毫秒擊殺重裝甲[文檔資料]

毫秒擊殺重裝甲 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 2013 年的阿布扎比防務展上，中國自行研制的 GS-1智能炮彈首次亮相。為了更進一步了解這種尖端武器的技術，與讀者分享自豪和喜悅，本刊記者采訪了末敏彈總設計師、中國工程院楊紹卿院士。 楊院士說，這里還有難度很大的總體設計問題，涉及到非常多的技術問題。首先是載體問題，到達目標區(qū)后子彈要從母彈中正確拋出，不能互相碰撞；拋出間隔要適當，避免太過密集，否則會導致多發(fā)末敏子彈打擊同一個目標，降低 作戰(zhàn)效能；另外，作為載體的母彈無論是火箭彈還是榴彈，飛行時都要自旋，而末敏子彈的自旋、速度都和母彈不同，因此拋出后需要減旋；母彈飛行速度一般超過音速，所以子彈拋出后必須減速 種種問題，一道道技術難關，都沒有任何捷徑可尋，是楊總帶領研制團隊逐個闖過來的。 末敏彈的研制得到了軍方大力支持。到 1995 年，末敏彈的原理問題基本解決，但還沒有進入工程應用。楊院士說，末敏彈研制和國家整體科技水平工業(yè)水平是緊密相聯(lián)的，比如目標探測識別技術、計算機軟硬件技術、傳感器技術、加工能力等等，當時還不能解決。如今國內具 備了有關技術能力，末敏彈才能投入生產(chǎn)乃至出口。例如彈上元器件在發(fā)射時要承受巨大的加速度。一般火箭彈的加速度不到150g，而炮彈的加速度要比火箭彈大 100 倍，發(fā)射瞬間有相當于幾百噸重物的重力加載到彈上，所以器件的加固問題難度極大。中國兵工單位經(jīng)過幾年的努力，已經(jīng)基本解決了這個問題。現(xiàn)在的器件可以承受 20000g 的過載。 GS-1 的出現(xiàn)就證明了這方面的成就。 傘與翼的選擇 末敏彈設計中有個重大的技術選擇，就是采用穩(wěn)定傘還是彈翼。末敏子彈在空中姿態(tài)要穩(wěn)定，才能準確尋找跟蹤目標。穩(wěn)定傘和彈翼就是用 來實現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定的。記者在阿布扎比展場上看到的 GS-1 彈是收攏狀態(tài)，沒有展現(xiàn)出傘或是彈翼，而模擬圖板上可以隱約看到穩(wěn)定傘。 那么中國的末敏彈到底采用了什么穩(wěn)定方案呢？楊院士說，旋轉穩(wěn)定傘技術難度比較低、姿態(tài)控制容易。雖然會出現(xiàn)擺動，但是通過優(yōu)化設計后可以保證擺幅不超過 5 度。彈翼的好處是目標小、不易被發(fā)現(xiàn)，而且轉速快、發(fā)現(xiàn)目標快、不易漏掃，且子彈體積要小一些，但技術難度大。綜合考慮后，楊院士認為彈翼方案雖然有些優(yōu)點，但總體效果與穩(wěn)定傘的差別不大，因此他最終選擇了穩(wěn)定傘方案。 楊院士說，其實 穩(wěn)定傘末敏彈也不容易發(fā)現(xiàn)，即使被發(fā)現(xiàn)也沒有什么有效的對抗方式。楊院士曾經(jīng)做過試驗，把末敏彈從運 -5 飛機上投擲下來，然后用高射機槍對其射擊。實驗中發(fā)現(xiàn)，高機很難打中穩(wěn)定傘，即便穩(wěn)定傘中彈四五發(fā)仍然可以正常工作。所以目前國際上大多數(shù)末敏彈、包括德國 “ 斯瑪特 ” 都采用了穩(wěn)定傘。 記者曾在 2010 年的薩托利軍展和 2011 年的倫敦軍展上見到過展開狀態(tài)的 “ 斯瑪特 ” 彈。