末敏彈,顧名思義,是指末敏彈傳感器引爆彈藥。彈丸發(fā)射后,在彈道末端探測(cè)到目標(biāo)的存在,使彈頭向目標(biāo)爆炸。它具有戰(zhàn)斗距離長(zhǎng)、命中概率高、毀傷效果好、性價(jià)比高、發(fā)射后不管的優(yōu)點(diǎn)。二戰(zhàn)以來,面對(duì)機(jī)械化部隊(duì)的高速縱深突擊,各國(guó)炮兵一直在追求遠(yuǎn)程、高效、廉價(jià)的反裝甲彈藥。20世紀(jì)六七十年代,兩用子彈藥和激光末制導(dǎo)炮彈相繼誕生,為炮兵部隊(duì)攻擊集群裝甲目標(biāo)提供了必要條件。但這兩種彈藥的缺點(diǎn)非常明顯:雖然激光末制導(dǎo)炮彈具有精度高的優(yōu)點(diǎn),但其成本相當(dāng)高,只能用于攻擊少數(shù)關(guān)鍵目標(biāo),很難執(zhí)行表面壓制任務(wù)。此外,士兵必須使用目標(biāo)照明器來指示前方的目標(biāo)。其實(shí)激光制導(dǎo)炮彈也是視距內(nèi)的武器,只是發(fā)射位置可以設(shè)定在遠(yuǎn)距離;兩用子彈藥的子彈威力、投擲精度和覆蓋面積都非常有限,攻擊集群裝甲目標(biāo)的效率并不是很高。由于引信的成本和標(biāo)準(zhǔn),仍然存在子彈拒爆率高、難以解決附帶損傷等問題。美國(guó)M270火箭最初使用的M223子彈撞擊引信,由于成本限制,設(shè)計(jì)極其簡(jiǎn)單。購(gòu)買價(jià)格只有不到1美元,極其便宜。但拒爆率極高,估計(jì)在5%左右,沒有自毀能力。如果按照航空空子彈藥引信的高安全性標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì),遠(yuǎn)程火箭炮的反裝甲作戰(zhàn)將變得極其昂貴,得不償失。鑒于以上原因,以美國(guó)為首的西方國(guó)家開始尋找一種廉價(jià)、智能、高精度和高效率的火炮彈藥,于是終端敏感彈藥的概念應(yīng)運(yùn)而生。
目前,軍事學(xué)術(shù)界認(rèn)為,直接命中率在50%以上的打擊稱為精確打擊,因?yàn)檫@一指標(biāo)基本反映了當(dāng)前武器彈藥的精確程度,基本符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)武器或彈藥精度的要求。所以壓制火炮的精確打擊意味著彈藥對(duì)目標(biāo)的直接命中概率達(dá)到50%以上。末敏彈的綜合作戰(zhàn)效果與這個(gè)定義非常吻合。
末敏彈實(shí)際上是一種沒有傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和姿態(tài)控制系統(tǒng)的制導(dǎo)炮彈,嚴(yán)格來說并不超出子彈藥的范圍。圓錐掃描目標(biāo)區(qū)域完全依靠空氣動(dòng)力,依靠紅外/毫米波器件感應(yīng)目標(biāo),依靠爆炸形成的彈丸命中目標(biāo)。從而大大降低了成本,簡(jiǎn)化并提高了操作效率。末敏彈通常與常規(guī)彈丸形狀相同,由彈丸和發(fā)射裝藥組成。用常規(guī)炮/火箭炮發(fā)射,發(fā)射元件和引信設(shè)定的操作與普通彈丸相同。彈丸包括彈體、時(shí)間引信、彈丸機(jī)構(gòu)、末敏彈等。末敏彈由減速、減旋和穩(wěn)態(tài)掃描系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、中央控制器、爆炸成型彈頭和機(jī)載電源組成。
末敏彈使用機(jī)翼或降落傘減速,這樣子彈在穩(wěn)定狀態(tài)下掃描更快。
