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摘要:根据目前国内外修正技术发展情况,概述了一维弹道修正弹原理及作用过程,对修正机构进行了分析比较,并提出了我国一维弹道修正弹的发展前景。
关键词:弹道修正;一维修正;修正机构;修正扩展量
随着科技的发展,武器装备对信息化需求越来越高,因此涌现出越来越多不同类型的信息化弹药,其目的是提高彈丸命中率。弹道修正弹是近年来随着信息化弹药的发展,产生的一种新型弹药,不同于导弹的点目标,修正弹仍是以面为目标,通过弹道修正减小散布,从而提高命中率。论精确打击能力,修正弹虽然不及导弹,但成本相比于导弹低很多,可大量装备部队,提升整体作战效能。从目前国内外修正弹发展看来,主要分为两种:一维弹道修正弹和二维弹道修正弹,一维弹道修正弹主要实现射程修正,二维弹道修正弹可实现射程及方向的修正。相比于二维修正弹,一维修正弹技术相对简单,成本也更低廉,一维弹道修正弹道修正弹国内已研制多年,技术已趋于成熟。
1 一维弹道修正弹射程修正原理
一维弹道修正弹大多以增加弹丸末端弹道的阻力来实现弹道修正,作用原理简单说即“打远修近”,射击瞄准点要比目标点增加一个射程扩展量的距离。见图1。
射程扩展量是指,在实际射击时要求火炮瞄准比命中点更远的瞄准点,瞄准点与命中点的距离称为射程扩展量。如果射程扩展量取大了,需要修正的距离变大了,则增加了修正机构作用时间,增大了弹体扰动对弹丸的影响,则起不到提高密集度的效果;如果射程扩展量取小了,则会出现较多的发射弹丸在修正机构作用前的预测落点在目标点附近而无法修正射程,同样起不到增加密集度的作用[1]。
确定修正扩展量的基本原则是保证修正机构工作前的弹丸落点位于修正后散步椭圆内部或远方的前提下,使射程扩展量最小。修正前散步中心取以瞄准点B为中心的射击诸元散布椭圆最左侧的点,此时的修正前散布中心保证一维弹道修正弹修正机构工作前的弹丸落点位于修正后散布椭圆内部或远方的最近点。如下图:A为目标点,距炮位的距离为。射击时对瞄准点B瞄准,AB间距离为射程扩展量。见图2
2 一维弹道修正弹作用过程
根据弹道测量方式不同,一维弹道修正弹大致可以分为卫星导航射程修正和指令式射程修正。
卫星导航射程修正
弹丸发射前进行信息装定,装定方式有感应装定、底火装定、射频装定等等。将弹丸所需信息通过装定器传递给弹丸上的信息接收模块,例如射击诸元、高空气象、目标位置、炮位坐标、星历等信息等等。卫星导航射程修正采用GPS/BD定位系统进行弹道测量,弹丸内装入卫星接收机,进行搜星定位后可获得弹丸实时坐标数据。弹丸发射后,弹载卫星接收机通过进行搜索和定位,通过弹道解算,预测落点位置,并与目标点对比,预测修正执行机构作用的最佳时间,通过增加弹丸末端阻力而减小射程,使弹丸落在目标点。工作时序如图3:
2.2指令式射程修正
指令式射程修正采用地面雷达系统进行弹道测量,弹丸内装入指令接收机,地面雷达测量目标位置及弹丸的实时坐标及速度,通过地面雷达控制系统进行解算,计算出修正机构展开的最佳时机,发送修正执行机构作用的控制指令给飞行中的弹丸,弹丸接收到指令展开修正执行机构,实现射程修正。工作时序如图4:
3 一维弹道修正弹修正执行机构
一维弹道修正弹主要靠弹道末端增加阻力减小射程达到修正的目的,修正执行机构则是修正弹的最重要部分。目前,国内外研制的一维弹道修正弹的修正执行机构虽为不同形式的阻力器,但其目的相同,即作用后可增加弹丸阻力,以减少部分射程。
3.1伞状阻力器
该阻力器是采用化纤材料伞面和刚性支撑梁制成。弹丸发射时,伞面关闭收紧状态,当到达修正机构工作最佳时间点时,伞面展开,此时会产生高频振动,对弹丸产生扰动影响,而化纤材料的阻尼片可起到缓冲作用,能有效吸收高频振动引起的弹丸飞行扰,见图4。
3.2环型阻力器
环形阻力器是弹道修正弹最早采用修正执行机构,主要应用于旋转稳定弹丸上,靠弹丸旋转产生的离心力,在最佳时间点使阻力环展开到位,使弹丸前端引信部位增加径向面积,从而增加弹丸的空气阻力达到射程修正。如图5D型环阻力器展开图及图6虹膜阻力器展开图均为环型阻力。
