文 献 综 述 炮射末敏弹现代末敏弹是“末端敏感弹药”的简称，又称“敏感器引爆弹药”，是一种能够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的现代弹药，是将多种先进技术应用到子母弹药领域中所形成的一种灵巧弹药，可由多种平台发射，主要用于自主攻击装甲车辆的顶装甲，在21世纪信息化战场上具有作战距离远、命中概率高、毁伤效果好、效费比高和发射后不管等优点[1]。 末敏弹是国外于20世纪70 年代发展起来的一种用于对付坦克、自行火炮和步兵战车等装甲目标的新型灵巧弹药，它是一种敏感器引爆弹药，是把先进得敏感器技术和爆炸成型弹丸技术应用到子母弹技术中的一种新型弹药 [2]。 末端敏感炮弹是一种“长了眼睛”的炮弹，但不是制导的炮弹和导弹。 在对付地面装甲目标时，需要炮弹直接命中目标，导弹自然成了一种有效武器。但是，导弹系统复杂、成本高，尤其在对付大规模集装甲目标时，由于导弹对目标的识别智能化方法难以解决，其效果也很有限。因此，若能发展一类系统简单、成本比导弹低得多、而又可以直接命中大面积分散装甲目标的武器，则会成为一种一十分吸引人的武器。在射向精度很的炮弹上“ 长眼睛”，使其对准目标爆炸是一种很有发展前途的方法。就是说，要在炮弹飞行的末端对目标的方位、亚离进行敏感，以最佳方向和趾离引爆炮弹, 直接命中目标。 70年代末, 美国首先提出的“ 萨达姆”系统研究案，采用红外和毫米波技术来探测地而的装甲口标，并进行了一些试验。与此同时，西德、瑞典等国也提出了不同的研究方案。但到目前为止，还没有一种真正装备了部队的末敏弹。现在摆在我们面前的问题是：末敏弹到有什么优点？它是一种发展方向吗?在发展末敏弹上还存在哪些技术方面或运用方面的问题?本文将对此作初步探讨。 一、国外末敏弹的研究现状 反坦克和装甲目标的主要武器是火箭筒、反坦克炮、反坦克地雷与导弹。除了地雷以外,其它几种武器基本上为对付单个装甲目标的直瞄式武器。虽然导弹装车或装直升机后可以对付较远距离的几个目标, 而且在解决了“ 打了不管”问题后就可以同时对付多个目标，但要对付大面积分散的集坦克和装甲目标、仍然比较困难。最初一代反坦克导弹，其成本只有坦克成本的1%左右，作为直瞄武器，因为其命中率高是很容易被人们所接受的。但是, 在对付目标中包含了大量的非坦克目标, 例如装甲车、卡车、废弃物等，这个成本比位将大大增加，况且比较先进的反坦克导弹的成本目前已超过坦克成本的5%。.这样,在对付体装甲目标时,导弹的成本有可能达到目标成本的20~50%。同时也由于地面目标的生存力比空中目标高一个量级（一般而言, 飞机只要局部或很小一点损伤就会坠落或失效, 而坦克与装甲目标的局部损伤不一定引起全目标失效），因此，强调降低反坦克武器的成本是关系到降低武器费效比的重大问题。 在对付目标的间题上，过去采用的手段是抛撒子母弹、撒布雷，或者用多管火箭齐射。这对毁伤野战的非装甲部队十分有效，但对装甲和坦克目标的摧毁效率极低。一般子母弹的破片不能洞穿装甲，而先进的扫雷与开道设备又会大大减少撒布雷的作用。于是，提高和改善这些常用武器的效果便成了当今的一个重大课题。 从70年代末开始，随着红外、电视、毫米波等探测技术的发展，除了能从复杂地物背景中识别目标外，还小型化到了可以将它们装到很小的炮弹上去的程度。因此，各国就开始将弹药制导化的设想扩展到更少的子母弹和更简单的敏感弹上去。