碳纤维炸弹 和 弹道修正弹 哪个是新概念武器?弹道修正弹不就是东风51洲际弹道导弹弹么,他是新概念武器

二维弹道修正弹气动布局分析--《南京理工大学》2014年硕士论文
二维弹道修正弹气动布局分析
【摘要】:精确打击弹药在现代战争中使用比例越来越高,而导弹造价昂贵,不能大规模装备,库存量大的无控弹无法达到精度要求,介于两者之间的弹道修正弹以其较高的效费比获得许多国家的青睐。弹道修正弹是指弹箭在飞行弹道的合适位置,通过修正机构的作用改变弹箭气动外形来改变气动力从而达到改变落点坐标、提高射击密集度指标的一种智能弹箭。本文描述了对鸭式布局的二维弹道修正弹进行气动力研究的过程,给出了风洞实验和数值模拟的结果,进行了气动特性的分析。
首先,设计一组拥有不同舵偏角的鸭式布局二维弹道修正弹模型,对这组模型进行亚、跨和超音速下的风洞静态测力实验,得到了模型气动力和力矩系数随马赫数、攻角和舵偏角的变化规律,拍摄了超音速下纹影照片。采用数值计算的方法研究了二维修正弹不旋转和在超音速条件下转速为10000r/min和15000r/min的气动特性,得到了不旋转和旋转条件下模型的流场分布规律,并借此对气动特性的变化规律进行了分析。
通过纹影照片和数值模拟流场的观察,原模型在头部与圆弧接触部位出现了一道激波,这会对模型的气动特性产生不利的影响。为此对前期研究的模型进行了改进,设计了一组新布局模型,在超音速条件下,采用数值计算的方法对改进后模型不旋转和转速为1OOOOr/min和15000r/min状态的气动特性进行研究,得到不旋转和旋转状态下的气动特性规律。对比两种气动布局模型的气动特性发现:改进后模型阻力系数有降低,但减阻效果不明显,模型在旋转后阻力系数也会有降低;改进后模型升力系数有增加,模型修正力提高了,模型升力系数不随转速变化而变化;改进后模型的俯仰力矩系数增加了,模型俯仰力矩系数不随转速变化而变化;改进后模型的滚转力矩也增加了,模型改变姿态的能力提高了,旋转后模型滚转力矩系数减小了,转速越大滚转力矩系数越小;改进后模型的压心系数小于改进前模型压心系数。
本文对两种鸭式气动布局二维弹道修正弹气动特性的研究结果可为二维弹道修正弹的弹道设计和研究提供基础依据。
【关键词】:
【学位授予单位】:南京理工大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2014【分类号】:TJ410【目录】:
摘要5-6Abstract6-10图表目录10-14注释表14-151 绪论15-24 1.1 研究背景15-16 1.2 国内外发展现状16-22
1.2.1 国外发展状况16-21
1.2.2 国内发展状况21-22 1.3 本文主要工作内容22-242 二维弹道修正弹风洞实验方案及内容24-31 2.1 风洞实验方案的确定24-25
2.1.1 相似准则24
2.1.2 实验方案24-25 2.2 实验设备25-26 2.3 实验模型26-28
2.3.1 模型设计要求26-27
2.3.2 实验模型27-28 2.4 实验条件28-30
2.4.1 二维修正弹测力实验条件28
2.4.2 实验流程28-29
2.4.3 实验测试内容29-30 2.5 本章小结30-313 实验结果及分析31-39 3.1 阻力特性变化规律31-33 3.2 升力系数变化曲线33-35 3.3 俯仰力矩系数变化曲线35-37 3.4 滚转力矩系数变化曲线37-38 3.5 本章小结38-394 数值计算方法39-47 4.1 控制方程39-42 4.2 离散方法42 4.3 边界条件和初始条件42-44
4.3.1 边界条件43-44
4.3.2 初始条件44 4.4 湍流模型44-45 4.5 网格生成45 4.6 数值计算条件45-46 4.7 本章小结46-475 风洞实验模型计算结果及分析47-72 5.1 模型几何外形和不旋转时计算网格47-48 5.2 数值计算和风洞结果对比48-59
5.2.1 阻力特性变化规律48-50
5.2.2 升力特性变化规律50-51
5.2.3 俯仰力矩系数变化规律51-52
5.2.4 滚转力矩系数变化规律52-53
5.2.5 流场分析53-59 5.3 旋转后气动特性59-71
5.3.1 旋转时计算网格和计算方法59-60
5.3.2 数值计算结果60-71 5.4 本章小结71-726 改进模型和数值计算72-94 6.1 计算模型几何外形和网格72 6.2 数值计算结果72-92
6.2.1 不旋转条件下气动力计算结果73-76
6.2.2 不旋转条件下流场分析76-81
6.2.3 旋转条件下气动力计算结果81-88
6.2.4 旋转条件下流场分析88-92 6.3 本章小结92-947 全文总结94-96 7.1 本文工作总结94-95 7.2 工作展望95-96致谢96-97参考文献97-100
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京公网安备74号碳纤维炸弹 和 弹道修正弹 哪个是新概念武器?弹道修正弹不就是弹道导弹么,他是新概念武器_百度知道
碳纤维炸弹 和 弹道修正弹 哪个是新概念武器?弹道修正弹不就是弹道导弹么,他是新概念武器
碳纤维炸弹
弹道修正弹
哪个是新概念武器?弹道修正弹不就是弹道导弹么,他是新概念武器么?
