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1、末敏弹浅谈重庆红宇 张镇锋0 概述新的世纪，信息技术飞速发展。它与弹药有何干系？特别是大规模集成电路、超高速集成电路以及计算机控制系统在弹药技术发展中能否得到广泛应用？回答是肯定的。随着信息化、智能化技术的注入，弹药已今非昔比，它正在悄悄孕育一场革命，一批机理独特、威力强大、颇具灵性的智能化弹药将脱颖而出，其中末敏弹就是这智能弹药家族中的一员。末敏弹，顾名思义就是末端敏感器引爆弹药的意思，炮弹发射后在弹道末段探测出目标的存在、并使战斗部朝着目标方向爆炸，具有作战距离远、命中概率高、毁伤效果好、效费比高和发射后不管等优点。二战以来，面对机械化部队高速大纵深的突击，各国炮兵一直在追求能够远距离、高
2、效率、廉价的反装甲弹药。上世纪六、七十年代先后诞生了双用途子母弹和激光末制导炮弹，从而给炮兵部队打击集群装甲目标提供了必要条件。但这两种弹药的缺点非常明显：激光末制导炮弹虽然具有精度高的优点（直到现在激光制导也是所有制导武器里打击精度最高的），但其造价相当高，只能用于攻击少数重点目标，很难执行面压制任务。而且必需要有士兵在前沿使用目标照射器指示目标,实际上激光制导炮弹也是一种视距内武器，只是发射阵地可以设置在远距离；双用途子母弹的子弹威力、投掷精度和覆盖面积都很有限，打击集群装甲目标的效率不是很高。因为引信造价和标准问题，还一直存在子弹瞎火率高，附带损伤不好解决的问题。美国原来在M270火箭上
3、配用的M223子弹碰炸引信，因为造价限制，设计极其简单，采购价格不到1美元，不过瞎火率极高，估计5左右，且没有自毁能力。如果按航空子母弹药引信的高安全标准来设计，那么远程火箭炮的反装甲作战将变得极其昂贵，得不偿失。鉴于以上原因，以美国为首的西方国家开始另辟蹊径，寻找一种廉价、智能高精度、高效率的炮兵弹药，于是末敏弹的概念应运而生。 1 末敏弹的构造特点末敏弹其实就是取消了传输系统、动力系统和姿态控制系统的制导炮弹，严格意义上，并未超出子母弹范畴。它完全依靠空气动力圆锥扫描目标区，依靠红外/毫米波器件感知目标，依靠爆炸成型弹丸打击目标。从而大幅度的降低了造价，简化和提高了作战效率。末敏弹通常与常
4、规炮弹外形一致，由弹丸和发射装药组成，使用普通火炮/火箭炮按常规射表发射，射击诸元和引信装定的操作与普通弹丸相同。弹丸包括弹体、时间引信、抛射机构、末敏子弹等。末敏子弹由减速减旋与稳态扫描系统、敏感器系统、中央控制器、爆炸成型战斗部、弹上电源等组成。 末敏弹采用弹翼或降落伞降速以使子弹能更快地进入稳态扫描阶段。 末敏弹不是导弹，只能被动的指向目标，不能持续跟踪目标并主动地控制和改变弹道向目标飞行。它依靠减速减旋与稳态扫描系统在动态中发现目标，也就是说，弹体转向什么方向，敏感器和战斗部就看到什么方向。末敏弹通常使用降落伞或弹翼来进行减速减旋和稳态扫描，稳态扫描技术是末敏弹研制的一项重要技术。目前
5、，使子弹形成稳态扫描运动主要有两种技术方式:一是采用降落伞，优点是抛散后能够快速进入稳定扫描，只需约5秒时间，缺点是落速低，下落时间长，容易受到敌方反制，影响了末敏弹的整体作战效果。二是采用气动力机构，即采用弹翼的气动来形成扫描运动，在降落速度和扫描旋转方面都具有很好的性能，但其缺点是进入稳态扫描时间长，而且翼片阻力面的大小受圆柱形子弹体横截面大小的限制，如果想增加战斗部的重量而需增大弹翼面的大小以增大阻力时，就会出现问题。 敏感器用于发现装甲车辆目标，通常使用红外探测器、毫米波辐射计或毫米波雷达。单一体制的敏感器并不适合末敏弹在复杂的战场背景环境下探测和识别目标，为提高探测性能，一般采用复合
