中大口径火炮弹道修正弹现状及发展分析＊

张 健 杨 莹 赵万江 胡雪岑

（1.海军驻沈阳弹药专业军代室 沈阳 110045）（2.辽沈工业集团有限公司 沈阳 110045）

中大口径火炮弹道修正弹现状及发展分析＊

张 健1杨 莹2赵万江2胡雪岑2

（1.海军驻沈阳弹药专业军代室 沈阳 110045）（2.辽沈工业集团有限公司 沈阳 110045）

论文分析了国外中大口径火炮弹道修正弹现状及发展情况，对比分析了各类修正弹的特点，提出了一维弹道修正弹、二维弹道修正弹及末端弹道弹的发展建议。

弹道修正弹；发展；建议

Class NumberTJ012

1 引言

随着以微电子技术为代表的高新技术不断发展及在军事领域的应用，炮兵对高新技术的应用也日趋广泛［1］。这些高新技术的应用必然影响到未来的地面作战，使地面战场发生巨大变化，战争的持续时间缩短，强度和破坏性增大。战争胜利不以攻城掠地的多少、人员物资的消耗数量为标准；相反，由于武器命中精度的提高，战争中减少了无谓的伤亡，威慑与实战并举。弹道修正就是在80年代中期发展起来的低成本、高精度的炮兵常规弹药之一。

弹道修正弹是通过对目标的基准弹道与飞行中的攻击弹道进行比较后，给出有限次、不连续的修正量来修正攻击弹道，以减小弹着点误差，达到提高弹丸命中目标精度的目的［2］。

弹道修正弹通过不连续的、有限次控制修正弹运动来修正弹道，以消除瞄准误差、气象、增程装置以及其它使弹丸偏离目标方向的干扰因素，达到提高射击准确度的目的。它没有导弹那么复杂，既不需要在修正弹弹体内装有导引头、基准陀螺，也不要求装有自封驾驶仪，只需在弹上装有简单的修正指令接收装置和相应的执行机构。因此，弹道修正弹的成本远低于导弹。

目前国外发展了三种弹道修正弹：

1）一维弹道修正弹：只对纵向弹道进行修正，是一种面精确打击弹药。

2）二维弹道修正弹：对纵向及方向弹道进行修正，也是一种面精确打击弹药。

3）末端弹道修正弹：通过地面激光照射器照射目标，安装在弹丸头部的激光导引头探测目标后，点燃脉冲发动机，修正弹道，用于打击点目标［3］。

对这三种修正弹现状及发展趋势进行了分析。

2 一维弹道修正弹

2.1 国外发展情况

一维弹道修正弹利用炮弹的距离散布远大于方向散布的特点，只对飞行弹丸进行纵向距离修正，即可大幅度提高炮弹的命中精度。一维弹道修正原理简单，技术难度及成本相对较低，是目前国际上提高炮弹命中精度的主要技术途径之一［4］。

国外非常注重对一维弹道修正引信技术的研究，从上世纪九十年代开始在中大口径弹药平台上开展一维弹道修正相关技术的研究。目前，一维弹道修正弹有三种技术方案，分别是卫星探测体制、传感器探测体制和雷达探测体制（后期发展以卫星探测体制和雷达探测体制为主），修正执行机构都采用增阻阻力器方式，主要差别在于弹道测量方式有所不同。

据资料介绍，法国Nexter公司研制了一维修正引信，该引信有两种类型（见图1），一种是利用弹上GPS测量弹道参数，弹载计算机进行弹道解算，适时打开阻力环，进行纵向弹道修正；另一种是利用炮口跟踪雷达测量弹道参数，地面火控计算机进行弹道解算，再通过雷达将修正指令发射出去，弹上无线电指令接收机接收修正信息，适时打开阻力环，进行纵向弹道修正［5］。

图1 法国一维弹道修正引信

雷达探测体制的一维弹道修正弹，纵向地面散布由原不修正时的1／200左右，可提高到1／500以上；卫星体制的一维弹道修正弹，纵向地面散布由原不修正时的1／200左右，可提高到1／800以上。

美国采用GPS探测体制，阻力片修正方式，研制了155一维弹道修正弹。

图2 美国155一维弹道修正弹

2.2 不同探测体制的工作原理

采用雷达探测体制的一维弹道修正弹，发射前，通过装定器将目标信息、射击诸元及气象参数等传输给弹上修正引信；跟踪雷达探测一段飞行弹道，将跟踪的弹道数据传给火控计算机，火控计算机经过弹道解算后，通过跟踪雷达，将修正指令发送给空中飞行的弹丸；弹上修正引信接收无线电指令后，适时打开阻力环，进行纵向弹道修正［6］。