对炮弹的轨迹进行变化:动能拦截弹(分为反卫星,利用弹头的动能直接撞毁目标的武器、动能武器和军用机器人、群射火箭等、反导弹2种)、轨道炮和重接炮3种)、电磁炮(分为线圈炮。动能武器指的是一类能够发射高速(5倍于音速)弹头。主要有,在其他方向就没有杀伤破坏作用。定向能武器是指粒子基因武器的能量是沿着一定方向传播的、微波武器和粒子束武器。如激光武器,改变了原先的工作原理新概念武器是指在工作原理和杀伤机理上有别于传统武器,该粒子基因武器有杀伤破坏作用、能大幅度提高作战效能的一类新型武器,并在一定距离内。新概念武器主要包括定向能武器、实施工程保障等、深海战略武器等。目前正在研制的新概念武器,可以用于执行战斗任务弹道修正弹是新概念武器他可以在飞行过程中。军用机器人(具有某种仿人功能的自动机器的总称)、侦察情况,还有气象武器
那碳纤维炸弹呢?
那个还是传统武器,只不过就是将里面的装药换成了碳纤维,实现电线短路
好吧,那弹道修正弹是弹道导弹么?对炮弹轨迹改变不就是制导炮弹么?
弹道修正弹是炮弹,炮弹飞行速度快,时间段,体积小,调整比较麻烦
也就是说现在没有呗,那激光制导炮弹,属于修正弹道弹么?是用舵面调整弹道么?
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出门在外也不愁智能弹药·新概念武器·信息化弹药
【转载】网络文章
随着信息技术的飞速发展,特别是大规模集成电路、超高速集成电路以及计算机控制系统的广泛应用,弹药也正在悄悄地孕育着一场革命,一批机理独特、威力强大、颇具灵性的智能化弹药将横空出世。
子弹长“眼睛”
美国正在研制一种出膛后能自动跟踪目标的智能子弹这种由枪管发射的自适应子弹,是通过以下两种装置控制其发射的:一是制导系统,采用的是激光半主动制导,具体设想是用一束激光给目标“着色”,并给每个弹头的石英窗下安置一个自动寻找激光信号并控制子弹的传感器,以引导子弹沿着激光束飞行而精确命中目标。目前已研制出蕊片一样大小、并可经受住发射压力的传感器。二是压电陶瓷制运器,这种装置结构十分简单,弹头通过球窝连结与弹体结合,并由一圈压电陶瓷棒来固定,在施加电压时,由于压电效应子弹的一侧某个压电陶瓷变长,同时另一侧相对应的压电陶瓷变短,可使子弹产生飞行偏角,从而控制弹头的飞行方向。具备这两种装置的智能子弹,能以超音速的速度准确地击中目标或较大型武器装备上的薄弱环节。
炮弹有“思维”
在炮弹家族中,迫击炮独具特色,它弹道弯曲,射速快,是实施攻击顶装申的理想炮弹,可从遮蔽物后发射或攻击远距离的目标。因此,各军事大国也开始着手智能迫击炮弹的研制。智能迫击炮是在普通弹上加装了制导装置,使其成为具有自主搜寻、探测、捕获和攻击目标能力的精确制导弹药。典型的有英国的“默林”和法国的“螺旋”等智能迫击炮弹。
“默林”智能迫击炮弹采用主动式毫米波雷达寻的器,当炮弹飞抵弹道最高点时,弹上毫米波雷达寻的器开始工作,一寻的器能以宽波束对地面目标进行搜索,一旦识别目标,制导系统将控制目标实施攻击。法国研制的“螺旋”智能迫击炮道采用被动红外寻的器,当炮弹飞抵弹道最高点时,靠电子元件解除保险,进人目标搜索阶段。红外寻的器在目标上空对敌大范围进行扫描,一旦发现目标,位于弹位四周的12个侧推火箭逐个点燃,并控制弹丸飞向目标。
炸弹会滑翔
智能滑翔炸弹是美军目前正在积极研制的另一种新型智能武器,它集风能、太阳能、动力、探测、控制装置于一体。作战时可由飞机或其他装置从空中抛出,尔后利用太阳能、风能和自身的能量在空中游一弋,发现目标后迅速攻击。美军曾在纽约的一个靶场进行了试验,其攻击目标是一辆隐蔽机动的装甲车。这枚智能滑翔炸弹被抛出后,在空中自主上升、下降并滑行寻找目标,巧分钟后隐蔽机动的装甲车终于露出了“端倪”,智能滑翔炸弹上的火箭助推器立即起动,全速冲向目标,在制导系统的控制下,准确击中了目标。但并没有爆炸,因为这是在试验。据称,美国研制的这种智能滑翔弹最长可在空中游弋60分钟,并且具有识别敌我与自毁功能。
导弹能自控