6、敏感器，将两种或两种以上体制的敏感器结合使用，既可集合两者的优点，又可弥补彼此的缺点。通常情况下，复合毫米波体制末敏弹的毫米波雷达和毫米波辐射计都共用一套天线，利用主动模式测距测速，被动模式精确定位。红外探测器通常使用双波段，同时在35微米和812微米两个波段工作，早期的红外探测器属于点源探测，只输出强弱辐射信号，类似于红外制导空空导弹，比较高级的已经改为多元线列阵红外探测器，扫描得到红外图像，虽然造价和技术难度都很高，但识别精度和准确度更高。 有了稳态扫描系统，有了敏感器，还需要一种远距离的反装甲战斗部，毫无疑问，破甲战斗部的起爆高度只适合在极近距离，也就是10倍口径以内，超出这个距离的作用
7、威力可以忽略不计。末敏弹需要在百米距离上摧毁目标，人们只能在远距离作用的爆炸成型弹丸战斗部上做文章，所谓爆炸成型弹丸，其实就是以前被广泛称作的自锻破片战斗部, 如果把聚能战斗部的药型罩锥角做成大于90时，在爆轰载荷作用下，药型罩不再产生正常的金属射流，而是形成一个短粗的高速侵彻杵体，这就是自锻破片，通常使用重金属来制造金属药型罩，现在的发展趋势是用钽来制造药型罩。钽的熔点为3000C，不会在炸药爆燃中液化,能维持一定的硬度，形成的弹丸初速在14003000m/s（米/秒）之间，能够在大炸高依靠其动能击穿装甲，并能在1000倍口径距离上保持完整的穿甲弹丸特性，弹丸形状不随炸高变化。现代爆炸成型弹
8、丸已经达到0.70.9倍口径的穿甲威力，即155毫米末敏弹通常可以穿透125毫米左右的均质装甲，已经远远大于现今主战坦克的顶装甲厚度。末敏弹最大的特点，是把先进的敏感器技术和爆炸成形弹丸战斗部技术应用到子母弹领域内，它将子母弹的面杀伤特点扩展到攻击点目标，它利用常规火炮射击精度高的优点把装有敏感器引爆子弹的母弹发射到目标区上空，然后靠弹上装定的时间引信点燃抛射药，利用抛射装置从母弹后端抛出敏感引爆子弹。子弹被抛出后，靠弹上的减速旋转装置稳定其下降速度，并终止其由母弹稳定旋转而引起的自转。在子弹稳定下降过程中，子弹轴线与下降垂线成一夹角并绕其下降垂线旋转。这样，子弹边下降边旋转，从而使装在子弹药
9、上的敏感器在地面形成一个螺旋形扫描线搜索目标，当敏感器探测到目标时，信号处理器就会发出一个起爆信号使战斗部爆炸形成一个高速飞行的弹丸去攻击装甲目标的顶部。另外，作为末敏弹的载体除炮弹外，还常用于布撒器和导弹，以打击远距离的目标。2 末敏弹的作战过程末敏弹的典型作战过程可分为发射飞行段、抛撒段、减速减旋稳定段、稳态扫瞄段、战斗部起爆段等五个阶段： 1）发射飞行段。炮兵以连为单位齐射，根据目标的距离方位、高度和气象条件及弹道条件等具体情况，由射表确定火炮装定、射击诸元和时间引信分划。弹丸落点诸元计算值通常为相距100米，携带末敏弹的母弹发射后，经过无控弹道飞抵目标上空。 2）抛撒段。通过时间引信的
10、作用，点燃抛射药，利用火药动力启动抛射装置，剪断弹底螺栓，在500800米高空沿着飞行弹道向后依次抛出数枚子弹，子弹相距50100米，以便各自的扫描区域相互衔接，避免命中同一目标或漏掉目标。 3）减速减旋稳定段。子弹抛出后，弹翼式或充气式减速器对弹体进行减速、减旋、定向和稳定，此时子弹落速已经下降到大约10米/秒，热电池激活，开始对电子系统充电。 4）稳态扫瞄段。子弹落速继续下降到58米/秒，在中央控制器的控制下，毫米波雷达开始测定距地面的距离，达到预定高度时，抛出降落伞带动子弹旋转，数秒后进入30度角稳态扫描阶段。红外探测器窗口打开并开始工作，传感器在中央控制器的统一指令下，进行工作扫描。此
11、时子弹已进入150米左右的有效高度。在中央控制器控制下，子弹引信解除最后一道保险。5）战斗部起爆段。末敏弹通常对探测的目标采用两次扫描后确认的方式，如第二次扫描结果确认是目标，由中央控制器起爆战斗部，射出爆炸成型弹丸，命中并毁伤目标。如果一直未能在探测窗口内发现有效目标，子弹战斗部将启动自毁装置，时间引信控制下距离地面数米的空中自毁，或者简单的依靠碰炸引信落地自毁。3 国外末敏弹技术发展现状1）美国“SADARM”末敏弹早在20世纪60年代后期,美国几家大公司就同时进行过间瞄武器末制导的研究,于1970年10月份分别提出研究报告,并在此基础上于1972年提出了“目标定向末端激活弹在武器上的应用
