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天地精灵-我国研制精确制导迫击炮弹

   

 

美国120毫米制导迫击炮弹攻击目标示意图

        近日,网上出现了我国惯性/卫星复合制导迫击炮弹的专利文献,它表明我国精确制导炮弹的发展又向前迈了一大步,我军精确制导打击能力在稳步向前.

     随着北斗二期工程的推进,我国精确制导武器的装备和普及呈现加速之势,有效的增加了我军远程打击能力,也提高了我国对外军贸的竞争能力.

     迫击炮出现在一战的时候,它具有重量轻、制造简单、成本低、机动灵活、容易操作、可以迅速转移阵地等优点,尤其是它的弹道毕竟弯曲,射角大,死角小,可以射击隐蔽物后面的目标地,发射速度高,非常适合做为步兵的携行火力来使用,不过它的缺点就是射程近,威力小,炮弹飞行和落地速度小、穿透能力弱,不能平射等,这些缺点限制了迫击炮远程火力支援能力,但是对于步兵分队的随行支援火力来说还是可以接受的。

 

迫击炮在现代战争依然发挥着重要的作用

 

随着技术的发展,在各种高科技导弹、作战飞机、火炮大行其道,但是各国仍将重视迫击炮的发展,并将其作为步兵分队的主要支援火力,这是因为现代战场上呼叫各种支援火力还是有很大的限制的,象大口径身管火炮和火箭炮一般由军师掌握,支援火力需要得到军师指挥部的支援,而空军的近距空中支援则更加复杂,需要透过联合指挥部向空军下达相关命令,这些都需要时间,这对于瞬息万变的现代战争来说,往往相关命令传递到火力单元的时候,情况已经出现了变化,以目前信息化程度最高的美军为例子,在阿富汗战场上就出现过海军陆军战队无法引导空军作战飞机的事情,所以在完善战场信息系统的同时,提高步兵分队自身的火力支援能力也是当务之急。

要想提高迫击炮的火力支援能力,需要增强射程和射击精度等方面的性能,尤其是后者,而迫击炮一个比较大的缺点就是射击精度较低,除了炮弹在身管中运动、飞行中受气流影响等因素外,迫击炮受到自身原理、结构的影响,我们知道迫击炮弹是从身管前部装填,然后击发,因此迫击炮弹的口径显然要小于身管口径,这样就会造成炮弹在身管中状态不稳定,同时也会造成火药气体的外泄,从而影响炮弹的出膛和飞行的稳定性,降低炮弹的精度,尤其在射击较远的目标或者机动目标的时候,这样就需要较多的弹药才能达到理想的命中概率,但是步兵分队的弹药携行较低,这样精确制导迫击炮弹就出现了。

  

有时候,各国步兵可能还是只能依赖于自己的携行火力

 

上世纪80年代末,英国率先研制了默林末制导迫击炮弹,它采用了毫米波末制导系统,主要用于对付装甲目标,默林末制导迫击炮弹利用了迫击炮的弹道特点,重点攻击坦克顶部、发动机盖板等薄弱部分,我们知道现代主战坦克防护能力较强,号称相当于1米厚的钢板,但是这样的防护水平只能覆盖前部一小部分区域,顶部的防护还是非常薄弱的,所以即使是中小口径的末制导迫击炮弹也可以对现代主战坦克造成有效的打击,可以起到“四两拨千斤的效果”,除了默林末制导迫击炮弹以外,瑞典也研制了类似的末制导迫击炮弹,它采用的是红外制导方式,也用于对坦克的攻击。

  

英国默林制导迫击炮弹

 

尽管末制导迫击炮弹的成本要高于普通迫击炮弹,但是它的精度和效能比后者要强的多,以前击中一个机动目标可能需要数十发普通炮弹,现在只需要数发炮弹就可以了,这样有效的提高了步兵分队的负担,也提高对付装甲部队的能力,所以许多国家也研制了制导迫击炮弹,如前苏联/俄罗斯、以色列研制的激光制导迫击炮弹

