Green 版 (精华区)

发信人: trigger (打虎上山), 信区: Green
标  题: 弹道修正引信让笨弹变聪明
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Dec  6 22:34:15 2006), 转信


《现代兵器》

　海湾战争之后，美国空军利用GPS技术研制了一种弹尾制导组件，将美国库存的大量老式
炸弹改造为“杰达姆”制导炸弹，价格只有两万多美元，从而使其敢于放手使用。精确制导
武器使用比例在199 年海湾战争时仅为7 %，到2001年阿富汗“持久自由”行动时猛增到65
％。其实，多年来美国陆军也在尝试为普通炮弹加装一种制导组件，即弹道修正引信，开发
自己的“杰达姆”。 

　　弹道修正引信可适用于各种155和105毫米炮弹，拧在弹上即可使用，而且成本低廉（从
1000至3000美元不等）。正在研制中的弹道修正引信有多种，其中包括距离与方向修正（二
维）式、距离修正（一维）式和更为简单的试射式。 

　　近年来，随着微机电系统（MEMS）和坚固耐用的小型保密GPS接收机的发展，微型化以
及抗大过载难题已逐渐克服，各国弹道修正引信研制呈现蓬勃之势。 

美国 始作俑者

　　关于在炮弹上应用GPS技术的设想，最初是美国在20世纪80年代提出的，目的是研制自
动试射弹，即在弹鼻锥部装有GPS转换器，将飞行中弹丸的位置发回设在炮兵阵地或火炮上
的计算机。这样，射弹的实际弹道就可以标绘出来并与预测弹道相比较，从而可推算出下一
发“笨”炮弹的修正量。 

　　到1992年，陆军研究实验室内部产生了进一步发展这一技术的想法，具体内容包括以不
同的方式为远程火炮系统提供自主的GPS导航（例如自主修正）功能、引信定位功能（以最
接近的特定坐标位置为基础）和战斗识别功能，或者提供用于弹道描述的靶场测量引信。 


　　后来，陆军研究实验室的工作被并入“低成本有能力弹药”（LCCM）技术基础项目，由
设在皮克汀尼兵工厂的美陆军装备研究、发展与工程中心（ARDEC）领导。1994年，ARDEC开
始积极推进基于GPS的自动修正阻力器式（一维距离修正式）和制导式（距离和方向二维修
正式）引信研究工作。 

　　一维和二维修正均要依靠对GPS和惯性测量数据的处理，前者通过展开某种形状的空气
动力减速板，后者通过控制可操纵的鸭式舵来实现弹道修正效果。当时的估算结果是，对3
0公里目标射击时，一维修正引信和二维修正引信的误差半径应分别为100米和15～50米。 


　　LCCM 项目将自动试射引信的C / A码模拟式转换器的电子器件缩小，装入制式引信。在
1994年12月至1997年1月间，ARDEC和陆军研究实验室共发射了9枚这种引信的弹药，其中有
6枚获得成功。后来，也生产了P / Y码的转换器，用于发射M107和M549A1式炮弹，以进行实
时GPS自动试射演示。遗憾的是，从90年代后期开始，美国陆军的工作重点转到了研制精度
更高的XM982（现称作“神剑”）远程制导炮弹上，与GPS相关的引信研究则受到冷落。 

　　2002年，美国陆军“十字军战士”榴弹炮项目下马，精确制导弹药的研制获得额外资金
。由于当时陆军未明确提出对弹道修正引信的需求，国防部长办公室即向海军水面战中心的
戴尔根分部拨款，以开展一项制导一体化引信（GIF）技术演示项目。 

　　戴尔根分部的设计方案采用了美国陆军M782炮兵多功能引信（MOFA）部件，包括无线电
近炸传感器、保险装置以及传爆系列。但它与其他二维引信的区别是，使用了两片栅格式即
“华夫饼干”式弹翼，可在保持弹丸飞行稳定的情况下提供升力，并且利用栅格之间不同的
斜面来产生防滚扭矩。对GIF引信的精度要求与“神剑”制导炮弹相当（圆概率误差小于10
米），预计单价为3500美元。 

　　事实证明，GIF显然比预期的要困难，经过3年的努力还不能进行全系统的演示。原定通
过招标使GIF项目在2005年末进入系统设计与研制阶段，但相关的方案征询被推迟。 

