中大口徑火炮彈道修正彈現狀及發展分析＊

張 健 楊 瑩 趙萬江 胡雪岑

（1.海軍駐沈陽彈藥專業軍代室 沈陽 110045）（2.遼沈工業集團有限公司 沈陽 110045）

中大口徑火炮彈道修正彈現狀及發展分析＊

張 健1楊 瑩2趙萬江2胡雪岑2

（1.海軍駐沈陽彈藥專業軍代室 沈陽 110045）（2.遼沈工業集團有限公司 沈陽 110045）

論文分析了國外中大口徑火炮彈道修正彈現狀及發展情況，對比分析了各類修正彈的特點，提出了一維彈道修正彈、二維彈道修正彈及末端彈道彈的發展建議。

彈道修正彈；發展；建議

Class NumberTJ012

1 引言

隨著以微電子技術為代表的高新技術不斷發展及在軍事領域的應用，炮兵對高新技術的應用也日趨廣泛［1］。這些高新技術的應用必然影響到未來的地面作戰，使地面戰場發生巨大變化，戰爭的持續時間縮短，強度和破壞性增大。戰爭勝利不以攻城掠地的多少、人員物資的消耗數量為標準；相反，由于武器命中精度的提高，戰爭中減少了無謂的傷亡，威懾與實戰并舉。彈道修正就是在80年代中期發展起來的低成本、高精度的炮兵常規彈藥之一。

彈道修正彈是通過對目標的基準彈道與飛行中的攻擊彈道進行比較后，給出有限次、不連續的修正量來修正攻擊彈道，以減小彈著點誤差，達到提高彈丸命中目標精度的目的［2］。

彈道修正彈通過不連續的、有限次控制修正彈運動來修正彈道，以消除瞄準誤差、氣象、增程裝置以及其它使彈丸偏離目標方向的干擾因素，達到提高射擊準確度的目的。它沒有導彈那么復雜，既不需要在修正彈彈體內裝有導引頭、基準陀螺，也不要求裝有自封駕駛儀，只需在彈上裝有簡單的修正指令接收裝置和相應的執行機構。因此，彈道修正彈的成本遠低于導彈。

目前國外發展了三種彈道修正彈：

1）一維彈道修正彈：只對縱向彈道進行修正，是一種面精確打擊彈藥。

2）二維彈道修正彈：對縱向及方向彈道進行修正，也是一種面精確打擊彈藥。

3）末端彈道修正彈：通過地面激光照射器照射目標，安裝在彈丸頭部的激光導引頭探測目標后，點燃脈沖發動機，修正彈道，用于打擊點目標［3］。

對這三種修正彈現狀及發展趨勢進行了分析。

2 一維彈道修正彈

2.1 國外發展情況

一維彈道修正彈利用炮彈的距離散布遠大于方向散布的特點，只對飛行彈丸進行縱向距離修正，即可大幅度提高炮彈的命中精度。一維彈道修正原理簡單，技術難度及成本相對較低，是目前國際上提高炮彈命中精度的主要技術途徑之一［4］。

國外非常注重對一維彈道修正引信技術的研究，從上世紀九十年代開始在中大口徑彈藥平臺上開展一維彈道修正相關技術的研究。目前，一維彈道修正彈有三種技術方案，分別是衛星探測體制、傳感器探測體制和雷達探測體制（后期發展以衛星探測體制和雷達探測體制為主），修正執行機構都采用增阻阻力器方式，主要差別在于彈道測量方式有所不同。

據資料介紹，法國Nexter公司研制了一維修正引信，該引信有兩種類型（見圖1），一種是利用彈上GPS測量彈道參數，彈載計算機進行彈道解算，適時打開阻力環，進行縱向彈道修正；另一種是利用炮口跟蹤雷達測量彈道參數，地面火控計算機進行彈道解算，再通過雷達將修正指令發射出去，彈上無線電指令接收機接收修正信息，適時打開阻力環，進行縱向彈道修正［5］。

圖1 法國一維彈道修正引信

雷達探測體制的一維彈道修正彈，縱向地面散布由原不修正時的1／200左右，可提高到1／500以上；衛星體制的一維彈道修正彈，縱向地面散布由原不修正時的1／200左右，可提高到1／800以上。