從外觀看，穩(wěn)定傘有一個拉出和展開的過程，流程似乎比彈翼方案更為復雜，那么穩(wěn)定傘的研制難度在哪里？ 楊院士說，這其中主要存在著設計和技術問 題，比如穩(wěn)定傘要可靠打開，有一定轉速，傘繩不能纏繞。因此要精確設計傘形、選用透風性能恰當?shù)牟牧?。如果設計不好就會產(chǎn)生 “ 呼吸現(xiàn)象 ” ，傘身會不斷地一張一弛，不能達到穩(wěn)定。在具體設計上，要考慮傘的螺旋轉速和下降速度之間的匹配關系，要保證穩(wěn)定螺旋下降，擺幅也不能太大。上述問題都要靠反復試驗才能總結出最合適的傘、彈匹配關系。 毫秒之間的殺招 末敏彈要在幾毫秒內完成目標搜索、識別、瞄準、起爆等動作，最短只用 0.5 毫秒。人們常用 “ 一眨眼 ” 來形容時間短，實際上人眨一下眼就要消耗 300 毫秒，可見末敏彈的工 作流程何其緊湊。彈上計算機要在這么短時間里完成這多么判斷，研制難度巨大。特別是識別目標的過程，不僅僅要解決器件性能問題，還要測量大量環(huán)境數(shù)據(jù)。 楊院士說，末敏彈最適合打車輛編隊和集群。一般要求目標速度不超過 60 千米 /小時。如果目標速度超過 90 千米/小時，命中率會下降 10 15%。而對于直升機這樣的低空飛行目標，由于末敏彈的戰(zhàn)斗部從起爆到彈丸命中目標需要一定時間，足夠直升機飛出打擊范圍，因此無法用來反直升機。 裝甲集群的終結者 末敏彈作戰(zhàn)環(huán)境有很多種，比如沙漠、草原、森林、城市、 海洋等，如何讓末敏彈從這些復雜的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)目標？ 楊院士說，這是一個不斷積累、不斷拓展的過程，要在不同環(huán)境下不斷試驗，并進行大量數(shù)據(jù)計算，不斷擴大數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)越多、越細，識別目標的特征就越多。在此基礎上不斷完善末敏彈的目標識別軟件，從簡單到復雜，就像人不斷學習，從小學到大學再到碩士、博士一樣。還要根據(jù)目標的發(fā)展變化進一步優(yōu)化軟件。也可以根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境選擇不同的制導方式。比如對海上目標，因為海浪的散射效應，紅外制導就比毫米波和激光制導有優(yōu)勢。換成沙漠地區(qū)就要選擇不同的制導方式和軟件算法?？紤]不周到，就 會不適應環(huán)境甚至失效?？梢园涯┟魪椩O定成適應多種環(huán)境，也能設定成在單一環(huán)境下作戰(zhàn)。這兩種設定的成本不同，單一環(huán)境末敏彈就比較便宜。 末敏彈的威力如此之大，有沒有防御或者對抗的辦法呢？ 楊院士說，目前國際公認沒有什么好辦法來對抗末敏彈。因為它采用攻頂?shù)穆肪€，而且自身目標很小。被攻擊的一方不知道什么時候被末敏彈攻擊，也無法預警。 要想干擾末敏彈的探測和瞄準也困難。雖然理論上可以在紅外和毫米波頻段施放干擾，但防御方不可能隨時隨地開著干擾機。而且末敏彈視角很小，要對準敏感器才能有效干擾 。而末敏彈從開始掃描到引爆只要幾毫秒，防御方很難有足夠的時間來對準敏感期。 另外，末敏彈采用復合制導方式后，也很難用假目標欺騙它。真目標有多個識別特征，比如辨認一個人可以通過其穿什么衣服、頭發(fā)什么顏色，戴不戴眼鏡等多方面來識別。