　　2003年下半年，美国陆军在事隔多年后再次对弹道修正引信表示兴趣。据推测，这与陆
军没有足够经费来购买昂贵的“神剑”制导炮弹有关。美陆军将GIF引信列入了2006～2011
年项目目标备忘录，并为此筹集了资金。然而，鉴于该项目的难度很大，美国陆军提出了自
己的降低风险计划，即为一种被称作XM1156式精确制导组件（PGK）的低成本弹道修正引信
独立采购项目投资。该项目利用工业界提供的各种解决方案，预期在2009财年至少要达到圆
概率误差50米的水平。据称，令弹道修正引信时来运转的另一个关键原因是“可以经受住火
炮发射高加速度力的小型GPS组件的出现”。 

http://www.cngc.com.cn/upload/现代兵器06.08/人小鬼大1.jpg

PGK项目已经于2005年9月16日发出了方案征询书，现正处在征集方案阶段。皮克汀尼兵工厂
将与两家或两家以上的公司签订技术演示合同，并至少与一家公司签订系统设计与研制合同
。技术演示合同原定于2006年签订。 

　　PGK项目将为一个分阶段螺旋式发展计划。对于技术演示（到2007年结束）与第一阶段
的PGK，美陆军要求达到小于50米的圆概率误差，引信嵌入弹体的最大深度为124.7毫米，具
有触发和近炸模式，最大过载为15000g，低速初始生产型应于2008年底服役。对于第二阶段
PGK，要求圆概率误差降至30米以下，嵌入弹体的深度为56.1毫米（含传爆药），具有触发
、近炸、延时和空炸（可以通过GPS、测高仪或电子定时途径实现）模式，最大过载亦为15
000g，2008～2009财年进行系统设计与研制，2011财年末形成初始作战能力。而第三阶段P
GK应达到10米圆概率误差，过载限制则进一步提高，以便也能使用Ml119式105毫米火炮发射
，过载达20000g，于2010～2011财年进行系统设计与研制，2012财年开始生产。 

　　在2006财年，PGK项目计划花费700万美元，而GIF项目则获得2500万美元的经费。美陆
军表示，将继续关注海军的GIF项目，而且“将利用他们获得的任何成果”。如果GIF取得成
功（而且经济上可以承受），原则上有可能将其作为PGK后两个发展阶段之一的成果。 

　　北美BAE系统公司是处于领先地位的PGK竞争者之一。自2001年以来，该公司一直在研制
自己的弹道修正引信。BAE公司的弹道修正引信研制小组包括美国BAE系统公司、BAE?博福斯
公司（分析与工程）、L-3通信公司的BT引信分公司（火炮加固产品与引信）和洛克韦尔?科
林斯公司（GPS接收机）。该弹道修正引信与GIF一样，以M782多功能炮兵引信为基础，加装
了三个空气动力修正机构，在整体式GPS的控制下工作。初始弹道的距离修正利用微调阻力
减速板来实现，在弹道中段通过展开4个旋转减速板进行方向修正，末段距离修正则通过展
开两片主减速板的实现。 

　　据BAE系统公司的项目负责官员称，鉴于该公司的技术方案“不对射弹进行连续不断的
制导，只是在三个不同时刻上分别减慢转速或造成阻力”，所以既不需要惯性测量装置，也
不需要传动装置，因此其效费比要好于其他二维修正引信方案。 

　　2005年年中，BAE系统公司在尤马靶场进行火炮射击演示（比美国陆军获准启动PGK项目
还稍早一些）。为进行演示，BAE系统公司设法将GPS接收机、控制电子部件、引信电子部件
、控制传动装置以及旋转减速板统统纳入了规定的空间之内。试验共发射了3枚M795式练习
弹，圆概率误差达到了20米。 

英国　重起炉灶

　　在英国，由政府投资，皇家军械公司（现为BAE系统公司地面系统分公司的一部分）和
政府的国防评估与研究署 （DERA，即国防科技实验室和QinetiQ公司的前身）于1994～199
5年分别启动了研究项目。皇家军械公司作为引信制造单位与美国的洛克韦尔?科林斯GPS专
业公司合作，而DERA则与当时的电子引信专业公司汤姆逊?索恩导弹电子公司联手。 

