美国制导炮弹和末敏弹药的研发
制导炮弹不能替代所有的弹药,将火炮从面攻击武器转变为点攻击武器,它只能在某些特殊情况下,用来攻击关键的目标。一些制导炮弹计划曾因成本、技术、作战使用等问题被取消(如英国81毫米的"灰背隼"没生产),或计划一再推迟。制导炮弹主要有三种类型,
一是半主动激光制导,如美陆军的"铜斑蛇"和俄罗斯的"红土地";二是光纤制导炮弹;三是利用导航卫星的数据制导的炮弹。
1、激光制导炮弹
美国和苏联都研制过半主动激光制导炮弹,但这种制导模式要求有人在前沿指示目标,而且指示器易受战场环境的影响。美陆军的"铜斑蛇"激光制导炮弹曾在海湾战争中使用过,但现在已基本放弃这种半主动激光制导方式。俄罗斯还在使用这种制导方式,包括240毫米的1K113Smelchak和120毫米Kitolov-2M。
2、其它制导炮弹
美陆军1994年开始启动精确制导炮弹计划,但不采用欧洲的三种方案,洛克希德公司的方案是射程15千米的120毫米的制导炮弹,采用人在回路中激光指示或射后不管的成像红外寻的器。波音公司使用不受干扰的光纤炮弹。但两者都没有部署。
3、GPS制导炮弹
装在炮弹中的制导装置可以处理GPS信号和硅基微机电系统上的惯导数据,从而校正炮弹弹道,命中目标。GPS/惯导装置体积只有35-50立方毫米。这意味口径小于127毫米的炮都可以使用它。制导炮弹必须承受13000g加速度,单个电子元件必须能够承受25000g加速度。美海军5英寸的"增程制导弹药"(ERGM)发射时,由于使用火箭助推,加速度达12500g,射程100千米。发射后4秒尾部小翼展开,蓄电池接通电流,5秒火箭发动机点火,12秒熄火,炮弹上的鸭式控制面展开,GPS接收机开始捕获导航卫星信号,炮弹越过飞行最高点,然后开始自由落体向下降落时,对炮弹进行制导,当炮弹下降到250-400米高时,子弹药被撒布出来。美海军的EX-171ERGM计划5-6年后将服役。美海军计划在2001年末装在克级驱逐舰上,晚些时候装备提康德罗加巡洋舰。但因为惯导装置价格贵,现在改用低成本(7000美元)的导航电子装置(GEU)代替。炮弹长1.52米,重量为48千克,内装72颗M80子弹药,最大射程117千米,精度为10-20米。
美陆军的SM-982是从射程20-25千米的155毫米的榴弹炮发射的,但无助推器,所以加速度为15500g,该炮弹转速为每秒20转,GPS每圈取样12次。演示表明,可以在7秒钟后获取精确的抗干扰的GPS军用(y)码。GPS装置在发射后才启动,当惯导稳定时,传输GPS位置数据,若GPS被干扰,只用惯导数据。其它制导武器的GPS在发射前就启动,飞行中使用GPS更新惯导数据。使用特殊的胶水、涂料等材料加固GPS,试验表明可承受发射时的30000g加速度。GPS接收机的相位稳定性必须高,以便捕获卫星和准确地跟踪炮弹的速度。发射前,用炮弹8千米射程内的装置、速度和纠正GPS的时间为炮弹内的GPS编程。降低成本的另一项挑战。一体化GPS/惯导制导装置的价格应低于1000美元。此外应该进一步微型化,以便能够塞进北约体积为9立方英寸的引信中。美陆军计划2004年部署XM-982制导炮弹,以后再部署120毫米制导炮弹。美陆军正在实验利用GPS制导多管火箭的可能性。
4、末敏弹药
末敏弹药是通过飞机、导弹、火炮、弹药撒布器带到目标区上空,释放出来后,使用弹药本身的探测装置搜索目标,进行攻击的子弹药。末敏弹技术包括两个关键:探测装置系统;搜索覆盖面积。探测装置通常由不同探测装置相结合,以便彼此核实探测的结果。例如,美陆军"萨达姆"使用主动、被动毫米波雷达和红外三种探测装置,它们同时操作(探测装置融合),采用两种算法,区分真假目标。主动、被动毫米波雷达敏感金属和人造目标,作为替代的瞄准探测装置;红外瞄准探测装置是人们偏爱的探测装置。美军"智能反坦克"子弹药采用声学和红外探测装置。美军的末敏弹药有:美国空军"斯基特"末敏弹。该弹于1992年初开始投产,1996年全速率生产,1997年2月达到实用。它是空射的容器,含有40个顶攻红外寻的弹头,一架飞机携带两枚,可以攻击和摧毁一大批地面车辆。末敏弹一般用SUU-66战术弹药撒布器携带,撒布器装两串串连在一起的5根管子,每个管子从上到下堆积着一个降落伞、一枚火箭、四个向下发射的弹头和一个高度表,这一串叫CBU-97,而管子叫BLU-108。投送到适当地区后,CBU-97打开,径向弹出各装有5个BLU-108管子的两串物体。各个管子各自展开自己的降落伞,达到垂直状态和高度表确定的高度后,切向并向下的火箭助推器点火,使管子敏秒旋转39圈,这使它们略有升高,结果,当子弹药被弹出时,向四个相对的侧上方撒布,当四个弹头摇摆着重新向下降落时,在它们侧面安装的双通道红外探测装置在地面上形成离散的螺旋图形,在第一次遇到热目标时启动弹头,产生爆炸成形抛射物,其速度高达每秒4800米,能够穿透11.5厘米厚的装甲。一枚CBU-97含40个弹头("斯基特"),它们撒布在空中,向下扫描,500×250米椭圆形地区。最不先进的飞机也能携带两枚CBU-97,所以地面车辆无处可逃。
美陆军的"萨达姆"(敏感并摧毁装甲)末敏弹。1995年低速率生产,其合同价值达2亿美元。1997年5月-1997年11月共进行6个系列初始生产试验。1998年7月28日-1998年8月18日进行作战试验,从8门榴弹炮四次接连发射96枚炮弹,攻击19千米外的目标。1999年将列装。计划为美陆军生产5万发。1997年开始产品改进计划,提高性能,同时降低成本。拟采取扩大搜索面积的措施,一是将搜索高度提高到165米;另一个是涡流伞悬挂的子弹药的角度改变为33度。
美陆军"智能反坦克"(Bat)子弹药。该子弹药采用四个声学探测装置和红外寻的器探测目标,进行顶攻。该子弹药将装备陆军战术导弹、多管火箭发射装置和其它武器。
"大黄蜂"是美陆军打算生产的大面积弹药(Wam),它是由地面发射的单弹头,内装"斯基特"那样的子弹药,但子弹药的药型罩由钽而不是铜制成,为的是将侵彻力提高到14厘米。它上面有三个声探测装置。当目标产生的声音和震动信号与弹上储存的一样时,它才启动。它的声探测器能够确定相对于目标的角度,如果所有的参数同时出现,系统将弹头转向车辆预定点,并投出弹头。
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