末敏弹,顾名思义,是指末敏弹传感器引爆弹药。弹丸发射后,在弹道末端探测到目标的存在,使弹头向目标爆炸。它具有战斗距离长、命中概率高、毁伤效果好、性价比高、发射后不管的优点。二战以来,面对机械化部队的高速纵深突击,各国炮兵一直在追求远程、高效、廉价的反装甲弹药。20世纪六七十年代,两用子弹药和激光末制导炮弹相继诞生,为炮兵部队攻击集群装甲目标提供了必要条件。但这两种弹药的缺点非常明显:虽然激光末制导炮弹具有精度高的优点,但其成本相当高,只能用于攻击少数关键目标,很难执行表面压制任务。此外,士兵必须使用目标照明器来指示前方的目标。其实激光制导炮弹也是视距内的武器,只是发射位置可以设定在远距离;两用子弹药的子弹威力、投掷精度和覆盖面积都非常有限,攻击集群装甲目标的效率并不是很高。由于引信的成本和标准,仍然存在子弹拒爆率高、难以解决附带损伤等问题。美国M270火箭最初使用的M223子弹撞击引信,由于成本限制,设计极其简单。购买价格只有不到1美元,极其便宜。但拒爆率极高,估计在5%左右,没有自毁能力。如果按照航空空子弹药引信的高安全性标准来设计,远程火箭炮的反装甲作战将变得极其昂贵,得不偿失。鉴于以上原因,以美国为首的西方国家开始寻找一种廉价、智能、高精度和高效率的火炮弹药,于是终端敏感弹药的概念应运而生。
目前,军事学术界认为,直接命中率在50%以上的打击称为精确打击,因为这一指标基本反映了当前武器弹药的精确程度,基本符合现代战争对武器或弹药精度的要求。所以压制火炮的精确打击意味着弹药对目标的直接命中概率达到50%以上。末敏弹的综合作战效果与这个定义非常吻合。
末敏弹实际上是一种没有传动系统、动力系统和姿态控制系统的制导炮弹,严格来说并不超出子弹药的范围。圆锥扫描目标区域完全依靠空气动力,依靠红外/毫米波器件感应目标,依靠爆炸形成的弹丸命中目标。从而大大降低了成本,简化并提高了操作效率。末敏弹通常与常规弹丸形状相同,由弹丸和发射装药组成。用常规炮/火箭炮发射,发射元件和引信设定的操作与普通弹丸相同。弹丸包括弹体、时间引信、弹丸机构、末敏弹等。末敏弹由减速、减旋和稳态扫描系统、传感器系统、中央控制器、爆炸成型弹头和机载电源组成。
末敏弹使用机翼或降落伞减速,这样子弹在稳定状态下扫描更快。
末敏弹不是导弹,它只能被动地指向目标,而不能跟踪目标,主动控制和改变弹道飞向目标。它依靠减速、减旋和稳态扫描系统在动态中寻找目标,也就是说传感器和弹头会看到弹丸转向的方向。末敏弹通常使用降落伞或机翼进行减速减旋和稳态扫描。稳态扫描技术是末敏弹研制中的一项重要技术。目前使子弹形成稳态扫描运动的技术途径主要有两种:一种是使用降落伞,优点是扔掉后能迅速进入稳定扫描,只需5秒左右,缺点是下落速度低,下落时间长,容易被敌人反击,影响末敏弹整体作战效果。二是采用气动机构,即利用导弹机翼的气动力形成扫描运动,在着陆速度和扫描旋转方面性能较好,但其缺点是进入稳态扫描时间较长,机翼阻力面的大小受圆柱形弹体截面尺寸的限制。如果要增加弹头重量,需要增加翼面尺寸来增加阻力,就会出现问题。
传感器用于发现装甲车目标,通常使用红外探测器、毫米波辐射计或毫米波雷达。单一的传感器系统不适合在复杂的战场背景环境中检测和识别目标。为了提高检测性能,一般采用复合传感器,两个或两个以上的传感器系统组合使用,既能集成其优点,又能弥补其缺点。通常复合毫米波系统末敏弹的毫米波雷达和毫米波辐射计共用一套天线,采用主动方式测量距离和速度,被动方式精确定位。红外探测器通常采用双波段,同时工作在3 ~ 5微米和8 ~ 12微米。早期的红外探测器属于点源探测,只输出强、弱辐射信号,类似红外制导空空导弹。更先进的红外探测器已经改为多元线阵红外探测器,通过扫描获得红外图像。虽然成本和技术难度高,但识别准确率更高。