　　1999年上述4个单位联合组成“斯塔尔”（STAR，智能弹道炮弹）小组，实际上就是要
研制一种一维弹道修正引信。最终，STAR小组研制成一种包含GPS接收机电子部件和阻力减
速板的距离修正模块，并将其装入M549式炮弹，于1999年8月在美国尤马靶场成功地进行了
射击试验（发射过载达14000g）。 

　　随后，人们曾经希望STAR能够在英国陆军于2000年启动的TACAS（身管火炮常规弹药系
统）采办项目的赞助下转入全面研制阶段。但由于相关的AS90榴弹炮远程弹药／模块化装药
研制项目陷入技术困境并被搁置，TACAS项目旨在改善精度的工作也随即失去了推动力。 

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虽然陆军的“斯塔尔”项目中途搁浅，英国皇家海军却对弹道修正引信开始产生兴趣。BAE
系统公司地面系统分公司研制的一种新型远程榴弹（HE ER）被英国皇家海军采用，作为传
统114.3毫米（4.5英寸） Mk8式Mod 1改型舰炮的远程配套弹药。HE ER榴弹装有一个底部排
气减阻装置，可将最大射程从18.3公里增大至27公里。与老式弹药相比，该弹将对付软目标
的效果提高15％以上。已有35年历史的Mk8式舰炮原本面临要在下一个十年中被淘汰的命运
，但在过渡阶段，皇家海军正在寻找一种在经济上可以承受的减小HE ER榴弹散布的方法。
据了解，针对这一需求，QinetiQ公司的HVR分公司正在推荐一种由该公司与美国引信供应商
L-3公司联合设计的自动试射引信。 

法国　独辟蹊径

　　进入21世纪头一个十年时，法国开始了两种不同的弹道修正引信方案的可行性研究，但
两者采用了相同结构的减速装置。第一种称作“桑普拉斯”（SAMPRASS，意即“地面火炮精
度改进系统”），是基于GPS的一维距离修正系统，由地面武器工业集团（GIAT）、TDA和六
分仪航空电子公司根据法军装备总署的合同进行研究。“桑普拉斯”采用的不是自主工作方
式，因为引信所接收到的GPS数据必须转发给地面计算机，然后由计算机指示引信在弹道适
当的位置展开阻力减速板。 

　　第二种称作“斯帕西多”（SPACIDO，即“采用多普勒测速仪提高精度的系统” ) 是一
种非GPS方案，依靠的是一种地面多普勒雷达，例如安装在法国陆军AUFITA式自行榴弹炮上
的RDB4型炮口初速测定雷达（MVR）。“斯帕西多”的设计由GIT所领导的小组（负责减速装
置）、IN-SNEC公司（负责测量与接收机电子器件）和TDA公司（负责总装和加固）完成，利
用炮口初速测定雷达沿着射弹飞行轨迹（最远5000米）测量射弹的速度变化。然后炮口初速
测定雷达解算出阻力减速板展开的最佳时机，并向射弹发送信号。 

http://www.cngc.com.cn/upload/现代兵器06.08/人小鬼大3.jpg

这种方法与基于GPS的距离修正引信相比，精度较低但成本效益较好（在35～38公里上的距
离偏差为120米。相比之下，未修正射弹的偏差为500米，而用GPS修正的射弹偏差为60米）
。2002年，法军决定中止“桑普拉斯”项目，继续“斯帕西多”系统的研制。2003年11月，
GIAT与TDA获得了第一阶段研制合同，2005年9月又获得了第二阶段研制合同。据称，“斯帕
西多”系统将在短期内用于改善所有现役105和155毫米牵引式和自行火炮系统的精度，使其
距离精度提高3倍。 

德国　柳暗花明

　　在德国，容汉公司正在进行一维弹道修正引信（TCF）的降低风险工作。该引信以容汉
公司可用程序控制炸高的（4～15米）DM74/84 式近炸引信为基础，弹道修正作用由一种新
型纤维材料制成的减速板提供。在旋转弹体离心力的作用下，减速板的可折叠材料变得非常
坚硬。 

　　TCF的既定目标是圆概率误差小于50米。然而容汉公司宣称，在最佳GPS接收条件下，其
距离修正算法可以使射弹的圆概率误差达到25米以内；而在有干扰GPS接收的条件下，这一
误差将升至40米。作为一项自动防故障措施，TCF具有默认的电子定时功能，一旦在GPS信号
接收失败时，可以启动减速板，以防止射弹超越目标而错过攻击机会。 

