微型導彈智能化發展與研究

趙敏

摘 要： 微型導彈具有便攜性、高精度、高效費比、多平臺應用等優點，隨著信息技術、人工智能技術的迅速發展，微型智能導彈將在未來戰爭中發揮重要作用。

關鍵詞： 微型導彈；智能導彈

1 序言

隨著微機電系統（MEMS）技術、傳感器技術、信息處理技術、人工智能技術的迅速發展，現代武器裝備微型化、智能化成為武器裝備發展的重要方向。信息技術的高速發展大大地改變了人們的設計思想，“導彈技術的未來系于信息技術”，導彈的數字化、信息化、網絡化、自動化、智能化、小型化、微型化與日俱增。

在城市巷戰中，強大的空中火力對我方的安全也造成威脅，微型化彈藥精度高，戰斗部威力半徑可控，可有效控制殺傷范圍，避免我方人員和物資的損傷，將成為未來戰爭的主要攻擊武器之一。微型導彈依靠傳感器（紅外成像導引頭、合成孔經雷達、毫米波雷達等）對戰場情況進行自動探測、跟蹤，根據獲得的信息進行比較、分析、推理、判斷，達到識別目標、背景和威脅的目的，進而制定出正確的對策，實施必要的機動動作。基于便攜性、高精度、高效費比、多平臺應用等優點，微型導彈將在未來戰爭中占據重要地位。

2 國外微型導彈發展

2.1 長釘（Spike）導彈

長釘導彈由美國海軍空戰中心武器分部（NAWCD）設計研發，為美國海軍陸戰隊和海軍特種作戰部隊提供一種低成本便攜式導彈武器[1]。

長釘導彈主要參數：彈長635mm，彈徑56.25mm，發射質量2.4kg，戰斗部質量1kg，射程3.2km。長釘導彈采用激光制導或光電成像制導，可以從肩射發射架、無人飛行器或水面艦船發射，可對付低價值的非裝甲或輕型裝甲目標，單兵可以攜帶1個發射架和3枚導彈。

2008年2月，美國海軍空戰中心與DRS公司合作，進行了模擬無人機發射長釘導彈的試驗，成功擊中一輛在2km外以28.6km/h速度行駛的卡車。

2012年10月，美國海軍利用水面無人艇成功試射了6枚長釘導彈。試驗使用的水面無人艇長11 m，裝備了精確作戰模塊，包括一個雙艙導彈發射裝置和一個MK-49架裝系統。此次長釘導彈的成功發射意味著水面無人艇武器裝備發展向前邁進了重要的一步[1]。

為了更好應對局部地區小型攻擊艇對補給船和艦艇帶來的威脅，美國海軍司令部啟動了精確作戰模塊項目，旨在小型、低成本的武器平臺上裝備該作戰模塊，從而提高防御能力，應對海上恐怖襲擊。精確作戰模塊可通過岸基遙控，實現導彈的瞄準、發射以及空中姿態的調整，遙控人員可通過無人艇上的傳感器控制無人艇航行并摧毀目標，實現對3.5km范圍內的靜、動目標的有效打擊。

2.2 輕型多用途導彈LMM

泰利斯公司的輕型多用途導彈（Light-weight Multi-role Missile，LMM）采用星光（Starstreak）/星爆（Starburst）導彈的技術改進而成，LMM導彈主要參數：彈徑76mm，彈長1.3m，發射質量13kg，射程8km，采用激光束和紅外末制導，LMM導彈的發動機是兩級固體火箭發動機，引信采用激光近炸引信，戰斗部采用高爆破片殺傷戰斗部，可配裝反裝甲戰斗部，戰斗部質量3kg。

LMM是一種小型精確打擊武器，不易造成附帶毀傷，曾在S-100 Cam copter垂直起降無人機（可攜帶兩枚導彈）上進行過發射試驗。主要攻擊目標有輪式或履帶式車輛、牽引式火炮等地面目標，小型艦艇、快速攻擊艇等海上目標，以及輕型飛機等空中目標。