目前,美国研制出一种具有自主一识别敌我、自主分析判断和决策,能主动攻击目标,并能在找不到攻击目标的情况下自动返航回收的新型一导弹。一种名为“黄蜂”的反坦克导弹.它装有一套先进的探测、控制设备,作战使用时,由飞机远距离成批发射后,它先超低空飞行,到达目标区可自动爬升上千米,然后自动俯瞰战场.并利用其计算机中存储的敌我坦克特征的信息,在没有任何地面帮助的情况下,搜寻并攻击敌方坦克。如果目标已有导弹跟踪,后到的导弹就会自动寻找其他的目标,以获得最大的杀伤效果。
新概念武器的研究现状与发展趋势
随着科学技术的进步和军事斗争的需要,一些与新概念武器相关的高新技术日趋成熟,一系列工作原理和杀伤机制不同于传统武器的新概念武器相继被提出,并得到了深入的研究和不断的发展。加速新概念武器的研制和发展,是各国确立军事高技术优势的重要举措之一。
新概念武器通常是指在基本原理、杀伤破坏机理和作战方式上与传统武器有着重大区别的新型武器。它可以利用声、光、电、电磁和化学失能剂等先进技术直接杀伤目标和破坏设备。
根据新概念武器的杀伤原理、杀伤规模和杀伤手段,新概念武器主要分为4大类,即新概念能量武器、新概念信息武器、新概念生化武器、新概念环境武器,具体见下表。
新概念武器的划分
主要武器名称
新概念动能武器
高速化学能发射器、电磁轨道炮和电磁感应炮、电热炮和电热—化学炮、电热化学枪、轨道枪等
新概念定向能武器
激光武器、高功率微波武器或电磁脉冲武器和粒子束武器
新概念原子能武器
中子弹和反物质武器
新概念声波武器
次声波武器、次声武器、强声武器、超声武器、噪声武器
军用机器人、无人平台
计算机网络攻防武器
计算机病毒武器、芯片细菌武器和“黑客”
微米/纳米武器、微型坦克、微型攻击无人机、纳米间谍卫星
染色体武器
新概念化学武器
超级腐蚀剂、超级润滑剂、聚合剂、镇静剂
人工降水、人造干旱、人工造雾、人工影响台风、人造臭氧层“空洞”
人造地震武器
从广义上说,新概念武器还应包括那些利用高技术进行改进而性能更为完善的武器。
2 发展现状及使用情况
新概念武器的潜在作战效能和应用前景已引起了军事大国的重视。以美国为代表的各军事大国纷纷投入大量人力、物力,进行新概念武器的研究开发,其中有些系统已拥有关键技术储备,有些系统已完成分系统和总体验证试验,有些系统甚至已进入工程制造阶段,并准备装备部队。
目前,正在探索和发展中的典型新概念武器主要有定向能武器、动能武器、声波武器、计算机网络攻防武器和非致命武器等。这些新概念武器为武器装备的发展开辟了崭新的领域,在一定程度上代表了未来武器装备的发展方向。
2. 1 定向能武器
定向能武器也叫能束武器,可以产生和发射束能集中的电磁能或原子/亚原子粒子等。定向能武器发出的能束,可对目标的结构或材料以及电子设备等特殊子系统、系统进行硬破坏,也可以通过调节功率的大小,对目标进行软破坏。目前,发展中的定向能武器主要包括激光武器、高功率微波武器和粒子束武器等。
2. 1. 1 激光武器
1995年美国陆军和以色列国防部开始合作研制车载鹦鹉螺激光武器系统。日,美国在试验中利用鹦鹉螺激光武器成功击落了喀秋莎火箭弹,并在8月底又成功进行了同时击落2枚喀秋莎火箭弹的试验。1998年6月,美国空军成功地进行了正常飞行质量的高能激光器组件的首次发射试验。1995年1月,美军从索马里撤离的时候,海军陆战队曾使用军刀(Sa-ber)203的激光照明系统驱散有威胁性的索马里人群,该装置还可用于武装执法人员拘捕罪犯。专用于作战飞机的机载激光炮,也已装在波音747-400F飞机上,在12km~13km高空,对350km处的助推飞行的战术弹道导弹实施拦截。美国海军研究了舰船自卫用的激光弹药,采用127mm火炮发射,利用炸药爆炸的能量产生激光束,致盲反舰导弹的敏感光学系统。洛斯·阿拉莫斯国家实验室已验证了各向同性辐射器和定向辐射器方案,利用爆炸冲击波加热惰性气体,产生宽带强可见光。英国国防部研制了一种名为复仇女神的定向红外干扰系统,用于干扰敌方的远程红外制导导弹,并为自己的飞机提供主动防御。有资料介绍,俄罗斯基洛夫级核动力巡洋舰上已装有防御导弹的氟化氚红外激光定向能武器,其有效作用距离达10km。
2. 1. 2 微波武器