末敏彈識別目標也有多個方法，如果坦克已經(jīng)被擊中起火，其紅外特征就會發(fā)生變化，末敏彈就不再攻擊它。 就是用激光燒傘也很難。末敏彈從開傘到起爆不到 10秒，而戰(zhàn)術激光器不可能這么短時間燒毀這么多傘，除非能先擊毀母彈。 為了測算末敏彈的實戰(zhàn)效能，楊院士曾組織了大規(guī)模 射擊試驗，用 62 式輕型坦克擺出坦克營進攻狀態(tài)，發(fā)動機工作一小時后關機。然后從 40 千米外發(fā)射裝有末敏戰(zhàn)斗部的火箭彈。幾十秒內，這個坦克營的一半就被消滅了。被擊毀的坦克不是發(fā)動機被打碎，就是炮塔被擊毀，車內的羊全被擊斃，設備徹底破壞。 62 式坦克的炮塔俯視面積比國際主流三代坦克小得多，發(fā)動機功率也小得多。國產(chǎn)末敏彈能發(fā)現(xiàn)并打中 62 式，那么任何一種三代坦克都不可能在它面前逃生。 末敏彈雖然先進而復雜，但對炮兵來說，它的使用方法和無制導彈藥的反坦克子母彈基本一樣。炮手先根據(jù)目標參數(shù)設定母彈發(fā)射參數(shù)，發(fā)射后母 彈按預定程序開艙、放出子彈。子彈開傘、姿態(tài)穩(wěn)定后開始搜索、識別目標，瞄準后起爆。而無制導的子母彈彈道是固定的，落到目標上就起爆，落不到目標就此失的。而且一發(fā)末敏彈能搜索兩個足球場大的區(qū)域，掃描線的間距為 1.5 米，坦克裝甲車輛這么大的目標基本不會漏過。楊總為此做過對比試驗，火箭末敏彈對裝甲目標命中率可以達到 80%，而用無制導的子母彈打擊同樣多的目標，施放的 2400 枚子彈無一命中。統(tǒng)計分析顯示，1 枚火箭末敏彈的殺傷效率相當于 500 枚普通火箭彈， 1 枚155 炮射末敏彈可以相當于 2000 枚普通榴彈。而且末敏彈的交換比 非常劃算。國外數(shù)據(jù)顯示，一枚 “ 薩達姆 ” 末敏彈的采購價為 60000 多美元。一輛西方三代坦克的價格在 500 萬美元以上，即使低端的俄羅斯 T-90S 坦克價格也超過 300 萬美元。按照平均擊毀率 60%計算，末敏彈的效費比非常之高。如果再考慮到末敏彈一次炮擊就能保證讓目標失去戰(zhàn)斗力，炮兵可以打完就跑、不用冒險再次開火的高生存率，效費比就更高了。 楊院士特別指出，末敏彈打擊集群目標非常有效，因此現(xiàn)在國際上基本有一種共識：末敏彈大批量裝備后，就很難實行裝甲部隊大規(guī)模作戰(zhàn)了。所以可以說，末敏彈有了一定程度的戰(zhàn)略意義。 末敏彈只要幾毫秒就可以確認目標并且引爆，那么這其中怎么解決分配目標的問題、避免多彈打同一目標呢？楊院士說，現(xiàn)在末敏彈還沒有目標選擇能力，只能打擊掃描到的第一個目標。因此炮兵作戰(zhàn)時要根據(jù)目標情況來設定發(fā)射參數(shù)和數(shù)量，比如對方有多少坦克、分散在多大面積上、行進速度是多少，等等。設定的發(fā)射參數(shù)要使母彈有一定散布，要保證拋出的所有末敏子彈能覆蓋目標區(qū)，這樣就不會導致末敏子彈太密集。當然，可能出現(xiàn)兩發(fā)末敏彈打擊同一個目標的情況，但是概率不高于 10%。今后以后隨著智能化、網(wǎng)絡化水平提高，末敏彈有可能具備目標 選擇能力，就是先搜索，然后從幾個目標中選擇一個打。 關鍵技術的二次應用 兵器部門為了末敏彈研制投入了這么大的代價，那么它的技術是不是可以用在其它制導武器上，發(fā)揮更大的效益嗎？ 