的洗流對(duì)彈翼的作用使彈翼上產(chǎn)生了與舵面滾轉(zhuǎn)控制力矩相反的誘導(dǎo)滾轉(zhuǎn)力矩,二者相互抵消,因此用舵面差動(dòng)難以進(jìn)行彈體的滾轉(zhuǎn)控制。無(wú)尾式布局是俄羅斯常用的反坦克導(dǎo)彈和制導(dǎo)炮彈布局,目前國(guó)內(nèi)彈藥產(chǎn)品也多采用無(wú)尾式布局,如我國(guó)的藍(lán)箭7和AR系列反坦克導(dǎo)彈同樣都是采用此種布局,該布局一定程度上犧牲了導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)性能,同時(shí)降低了硬件要求,從而降低了成本。鴨式布局的典型代表是美國(guó)的“響尾蛇”系列導(dǎo)彈,該導(dǎo)彈在20世紀(jì)90年代開(kāi)始在美國(guó)和其盟國(guó)部署。正常式布局的成功代表是美國(guó)的地獄火系列,該導(dǎo)彈在世界范圍內(nèi)取得了巨大成功,迄今為止已經(jīng)發(fā)展近30年,通過(guò)各種渠道銷(xiāo)售的導(dǎo)彈數(shù)量達(dá)到數(shù)十萬(wàn)枚,地獄火系列導(dǎo)彈不僅可以攻擊地面工事、小型建筑物等固定目標(biāo),還可有效控制地面高速運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛和水面高速移動(dòng)艦船。由于其采用了激進(jìn)的氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)(帶有鴨翼布局的特點(diǎn)),極大提升了其彈道調(diào)整能力。導(dǎo)彈支持多種發(fā)射平臺(tái),并可支持垂直發(fā)射,如圖8,因此極大增強(qiáng)了其戰(zhàn)場(chǎng)生存能力和市場(chǎng)受歡迎程度。??.毀傷能力彈藥的高效毀傷能力主要與戰(zhàn)斗部類(lèi)型和控制彈目交會(huì)的引信有關(guān)。目前,50kg及以下規(guī)模的彈藥產(chǎn)品主要配備的戰(zhàn)斗部類(lèi)型有3類(lèi),如表3所示。第17頁(yè)共21頁(yè)戰(zhàn)斗部類(lèi)型戰(zhàn)斗部效能殺爆戰(zhàn)斗部成大量高速破片,殺傷聚能破甲戰(zhàn)斗部高速金屬射流或成型彈丸,殺傷重裝甲目標(biāo)114L/藍(lán)箭-7多功能戰(zhàn)斗部新型戰(zhàn)斗部,集成殺爆、形成大量高速破片,利用破片的高速碰擊、引燃和引爆作用毀傷目標(biāo)??梢杂酶鶕?jù)破片的生成途徑,破片殺傷戰(zhàn)斗部可分為自然、預(yù)控和預(yù)制破片戰(zhàn)斗部三種類(lèi)型。自然破片戰(zhàn)斗部的破片是在爆轟產(chǎn)物作用下,殼體破碎而成,該類(lèi)戰(zhàn)斗部的特點(diǎn)是殼體既充當(dāng)了容器又形成殺傷元素體較厚,爆轟產(chǎn)物泄漏之前,驅(qū)動(dòng)加速時(shí)間長(zhǎng),形成的破片初速高,但破片的大小不均勻,形狀不規(guī)則,在空氣中飛行時(shí)速度衰減快。預(yù)控破片戰(zhàn)斗部采用殼體刻槽、炸藥刻槽或增加內(nèi)襯等技術(shù)措施,使殼體局部強(qiáng)度減弱,控制爆炸時(shí)的破裂部位,從而形成破片。這類(lèi)戰(zhàn)斗部的特點(diǎn)是形成的破片大小均勻,形狀基本規(guī)則。預(yù)制破片戰(zhàn)斗部的破片預(yù)先加工成型,嵌埋在殼體基體材料中或粘接在炸藥周?chē)谋∶善ど希ㄋ幈▽⑵鋻伾涑鋈チ⒎襟w、球形、短桿等,這類(lèi)戰(zhàn)斗部的特點(diǎn)是殺傷破片大小和形狀規(guī)則,而且炸藥的爆炸能量不用于分裂形成破片,能量利用率高,殺傷效果較好。如圖9內(nèi)填4.5kg戰(zhàn)斗部裝藥,主要依靠爆炸產(chǎn)生的沖現(xiàn)代坦克、裝甲車(chē)是攻、防兼?zhèn)涞奈淦?,有很?qiáng)的裝甲防護(hù)能力和強(qiáng)大的火力。要擊毀這類(lèi)帶各種裝甲防護(hù)的目標(biāo),首先是穿透裝甲,目前的反裝甲導(dǎo)彈大量地采用了聚能戰(zhàn)斗部,或稱(chēng)成型裝藥戰(zhàn)斗部,利用炸藥爆炸時(shí)的聚能效應(yīng)生成一股具有高速、連續(xù)、密實(shí)的金屬射流或成型彈丸,去侵徹毀傷裝甲目標(biāo)。此外聚能戰(zhàn)斗部也可用于攻擊混凝土、地下工事等堅(jiān)固目標(biāo)?!盎籼亍狈刺箍藢?dǎo)彈戰(zhàn)斗部是射流式聚能裝藥戰(zhàn)斗部,爆炸后形成高速射流毀傷坦克目標(biāo)。該戰(zhàn)斗部質(zhì)量6.08kg,直徑136mm,炸藥質(zhì)量3kg。結(jié)構(gòu)如圖10所示。主要由風(fēng)帽(殼體的前半部)、戰(zhàn)斗部殼體、藥形罩、爆炸裝藥、傳爆藥柱、引信和底蓋等組成。彈性連接彈性連接塞銷(xiāo)殼體主藥柱上隔板卡環(huán)螺環(huán)連接調(diào)整環(huán)整形環(huán)藥形罩整流環(huán)下隔板多功能戰(zhàn)斗部是把兩種以上的單一功能的戰(zhàn)斗部結(jié)合起來(lái)組成的復(fù)合戰(zhàn)斗部系統(tǒng)。多功能戰(zhàn)斗部最初主要應(yīng)用于對(duì)付反應(yīng)裝甲。近年來(lái),在反軟硬目標(biāo)兼?zhèn)涞膹椝幮吞?hào)中得到廣泛應(yīng)用。如聯(lián)合制導(dǎo)彈藥JAGM就裝備了多功能戰(zhàn)斗部,

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