自从1973年第一台高功率微波源问世,经过二十几年的发展,高功率微波技术已逐渐走向成熟。微波功率从最初的400MW发展到目前的15GW,频率从1GHz发展到140GHz,提高了两个数量级。高功率微波武器将搭载于巡航导弹、防区外导弹及其它空地导弹,用于压制敌防空系统和用作信息进攻武器。美国在“沙漠风暴”行动中已采用了微波弹。
2. 1. 3 粒子束武器
总体上,国外在粒子束武器技术方面的进展,比其它几种定向能武器缓慢。1989年7月,美国利用白羊座火箭进行了第一次中性粒子束装置试验,并且首次建立了这类中性粒子束的空间物理数据库。20世纪90年代以来,美国把大气层中的带电粒子束研究转到探索破坏机理方面。
2. 2 动能武器
动能武器是指利用所发射的超高速射弹的动能对要攻击的目标实施毁灭性破坏的武器。
目前世界上采用新概念技术的动能武器主要有利用火箭推进的和靠电磁能推进的电磁发射武器。
2. 2. 1 动能拦截器
动能拦截器是一种自主寻的、利用其与目标直接碰撞的巨大动能来杀伤目标的飞行器。它是在导弹技术的基础上迅速发展起来的一项新技术,高精度制导和快速响应控制是其关键技术,追求目标是“零脱靶量”。目前,世界发达国家和地区都在竞相发展这项新技术,一些系统已经接近实战化水平,预计到2010年前后可能全面部署高性能的多层反导防御体系,并具备动能反卫星能力。美国陆军战术弹道导弹防御系统、美国海军战区导弹防御系统、美国国家导弹防御系统和反卫星系统都采用了这项技术。
2. 2. 2 电磁发射武器
电磁发射武器技术是一种全新原理的发射技术,主要包括电磁轨道炮、电磁感应炮、电热炮和电热化学炮等技术,其中电热化学炮和电磁轨道炮技术在最近十多年来取得重大进展。美国电磁发射技术的研究已从演示验证阶段进入武器型号研制阶段。美国于1993年6月研制出世界上第一门60mm电热化学炮,弹丸的炮口能量比固体发射药火炮提高35%。电磁轨道炮被美国陆军看成是2020年后陆军战车主要武器的候选方案,未来应用包括美国未来作战系统、英/美战术侦察装甲战车/未来侦察骑兵车等车辆上,也可作为舰载武器。法、德、英、俄等国也都在加紧研制电热化学炮。目前来看,电磁轨道炮还是一个远期发展目标,电磁发射技术尚未成熟,许多技术难题有待解决。其中包括电源技术、材料技术、超高速弹丸技术等。
2. 3 声波武器
声波武器是指利用发射声波与人体的某些器官产生共振,从而造成人体器官的损伤的武器。法、美、俄等国都在研制。美国后来居上,据称,
1986年,美军在索马里战争期间,曾经使用过声波武器试验样品。20世纪90年代,美军专门研制高功率微型次声发生器,并进行了战场模拟试验。1995年底,美国曾对波黑塞军阵地秘密进行次声波攻击,据称,几秒钟就使塞军士兵昏倒、呕吐、陷入混乱。据称,美国已经研制出一些频率超过20kHz的超声波武器。此外,国外还在研究利用次声波或噪声源来攻击掩体或建筑物中的人员,使其眩晕或失去作战能力。
2. 4 计算机网络攻防武器
网络攻防武器是以夺取和保持信息优势为目的,攻击敌方信息系统和网络,同时确保己方信息系统和信息安全的有效而关键的非致命性武器。计算机病毒堪称是后起之秀,各国对发展计算机病毒武器都十分重视,据说,这种武器在海湾战争中已小施手脚。计算机病毒轻武器可以用来攻击敌计算机系统,使之由于染上病毒而陷入瘫痪。现代战争是现代化的信息战,计算机网络是信息传输的重要途径,计算机网络是否安全和畅通是现代化战争胜败的关键。
2. 5 非致命武器
非致命武器是指利用声、光、电、电磁和化学制剂等非致命技术手段,使敌方军事人员和作战设备暂时或永久地丧失正常机能,而不造成人员死亡的武器。这些非致命武器在高技术局部战争和一些特定的反恐或维和行动中具有广阔的应用前景。
海湾战争中,美国向伊拉克电厂发射的碳纤维炸弹,使伊拉克的防空导弹阵地和雷达设备致盲。据报道,苏联在阿富汗也曾使用过迷向性辐射器之类的非杀伤性武器。另外,还有各种失能武器弹药,如使人眼失明的激光枪、激光榴弹,伤害人体器官和神经的次声枪弹,可击倒人员的冲击波涡流枪,使人员和光学仪器致盲的强闪光炸弹,巡航导弹的碳纤维干扰弹战斗部,内装金属脆化剂、超强腐蚀剂、粘性/水性泡沫剂的炮弹和炸弹等。
