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1、轻小型巡飞弹及其关键技术分析摘要：巡飞弹将以其智能化、灵巧化、低成本等特点成为未来信息化战争的一 类重要武器。以轻小型巡飞弹为主要研究时象，介绍了国外几种典型轻小型巡飞 弹的基本现状；分别从目标图像的实时搜索跟踪技术、复杂导航制导控制技术、 多信息战场通信技术和低推力长航时动力技术四个方面梳理了巡飞弹的关健技术， 并对巡飞弹未来的发展趋势进行了分析。关键词：侦察巡飞弹；关键技术；发展趋势1 引言 微小型巡飞弹是一种先进的作战系统由火炮或机载布撒器将其运送到作战区 域上空在被抛出布撒器后巡飞弹启动自身的火箭推进器在距地面高度约 Z 30 m 处 进行巡航搜索敌方目标巡飞弹由多种武器平台发射或投放
2、，快速进入目标区域， 具有留空时间长、作战范围大、突防能力强、战术使用灵活、能够对时敏目标快 速响应等特点，可配用到各军兵种。按主要作战功能，可将巡飞弹划分为侦察巡 飞弹和攻击巡飞弹。2 当前典型轻小型巡飞弹基本现状2.1 美国弹簧刀单兵巡飞弹在国防部的授权下，2008 年美国航空环境公司在炮射无人飞行器的基础上研 发了轻型单兵巡飞弹弹簧刀(Switchblade)，整套武器系统包括巡飞弹、发射筒、 地面控制台和背包组成。以电池驱动电动马达及螺旋桨为动力，最大质量约 1.36 kg，装载定向战斗部，质量为0.32 kg，机身全长360 mm，射程39 km,翼展610 mm，最大飞行速度37.
3、5 m/s，巡飞平均速度19.7 m/s，最大飞行高度3 000 m,最大 持续飞行时间50 min,攻击目标时的精度为1 m。美军方正在研制改进型弹簧刀 巡飞弹，改进型巡飞弹要求战斗部可以摧毁薄装甲目标，并且能够控制对有生力 量的杀伤半径，即不会伤及距起爆点 10 m 以外的人员，但必须能够对 4 m 以内 的人员有致命杀伤力，改装后将成为反恐防暴的利器；传感器具有夜视功能，并 能够及时回传稳定的图像，能锁定和跟踪目标。在 2011 年 10 月 1012 日举行的美国陆军协会年会上，美国陆军披露执行特 殊任务的快速装备部队(REF)已采购75枚宇航环境公司研制的弹簧刀单兵巡飞弹, 且特种作
4、战部队已将其成功用于作战。2.2 以色列陨石系列巡飞弹以色列的陨石 A 是筒式发射、电动力驱动的小型侦察型巡飞弹。弹载稳定式 摄像头可大范围、定点监视目标，实时获取目标图像。陨石 A 的主要特点是:巡飞 时间较长；可回传高品质实时战场图像；可采用自主飞行模式；步兵单兵携带可 独立使用，可进行快速发射和自动发射，可以从封闭或拥挤的城市设施中发射。 以色列拉斐尔公司在陨石 A 的基础上进行改进，又设计了陨石 B 巡飞弹。陨石 B 改装昼/夜宽视夜光电系统和导航系统，具有精确瞄准定位能力弹载自动光电视频 跟踪仪，可以自动跟踪目标。陨石 B 采用多平台发射能力设计，可以由单兵发射 筒发射，也可以从装甲
5、车、舰船和飞机上发射。2.3 英国火影巡飞弹英国MBDA公司的火影(Fire Shadow)巡飞弹项目于2010年4月启动，是英国 国防部重点投资的间射火力精确打击(IFPA)项目的一部分。火影巡飞弹质量小于 200 kg，长约3.5 m，采用汪克尔”转子发动机，射程达到150 km，巡飞时间10 h, 其攻击能力与美国陆军NLOS-LS的精确攻击导弹(PAM)相当。2011年进行首次全程制导样弹试验，首批25枚火影Block 1 B的巡飞弹于2012年3月交付第39皇家炮兵团，花费1.07 亿英镑，供系统验收使用。2.4乌克兰Sokil 2巡飞弹Sokil-2巡飞弹由乌克兰Luch设计局研发