楊院士說，末敏彈的工作原理和多數(shù)精確彈藥不同。例如導彈是引導武器直接飛向目標，而末敏彈是快速瞄準目標直射。因此末敏彈的技術不能直接用在其他武器上。但末敏彈研制中突破的一些基礎技術是具有通用性的，比如抗過載技術、計算機小型化、信息處理、高靈敏度傳感器、軟件算法，等等。 巡飛彈就是末敏彈技術應用的一 個例子。巡飛彈是用炮打出去的，所以速度和突防能力比無人機強得多，不容易被發(fā)現(xiàn)、攔截。如果用火箭彈發(fā)射巡飛彈，只要 90 多秒就能抵達 70 千米外的目標區(qū)了，然后火箭彈把巡飛彈拋出，巡航半小時。巡飛彈所用的拋出技術、導航控制技術、數(shù)據(jù)鏈技術、偵察技術結合了末敏彈、導彈技術和無人機，尤其是拋出技術源于末敏彈。有了巡飛彈，炮兵就可以實現(xiàn)單炮作戰(zhàn)。以前炮兵必須先從上級指揮部得到目標信息才能打，現(xiàn)在可以先打一發(fā)巡飛偵察彈，傳回目標圖像、坐標、打擊效果等等信息，就可以據(jù)此裝定參數(shù)射擊了。 與國外產(chǎn)品的對比 目前世界上能研發(fā)末敏彈的國家很少，研制成功的有美、俄、法、德、瑞典和中國，印度正在研制，還沒有看到成功的消息。其他很多國家裝備的末敏彈是進口的。比如荷蘭、希臘、英國、澳大利亞都進口可德國 “ 斯瑪特 ” 彈。這其中的原因，是末敏彈技術難度大、研制時間長，中國用了十多年時間才使火箭末敏彈正式裝備部隊。 目前參加過實戰(zhàn)的末敏彈只有美國的 “ 薩達姆 ” ，在伊拉克戰(zhàn)場試用期間發(fā)射了 121 發(fā)，擊毀 48 輛坦克。但是“ 薩達姆 ” 的可靠性只能達到 0.79，主要問題是拋出階段子彈互相碰撞，導致開傘不順利。德國 “ 斯馬特 ” 末敏彈吸 取“ 薩達姆 ” 的教訓，在傘形和開傘方式上做了改進，可靠性達到 0.97。所以美國決定放棄 “ 薩達姆 ” 引進 “ 斯馬特 ” 。俄羅斯的末敏彈有 70 千米火箭彈、 122 毫米火箭彈、 500 千克航空炸彈幾種，總體技術水平和美歐相當，而且有自己的特色，就是只用單一紅外制導。單一紅外制導的成本低，也比較適合俄羅斯的低溫環(huán)境。而且俄軍的戰(zhàn)術思想有自己的特色，他們認為靜止的坦克沒必要用末敏彈去打。一旦坦克發(fā)起進攻，那么發(fā)動機必然要運轉，紅外特征明顯，用紅外單一模式制導就足夠了，這反應了俄國的實用化作戰(zhàn)思想，值得學習、借鑒。 談到 中國末敏彈在國際上所處的水平，楊院士指出，國內的設計水平、技術水平和國外基本相當，但受國家整體工業(yè)水平的限制，一些具體器件性能不如國外產(chǎn)品?；鸺┟魪椗c國外水平相當，命中率占優(yōu)，但殺傷力要差一點。炮射末敏彈在性能上有些差距，但價格上很有優(yōu)勢，單發(fā)售價大約是 20 萬人民幣，比美國的 “ 薩達姆 ” 便宜三分之一以上。另外，中國末敏彈在制導方式上有優(yōu)勢，首先引入了激光半主動制導。因為激光波束很窄，所以制導精度比毫米波高得多。這對西亞沙漠地區(qū)的作戰(zhàn)有重大意義。這里白天的氣溫非常高，紅外制導基本不起作用，而只靠毫米波的命中率 只有 15 25%。 “ 斯馬特 ” 末敏彈在阿聯(lián)酋推銷失敗就因為這個因素。如果是毫米波加激光制導，末敏彈就能達到 50%以上的命中率。 那么在末敏彈上集中 3 種傳感器上有沒有難度，會不會互相干擾呢？