此外,还可能出现采用纳米技术的微型智能攻击和信息武器,如微型坦克、微型攻击无人机、纳米间谍卫星等。美军在科索沃战争中就使用过微型坦克。美军还研制了一种称为太妃糖枪的化学粘稠剂,粘稠的胶状物质可以将人牢牢地粘住,使其失去行动能力。
3 新概念武器发展趋势
研究分析可以发现,世界各国普遍重视的新概念武器有以下几个发展趋势。
3. 1 创新性
与传统武器相比,新概念武器采用现代高新技术和全新概念的设计思想、制作材料和结构原理等,因此武器的性能与传统武器相比,有很大的突破和提高,具有很高的作战效能。新概念武器在各方面都具有显著的突破与创新,它是创新思维和高新技术相结合的产物。
3. 2 高效精确性
许多软杀伤武器是靠能量来杀伤破坏目标,只要战前将能量储备好,战时就能实施连续攻击,不受“弹药”数量的限制。大多数软杀伤武器属于无惯性武器,射击时无后坐力,操作使用灵便,可快速变换射向,一个武器可同时攻击多个目标。那些使用光束、电波攻击目标的新概念软杀伤武器攻击运动目标无需提前量,只要瞄准目标发射即可,命中精度极高。
3. 3 时代探索性
新概念武器是一个相对的、动态的概念。随着时代发展和科技进步,某一时代的新概念武器将日趋成熟并得到广泛应用,继而也就转化为传统武器。但探索性新概念武器的高科技含量远比传统武器多,探索性强,技术难度大,资金投入大,其发展在技术、经济、需求及时间等方面具有诸多不确定因素,因此也具有较高的风险。
3. 4 非致命性
新概念武器的非致命性是新概念武器的又一个重要特点,随着人类社会的进步,其“弱致命性”迎合了人类生存与和平发展的需要,在道义上易于被爱好和平的人们接受。
随着新概念武器的陆续实用化,战争式样将发生一系列变化,作战效能与效费比也将大幅度提高。它可以在不造成人员伤亡的情况下,使敌人丧失战斗力,武器装备无法使用,从而实现克敌制胜的目的。战争将变得更加“文明”。军事理论、作战方式和部队编制等都将发生变化。
信息化弹药的研究现状及发展趋势
20世纪后期以来,国际局势风云突变,世界格局不断发生变化。随着战争不断演进和高新技术的不断发展,各种新概念、新原理、新功能的武器装备层出不穷,这其中也包含弹药。为了适应信息化战争需要,弹药的信息化已成为武器装备信息化的重要组成部分。弹药功能必须从人道主义的观点出发,尽量减少不必要的人员伤亡,必须从传统的能量摧毁型向信息摧毁型、信息遮断型拓展,必须从传统的摧毁有形的、物质的战场目标,向摧毁无形的、战略型的战场目标延伸。信息化弹药将成为未来信息化战场上必不可少的组成部分。
1 信息化弹药的内涵及分类
信息化弹药泛指采用精确制导系统,以弹体作为运载平台,通过高新技术的应用能够实现态势感知、电子对抗、战场侦察、精确打击、高效毁伤和毁伤评估等功能的灵巧化、制导化、智能化、微型化、多能化弹药,具有模块结构、远程作战、智能控制、精确打击等突出特点。外军有关研究表明,与普通弹药相比,信息化弹药的作战效能可提高100~1
000倍,效费比可提高30~40倍。
信息化弹药通常分为2类:1)利用弹丸作为载体将各种信息装置投放或经过目标区域,进行目标侦察、干扰和毁伤评估,获取战场信息,如战场传感器侦察弹、电视成像或视频成像侦察弹、战场毁伤评估弹、各种干扰弹等;
2)利用弹道信息、目标特征信息,综合采取传感技术、微电子技术、激光探测技术、红外与毫米波技术以及计算机处理技术等设计出来的信息化弹药,这类弹药能够获取和融合信息,并具备信息处理能力,最终达到“精确命中,命中即毁”的目的,如制导炮弹、弹道修正弹、巡航导弹等。信息化弹药将使毁伤功能最终融入C4ISR网络,构成侦察、通信、决策、打击、毁伤、评估等一体化的C4KISR网络,极大地提高战场毁伤的时效性和有效性,为速战制胜奠定物质基础。
2 信息化弹药发展的客观必然性
信息技术越来越多的应用于现代战争中,信息化作战方式将成为未来战争的主流,战场目标呈现出多样性,为了在战场上取得优势,各国不断加大信息化装备的科研投入,促进了新型弹药的不断产生与发展。海湾战争,特别是伊拉克战争使人们清楚地看到,要确保在战场上的毁伤优势,其弹药是一大关键。发展信息化弹药存在以下必然性:
1)非接触性作战成为现代作战双方的原则之一,未来战争前后方界限将越来越不明显。为在敌防区外攻击敌纵深目标,必须提高弹药射程,提高射程将为战场指挥官完成所希望的任务提供更多的选择,并可以提高完成任务的效果。增程制导的信息化弹药成为远距离作战的必须。
2)为提高己方的战场生存力,必须确保弹药具有精确命中和高效毁伤能力。在现代世界和政治环境中,至关重要的是在打击目标的同时,尽可能地减少对友军和平民所造成的间接损伤,真正实现精确打击。
21世纪的数字化战场要求弹药装备在未来战场充斥高技术化和信息化,即弹药信息化,以实现指挥官、士兵和武器系统通过数字化通信装备联系在一起的目标,尽可能多的获取信息时代的优势。
4)减少后勤负担的需要。信息化弹药的作战效能和费效比是普通弹药无法企及的,战时弹药消耗量十分惊人,而部队携运量十分有限,如果不能有效地减少弹药消耗量,战时再补给将成为影响战役或战斗进程的软肋。因此,发展具有远程压制、精确打击、高效毁伤能力的信息化弹药成为一个必然的趋势。
3 信息化弹药的研究现状
与普通弹药相比,信息化弹药的最大的优点就是飞行距离远,命中精度高,作战费效比高。信息化炮弹是信息化弹药中的重要一族,主要包括末敏弹、弹道修正弹、末制导炮弹、干扰弹和一些特种弹等。信息化炮弹的应用,大大改变了传统炮兵作战方式。
3.1 末敏弹
末敏弹是一种用载体投射,“发射后不用管”的特种子母弹药,它一般由弹体、时间引信、抛射机构、发射装药、分离装置、敏感子弹等组成,敏感子弹由自锻弹丸战斗部、复合敏感器系统、减速减旋与稳态扫描系统、中央控制器等组成。末敏弹可由炮弹、远程火箭、航空火箭、飞机撒布器等发射或投射。末敏弹多采用子母结构,母弹内可装多个子弹,具有很强的杀伤力。末敏弹既具有常规炮弹间瞄射击的优点,又具有自动探测和识别目标的能力,能专门攻击集群坦克的“天灵盖”——顶装甲,被誉为“反坦克武器新星”。
典型的末敏弹有美国“萨达姆”和改进型PI“萨达姆”末敏弹,俄罗斯的SPBE末敏弹,德国SMART末敏弹,瑞典和法国联合研制的“博纳斯”末敏弹等。美国“萨达姆”末敏弹,其子弹采用复合敏感器,由多元线阵红外敏感器、主动波雷达、被动毫米波辐射计、磁力计等组成。俄罗斯的SPBE末敏弹是一种子母炸弹,该弹母弹内装有15枚子弹,每枚子弹均由3个降落伞减速。母弹由作战飞机投放,双波段红外探测器可确保空心装药战斗部准确无误地攻击坦克顶装甲,据称,
1枚SPBE末敏弹可同时攻击6个装甲目标。德国SMART末敏弹,是一种性能优异的末敏弹,敏感子弹采用复合敏感器,由单元红外敏感器、3
mm的毫米波雷达/毫米波辐射计和磁强计等组成,射程较远,可以在恶劣气候条件下和在有各种干扰的战场环境下使用,能够摧毁各种装甲目标,其首选目标为主战坦克。瑞典和法国联合研制的“博纳斯”末敏弹采用单一红外敏感器,内装5枚“博纳斯”反装甲敏感器引爆子弹药,具有很强的杀伤力。
3.2 弹道修正弹
弹道修正弹系统一般由弹体、战斗部、弹道偏差探测装置或GPS接收机、弹道修正指令处理器及简易控制执行机构等组成,通过对飞行中的弹丸实时测量弹道诸元以获得弹道偏差信息,进行弹道解算、逻辑推断,并实时地发出修正指令,矢量发动机或可变翼片(舵片)依指令采用一维、二维或多维修正飞行弹道,进而大大提高弹丸的命中精度。目前,已经研制成功的弹道修正弹主要包括一维弹道修正弹、二维弹道修正弹和多维弹道修正弹。
弹道修正弹的典型代表主要有,以色列AMA公司的160mm阿库火箭弹,采用GPS弹道修正装置;俄罗斯的9M55式300mm火箭弹,由“旋风”远程多管火箭炮发射,采用简易控制技术进行距离和方向修正,大大提高了该弹的地面打击密集度。除此之外,美国研制的“神剑”多维弹道修正弹最为典型。“神剑”多维弹道修正弹利用惯性导航与全球定位系统组合技术,采用鸭式气动布局结构,利用滑翔、火箭增程和组合制导与飞行控制技术,实现弹药的低成本化、超远程飞行和精确打击。“神剑”多维弹道修正弹可携载3种不同的有效载荷:1)多枚双用途子弹药,主要用于摧毁地面有生力量、轻型装甲、火炮阵地等集群目标;