1978年，美国航空喷气系统公司与卡特勒一汉马公司的AIL分公司,根据美国陆军装备技术研究发展局提出的任务开始了目标激活式的炮射“斯达夫” 灵巧弹丸研究与试验1979年开始，美国霍尼威尔公司、航空喷气电子系统公司和阿芙科公司分别研制了自动寻的遥感反装甲子母弹，这就是美国陆军军械装备研究与发展司令部的“ 萨达姆”（SADARM）武器系统;80年代初,西德的莱因公司发展了“ 济帕”(ZEPL)系统,迪尔公司研制了“哈贝斯特”系统,瑞典的博福斯公司研制了“ 博奴斯”系统[3]软膜布。 二、坦克目标识别原理 金属目标与常见地物背景在毫米波辐射特性上的差异是坦克毫米波探测识别的基础. 在毫米波波段, 金属物质主要反射外界的毫米波辐射, 其表面辐射率接近于0; 大部分地表物质是完全辐射的, 探测器天线探测到金属与背景时, 接收到的毫米波辐射信号不同, 被动式毫米波系统则利用地面与金属目标的毫米波特性的差异进行目标探测 [4]。 单一传感器探测识别的能力有限、抗干扰的能力较弱, 因此要提高武器的作战效能, 必须采用多传感器技术, 取长补短, 形成综合优势。毫米波主被动复合探测器是在这种情况下提出的, 它的传感器主要包括主动毫米波雷达和被动毫米波辐射计。如何把各单一传感器的信息有效地融合,一直是研究的热点和难点[5]。 三、微波武器 随着微波技术的发展，人们已经可以获得越来越强大的微波功率，目前已经达到10GW量级。对抗已经不再局限于对敌方电子装备的干扰而是上升到了可以直接暂时性或永久性地破坏敌方的电子装备，甚至使敌方人员丧失战斗力，这就是微波武器的功能[6]。 遥控机器人由天线接收的电磁信号被送入接收机。理想的接收机抑制所有不需要的噪声，包括其他信号，并对不需要的信号不增加任何噪声或干扰。不管信号的形式或格式如何，它都可以变换，以适合信号处理检波电路所要求的特性，然后再送到智能用户接口[7]。 辐射计就是一台超外差接收机，但辐射计与一般的超外差接收机有明显的区别。灵巧弹药中，毫米波辐射计利用地面目标与背景之间毫米波辐射的差异来探测及识别目标。毫米波辐射计实质上是一台高灵敏度接收机，用于接收目标与背景的的毫米波辐射能量[8]。 随着MMIC的迅速发展，毫米波焦平面阵列(MFPA)成像取得了很大的进展。而传统弹载探测系统由于采用单天线扫描，一直受到波束停留时间短的困扰。因此，毫米波多波束阵列探测技术在弹载中的应用得到极大的关注。无疑，对毫米波接收机的性能尺寸会提出较高的要求。目前，毫米波辐射计有超外差和直接检波两种结构形式。与超外差接收机相比较，直接检波式接收机具有系统噪声温度低、不需要本振、直流功耗低和部件简单等优点。由于器件及技术方面的原因，目前国内毫米波接收机大都采用超外差式。本文以弹载被动毫米阵列探测系统为应用背景，论述了8 mm波段直接检波式接收机系统工作原理，分析与设计了相关的系统参数，并进行了方案性试验研究。该接收机对实现弹载毫米波焦平面阵列探测系统具有十分重要的意义[9]。 四、国内研究现 随着毫米波技术、红外技术、激光技木、微电子集成以及各种传感器技术向常规弹药的广泛渗入，便常规弹药也相应地由时代的弹药发展成为高技术兵器时代的弹药。对于这种类型的弹药，有人称作灵巧弹药, 或智能弹药，或灵巧一智能弹药，而且各自的具体定义与内含也不尽相同。现在，我们暂且定义某些应用了高技术的常规弹药为灵巧弹药（Smart Munition）,具体包括末敏弹和末制导炮弹。它代表着当今常规弹药的一个重要发展方向。 