美国在伊拉克和阿富汗战争中,发现在山地作战中,受到地形的影响,作战飞机和远程火炮有时无法发挥作用,步兵更多的需要自己的携行火力提供支援,所以也研制了自己的精确制导迫击炮弹。这就是PGMM精确制导迫击炮弹,它采用了GPS/INS制导系统,在测试中PGMM有力的提高了步兵分队远距离火力投送的精度,例如远距离压制一个狙击手或者机枪组,使用普通炮弹需要8-10发,而PGMM则只需要2发左右,效能提高了许多。

 

 

美国制导迫击炮弹的外形图

 

 

美国实战测试精确制导迫击炮弹

 

我国从上世纪50年代开始发展迫击炮及配套的迫击炮弹,先后仿制了多种口径的前苏联迫击炮,形成了82、120、160毫米口径系列,可以为我国步兵分队提供了较为有效的火力支援,并且在多次边境自卫反击战中发挥了重要的作用,根据实用的经验,我国开始自行研制国产迫击炮,形成了60、82、100和120等口径系列,到本世纪初,我国已经研制了三代数十个型号的迫击炮,其战术技术指标已经达到或者接近世界先进水平,特别是重量、射程等指标方面有了长足的进步,此外我国也开始配套火控系统的研制,象国产120毫米自行迫榴弹已经配备了导航系统、电子地图和指挥控制系统终端,具备自主导航、定位,自动射击的能力,一些新型迫击炮也开始配备数字式火控系统,提高了火炮射击精度和威力。

 

 

国产迫击炮战术技术指标有了较大的提高

 

为了提高国产迫击炮的打击能力,特别是远程打击能力和对付机动目标的能力,我国也开始了精确制导迫击炮弹的研制,首先研制的是120毫米半主动激光制导迫击炮弹,根据相关资料,我国120毫米半主动激光制导炮弹主要是120毫米迫击炮弹的基础上加装了弹体头部安装有半主动激光制导系统、弹体质心周围安装有多个脉冲力发动机,弹按照火控计算机计算的弹道飞行,在接近目标时,利用尾翼稳定迫弹,使末修导引头发现目标并控制迫弹飞向目标。前观的激光目标指示器按照火控计算机计算的射表,按照要求在一定时间开始照射目标。炮弹上的接收器一旦接收到激光回波,便锁定目标。然后制导系统开始测量弹目视线与弹轴的偏差角,根据测量的结果启动脉冲发动机,消除误差,确保弹道与目标重合,以保证导弹能够准确的命中目标。根据相关资料国产120毫米半主动激光制导炮弹的命中精度可以达到3米。比起普通迫击炮弹近百米的误差,可以说精有了飞跃性的提高。

  

国产120毫米半主动激光制导迫击炮弹

 

需要指出的是国产120毫米半主动激光制导迫击炮弹适合国内外各种120毫米迫击炮弹进行发射,,如120毫米牵引式迫击炮、自行式迫击炮、便携式迫击炮等,并且可以形成由由120毫米迫击炮、精确制导炮弹、激光目标指示器、火控计算机、同步通信装置、数字通信指挥网络等组成的完整精确火力打击系统。由于120毫米迫击炮发射平台比其它身管火炮轻,可随前沿突击部队快速部署,机动能力强,通过先进的指挥控制系统,可快速形成支援火力。大大提高了步兵分队的作战能力。

不过半主动激光制导系统最大的缺点就是缺乏全天候作战能力,由于激光在大气中传输能力较弱,所以激光制导系统在烟、雨等恶劣环境中作战能力下降较大,另外也需要激光照射系统,对两者之间的配合要求较高,由于激光照射器处于前沿,敌我交错的时候,容易受到攻击,就会让炮弹失去作用。所以新世纪精确制导系统大量采用INS/GPS制导系统,以提高系统的自主作战能力。如前面提到的PGMM制导迫击炮弹,它就采用了INS/GPS制导系统。

 

国产半主动激光制导迫击炮弹配套的激光照射系统

 