2枚“萨达姆”反坦克子弹药,主要用于摧毁重型装甲、自行火炮等集群目标;3)单一战斗部,主要用于摧毁指挥中心、通信枢纽等高价值点目标。据报道,在2005年美军清剿伊拉克反美武装的费卢杰战斗中,“神剑”多维弹道修正弹被首次使用。
3.3 末制导炮弹
末制导炮弹是精确制导弹药的一种,其原理是是利用炮弹自身制导装置,在外弹道末段将弹丸导向目标的炮弹。其制导装置主要有激光末制导、红外末制导、毫米波末制导等。末制导炮弹一般由弹体、导引头(寻的器)、自动驾驶仪、战斗部、稳定器、助推发动机和发射药组成。目前,末制导炮弹主要有:美国“铜斑蛇-Ⅱ”激光半主动/红外成像双模制导炮弹、俄罗斯155mm“红土地-M”、122mm“捕鲸者-2M”末制导炮弹、德国“伊夫拉姆”毫米波末制导炮弹、北约XMR21式155mm自主式精确末制导炮弹,以及英国“莫林”81
mm波末制导迫击炮弹等。
3.4 干扰弹
干扰弹药是一种用来干扰敌方通信联络和信息传递的弹种。目前,世界上已经研制出和正在研制的干扰弹主要有通信干扰弹、箔条干扰弹和声音干扰弹3种。
通信干扰弹是一种通过释放电磁信号,破坏或切断敌方无线电通信联络,使其通信网络产生混乱的信息化炮弹,在不良气候和昏暗条件下特别适用。美军XM867式155mm通信干扰弹内装有5个电子干扰器,当炮弹被发射至预定区域时,时间引信发挥作用,抛出5个干扰器,干扰器上的减旋翼片在离心力的作用下展开,同时还展开一根0.914m的定向飘带,使干扰器减速定向着落。落地后,埋入地下25~27mm深,之后,天线竖起,展开地面辐射座,发射机开关打开,释放干扰信号。美军还通过在XM982式155mm新型远程子母弹内安装4个电子干扰器,进而制成了远程通信干扰弹。海湾战争中,美军曾用155mm通信干扰弹干扰伊拉克的无线电通信网,取得了较好的干扰效果。
箔条干扰弹是一种在弹膛内装有大量箔条块,主要用于干扰雷达回波信号的信息化炮弹。该弹发射至敌方目标上空后,可按预定时间从弹丸底部抛出箔条块,箔条块释放后裂开,散布成云状,以低速降落,对敌方雷达信号产生一系列散射作用,使敌方雷达同时产生多个雷达回波,从而让人或设备短时间内无法分辨真假目标。目前,以南非阿姆斯科公司研制的155mm远程全膛弹底排气雷达回波箔条干扰弹为典型代表,该弹膛内装有13个总重达3.5kg的箔条块。
声音干扰弹是专门用以干扰敌方指挥信息接收的弹种,由信息传感器、文字编排和声音模拟系统组成。该弹发射后,能接收到敌方人员发出的各种指挥口令,并可通过转换模仿敌方声音再发射出去,从而指挥调动敌军,使之真假难辨。
3.5 特种功能弹
为了满足信息化作战需求,提高精确打击能力,目前世界上许多国家都在积极研制和开发信息化战争所需的特种功能弹药。如对付坑道和钢筋混凝土工事的温压弹、破坏高压电网的碳纤维弹、强闪光弹、高能微波弹、评估弹、红外照明弹、攻击多层目标的自适应弹、攻击地下深层工事的钻地钝感弹以及集侦察与攻击于一体的各种飞弹和计算机病毒弹等。
温压弹是含有温压战斗部的弹药,通常可做成温压炸弹、温压单兵火箭弹、温压火箭弹、温压导弹或温压炮弹。温压弹通过药剂和空气混合生成能够爆炸的云雾,爆炸时形成强冲击波,对人员、工事、装备造成严重杀伤,能将空气中的所有氧气燃烧掉,造成爆点区暂时缺氧。在有限的空间里,温压弹可瞬间产生高温、高压和气流冲击波,既能大面积杀伤有生力量,又能摧毁无防护或只有软防护的武器和电子设备。爆炸在洞穴和地道中产生的气流对关键的设备和系统有显著的破坏能力。据悉,目前美国、俄罗斯、英国等国家正在研制这种炮弹。
纤维弹是一种以纤维为装药的特种弹药,根据装药的不同,它又分为碳纤维弹和金属纤维弹2种。碳纤维弹也叫石墨炸弹软炸弹,是在炮弹或导弹的战斗部内填满大量的碳纤维。这种碳纤维材料具有记忆功能,以丝状成型又相互缠绕成团,压缩在弹体内。弹药爆炸后,能迅速恢复原有的形状。战时,将碳纤维弹发射到敌方发电厂、配电站等供电设施的上空爆炸,大量的碳纤维丝团就会飘落到电厂或电站的输电线上,造成供电受阻,破坏电厂的正常送电,因此碳纤维弹也叫断电炸弹。海湾战争时,碳纤维炸弹在“沙漠风暴”行动中首次登场。当时,美国海军发射舰载战斧式巡航导弹,向伊拉克投掷碳纤维炸弹,攻击其供电设施,使伊拉克全国供电系统85%瘫痪。金属纤维弹的原理正好与碳纤维弹相反,它使用的装料是一种良性导体金属材料,金属纤维弹爆炸后,在起爆药的作用下,金属装料会变成很短的纤维或金属粉末。它们悬浮在空气中形成粉末烟云气溶胶,侵入坦克或其他车辆内部,导致车辆元器件损坏。