参照国外灵巧弹药发展的经验教训，我国灵巧弹药的发展可以分为两个台阶：第一个台阶是发展末敏弹，第二个台阶是发展末制导炮弹。在工作衔接上应该是末敏弹技术全面开展研究的同时，末制导炮弹关键技术的研究也应起步，同时，末敏弹技术关键的解决，也为末制导炮弹打下基础。这样层次街接、有机配合，才能形成具有我国特的灵巧弹药发展新序列[10]。 研究红外末敏弹的一个重要性能指标是杀伤效果，杀伤效果与战斗部的最佳起爆高度紧密相关，简单的末敏弹探测到要攻击的目标就引爆装药，没有控制部分[11]。敏感器是末敏子弹引信关键技术之一，它的质量直接影响对目标的捕获、识别及EFP命中精度。为了提高终端威力系统毁伤效果，实现全天候、抗干扰、“发射后不管”的探测与识别目标，敏感器一般采用红外与毫米波两大技术，特别是利用两者性能互补[12]。 末端敏感弹一般具有整体扫描与目标激活的特点，即末敏弹在飞抵外弹道末端后，抛出敏感子弹，“敏感子弹系统”以某种规律带动敏感器件，对地面进行扫描，一旦遇到目标，就有可能在目标信息的作用下，使敏感子弹激活[13]。末端敏感反坦克炮弹对敌坦克的攻击是在动态条件下进行的，即敏感子弹处于对地面进行螺旋式扫描运动，敌坦克也可能处在做随机战术机动。当子弹敏感到目标并在空中爆炸时，发射出的“爆炸成形弹丸”（EFP）还要飞行一段距离才能命中目标，在这种情况下的命中概率究竟能达到多少[14]星空轮？末敏弹又称为传感器引信弹药，其中末敏弹设计系统分为三部分：探测器（传感器部分），自锻破片战斗部，稳态扫描装置。在末敏弹的设计初始阶段，根据战术、技术指标要求必须对末敏弹的一些设计参数作出合理的选择，才能设计出满足要求的末敏弹[15]。 参考文献： [1] 冯增祥.末敏弹的概念及现状.现代防御技术，1992，（3）:61～66 [2] 王志军.尹建平.弹药学.北京理工大学出版社,2005,5:1～406 [3] 成楚之.末敏弹的研制现状与问题.系统工程与电子技术， 1989,9(12):30～36 [4] 张彦梅.基于被动毫米波探测技术的近场目标识别方法.北京理工大学学报.2006,7（7）:622～625 [5] 杨 国，李兴国.毫米波主被动复合探测器目标识别技术.制导与引信，2006，9（3）:41～45 木工艺品制作[6] 王文祥.微波工程技术.北京：国防工业出版社,2009,4:1～677 [7] 孙龙祥，赵玉洁等.射频与微波手册.北京;国防工业出版社，2006，7：425～540 [8] 张 河.探测与识别技术.北京理工大学出版社，2005,2:1～255 [9] 汪 敏，李兴国，吴 文.8mm波段直接检波式接收机研究.红外与毫米波学报，2002，8（4）:310～313 蜗轮蜗杆副[10] 王颂康.灵巧弹药的发展和爆炸成形弹丸战斗部.兵工学报弹箭分册， 1991.80～84 [11] 王顺奎.红外末敏弹的发展概况.红外与激光技术,1992，（1）.1～5 [12] 洪大源.末敏子弹复合引信体制分析.现代引信,1992,（4）: 8～22 [13] 秦新昆.末端敏感弹的“必要扫入值”.弹道学报,1992,6（4）:45～49 [14] 秦新昆.末端敏感弹动态命中概率初步分析.弹道学报,1992,3(2):49～56 [15] 朱福亚.浅析末敏弹几个设计参数的确定.华东工学院学报,1992,(5):45～52 | |
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