激光末制导炮弹构造与毁伤特点分析

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激光末制导炮弹构造与毁伤特点分析

李超,史明明

(炮兵防空兵学院, 安徽 合肥  230031)

一.基本情况

激光末制导炮弹是一种采用激光半主动制导技术的炮弹,它通过在炮弹前部加装激光导引头,实现在弹道飞行末段实施导引、控制炮弹的制导方式。在作战过程中,激光末制导炮弹的发射与普通炮弹相同,但在弹道末段,激光末制导炮弹会转入导引飞行,通过激光指示器的作用,炮弹前部的导引头接收从目标反射回的激光信号,并引导炮弹准确飞向目标。这种制导方式具有高命中精度、远射程、高威力、使用方便等特点,使得激光末制导炮弹成为一种非常有效的打击武器。它可以用于远距离毁伤坦克、车辆、舰艇等目标,具有很强的适用性。此外,激光末制导炮弹的制导头也被称为寻的器,它需要与激光照射器配合使用激光照射器发出激光波束照射目标,目标对照射激光形成反射,激光半主动导引头接收到激光反射信号后,经过对信号的综合处理,锁定并跟踪目标。总的来说,激光末制导炮弹是一种利用激光半主动制导技术实现高精度打击的炮弹,具有较高的命中率和适用性,是一种非常有前景的武器

许多国家对末制导炮弹都有所研究,其中前苏联和美国研究的较早较典型。各国末制导炮弹的性能如表所示。

末制导炮弹性能表

型号

国别

弹径/mm

弹长/mm

弹丸质量/kg

末制导方式

搜索范围/m2

战斗部类型

最大射程/m

ASP

美国

155

红外/毫米波

串联空心装药

CGSP

美国

155

869

40.82

双色红外

10000

空心装药

22

XMR21

北约

155

900

45

毫米波或红外/毫米波

串联空心装药

24

EPHRAM

德国

155

红外/毫米波

10000

空心装药

24

CLAMP

以色列

155

激光半主动

空心装药

24

Strix

瑞典

155

51

红外

空心装药

30

BOSS

瑞典

155

毫米波

空心装药

末制导炮弹可以由地面火炮发射,结合了地面火炮的高精度、大威力和远射程的优势,同时制导技术较为先进,能够在较为复杂的地形中,精确命中装甲装备。故其综合了常规弹药和末端制导二者的优点,是一种集常规弹药的初始精度和末端制导的准确精度于一体的精确制导弹药,既操作便利,又首发命中率高。

和其他制导弹药相比,末制导炮弹用常规的火炮就能发射,不需要精密复杂的发射装置,故能降低敌方的搜索难度,但火炮的发射过载较大,故其要承受较大的过载,且抗过载装置要实现小型化。相较于末敏弹,其制导系统较为精确,命中精度较高,并能够打击移动目标,但构成相对复杂些;相较于战术导弹,其制导方式只局限于末端,而战术导弹能够实现全程制导。故其性能相对来说较为实用,在战场上使用较为广泛,和常规炮弹相比取得了质的飞跃,渐渐变成现代炮兵弹药的重要组成部分,应用前景越来越广阔。

二.结构与作用

1)末制导炮弹的组成

末制导炮弹是在常规炮弹构造的基础上进行改进,发射药筒和常规炮弹的区别不大,其构成如下:

弹体结构:由前后翼面、弹身组成。

导引舱:由馈线、导引头部件、传感器和整流罩组成。

电子舱:由时间程序机构、自动驾驶仪、滚转角速率传感器、信号处理器组成。

控制舱:由热电池、减压阀、舵机、气瓶等机械类零件组成。

弹药助推段:由闭气减旋弹带、引信、战斗部、助推发动机和底座等组成。

末制导炮弹的作用过程和常规弹药相似,首先顺着曲线弹道飞行,在进入制导段后,导引头便能够获取目标信息,在经过一系列的信号处理后,通过获取目标的相关坐标和运动参数,将这些参数与弹丸的运动参数进行比较,生成相应的导引指令,并将这些指令传输给控制系统,控制系统通过控制舵机来驱动舵面飞行,从而实现精确制导,最终命中目标。