　　TCF引信上的整体式GPS接收机可以承受20000g的过载，于2001年6月26日首次进行了实
弹射击演示。此次演示使用的是配备52倍口径身管的PzH 2000自行榴弹炮，射程达17.6公里
。试验表明，用纤维材料制成的减速板使射弹的飞行弹道缩短了600米。经费不足使TCF引信
转入全面研制的时间推迟，但德国政府随后签订的合同又使容汉公司得以利用微机电系统（
MEMS）技术继续进行保险装置的小型化研究工作，并进一步改进近炸传感器的抗干扰性能。
2006年还会签订另一份降低风险研究合同，预计全面研制工作将于2007年开始。 

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据了解，容汉公司同时也在研究二维弹道修正引信，并于最近与美国Day & Zimmerman 弹药
制造公司签订了合作协议。这使其在美国陆军精确制导组件（PGK）项目的竞争中处于有利
地位。 

以色列 两雄相争

　　目前，以色列有两家公司在进行弹道修正引信的竞争。一家是以色列飞机工业公司（I
AI）的MLM分公司，另一家是以色列军事工业公司（IMI）。前者的产品为紧凑型射击修正系
统（CFAS）。最初这是一种自动试射引信，后发展为二维修正引信。该引信包括一个带4个
鸭式舵的GPS／惯性导航模块，最终目标是使圆概率误差达到20米或更小，抗过载性能要高
于20000g。IAI公司相信自己已经找到了“使引信克服最初的加速过载和旋转力，并保证在
发射后的极短时间内接收到卫星信息的巧妙途径”。据目前估计，CFAS的单价在两、三千美
元左右。CFAS采用螺旋式发展方法，第一发展阶段目标是达到约40米的圆概率误差，目前处
于验证阶段。预计再过18～30个月，将开始实施第二个发展阶段。 

　　军事工业公司（IMI）研制的是“弹道修正炮弹”（CTAP），它实质上是一种二维弹道
修正引信。CTAP的可行性研究始于2004年，目前正在进行制导子系统的研制。该装置以IMI
公司的“纯心”模块为基础，包括处理器、惯性测量装置和GPS接收机。另外，IMI公司还在
为CTAP的七自由度制导系统开发新的飞行控制与导航算法。该制导系统将装入一个长药室引
信中，其前部将进行减旋处理。引信由IMI公司自行设计，具有触发、近炸和延时功能。预
计两年以后才能进行首批射击试验，所要达到的目标是圆概率误差小于30米。 

南非　浅尝辄止

　　南非是另一个迄今为止进行一维弹道修正引信方案研究的国家，尽管他们的研究已经中
止。在2003年9月的伦敦国际防御系统与装备展览会上，Fuchs电子公司推出了M0318式弹道
修正引信的实体模型。M0318利用了该公司M9801多功能引信的部件，其减速机构由三个金属
阻力板组成。它是一种非GPS修正式引信，减速机构根据地面雷达向飞行中引信发送的定时
信号开始工作，这与法国GIAT和TDA公司的“桑普拉斯”及“斯帕西多”的设计方案非常相
似。据认为，可能正是因为侵犯了他人的专利权而导致Fuchs公司于2004年决定撤出这一领
域。 

小结

　　弹道修正引信是信息技术与传统杀伤技术完美结合的典范，也是近年来城市作战、反恐
作战对提高射击精度、降低附带损伤的强大需求牵引的产物。引信虽小，意义重大。弹道修
正引信的发展为实现炮兵弹药精确化开辟了一条花钱少见效快的捷径，无疑将对提高压制火
炮在未来战争中的适应性和作战效能，起到不可估量的作用。 




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千古江山，英雄无觅，孙仲谋处。舞榭歌台，风流总被，雨打风吹去。斜阳草树，寻常巷陌，人道寄奴曾住。想当年，金戈铁马，气吞万里如虎。
元嘉草草，封狼居胥，赢得仓皇北顾。四十三年，望中犹记，烽火扬州路。可堪回首、佛狸祠下，一片神鸦社鼓。凭谁问，廉颇老矣，尚能饭否？
                                                    --------永遇乐京口北固亭怀古


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