末敏子弹药原理分析

情报交流 基于无人战斗机发射平台的 末敏子弹药原理 摘 要 结合无人战斗机和末 敏弹的特点，对基于无人战斗机机载 平台的末敏弹工作原理及特点进行了 阐述，并分析其工作过程，提出了发 展无人战斗机载末敏子弹药的构想。 关 键词 无人战 斗机 末敏 弹 子弹药 引 言 随着航电设备的小型化、智 能化和信息化以及无人机装载能 力的提高，使得无人机可以像有 人驾驶战斗机一样携带有效攻击 弹药摧毁地面目标，但同时保留 无人机机动灵活、反应快捷、费 用低廉的特点。无人战斗机是一 种新型的可重复使用的武器平 台，由地面指挥控制中心、空中 指挥控制飞机或常规战斗机上的 人员实施控制，用于实施对地战 斗任务。 末敏弹是一种高效低成本的 灵巧弹药，它综合应用了爆炸成 形、红外和毫米波探测及信号处 理等技术。能够在空中自主地搜 寻、识别和攻击 目标。对于陆 军、海军和空军的武器系统而 言，末敏弹是一种有着极其广阔 发展前景的新型弹药，它的出现 林德福 沈 吉 标志着常规弹药在智能化方向有 了突飞猛进的发展。 1 无人战斗机 无人机的概念来自导弹和遥 控飞行器。它力求将自主飞行的 特性和遥控驾驶仪的判断结合起 来。对于无人机，它的飞行和任 务执行是自主的，而一些关键的 决策，像 目标确定、武器投放、 损伤评估、任务的继续或终止、 不同目标的选择以及任务的更 改，则由遥控驾驶仪来完成，这 种思想在 UAV(无人机)、 UTA(无人战术飞机)和 UCAV (无人战斗机)中得到了很好的 体现。携带武器并可反复使用的 无人战斗机是我们主要的研究内 容。无人战斗机用途广，且成本 低(每架次使用费用仅 2 000～ 3 000元人民币)，效费比好，具 有无人员伤亡风险等优势，在现 代战争起着极其重要的作用。它 的显著特点如下： 1)由于受地面指挥人员的 监控，可以因战场的环境变化及 人为的因素随意更改飞行路线， 因此其机动性能好，使用方便； 2)和常规的运载武器相 比 (如火炮、火箭弹、导弹等)，它 的投放距离远，可控半径高达数 百公里； 3)由于它能够将前方的图 像实时传送给地面控制人员，因 此，投弹的精度高。 基于无人战斗机的上述特 点，目前，许多国家已经开始了 无人战斗机的开发和研制工作。 英国将在 2018—2020年服役的 未来攻击航空器系统(FOAS)中 考虑使用无人战斗机或有人／无 人飞机混编系统的可能性。法国 在考虑将阵风飞机改装为无人战 斗机的控制机。印度也在发展一 种无人战斗机。 美国是最先开展无人战斗机 研究的国家，美国军方将无人战 斗机的定位是压制敌方火力和实 施精确打击。已经开发出空军与 海军 UCAV的验证机。波音公 司已签订了压制敌方防空武器的 无人战斗机先进技术验证计划第 一 阶段的合同，并于 2000年 9 月展出了无人战斗机的演示验证 机X-45A，首次飞行试验的后期 准备工作已于2001年底基本完 本文2005-05-09收到，林德福系北京理工大学讲师；沈吉系电子部化研究所高级工程师 飞航导弹 2005年第7期 ·17· 维普资讯 http://www.cqvip.com 表 1 三种典型末敏弹主要结构参数及威力性能 末敏弹名称 萨达姆(SADARM) 斯马特一155(SMART-155) 博纳斯(BONUS) 研制国 美国 德国 瑞典、法国 运载母弹 155ram榴弹 155ram榴弹 155ram榴弹 最大射程／km 22．5 25 数量／枚 2 2 2 直径／mm 147．31 147 质量／kg l1．7 12．5 6 5 长度／mm 200 战斗部类型 EFP(钼药刭罩 EFP(钼药刭晕 EFP(钽药型罩) 威力有效距离／m >150 >120 >150 主、被动毫米波，双色红 主、被动毫米波，双 种类 红外／毫米波双模探测器 外探测器，磁力计 色红外探测器 频~／GHz 94 94 波~S-．_／ixm 3—5．8—14 3—5．8—14 减速抗旋装置 充气式空气充气减速器 阻力伞 3个减旋片 稳定抛瞄装置 涡旋式旋转伞 自动旋转降落伞 两片旋弧翼 落速／(m·s ) 10 10 45 转速／(r·s ) 4 3 15 倾角／(。) 30 30 1994年4月实验成功， 1994年5月实验成功， 1998年年中研制生产 ， 研制进度 1997年定型，1998年生产， 1995年小批量生产 1200枚 1999年年末交付使用 1999年装备 霍尼威尔公司／航空喷 瑞典博福斯公司／法国地 研制公司 GIWS公司 气电子系统公司 面武器工业集团 成，2003由美国空军组织第二阶 段的演示验证，目的是降低风险 和进行操纵系统评估。美军军方 设想，如果 2015年前无人战斗 机服役，那么无人战斗机将和第 四代战斗机 F-22、JSF共同组成 21世纪的战斗机群，到2025年 前后，无人战斗机甚至可能在战 斗机群中成为主力。 另外，美国将无人侦察机挂 弹改装为 UCAV也取得 了重大 成功。在2001年2～6月间，捕 食者无人机进行了悬挂海尔法激 光制导导弹攻击地面静止目标的 系列试验。2001年 10月，美国 首次用挂载了海尔法导弹的捕食 者无人机在阿富汗进行了实弹攻 击，开创了用加载武器的无人攻 · 1 8 ． 