12、”的报告,完成了末敏弹的概念研究。在美国国防远景研究计划局的支持下,美国陆军和海军着手进行末敏弹的探索研究及可行性研究,提出了“萨达姆”(SADARM)和“斯达夫”(STAFF)两种类型的末敏弹,而后以“SADARM”为主继续发展。“SADARM”末敏弹本来是要用于203 mm炮弹,但到了1983年,美国决定不再发展203 mm的火炮,于1985年开始集中研制更为广泛使用的155 mm口径的“SADARM”末敏弹。“SADARM”末敏弹使用红外传感器、毫米波主动传感器和毫米波被动传感器作为探测系统。1989年成功地进行了实弹射击试验。1993年,对预生产型“SADARM”155 mm末敏弹进行
13、了试验,结果很差,在总共42枚子弹中,仅有9枚命中目标.通过深入细致的分析,经过一年的大量改进工作后,在1994年4月的试验中,向静止目标区域发射了13发155 mm末敏炮弹,共抛射了26枚子弹,其中11枚子弹直接命中目标,8枚子弹落在距目标1 米的范围内,超过了对其战术技术性能的要求。1996年4月完成了工程验收试验,1996年6月研制阶段结束,1997年2月开始试生产。2）德国“SMART”155 mm末敏弹德国“SMART”155 mm末敏弹是当今最先进的炮射末敏弹，它是在德国军费削减的情况下保留的少数发展项目之一。德国的智能弹药系统公司从1989年开始为德国PZH2000 155 mm
14、自行火炮研制的。“SMART”155 mm末敏弹1999年开始小批量生产。目前该弹已小批量装备德国军队,首批装备了9000发(18000枚子弹)。“SMART”155 mm末敏弹在强度满足要求的前提下采用了薄壁结构,其弹体壁厚只有普通炮弹的1/4-1/3,这样做的目的是使母弹的有效载荷空间最大化,同时,也使自锻破片战斗部药形罩的直径最大化。末敏弹敏感装置采用了3个不同的信号通道,即红外探测器、毫米波雷达和毫米波辐射计,从而使它具有较高的抗干扰能力。毫米波雷达和毫米波辐射计共用一个天线,且此天线与自锻破片战斗部的药形罩融为一体,这种结构不仅为天线提供了一个合适的孔径,而且还不需要添加机械旋转装置
15、,较好地利用了空间。3）瑞典/法国合研的“BONUS”末敏弹早在20世纪80年代初期,博福斯公司就开始了“BONUS”155 mm末敏弹的研究工作。1986年完成可行性研究和两项主要工程设计工作。1986年末开始转入全尺寸工程研制。1993年3月瑞典与法国合作。整个研制过程于1994年年底基本完成,1999年末进行小批量生产。“BONUS”155 mm末敏弹在设计上也有一定的特色,它的稳定装置没有用阻力伞而是用了一个圆盘。子弹被抛出后,位于子弹一侧的圆柱形红外敏感器张开并被锁定在固定的位置上。与此同时,在与敏感器对称的另一侧的稳定圆盘也张开了,从而使子弹在下降的过程中能达到相对稳定的状态。由于
16、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。 “BONUS”155 mm末敏弹的敏感装置比较简单，更类似美国BLU-108/B子弹药,它只采用了一个多波段的被动式红外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比较低。4）俄罗斯的特色：火箭炮末敏弹RBK-500式SPBE机载末敏弹于八十年代开始研制，1992年首次在希腊举行的国际防务展览会上公开亮相，现在装备了俄罗斯航空兵。RBK-500式航弹作为母弹，重500公斤，内装15枚SPBE末敏弹。SPBE末敏弹采用双波段红外探测器，战斗部采用比较落后的空心装药战斗部而不是效能更高的自锻成形战斗部。该末敏弹系统投放高度一般是400-5000米，速度为500-1200公里/小时。据称投放一枚该弹药具有摧毁六个装甲目标的能力。俄罗斯为“龙卷风”火箭炮研制的改进型9K55K1末敏弹是俄罗斯末敏弹技术发展的代表。9K55K1末敏弹采