2)作用原理

激光末制导炮弹属于半主动式末制导炮弹。首先,当目标被激光指示器照射后,激光产生反射,制导炮弹上的导引头接收到反射的激光信号,通过分析和处理这个信号,导引头能够精确确定目标的位置。随后,飞行弹道在控制舱的调控下进行修正,以确保炮弹能够准确地导向目标。这种修正过程是基于对目标位置和炮弹当前位置的精确计算,以及控制舱所接受到的实时传感器数据进行的,这一复杂的制导过程确保炮弹能够准确地击中目标。因为激光指示器不是弹药携带的,需要额外的辅助系统产生照射激光,故为半主动式。目前主要通过三种方式来指示目标,为前沿观察员指示目标、无人驾驶飞机指示目标和直升机指示目标,前沿观察员指示目标使用最为普及,操作过程是在发现打击对象后,前沿观察员将目标特征、地形情况和运动参数告知火炮操作员,并用激光指示器照射目标,火炮操作员随即发射制导炮弹。前沿观察员通常是通信兵担任,乘坐吉普车行动,通常在距目标大概3公里的位置选择视野相对开阔的制高点,安置激光指示器的同时搞好隐蔽。目标被激光指示器照射后,地面火炮发射炮弹。炮弹在飞行的同时,激光指示器向目标不断地发射激光,激光照射到目标后发生反射,导引头能够接收到被反射的激光能量,随即发出相应的指令,控制炮弹上的控制舵,使炮弹发生偏转,炮弹的飞行方向被纠正,使制导炮弹准确命中目标。

三. 打击效果

激光末制导炮弹利用激光技术进行末端制导,能够实现精确打击,对目标造成巨大的伤害。这种炮弹的战斗部设计独特,采用了高能炸药和破片弹头,能够在瞬间摧毁目标。该弹药不仅对一般目标效果显著,对较难摧毁的装甲目标效果同样明显,激光末制导炮弹能够穿透一定厚度的装甲,对目标内部的人员和设备造成严重破坏。该弹不仅能够摧毁装甲目标的外表,还能够对装甲目标的内部设备造成破坏。采用了高精度的破片弹头,能够将装甲目标内部的设备、仪器、电子系统等一一摧毁,使其失去作战能力。

激光末制导炮弹对装甲目标的防御效果也是有很大影响的,主要体现在对抗移动装甲目标方面。由于该炮弹采用了先进的激光制导技术,能够实现精确打击,即使装甲目标进行规避动作也无法避免被击中。装甲目标的顶部装甲最为薄弱,最新的末制导炮弹甚至在弹道末端能够改变弹道,攻击装甲的“天灵盖”,给其造成严重的打击。然而,激光末制导炮弹的生产成本较高,还得需要额外的设备支持,在前沿阵地进行激光照射,加大了保障的难度,且其射击距离和抗干扰能力受环境因素(如烟雾、灰尘等)影响较大,这可能会影响其使用效果。

四.发展前景

激光末制导炮弹是一种采用激光半主动制导技术的炮弹,具有高命中精度、远射程、高威力、使用方便等特点,未来发展前景广阔。一方面,激光末制导炮弹的技术不断发展,性能也在不断提升未来,随着技术的不断完善和成熟,激光末制导炮弹的精度和威力将得到进一步提高,打击各种移动目标的能力将得到进一步增强。另一方面,随着战争形态的变化和作战对手的多样化,未来战场对快速打击和精确打击的需求也越来越高激光末制导炮弹作为一种高精度的打击武器,可以满足这种需求,并在各种作战场景中发挥重要作用。此外,随着人工智能等技术的不断发展,未来作战中的人机协同作战将越来越普遍激光末制导炮弹可以通过与智能系统的配合,实现自主寻的、自主攻击等任务,提高作战效率和打击效果。综上所述,激光末制导炮弹作为一种高精度的打击武器,未来发展前景广阔,将在各种作战场景中发挥重要作用。