美國采用GPS探測體制，阻力片修正方式，研制了155一維彈道修正彈。

圖2 美國155一維彈道修正彈

2.2 不同探測體制的工作原理

采用雷達探測體制的一維彈道修正彈，發射前，通過裝定器將目標信息、射擊諸元及氣象參數等傳輸給彈上修正引信；跟蹤雷達探測一段飛行彈道，將跟蹤的彈道數據傳給火控計算機，火控計算機經過彈道解算后，通過跟蹤雷達，將修正指令發送給空中飛行的彈丸；彈上修正引信接收無線電指令后，適時打開阻力環，進行縱向彈道修正［6］。

采用衛星探測體制的一維彈道修正彈，發射前，裝定器接收火控輸入的裝定信息數據（包括射擊諸元、氣象諸元、最新衛星星歷數據、炮位坐標、目標位置坐標等），通過裝定器與引信上的信息接收模塊數據傳輸，完成信息裝定。火炮擊發后，彈丸運動，引信電源激活，衛星信號接收機進行搜索和定位，飛行控制器對衛星定位數據進行處理，預測彈丸落點坐標位置，并與目標坐標位置進行比較，解算出阻力器展開時間，控制阻力器適時展開，增加彈丸飛行阻力，減小射程，從而使彈丸飛向目標位置，實現距離上彈道修正［7］。

2.3 兩種探測體制的一維彈道修正彈優缺點

雷達探測體制的一維彈道修正彈的優點是：充分借用跟蹤雷達、火控等設備，將彈載計算機等部件放在地面設備中，減少彈上機構，結構簡單，作用可靠，成本低；減少發射前信息裝定量，減少裝定時間，提高射速。缺點是：需要跟蹤雷達、火控等設備的支持，裝備受到一定的限制。

衛星探測體制的一維彈道修正彈的優點是發射后與地面設備無關，相對獨立，便于應用到不同的武器平臺上，也便于對庫存彈藥的改造。缺點是：彈上裝有彈載計算機，結構復雜，成本較高；衛星信號較弱，易受干擾［8］。

3 二維彈道修正彈

3.1 技術方案

國外在發展一維彈道修正彈的同時，發展了對縱向和方向都進行修正的二維彈道修正彈，提高彈藥對遠距離地面目標的精確打擊能力。初期，美國不同的公司研制了不同方案的二維彈道修正彈。

1）美國BAE公司研制的二維修正組件屬于二維彈道修正引信，其結構包括有耐炮射沖擊電子器件的固定鴨式舵制導組件、自給電源和少量的活動部件，其中固定鴨式舵最初沿與彈丸旋轉相反的方向旋轉，隨后制動并確定方向，利用彈丸轉速與方向（偏流）成正比的特點，通過控制轉速，進行必要的方位修正；緊挨鴨式舵之后，是一個圓形GPS接收天線，可自由接收衛星信號，利用阻力環進行縱向修正。其結構見圖3。

2）美國ATK公司的二維修正組件采用PGK固定鴨翼彈道修正技術。固定鴨翼安裝在引信頭部，引信頭部通過軸承與主體連接；引信頭部安裝兩對翼面，通過其中一對翼面采用差動方式產生一定的導轉力矩，并以此控制引信頭部相對主體的旋轉運動；另外一對翼面同向安裝，可以在彈丸頭部產生一個側向力和力矩；當引信頭部自由轉動時，修正翼面產生的側向力和力矩也在彈丸徑向轉動，這樣對彈丸飛行彈道影響不大，但當頭部在磁電機的作用下被控制在某特定角度時，該翼面產生的側向力和力矩將指向該方向，從而可以改變彈丸飛行軌跡，達到彈道修正的目的。其結構見圖4［9］。

圖3 BAE公司研制的二維修正組件圖

圖4 ATK公司研制的二維修正組件圖

其工作原理是：彈丸飛行過程中，由于四個翼面均存在斜置角，都會產生一定的升力作用，其中翼面1和3斜置角相反，其受到的氣動力F1和F3大小相等、方向相同，這兩個力對引信頭部滾轉方向的力矩相互抵消，但其合力形成向上的氣動力，該力位于彈頭，形成對彈體的控制力和力矩；翼面2和4斜置角相同，受到的氣動力F2和F4大小相等、方向相反，力的作用相互抵消，但形成促使引信頭部旋轉的導轉力矩，其方向與彈丸自轉方向相反；綜合翼面1、2、3和4的氣動力情況，翼面在彈丸飛行過程中的受力情況可綜合為：使引信頭部左向旋轉的導轉力矩M，以及形成彈丸控制力矩的氣動力F，根據各翼面作用的不同，可將翼面2和4稱為“導轉翼面”，翼面1和3稱為“修正翼面”［10］。見圖5。