末敏彈不是導(dǎo)彈,它只能被動(dòng)地指向目標(biāo),而不能跟蹤目標(biāo),主動(dòng)控制和改變彈道飛向目標(biāo)。它依靠減速、減旋和穩(wěn)態(tài)掃描系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)中尋找目標(biāo),也就是說傳感器和彈頭會(huì)看到彈丸轉(zhuǎn)向的方向。末敏彈通常使用降落傘或機(jī)翼進(jìn)行減速減旋和穩(wěn)態(tài)掃描。穩(wěn)態(tài)掃描技術(shù)是末敏彈研制中的一項(xiàng)重要技術(shù)。目前使子彈形成穩(wěn)態(tài)掃描運(yùn)動(dòng)的技術(shù)途徑主要有兩種:一種是使用降落傘,優(yōu)點(diǎn)是扔掉后能迅速進(jìn)入穩(wěn)定掃描,只需5秒左右,缺點(diǎn)是下落速度低,下落時(shí)間長(zhǎng),容易被敵人反擊,影響末敏彈整體作戰(zhàn)效果。二是采用氣動(dòng)機(jī)構(gòu),即利用導(dǎo)彈機(jī)翼的氣動(dòng)力形成掃描運(yùn)動(dòng),在著陸速度和掃描旋轉(zhuǎn)方面性能較好,但其缺點(diǎn)是進(jìn)入穩(wěn)態(tài)掃描時(shí)間較長(zhǎng),機(jī)翼阻力面的大小受圓柱形彈體截面尺寸的限制。如果要增加彈頭重量,需要增加翼面尺寸來增加阻力,就會(huì)出現(xiàn)問題。
傳感器用于發(fā)現(xiàn)裝甲車目標(biāo),通常使用紅外探測(cè)器、毫米波輻射計(jì)或毫米波雷達(dá)。單一的傳感器系統(tǒng)不適合在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)背景環(huán)境中檢測(cè)和識(shí)別目標(biāo)。為了提高檢測(cè)性能,一般采用復(fù)合傳感器,兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳感器系統(tǒng)組合使用,既能集成其優(yōu)點(diǎn),又能彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。通常復(fù)合毫米波系統(tǒng)末敏彈的毫米波雷達(dá)和毫米波輻射計(jì)共用一套天線,采用主動(dòng)方式測(cè)量距離和速度,被動(dòng)方式精確定位。紅外探測(cè)器通常采用雙波段,同時(shí)工作在3 ~ 5微米和8 ~ 12微米。早期的紅外探測(cè)器屬于點(diǎn)源探測(cè),只輸出強(qiáng)、弱輻射信號(hào),類似紅外制導(dǎo)空空導(dǎo)彈。更先進(jìn)的紅外探測(cè)器已經(jīng)改為多元線陣紅外探測(cè)器,通過掃描獲得紅外圖像。雖然成本和技術(shù)難度高,但識(shí)別準(zhǔn)確率更高。
終端敏感炸彈攻擊示意圖
在美軍M898型155 mm M898末敏彈摧毀目標(biāo)的瞬間,末敏彈在上部空距離空爆炸形成高速穿透杵。
有了穩(wěn)態(tài)掃描系統(tǒng)和傳感器,就需要遠(yuǎn)程反裝甲戰(zhàn)斗部。毫無疑問,穿甲彈的爆高只適合極近距離,也就是10倍口徑以內(nèi),超過這個(gè)距離的作用威力可以忽略不計(jì)。末敏彈需要摧毀100米距離的目標(biāo),所以人們只能對(duì)能遠(yuǎn)距離作用的爆炸成型彈丸彈頭大驚小怪。所謂爆炸成型彈丸,其實(shí)就是自鍛破片彈頭。如果將聚能裝藥戰(zhàn)斗部藥型罩的錐角做成大于90°,藥型罩在爆轟載荷的作用下,將不再產(chǎn)生正常的金屬射流,而是形成短而厚的高速穿透杵,這就是自鍛破片。鉭的熔點(diǎn)為3000°C,在炸藥爆炸時(shí)不會(huì)液化,能保持一定的硬度。形成的彈丸初速在1400 ~ 3000 m/s 之間,在大爆炸高度時(shí)能以其動(dòng)能穿透裝甲。在1000倍口徑的距離內(nèi)可以保持穿甲彈的完整特性,彈體形狀不隨爆炸高度變化?,F(xiàn)代爆炸成型彈丸已達(dá)到0.7 ~ 0.9倍口徑的穿甲威力,即155 mm末敏彈通常能穿透125 mm左右的均質(zhì)裝甲,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前主戰(zhàn)坦克的頂層裝甲厚度。
末敏彈典型作戰(zhàn)全過程示意圖
末敏彈的典型作戰(zhàn)過程可分為發(fā)射飛行階段、投擲階段、減速減旋穩(wěn)定階段、穩(wěn)態(tài)掃描階段和彈頭起爆階段五個(gè)階段。