3.3浆型阻力器
浆型阻力器使用独立电机或扭力簧作为阻力机构展开的动力源,可应用在尾翼稳定弹丸,弹丸发射时阻尼片紧贴整个装置的外表面,尽量减小修正机构对该弹丸飞行中产生的空气阻力。飞行至最加时间点,释放装置中机构,使阻尼片展开到位,增加空气阻力,减小射程达到距离修正。如图7。
三片花瓣式阻力器
三片花瓣式阻力器由法国研制成功,并应用到了SAMPRASS和SPACIDO型155mm榴弹上,其射程散步由原来500m降低到60m~95m,射击精度提高了5.3~8.5倍。如图8。
4 结束语
现代战争的主动权多半掌握在大量运用信息化武器和精确制导弹药的一方手中,对武器装备的要求既有对军事设施的精确打击,还包括有效降低对平民和非军事设施的附带损伤。这种情况下,导弹不适宜大范围使用,仅用在高价值目标上,弹道修正弹是介于常规弹药和导弹中间的低成本智能化弹药,若将其修正执行机构集成于引信上,而低成本的弹道修正术可在控制成本的情况下大大提高命中率。
就我国而言,一维弹道修正技术大多处于预研阶段,虽然技术比较成熟,但尚未装备部队,究其原因,需提高信息化数据传输可靠性,但随着航天航空、卫星导航、电子技术及微机械加工的发展,一维弹道修正弹技术一定可以满足我国作战使用要求。同时,可将现役常规弹药的引信替换升级,提高现役弹药的射击密集度和整体作战效能。
参考文献:
[1]夏彬,周亮. 弹道修正弹及弹道修正关键技术分析. 国防科技. 2013(3):27-34
[2]张通,赵晓利. 弹道修正弹及其关键技术分析. 飞航导弹. 2014(5):38-42
[3]张民权,刘东方,王冬梅,等. 弹道修正弹发展综述. 兵工学报,2010,31(2):127-130
[4]赵金强,龙飞,孙航. 弹道修正弹综述. 引信与制导. 2005(12)
[5]何光林,马宝华,李林峰,等. 一维弹道修正引信阻尼修正机构(DCM)的改进设计与仿真. 探测与制导学报
[6]王欣,岳明凯. 弹道修正技术及其应用综述. 飞航导弹,2012(3)
[7]杨慧娟,霍鹏飞,黄铮. 弹道修正弹修正执行机构综述. 四川兵工学报. 2011(1)
关键词:弹道修正;一维修正;修正机构;修正扩展量
随着科技的发展,武器装备对信息化需求越来越高,因此涌现出越来越多不同类型的信息化弹药,其目的是提高彈丸命中率。弹道修正弹是近年来随着信息化弹药的发展,产生的一种新型弹药,不同于导弹的点目标,修正弹仍是以面为目标,通过弹道修正减小散布,从而提高命中率。论精确打击能力,修正弹虽然不及导弹,但成本相比于导弹低很多,可大量装备部队,提升整体作战效能。从目前国内外修正弹发展看来,主要分为两种:一维弹道修正弹和二维弹道修正弹,一维弹道修正弹主要实现射程修正,二维弹道修正弹可实现射程及方向的修正。相比于二维修正弹,一维修正弹技术相对简单,成本也更低廉,一维弹道修正弹道修正弹国内已研制多年,技术已趋于成熟。
1 一维弹道修正弹射程修正原理
一维弹道修正弹大多以增加弹丸末端弹道的阻力来实现弹道修正,作用原理简单说即“打远修近”,射击瞄准点要比目标点增加一个射程扩展量的距离。见图1。
射程扩展量是指,在实际射击时要求火炮瞄准比命中点更远的瞄准点,瞄准点与命中点的距离称为射程扩展量。如果射程扩展量取大了,需要修正的距离变大了,则增加了修正机构作用时间,增大了弹体扰动对弹丸的影响,则起不到提高密集度的效果;如果射程扩展量取小了,则会出现较多的发射弹丸在修正机构作用前的预测落点在目标点附近而无法修正射程,同样起不到增加密集度的作用[1]。
确定修正扩展量的基本原则是保证修正机构工作前的弹丸落点位于修正后散步椭圆内部或远方的前提下,使射程扩展量最小。修正前散步中心取以瞄准点B为中心的射击诸元散布椭圆最左侧的点,此时的修正前散布中心保证一维弹道修正弹修正机构工作前的弹丸落点位于修正后散布椭圆内部或远方的最近点。如下图:A为目标点,距炮位的距离为。射击时对瞄准点B瞄准,AB间距离为射程扩展量。见图2
2 一维弹道修正弹作用过程