圖5 二維彈道修正引信前視圖

很明顯，導轉力矩M對彈丸的運動不產生影響，而力F可以形成彈體控制力矩，因此，只要能適時控制力F的方向，就可以控制固定鴨翼作用在彈體上的控制力矩，實現二維彈道修正。

3.2 兩種二維修正方案比較

美國BAE公司研制的二維修正引信原理簡單，充分借用了一維修正原理，缺點是結構復雜。ATK公司研制的二維修正引信結構相對簡單，作用可靠。經過比較，美國最終選擇了ATK公司的設計方案，其圓概率誤差CEP小于20m。

4 未端彈道修正彈

資料介紹，俄羅斯某公司以110mm普通炮彈為基礎，研制了航向修正反裝甲炮彈（見圖6）。這種炮彈既沒有基準陀螺，也沒有自動駕馭儀，與制導炮彈相比，成本降低70%。發射這種炮彈的火炮將通過數據鏈直接與激光指示器相連，指示器僅在所計算的飛行時間的最后幾秒種（間接射擊時為3s，直接射擊時為1s）指示目標，激光指示的距離為300m～1800m，指示偏差為0.6m～1.8m。該彈利用安裝在彈丸頭部的激光導引頭探測目標，在飛行的最后幾秒鐘靠脈沖發動機修正航向，3發炮彈連射對付1個點目標的命中概率為0.8［11］。

圖6 俄羅斯低成本末端彈道修正彈

5 結語

彈道修正彈是提高常規彈藥命中精度的一種低成本靈巧彈藥，目前一維彈道修正彈技術成熟，成本較低，可提高彈丸的縱向散布，并可用于改造庫存彈藥；二維彈道修正彈可大幅度提高縱向及方向的打擊精度，技術相對成熟，是打擊面目標彈藥的重點發展方向之一；末端彈道修正彈是遠距離打擊點目標的修正彈藥，是打擊點目標的低成本彈藥的重點發展方向。

［1］張民權，劉東方，王冬梅，等.彈道修正彈發展綜述［J］.兵工學報，2010，31（12）：127－130.

［2］邱榮劍，陶杰武，王明亮.彈道修正彈綜述［J］.國防技術基礎，2009（8）：45－48.

［3］趙金強，龍飛，孫航.彈道修正彈綜述［J］.制導與引信，2005，26（4）：16－19.

［4］楊慧娟，霍鵬飛，黃錚.彈道修正彈修正執行機構綜述［J］.四川兵工學報，2011，32（1）：7－9.

［5］王中原，史金光.一維彈道修正彈氣動布局與修正能力研究［J］.南京理工大學報（自然科學版），2008，32（3）：333－336.

［6］申強，李世義.基于MIMU的彈道修正引信參數解算及對MIMU的精度要求［J］.探測與控制學報，2002，24（2）：36－40.

［7］華菊仙.彈道修正引信讓笨彈變聰明［J］.現代兵器，2006（8）：13－16.

［8］王中原，史金光，李鐵鵬.彈道修正中的控制算法［J］.彈道學報，2011，23（2）：19－21.

［9］王中原，羅軍，李小元，等.橫向彈道修正的一個計算方法［C］／／彈道學術交流會論文集.中國兵工學會彈道專業委員會，2012.

［10］王鐵成.空氣動力學實驗技術［M］.北京：國防工業出版社，1986.

［11］陳俊武.中大口徑炮彈發展趨勢分析［C］／／炮兵防空兵－彈藥發展戰略研討會論文集.總裝陸裝科訂部軍械科研訂購局，中國兵器科學研究院，2004.

Present Situation and Development Analysis of Large Caliber Cannon TrajectoryCorrection Shell

ZHANG Jian1YANG Ying2ZHAO Wanjiang2HU Xuecen2
（1.Navy Representative Office of Naval Ammunition in Shenyang，Shenyang 110045）（2.LiaoShen Industry Group Company Limited，Shenyang 110045）

This paper analyzes present situation and development of foreign large caliber cannon trajectory correction，and compares the characteristics of all kinds of correct projectile，and puts forward proposals for the development of one dimension trajectory correction shell and two dimension trajectory correction shell.

trajectory correction shell，development，suggestion

TJ012DOI：10.3969／j.issn.1672－9730.2015.11.002

2015年5月8日，

2015年6月27日

張健，男，高級工程師，研究方向：彈藥總體設計。