楊院士說，這個問題已經(jīng)通過優(yōu)化設計得到解決，雖然同時裝三種傳感器彈的尺寸和成本要增加一點，但是能擴大作戰(zhàn)環(huán)境，提高適應性和命中率，還是劃算的。紅外、激光、毫米波的波段不同，不會相互干擾。只有同時使用主動和被動毫米波制導時才會發(fā)生干擾問題。 中國末敏彈的發(fā)展與改進 為了控制成本，中國推出的末敏彈目前采 用銅質藥型罩。如果改用 “ 斯馬特 ” 那樣的鉭質藥型罩就可以大大提高威力。鉭的密度高達 16.65 克 /立方厘米，遠高于銅的 8.92克 /立方厘米。在相同體積、相同速度下，鉭飛行體的動能比銅飛行體大了近一倍，穿甲威力可以增加到 100 毫米。但鉭的價格比黃金還貴，一個銅罩的價格只有數(shù)百人民幣，而同樣重量的鉭罩價格高達數(shù)千人民幣。因此，兵器工業(yè)部門雖然已經(jīng)擁有了鉭的設計加工制造能力，但批產(chǎn)的末敏彈還是采用了銅罩。如果用戶提出需求，兵器部門可以立刻提供鉭罩的末敏彈。 談到末敏彈的發(fā)展前景，楊院士指出，未來末敏彈要提高 探測范圍、擴大搜索面積。例如美國計劃把 “ 薩達姆 ”末敏彈的探測直徑從 150 米擴大到 200 米，這樣探測范圍就能從約 15000 平方米擴大到約 30000 平方米。要做到這一點，必須進一步提高傳感器的敏感度和戰(zhàn)斗部的威力，還要提高抗干擾能力。另外還要繼續(xù)推進器件小型化，并使用新的波段?，F(xiàn)在出現(xiàn)了很多反紅外涂料，能降低車輛的紅外特征。 另外還要研究智能化自適應多模戰(zhàn)斗部，對于坦克、裝甲車、汽車、雷達車等目標，能其特性爆炸成不同的彈丸，自動尋找特定的部位加以打擊。 記者提出，末敏彈是否可以用于反跑道任務 ？楊院士解釋說，末敏彈完全能識別并打中跑道，但因為末敏彈形成的杵形戰(zhàn)斗部是穿甲彈，重量很小，打在跑道上只是造成一個小洞，破壞不大。因此有人想利用末敏彈的原理，改用火箭爆炸戰(zhàn)斗部去打跑道。 至于未來是不是考慮其他制導方式，楊院士排除了主動毫米波技術。原因一是主動發(fā)射電波會暴露，二是還要解決抗干擾問題。敏感器如果要主動發(fā)射電磁波，就必須配備振蕩器，存在被干擾的風險。而且激光半主動制導可以在很大程度上解決問題，不必再搞主動毫米波。至于紅外焦平面陣，它的成本太高，不適合末敏彈這種可以能一次發(fā)射幾百枚的彈藥 。但未來會考慮紫外或其它紅外波段，以及 2 毫米毫米波，也可以考慮紅外多元線陣敏感器。 今后還可以考慮引入導航技術，使末敏彈具備一定的平移機動能力。但是從生存率角度考慮，末敏彈不能留空太久。還可以采取巡飛彈和末敏彈配合作戰(zhàn)的辦法，巡飛彈偵察到高價值目標直接打擊，末敏彈則打擊普通目標。 如今數(shù)據(jù)鏈成為精確彈藥的新選擇，是信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化戰(zhàn)場的基礎性裝備之一。那么數(shù)據(jù)鏈對末敏彈有沒有意義呢？楊院士指出，他們已經(jīng)開始研究研究這方面的問題。未來如果某個部分的部隊發(fā)現(xiàn)了敵坦克，但沒有抗擊手段，就 可以通過數(shù)據(jù)鏈通知炮兵發(fā)射末敏彈。末敏彈還可以裝在巡飛彈和無人機上，只要發(fā)現(xiàn)目標就直接投擲末敏彈下去，實現(xiàn)查打一體。 楊院士說，末敏彈的優(yōu)點就是可以用各種載體和平臺發(fā)射，是一種廣譜彈藥，甚至還可以裝到彈道導彈里打擊遠程目標。末敏彈不但