从相关专利来看,国产120毫米INS/GPS迫击炮弹以120毫米迫击照明弹为设计原型,包括战斗部、控制舱、尾翼,其中所述战斗部内部安装有高爆炸药和引信装置,控制舱内安装GPS制导装置和惯性制导装置,所述惯性制导装置利用惯性测量装置测出导弹的运动参数,把炮弹自动引导到目标区,所述GPS接收机接收导航卫星播发的信号,修正炮弹的飞行路线。炮弹发射后通过空中自主对准获得初始姿态信息。弹体起控后,利用惯性/GPS复合制导,实时控制炮弹修正弹道,准确命中,可对敌目标实施“外科手术”式的精确打击。

炮弹在尽可能保持原弹丸外形的前提下,去掉了原头部的引信部分,将原来的放置降落伞的舱段部分的型线进行了适应性修正,改造成满足控制设备安装的控制舱,可以在已知目标坐标的情况下,从隐蔽或露天的射击阵地发射,对距离炮位1-7km范围的小型地面目标实施精确打击,典型目标包括:一般固定工事,部队集结地,技术阵地兵器、人员、车辆等点、面目标。;根据杀伤需求,合理调整了战斗部舱和控制舱的结构比例,保证战斗部装药重量。完全保留原尾翼结构,保证迫弹飞行中的稳定性。制导炮弹仍沿用原120毫米口径迫击炮发射,攻击地面固定目标。

  

国外GPS/INS制导迫击炮弹结构示意图

 

从各方面来讲,国产120毫米INS/GPS制导迫击炮弹与国外的精确制导迫击炮弹相当,不过它采用的是GPS制导系统,我国无法接收到高精度的GPS信号,也就是P码的GPS信号,只能使用C/A码的GPS信号会影响炮弹的精度,因此我军使用的120毫米INS/GPS制导迫击炮弹采用的是国产北斗卫星导航定位系统的信号。而采用GPS接收机的炮弹用于出口,随着我国北斗卫星导航定位系统覆盖范围的增加,国外用户也会采用北斗制导系统。

120毫米GPS/INS制导迫击炮弹的研制成功,有效的提高我国陆军步兵分队的携行火力的效能,前面提到,使用传统迫击炮弹可能数十发炮弹才能命中一个目标,用制导炮弹可能只需要2枚就可以了,这样我军陆军步兵分队的火力打击能力就得到了有力的提高,尤其需要指出的,我国未来可能发生战争的地区大多集中在高原高山地区、渡海登陆作战以及居民地反恐,可能会时远程火力无法达到的空白地区,如高山反斜面的目标,在这种情况下,制导迫击炮弹就可以发挥出重要的使用,提高我军步兵分队对于对方火力点、装甲目标的打击能力。并且还可以最大限度的减少附带损伤,这在居民地及城市作战中非常重要。

 

 

精确制导迫击炮弹的研制成功,提高我国步兵分队的携行火力效能

 

120毫米GPS/INS制导迫击炮弹的研制成功,也表明我国精确制导武器大规模应用时代的到来,我们知道由于精确制导炮弹由于受到的负荷要大于精确炸弹等武器,因此对元器件的要求比后者要高的多,同时中小口火炮由于炮弹容积较小,技术难度又大于大口火炮,所以这种炮弹的研制成功,表明我国在精确制导系统、军用微电子及元器件等领域又取得了长足进步,为我国精确制导武器的发展打下了坚实的基础。

特别需要指出的是就是我国北斗卫星导航定位二期工程的建设,目前它已经能够覆盖我国及周边地区,不久将覆盖亚太地区,由于摆脱了对于GPS系统的依赖,就为我国精确制导武器普遍运用提供了雄厚的物质基础,也是促进我军作战能力提高的一个关键工程,通过为友好国家提供高精度北斗卫星导航定位系统信号,也可以促进我国武器装备的出口,帮助友好国家摆脱对GPS的依赖,改善我国地缘环境。

对于我国来说,未来可能将相关技术继续发展,将INS/GPS制导系统进一步小型化,向100甚至82毫米迫击炮扩展,进一步提高我国陆军步兵分队的火力支援能力。

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