6、，弹长1 220 mm，直径120 mm，最 大翼展1240 mm，发射质量为5 kg，有效载荷为1 kg，包括电视摄像机和数据链 系统，主要用于接收指令和实时回传图像。该巡飞弹采用筒式发射，主要用于为 反坦克及炮兵侦察目标。Sokil 一巡飞弹可按照预编程GPS路径飞行，也可以直接 受操作员控制飞行，其巡飞速度为27.8 一 33.3 m/s，飞行高度为50 一 2 000 m,最 大续航时间为2h，有效作战半径约为20 km。3 轻小型巡飞弹关键技术3.1 目标图像的实时搜索跟踪技术巡飞弹要完成侦察、监视及打击目标的作战任务就必须具有优良的目标实时 搜索跟踪技术。目标搜索时，导引头的视场需
7、足够大，要在尽可能大的侦察区域 内搜索目标，提高导引头搜索目标的能力；目标跟踪时，要求导引头的视场范围 小、鲁棒性好、并且抗干扰能力强。导引头在搜索目标与跟踪目标时要在两种不 同的视场要求下顺利完成转换，实时的进行搜索跟踪，并且向地面控制台传递导 引头的实时图像，大小视场转换时目标容易丢失、成像质量会下降会影响搜索跟 踪的性能。导引头成像及视场问题是极其关键的，对巡飞弹的作战性能有很大影 响。由于战场背景环境复杂、太阳辐射角度变化等因素会引起的目标与背景对比 度等特性的变化，采集的实时图像存在一定的几何畸变。目标图像的实时跟踪算 法有以下研究难点:背景的复杂多样性；目标与背景的对比度等特性会随
8、着天气情 况、太阳辐射角度变化等因素而发生改变；模板图与实时图存在一定的几何失真； 如何快速实时地对信号进行处理。针对目标图像的实时搜索跟踪技术，融合比较 现有的相关跟踪、光流法跟踪、波门跟踪、基于特征的跟踪等多种目标跟踪方法 的跟踪效果与特性，找到适用性更强、跟踪效果更好的目标跟踪算法，并对算法 进行完善，完成对目标的稳定实时跟踪，在射前锁定攻击模式下，跟踪软件通过 控制系统传递的目标图像位置信息，进行跟踪，实时解算出图像上目标的位置角 度偏差。3.2 复杂导航制导控制技术 巡飞弹的导航制导控制采用复杂的分阶段变参控制。在发射段，由于高发射过载，电子设备处于断电状态，弹体本身不受控制系统的控
9、制；展开段是过渡段， 完成弹翼与控制舵的展开，展开后控制弹体稳定，确保弹体能平稳地进人巡飞段； 巡飞段的控制与无人机类似，巡飞弹进人目标区域后，采用巡航飞行控制技术， 开始搜索侦察目标，发现目标后开始锁定目标并准备攻击；攻击段采用末端制导 控制技术，末制导引入人在回路的捷联末制导，人工参与观察、识别、锁定目标 等任务，目标锁定后转人弹上设备自动跟踪。巡飞弹在自动跟踪目标的过程中， 一旦丢失目标，可通过人工参与重新进行目标搜索与识别，提高命中精度与干扰 对抗能力，在巡飞弹打击与毁伤目标的有效性等方面有重大意义，对复杂背景、 复杂目标与伪装目标的识别以及非连续场景图像中的目标识别具有高效率高性能。
10、巡飞弹的工作模式决定了导航制导技术的复杂性。如何在各个工作阶段实时 解算目标的位置，引导巡飞弹追踪目标，保证导航定位的精度至关重要。巡飞弹 的姿态稳定对于打击目标的命中精度具有重大意义。基于现代控制理论的制导控 制方法、自动驾驶仪与导航制导与控制一体化设计、复合制导技术、多信息融合 等先进技术对巡飞弹的复杂导航制导与控制性能会有一定的提高。 结语 通过对国外轻小型巡飞弹关键技术的分析总结，对于未来巡飞弹的发展趋势 提出了一些看法。深究这些前沿的关键技术，解决技术上的瓶颈，是研制我国巡 飞弹武器系统的主方向，同时还需兼顾小型化低成本的问题，只有达到低成本才 能无限放大巡飞弹相对于无人机与精确制导弹药的优势。在此基础上分析了侦察 巡飞弹的发展趋势，认为其会朝着贮运发一体化、远距离长航时、弹体隐身化、 抗干扰远程通讯方向发展。参考文献：1 郭美芳，彭翠枝巡飞弹:一种巡弋待机的新型弹药现代军事，2016(4)2 卜杰，李迪，王孟杰，等达摩克利斯之剑:炮射巡飞弹国防科技， 2018，29(2)