击机对地攻击的先河，这也说明 已经可以用无人机在低空探测和 攻击地面目标。把无人侦察机改 进为具有攻击能力的作战平台， 已越来越引起各国的关注。 2 末敏弹工作原理 末敏弹是把先进的探测器技 术、计算机技术、信息处理技 术、爆炸成形侵彻体战斗部技术 (EFP)和稳态扫描技术应用到子 母弹领域中形成的一种灵巧弹 药。 目前，末敏弹可用火炮、火 箭炮、导弹发射系统和飞机等多 种平台发射，载体可以是炮弹、 火箭弹、导弹、航弹和航空布撤 器等。末敏弹主要用来攻击自行 火炮、装甲运兵车、步兵战车、 坦克和导弹发射车等的顶甲，也 可攻击油库、雷达和机场停放的 飞机等目标；具有自动搜索、探 测识别、毁伤目标和发射后不管 的功能和具有作战距离远、命中 概率高、毁伤效果好、效费比高 等优点。因此，世界各发达国家 均大力发展末敏弹。 美国、德国和俄罗斯等军事 强国从 20世纪 70年代开始研究 末敏弹技术，先后研制成功技术 先进、性能优 良的末敏弹药产 品。典型的实例是美国的 SA— DARM(萨达姆)末敏弹和 CBU一 97(Skeet子弹)末敏弹、德国的 Smart(斯马特)末敏弹、俄罗斯 的9M55K1末敏弹以及瑞典的 飞航导弹 2005年第7期 维普资讯 http://www.cqvip.com BONUS(博纳斯)末敏弹。 { 1 1 l 《 _ 、 ‘ _|r { I — { j l 图1 BLU一108反装甲子弹药 图2 模拟攻击 特克斯特朗系统公司已将 BLU一108灵巧子弹药应用到美陆 军 RQ-5猎人无人机。美国空军 已经在 DRS无人技术公司的哨 兵小 型无 人机 上验证 了部署 BLU一108的可行性。 3 无人战斗机机载末敏子弹药 工作原理及特点 和其它类型的末敏弹相比， 无人战斗机机载末敏弹的具体特 点如下： 1)根据无人战斗机的载荷 指标，一次可携多枚子弹药，具 有发射成本低、效费比高的特点； 2)和常规炮弹、火箭弹作 为载体的末敏弹相比，具有射程 飞航导弹 2005年第 7期 远、精度高的优势，炮弹的射程 一 般在 30kin左右，火箭弹的射 程 70kin左右，而无人机载末敏 弹的可控射程达数百公里； 3)当用炮弹、火箭弹、航弹 和航空布撒器等作为载体时，基 本上将末敏弹作为面杀伤武器使 用，宜用于 目标集群较大的区 域；而无人机载末敏弹，由于其 机动性好、且受地面人员的监控 等特点，再加上末敏弹本身的自 动搜索、探测识别和发射后不管 的功能，完全可以作为点杀伤武 器使用。这样不仅可攻击集群面 积较小的目标、公路上行进的装 甲车辆等，同时具备了攻击点目 标的能力。 无人战斗机的技术指标及参 数适合于装备末敏子弹药，只要 稍加改进，就可成为末敏子弹药 兼容的武器平 台。工作过程如 下：用无人战斗机将末敏子弹药 携带至目标区域上空，无人战斗 机上的侦察系统在目标区域进行 扫描侦察，并将侦察到的目标信 息实时传送到地面指挥系统，由 地面指挥人员确定攻击指令；根 据地面人员发出的指令，瞄准 一 投放装置计算好子弹药的投放位 置和时间，向被攻击的目标投放 一 枚或多枚末敏子弹药；若末敏 子弹药有剩余，则无人机在目标 区继续侦察、搜索下一个可攻击 的目标或对上一次未击毁的目标 实施第二次攻击；末敏子弹药被 抛出后，经过一定的延时，打开 阻力伞，激活弹上电源，弹载计 算机开始工作；子弹下落到预定 高度时，根据高度计和弹载计算 机处理出的目标距离信息，弹载 计算机发出指令，稳态扫描装置 展开；在稳态扫描装置的作用 下，子弹边下落边对地面进行扫 描，同时探测器开始工作；探测 器对地面进行搜索、探测，并将 发现目标信号送给弹载计算机； 后者根据发现的信号以及所处的 战场环境进行决策，适时地发出 起爆 EFP战斗部的指令；EFP战 斗部起爆后，产生的爆炸成形弹 丸攻击目标的顶部；如果子弹在 下落的过程中未发现目标，子弹 落地后弹载计算机发出自毁指 令，子弹自毁；当先投下的末敏 子弹药未将 目标击毁时，可根据 地面指令，无人机再一次投放末 敏子弹药，对目标进行第二次攻 击，直至目标被摧毁。 4 结 论 无人战斗机的出现是战术性 空中力量的一场革命，它不仅具 有灵活、机动的特点，其最大的 优势是投放距离远、精度高，可 以在极大的范围内打击敌方的纵 深目标。因此，研制、发展无人 战斗机机载末敏子弹药必将对武 器装备产生极大的促进作用。 参考文献 1 Cockree D J．Doherr K F．Prelimi- nary consideration of parameter iden— tification analysis from parachute aero dynamic flight test data． AIAA 81-1940，New York：AIAA，1981 2 邱晓红，景华．无人机系统技术发 展趋势．航空科学技术，2000(1) 3 钱正祥等．无人战斗机的发展现状 及前景．中国宇航学会无人飞行器 学会第十三届学术年会论文集 2003(6)P107—110 4 高倩，徐文．国外微型无人机发展 概况．飞航导弹，2003(6) · 19· 维普资讯 http://www.cqvip.com