1.發(fā)射飛行段。炮兵以連隊(duì)為單位開火。射表根據(jù)目標(biāo)的距離和方位、高度、氣象條件和彈道條件,確定火炮設(shè)置、射擊參數(shù)和時(shí)間引信劃分。彈丸撞擊點(diǎn)的計(jì)算值通常相隔100米。發(fā)射后攜帶末敏彈的母彈通過不受控制的彈道空飛向目標(biāo)。
2.散射截面。通過時(shí)間引信的作用,點(diǎn)燃推進(jìn)劑,用推進(jìn)劑動(dòng)力啟動(dòng)推進(jìn)裝置,切斷彈丸底部的插銷,沿飛行軌跡在500-800米空的高度依次向后拋幾顆子彈,子彈之間的距離為50-100米,使它們的掃描區(qū)域相互連接,避免擊中同一個(gè)目標(biāo)或錯(cuò)過目標(biāo)。
3.減速、減速和穩(wěn)定部分。子彈拋出后,翼形或充氣式減速器減速,減少旋轉(zhuǎn),定向穩(wěn)定彈丸。這時(shí)子彈下落速度已經(jīng)降到10m/s左右,啟動(dòng)熱電池開始給電子系統(tǒng)充電。
4.穩(wěn)態(tài)掃描部分。子彈下落速度繼續(xù)下降到5~8 m/s,在中央控制器的控制下,毫米波雷達(dá)開始測(cè)量離地距離。當(dāng)達(dá)到預(yù)定高度時(shí),拋出降落傘帶動(dòng)子彈旋轉(zhuǎn),幾秒鐘后進(jìn)入30度角穩(wěn)態(tài)掃描階段。紅外探測(cè)器窗口打開開始工作,傳感器在中央控制器的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行掃描。這時(shí)子彈已經(jīng)進(jìn)入了150米左右的有效高度。在中央控制器的控制下,子彈引信解除最后一根引信。
5.彈頭起爆段。末敏彈通常采用掃描兩次后確認(rèn)被探測(cè)目標(biāo)的方法。如果第二次掃描結(jié)果確認(rèn)是目標(biāo),中央控制器將引爆彈頭,射出爆炸成型彈丸,命中并殺傷目標(biāo)。如果探測(cè)窗口沒有發(fā)現(xiàn)有效目標(biāo),子彈頭作戰(zhàn)部會(huì)啟動(dòng)自毀裝置,在時(shí)間引信的控制下在離地面空數(shù)米的地方自毀,或者干脆依靠觸炸引信著陸自毀。
一發(fā)炮彈可以攜帶數(shù)發(fā)子彈,命中率高于50%,但成本比激光制導(dǎo)炮彈低很多。
末敏彈是一種智能彈藥,具有高效毀傷能力。目前沒有針對(duì)終端敏感炸彈的有效防范措施。但是,任何武器都不可能覆蓋全世界。根據(jù)末敏彈的工作原理和工作程序,通常采用加厚頂裝甲或主/被動(dòng)干擾手段進(jìn)行反擊,降低其戰(zhàn)斗力。在對(duì)抗毫米波探測(cè)器方面,毫米波雷達(dá)和毫米波輻射計(jì)可以通過毫米波箔條云和紅外/毫米波誘餌目標(biāo)兩種技術(shù)手段進(jìn)行干擾,毫米波箔條云的反射會(huì)產(chǎn)生毫米波雷達(dá)測(cè)距誤差。衰減可以使調(diào)頻毫米波測(cè)距雷達(dá)產(chǎn)生多目標(biāo)效應(yīng),干擾正常測(cè)距,實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)目標(biāo)的“冷屏蔽”,使毫米波輻射計(jì)失去目標(biāo)。紅外/毫米波假目標(biāo)是對(duì)箔條云的補(bǔ)充,可以由裝甲車拖動(dòng),也可以單獨(dú)布設(shè),可以降低對(duì)真實(shí)目標(biāo)的毀傷概率;
面對(duì)紅外探測(cè)器時(shí),可用紅外煙幕和紅色外誘餌干擾雙色紅外探測(cè)器。紅外煙幕會(huì)降低非成像紅外探測(cè)器目標(biāo)背景的對(duì)比度,破壞多成像紅外探測(cè)器的調(diào)制傳遞函數(shù)。紅外誘餌可以通過熱輻射特性降低探測(cè)目標(biāo)的概率。
國(guó)外已經(jīng)有幾輛裝甲車通過加強(qiáng)頂甲來對(duì)抗末敏彈,如PzH2000自行火炮、美洲獅步兵戰(zhàn)車等。,但這一措施對(duì)裝甲車的整體重量影響很大,單純加強(qiáng)戰(zhàn)車頂部裝甲厚度的效果有限。為了真正實(shí)現(xiàn)對(duì)末敏彈的干擾,有必要將上述技術(shù)手段集成到一個(gè)完整的系統(tǒng)中。