根据弹道测量方式不同,一维弹道修正弹大致可以分为卫星导航射程修正和指令式射程修正。
卫星导航射程修正
弹丸发射前进行信息装定,装定方式有感应装定、底火装定、射频装定等等。将弹丸所需信息通过装定器传递给弹丸上的信息接收模块,例如射击诸元、高空气象、目标位置、炮位坐标、星历等信息等等。卫星导航射程修正采用GPS/BD定位系统进行弹道测量,弹丸内装入卫星接收机,进行搜星定位后可获得弹丸实时坐标数据。弹丸发射后,弹载卫星接收机通过进行搜索和定位,通过弹道解算,预测落点位置,并与目标点对比,预测修正执行机构作用的最佳时间,通过增加弹丸末端阻力而减小射程,使弹丸落在目标点。工作时序如图3:
2.2指令式射程修正
指令式射程修正采用地面雷达系统进行弹道测量,弹丸内装入指令接收机,地面雷达测量目标位置及弹丸的实时坐标及速度,通过地面雷达控制系统进行解算,计算出修正机构展开的最佳时机,发送修正执行机构作用的控制指令给飞行中的弹丸,弹丸接收到指令展开修正执行机构,实现射程修正。工作时序如图4:
3 一维弹道修正弹修正执行机构
一维弹道修正弹主要靠弹道末端增加阻力减小射程达到修正的目的,修正执行机构则是修正弹的最重要部分。目前,国内外研制的一维弹道修正弹的修正执行机构虽为不同形式的阻力器,但其目的相同,即作用后可增加弹丸阻力,以减少部分射程。
3.1伞状阻力器
该阻力器是采用化纤材料伞面和刚性支撑梁制成。弹丸发射时,伞面关闭收紧状态,当到达修正机构工作最佳时间点时,伞面展开,此时会产生高频振动,对弹丸产生扰动影响,而化纤材料的阻尼片可起到缓冲作用,能有效吸收高频振动引起的弹丸飞行扰,见图4。
3.2环型阻力器
环形阻力器是弹道修正弹最早采用修正执行机构,主要应用于旋转稳定弹丸上,靠弹丸旋转产生的离心力,在最佳时间点使阻力环展开到位,使弹丸前端引信部位增加径向面积,从而增加弹丸的空气阻力达到射程修正。如图5D型环阻力器展开图及图6虹膜阻力器展开图均为环型阻力。
3.3浆型阻力器
浆型阻力器使用独立电机或扭力簧作为阻力机构展开的动力源,可应用在尾翼稳定弹丸,弹丸发射时阻尼片紧贴整个装置的外表面,尽量减小修正机构对该弹丸飞行中产生的空气阻力。飞行至最加时间点,释放装置中机构,使阻尼片展开到位,增加空气阻力,减小射程达到距离修正。如图7。
三片花瓣式阻力器
三片花瓣式阻力器由法国研制成功,并应用到了SAMPRASS和SPACIDO型155mm榴弹上,其射程散步由原来500m降低到60m~95m,射击精度提高了5.3~8.5倍。如图8。
4 结束语
现代战争的主动权多半掌握在大量运用信息化武器和精确制导弹药的一方手中,对武器装备的要求既有对军事设施的精确打击,还包括有效降低对平民和非军事设施的附带损伤。这种情况下,导弹不适宜大范围使用,仅用在高价值目标上,弹道修正弹是介于常规弹药和导弹中间的低成本智能化弹药,若将其修正执行机构集成于引信上,而低成本的弹道修正术可在控制成本的情况下大大提高命中率。
就我国而言,一维弹道修正技术大多处于预研阶段,虽然技术比较成熟,但尚未装备部队,究其原因,需提高信息化数据传输可靠性,但随着航天航空、卫星导航、电子技术及微机械加工的发展,一维弹道修正弹技术一定可以满足我国作战使用要求。同时,可将现役常规弹药的引信替换升级,提高现役弹药的射击密集度和整体作战效能。
参考文献:
[1]夏彬,周亮. 弹道修正弹及弹道修正关键技术分析. 国防科技. 2013(3):27-34
[2]张通,赵晓利. 弹道修正弹及其关键技术分析. 飞航导弹. 2014(5):38-42
[3]张民权,刘东方,王冬梅,等. 弹道修正弹发展综述. 兵工学报,2010,31(2):127-130
[4]赵金强,龙飞,孙航. 弹道修正弹综述. 引信与制导. 2005(12)
[5]何光林,马宝华,李林峰,等. 一维弹道修正引信阻尼修正机构(DCM)的改进设计与仿真. 探测与制导学报
[6]王欣,岳明凯. 弹道修正技术及其应用综述. 飞航导弹,2012(3)
[7]杨慧娟,霍鹏飞,黄铮. 弹道修正弹修正执行机构综述. 四川兵工学报. 2011(1)