高能微波弹是一种利用高能微波波束干扰或摧毁敌人C4ISR系统、战术无线网络、数据和通信链路的信息化弹药。目前世界发达国家,如美国、俄罗斯、英国、法国等都很重视发展微波弹技术。可以预见,在未来信息化战场上,高能微波弹将大展风采。
评估弹是一种专门用于评估目标毁伤情况的信息化弹药。这种弹药内部装有微型电视摄像机,当它被发射至目标区域上空时,可将目标被毁情况制成图表,通过电视播送交流系统传送给指挥所,指挥员在电视屏幕上可将目标被毁情况尽收眼底,从而使对目标盲射变为可视目标打击。20世纪80年代后期,美军研制成功了155
mm目标验证和毁伤评估弹。此外,美军还在研制一种新型XM185式系统评估弹,该弹可用155mm榴弹炮发射,在炮兵实施集群射击或密集射击时,可对目标被毁情况及时做出准确判定。
4 信息化弹药的未来发展趋势
从发展趋势看,未来陆军弹药将是以弹体作为运载平台,能够实现态势感知、电子对抗、精确打击、高效毁伤和毁伤评估等功能的灵巧化、制导化、智能化、微型化、多能化,呈现出一系列发展新趋势。
4.1 实现远程打击
未来战场前后方的界限越来越不明显,未来战争强调的是在敌对武器火力圈之外有效地打击敌人,夺取战争的制胜权。随着精确制导技术的发展,精确制导武器的突防能力有了较大提高,射程从几十公里达到上百公里,甚至上万公里,真正实现了纵深压制和远程打击的目的。
4.2 实现精确打击
在弹药的威力、射程、精度3大指标中,提高精度,实现精确打击应该放在首位。精确制导弹药与先进的侦察、指挥、电子战系统结合应用,能取得很好的作战效果。在信息化现代战场中,为减少无辜人员伤亡,降低不必要的损失,必须实行精确打击,弹药的制导化、精确化成为一个必然的发展方向。此外,实现精确打击也可以节省弹药,提高作战效能,加快作战节奏,增大摧毁的威力,因此成为未来信息化弹药发展的必然趋势。
4.3 发展复合作用和多用途弹药,实现一种弹药对付多种目标
战场环境日益复杂和大量出现的高价值新型目标,弹药的模块化、系列化、通用化受到越来越高的重视。由于新型目标不断出现,需要专门的弹药才能产生较好的毁伤作用,因此,一些弹药加速向复合功能方向发展,以便最大限度地发挥弹药对目标的毁伤能力。同时,用于对付多种目标的多用途弹药也受到重视,未来战场要求武器能对付各类目标,可节省作战时间、提高作战效能,多用途武器与弹药则是满足这一要求的典范。多用途是未来武器发展的一个重要趋势。
4.4 信息弹药的横向技术化
所谓“横向技术化”即指利用现有的民用和军用技术,用共同的软件、标准和规程,从横向上对现有弹药系统进行现代化改造或改进,使其具备通用性、联动性,从而更便于从弹药到射手之间、各武器系统之间的信息流动,大幅度地提高所有弹药及装备和作战系统的整体效能。目前,美、俄、英等国军队都在积极推行“横向技术化”,这比传统的纵向发展模式更为有利。
4.5 开展软杀伤弹药技术研究,满足未来作战需求
战时某些民用目标如桥梁、发电厂、交通枢纽等均可成为重要打击目标,所以开展软杀伤弹药技术研究,成为各国弹药发展的一个重要方向。近年来,出现了携带导电复合(碳)纤维、燃料空气炸药、温压炸药等装填物的软/硬毁伤战斗部,并研发电磁脉冲、高功率微波、强光致盲、复合干扰与诱饵等新概念战斗部,甚至有些战斗部的有效性已得到战争验证。而在特定条件下,软杀伤战斗部对敌方人员心理和精神上的威慑力,远远大于其它类型战斗部。
随着信息技术的飞速发展,信息化弹药已成为现代战争的主体,为了适应信息化作战需求,发展远程化、精确化、智能化的弹药已成为必然,可以预见,信息化弹药必定会在未来信息化战场上大展风采。
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