2.3 格里芬Griffin多平臺微型導彈

美國特種作戰司令部于2006年啟動了防區外發射精確制導彈藥先期概念技術演示計劃，旨在快速開發一系列低間接毀傷的微小型精確制導武器。Griffin導彈便是這幾種新型武器之一[1]。Griffin是一種輕型精確制導武器，彈長1.09m，彈徑140 mm，質量l5kg，戰斗部質量5.9kg，制導體制采用INS輔助GPS、半主動激光尋的，動力系統采用固體火箭發動機。飛行中段由INS/GPS導航，末段利用半主動激光尋的系統制導。導彈可以由地面車輛以及多種空中平臺發射。導彈尺寸小，顯著降低了間接毀傷的風險，同時拓展了發射平臺的種類，可以裝備包括灰鷹、蒂爾II和火力偵察兵在內的各種無人機。

3 微型導彈智能化的關鍵技術途徑

3.1 復雜約束下的智能化制導技術

微型導彈智能化可用于解決協同攻擊和多目標分配問題。在復雜戰場環境中，末端防空系統將承受多目標多批次的飽和攻擊，傳統的微型導彈雖然可實現集火、轉火射擊，但無法解決同向目標分配問題。采用智能化多彈協同控制技術則能有效解決多目標攔截問題。英國星光Star streakⅡ導彈是第一型采用簡易協同制導技術的微型導彈，通過對3枚子彈的飛行軌跡進行規劃，按不同的圓軌跡飛行攻擊各型目標。

設計協同攔截制導律，是實現導彈協同攔截的關鍵。基于某種戰術策略使導彈在飛行中相互協調配合，實現多彈齊射、多彈連射、多彈不同區域發射，以及不同平臺、不同時機發射等協同作戰。在設計多攔截彈協同制導律時，需綜合考慮脫靶量、攻擊時間、交會角度、彈道軌跡、彈間通信距離等多種約束，重點是研究復雜多約束條件下的制導規律。

導彈根據探測感知到的動態目標及環境信息，包括目標速度與過載、集群目標分布、目標隱蔽及防護情況等的目標特性及動態環境，基于彈載機構建的微小型控制系統，采用模糊控制、專家系統、神經網絡、自適應控制等理論方法，實現導彈自主目標篩選、路徑規劃、目標分配與更換、攻擊決策、任務評估等作戰能力[2]。

3.2 MEMS技術

MEMS是指采用微機械加工技術可以批量制作的、集微型傳感器、微型機構、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口、通訊等于一體的微型器件或微型系統。美國早于90年代利用MEMS技術開發出了硅微陀螺儀、硅微加速度計、微型慣測組合等新型微固態慣性器件。國內某型號導彈的慣性測量單元就是采用MEMS慣性技術，結合結構與電路系統的微型化設計，實現載體3個正交敏感軸向的慣性測量。

3.3 一體化設計技術

傳統的控制系統方案采用彈載機+慣組+舵系統的方式，信號傳輸速度逐漸成為高速機動變軌飛行武器姿態控制的“瓶頸”。如今，基于MEMS技術的硅微陀螺、加速度計技術逐漸成熟，基于多學科優化方法，氣動外形、彈體結構、控制機構設計高度融合，使得整個導彈成為一個智能體，具有高容積率、翼身融合、可變控制機構、外形隱身等特征，大幅提高操縱性、機動性和隱身性。

4 小結

隨著信息技術、MEMS技術、智能化的迅速發展，微型智能導彈將在未來戰爭中發揮重要作用。從戰場態勢和作戰體系出發，進一步研究智能制導算法，結構上更輕更小，制導精度更高，應用平臺更廣，大力推動微型導彈的智能化發展。

參考文獻

[1]鐘成行，國外反艦導彈的小型化發展[J]，飛航導彈，2014.

[2]魏東輝，人工智能在飛航導彈上的應用與展望[J]，飛航導彈，2017.