终端敏感炸弹攻击示意图
在美军M898型155 mm M898末敏弹摧毁目标的瞬间,末敏弹在上部空距离空爆炸形成高速穿透杵。
有了稳态扫描系统和传感器,就需要远程反装甲战斗部。毫无疑问,穿甲弹的爆高只适合极近距离,也就是10倍口径以内,超过这个距离的作用威力可以忽略不计。末敏弹需要摧毁100米距离的目标,所以人们只能对能远距离作用的爆炸成型弹丸弹头大惊小怪。所谓爆炸成型弹丸,其实就是自锻破片弹头。如果将聚能装药战斗部药型罩的锥角做成大于90°,药型罩在爆轰载荷的作用下,将不再产生正常的金属射流,而是形成短而厚的高速穿透杵,这就是自锻破片。钽的熔点为3000°C,在炸药爆炸时不会液化,能保持一定的硬度。形成的弹丸初速在1400 ~ 3000 m/s 之间,在大爆炸高度时能以其动能穿透装甲。在1000倍口径的距离内可以保持穿甲弹的完整特性,弹体形状不随爆炸高度变化。现代爆炸成型弹丸已达到0.7 ~ 0.9倍口径的穿甲威力,即155 mm末敏弹通常能穿透125 mm左右的均质装甲,远远大于目前主战坦克的顶层装甲厚度。
末敏弹典型作战全过程示意图
末敏弹的典型作战过程可分为发射飞行阶段、投掷阶段、减速减旋稳定阶段、稳态扫描阶段和弹头起爆阶段五个阶段。
1.发射飞行段。炮兵以连队为单位开火。射表根据目标的距离和方位、高度、气象条件和弹道条件,确定火炮设置、射击参数和时间引信划分。弹丸撞击点的计算值通常相隔100米。发射后携带末敏弹的母弹通过不受控制的弹道空飞向目标。
2.散射截面。通过时间引信的作用,点燃推进剂,用推进剂动力启动推进装置,切断弹丸底部的插销,沿飞行轨迹在500-800米空的高度依次向后抛几颗子弹,子弹之间的距离为50-100米,使它们的扫描区域相互连接,避免击中同一个目标或错过目标。
3.减速、减速和稳定部分。子弹抛出后,翼形或充气式减速器减速,减少旋转,定向稳定弹丸。这时子弹下落速度已经降到10m/s左右,启动热电池开始给电子系统充电。
4.稳态扫描部分。子弹下落速度继续下降到5~8 m/s,在中央控制器的控制下,毫米波雷达开始测量离地距离。当达到预定高度时,抛出降落伞带动子弹旋转,几秒钟后进入30度角稳态扫描阶段。红外探测器窗口打开开始工作,传感器在中央控制器的统一指挥下进行扫描。这时子弹已经进入了150米左右的有效高度。在中央控制器的控制下,子弹引信解除最后一根引信。
5.弹头起爆段。末敏弹通常采用扫描两次后确认被探测目标的方法。如果第二次扫描结果确认是目标,中央控制器将引爆弹头,射出爆炸成型弹丸,命中并杀伤目标。如果探测窗口没有发现有效目标,子弹头作战部会启动自毁装置,在时间引信的控制下在离地面空数米的地方自毁,或者干脆依靠触炸引信着陆自毁。
一发炮弹可以携带数发子弹,命中率高于50%,但成本比激光制导炮弹低很多。
末敏弹是一种智能弹药,具有高效毁伤能力。目前没有针对终端敏感炸弹的有效防范措施。但是,任何武器都不可能覆盖全世界。根据末敏弹的工作原理和工作程序,通常采用加厚顶装甲或主/被动干扰手段进行反击,降低其战斗力。在对抗毫米波探测器方面,毫米波雷达和毫米波辐射计可以通过毫米波箔条云和红外/毫米波诱饵目标两种技术手段进行干扰,毫米波箔条云的反射会产生毫米波雷达测距误差。衰减可以使调频毫米波测距雷达产生多目标效应,干扰正常测距,实现对真实目标的“冷屏蔽”,使毫米波辐射计失去目标。红外/毫米波假目标是对箔条云的补充,可以由装甲车拖动,也可以单独布设,可以降低对真实目标的毁伤概率;