末敏彈是一種高性價(jià)比的反裝甲炸彈。末敏彈摧毀裝甲目標(biāo)的性價(jià)比比彈片高20倍,比普通炮彈高100多倍。與末制導(dǎo)炮彈相比,末敏彈只需要敏感目標(biāo),不需要鎖定和跟蹤,直到命中目標(biāo),因此綜合技術(shù)難度小于末制導(dǎo)炮彈,成本僅為末制導(dǎo)炮彈的1/4 ~ 1/5。因此,世界上許多國(guó)家都優(yōu)先發(fā)展這種“便宜又漂亮”的新型炸彈。
俄羅斯“龍卷風(fēng)”300毫米遠(yuǎn)程火箭炮9 м 55 к 1,是中國(guó)仿制的,內(nèi)部裝有末敏彈。
我國(guó)早在“七五”期間就開展了末敏彈技術(shù)的預(yù)研工作,并一直是“八五”、“九五”期間的重點(diǎn)研究課題。進(jìn)入90年代后,反裝甲末敏彈也是通過引進(jìn)俄羅斯Tornado 300mm遠(yuǎn)程火箭炮及其彈藥技術(shù)引進(jìn)的。摘要:通過分析2008年2月《科技日?qǐng)?bào)》上的一篇報(bào)道《韓:青春照在彈道學(xué)上》,證明我國(guó)仿制的Mojifu-3м已經(jīng)進(jìn)入武器級(jí)應(yīng)用。通過公開新聞研究,這種末敏彈,2007年11月,北京某總裝備部研究所在西北靶場(chǎng)。我軍使用國(guó)產(chǎn)300 mm遠(yuǎn)程火箭炮發(fā)射雙頻熱成像末敏彈,進(jìn)行了攻擊真實(shí)裝甲集群目標(biāo)的試驗(yàn),取得了圓滿成功?;鸺谠囼?yàn)射程約50公里,目標(biāo)群在3000x200米的矩形區(qū)域內(nèi)。12個(gè)坦克裝甲目標(biāo)均勻設(shè)置,一半以上的目標(biāo)被摧毀。這次測(cè)試標(biāo)志著我們的炮兵進(jìn)入了遠(yuǎn)程精確打擊時(shí)代。
國(guó)產(chǎn)雙頻熱成像末敏彈。
但早在上世紀(jì)末,通過靶場(chǎng)試驗(yàn),中國(guó)軍方就認(rèn)為俄制末敏彈體積龐大,技術(shù)水平與西方同類產(chǎn)品相比落后。他們對(duì)俄羅斯制造的終端敏感炸彈的技術(shù)水平不滿意。通過檢索紙質(zhì)數(shù)據(jù)庫,我們可以看到,近年來我國(guó)對(duì)末敏彈的研究已經(jīng)相當(dāng)深入。國(guó)產(chǎn)自行研制的152毫米炮射紅外末敏彈和毫米波末敏彈已經(jīng)完成了技術(shù)論證和演示,達(dá)到了復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)背景下地面目標(biāo)的探測(cè)距離,進(jìn)入新世紀(jì)以來,國(guó)產(chǎn)155毫米紅外末敏彈的研制已提上日程。根據(jù)作者綜合發(fā)表的資料,其傳感器采用多元線陣雙波段熱成像探測(cè)器,工作在3~5微米和8~12微米兩個(gè)波段,抗過載18000g,視場(chǎng)7x0.35度,有效探測(cè)距離150米。子彈下落速度8m/s,穩(wěn)定掃描速度5r/ s,掃描角度30度,穩(wěn)定掃描面積約4200m2。新一代末敏彈的彈頭設(shè)計(jì)也如火如荼。EFP戰(zhàn)斗部作用距離達(dá)到140米以上,散布誤差小于0.1米,威力是口徑的0.8倍以上。我們一開始就是這么說的:華安集團(tuán)已經(jīng)獲批發(fā)射155毫米炮的末敏彈。可以預(yù)見,幾年后,我們這種已經(jīng)因快速反應(yīng)系統(tǒng)改造而在亞洲脫穎而出的火炮,也將普遍裝備這種彈藥,從120自行榴彈炮到152榴彈炮,從155榴彈炮到300毫米火箭,從而繼續(xù)在陸地上保持巨大的威懾力。中國(guó)軍隊(duì)有一個(gè)復(fù)制和包攬所謂高科技武器的邪惡陰謀。任何美、英、西吹噓的神奇、技術(shù)上高不可攀的武器,都掌握在中國(guó)人民手中。只要中國(guó)軍隊(duì)需要,沒必要提。小屋、卷心菜和洪水。。。。。。毫無疑問,末敏彈也是一樣。
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