面对红外探测器时,可用红外烟幕和红色外诱饵干扰双色红外探测器。红外烟幕会降低非成像红外探测器目标背景的对比度,破坏多成像红外探测器的调制传递函数。红外诱饵可以通过热辐射特性降低探测目标的概率。
国外已经出现了几辆通过加强顶甲来对抗末敏弹的装甲车,如PzH2000自行火炮、美洲狮步兵战车等。,但这一措施对装甲车的整体重量影响很大,单纯加强战车顶部装甲厚度的效果有限。为了真正实现对末敏弹的干扰,有必要将上述技术手段集成到一个完整的系统中。
末敏弹是一种高性价比的反装甲炸弹。末敏弹摧毁装甲目标的性价比比弹片高20倍,比普通炮弹高100多倍。与末制导炮弹相比,末敏弹只需要敏感目标,不需要锁定和跟踪,直到命中目标,因此综合技术难度小于末制导炮弹,成本仅为末制导炮弹的1/4 ~ 1/5。因此,世界上许多国家都优先发展这种“便宜又漂亮”的新型炸弹。
俄罗斯“龙卷风”300毫米远程火箭炮9 м 55 к 1,是中国仿制的,内部装有末敏弹。
我国早在“七五”期间就开展了末敏弹技术的预研工作,并一直是“八五”、“九五”期间的重点研究课题。进入90年代后,反装甲末敏弹也是通过引进俄罗斯Tornado 300mm远程火箭炮及其弹药技术引进的。摘要:通过分析2008年2月《科技日报》上的一篇报道《韩:青春照在弹道学上》,证明我国仿制的Mojifu-3м已经进入武器级应用。通过公开新闻研究,这种末敏弹,2007年11月,北京某总装备部研究所在西北靶场。我军使用国产300 mm远程火箭炮发射双频热成像末敏弹,进行了攻击真实装甲集群目标的试验,取得了圆满成功。火箭炮试验射程约50公里,目标群在3000x200米的矩形区域内。12个坦克装甲目标均匀设置,一半以上的目标被摧毁。这次测试标志着我们的炮兵进入了远程精确打击时代。
国产双频热成像末敏弹。
但早在上世纪末,通过靶场试验,中国军方就认为俄制末敏弹体积庞大,技术水平与西方同类产品相比落后。他们对俄罗斯制造的终端敏感炸弹的技术水平不满意。通过检索纸质数据库,我们可以看到,近年来我国对末敏弹的研究已经相当深入。国产自行研制的152毫米炮射红外末敏弹和毫米波末敏弹已经完成了技术论证和演示,达到了复杂战场背景下地面目标的探测距离,进入新世纪以来,国产155毫米红外末敏弹的研制已提上日程。根据作者综合发表的资料,其传感器采用多元线阵双波段热成像探测器,工作在3~5微米和8~12微米两个波段,抗过载18000g,视场7x0.35度,有效探测距离150米。子弹下落速度8m/s,稳定扫描速度5r/ s,扫描角度30度,稳定扫描面积约4200m2。新一代末敏弹的弹头设计也如火如荼。EFP战斗部作用距离达到140米以上,散布误差小于0.1米,威力是口径的0.8倍以上。我们一开始就是这么说的:华安集团已经获批发射155毫米炮的末敏弹。可以预见,几年后,我们这种已经因快速反应系统改造而在亚洲脱颖而出的火炮,也将普遍装备这种弹药,从120自行榴弹炮到152榴弹炮,从155榴弹炮到300毫米火箭,从而继续在陆地上保持巨大的威慑力。中国军队有一个复制和包揽所谓高科技武器的邪恶阴谋。任何美、英、西吹嘘的神奇、技术上高不可攀的武器,都掌握在中国人民手中。只要中国军队需要,没必要提。小屋、卷心菜和洪水。。。。。。毫无疑问,末敏弹也是一样。
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