采用卫星探测体制的一维弹道修正弹，发射前，装定器接收火控输入的装定信息数据（包括射击诸元、气象诸元、最新卫星星历数据、炮位坐标、目标位置坐标等），通过装定器与引信上的信息接收模块数据传输，完成信息装定。火炮击发后，弹丸运动，引信电源激活，卫星信号接收机进行搜索和定位，飞行控制器对卫星定位数据进行处理，预测弹丸落点坐标位置，并与目标坐标位置进行比较，解算出阻力器展开时间，控制阻力器适时展开，增加弹丸飞行阻力，减小射程，从而使弹丸飞向目标位置，实现距离上弹道修正［7］。

2.3 两种探测体制的一维弹道修正弹优缺点

雷达探测体制的一维弹道修正弹的优点是：充分借用跟踪雷达、火控等设备，将弹载计算机等部件放在地面设备中，减少弹上机构，结构简单，作用可靠，成本低；减少发射前信息装定量，减少装定时间，提高射速。缺点是：需要跟踪雷达、火控等设备的支持，装备受到一定的限制。

卫星探测体制的一维弹道修正弹的优点是发射后与地面设备无关，相对独立，便于应用到不同的武器平台上，也便于对库存弹药的改造。缺点是：弹上装有弹载计算机，结构复杂，成本较高；卫星信号较弱，易受干扰［8］。

3 二维弹道修正弹

3.1 技术方案

国外在发展一维弹道修正弹的同时，发展了对纵向和方向都进行修正的二维弹道修正弹，提高弹药对远距离地面目标的精确打击能力。初期，美国不同的公司研制了不同方案的二维弹道修正弹。

1）美国BAE公司研制的二维修正组件属于二维弹道修正引信，其结构包括有耐炮射冲击电子器件的固定鸭式舵制导组件、自给电源和少量的活动部件，其中固定鸭式舵最初沿与弹丸旋转相反的方向旋转，随后制动并确定方向，利用弹丸转速与方向（偏流）成正比的特点，通过控制转速，进行必要的方位修正；紧挨鸭式舵之后，是一个圆形GPS接收天线，可自由接收卫星信号，利用阻力环进行纵向修正。其结构见图3。

2）美国ATK公司的二维修正组件采用PGK固定鸭翼弹道修正技术。固定鸭翼安装在引信头部，引信头部通过轴承与主体连接；引信头部安装两对翼面，通过其中一对翼面采用差动方式产生一定的导转力矩，并以此控制引信头部相对主体的旋转运动；另外一对翼面同向安装，可以在弹丸头部产生一个侧向力和力矩；当引信头部自由转动时，修正翼面产生的侧向力和力矩也在弹丸径向转动，这样对弹丸飞行弹道影响不大，但当头部在磁电机的作用下被控制在某特定角度时，该翼面产生的侧向力和力矩将指向该方向，从而可以改变弹丸飞行轨迹，达到弹道修正的目的。其结构见图4［9］。

图3 BAE公司研制的二维修正组件图

图4 ATK公司研制的二维修正组件图

其工作原理是：弹丸飞行过程中，由于四个翼面均存在斜置角，都会产生一定的升力作用，其中翼面1和3斜置角相反，其受到的气动力F1和F3大小相等、方向相同，这两个力对引信头部滚转方向的力矩相互抵消，但其合力形成向上的气动力，该力位于弹头，形成对弹体的控制力和力矩；翼面2和4斜置角相同，受到的气动力F2和F4大小相等、方向相反，力的作用相互抵消，但形成促使引信头部旋转的导转力矩，其方向与弹丸自转方向相反；综合翼面1、2、3和4的气动力情况，翼面在弹丸飞行过程中的受力情况可综合为：使引信头部左向旋转的导转力矩M，以及形成弹丸控制力矩的气动力F，根据各翼面作用的不同，可将翼面2和4称为“导转翼面”，翼面1和3称为“修正翼面”［10］。见图5。

图5 二维弹道修正引信前视图

很明显，导转力矩M对弹丸的运动不产生影响，而力F可以形成弹体控制力矩，因此，只要能适时控制力F的方向，就可以控制固定鸭翼作用在弹体上的控制力矩，实现二维弹道修正。

3.2 两种二维修正方案比较

美国BAE公司研制的二维修正引信原理简单，充分借用了一维修正原理，缺点是结构复杂。ATK公司研制的二维修正引信结构相对简单，作用可靠。经过比较，美国最终选择了ATK公司的设计方案，其圆概率误差CEP小于20m。

4 未端弹道修正弹

资料介绍，俄罗斯某公司以110mm普通炮弹为基础，研制了航向修正反装甲炮弹（见图6）。这种炮弹既没有基准陀螺，也没有自动驾驭仪，与制导炮弹相比，成本降低70%。发射这种炮弹的火炮将通过数据链直接与激光指示器相连，指示器仅在所计算的飞行时间的最后几秒种（间接射击时为3s，直接射击时为1s）指示目标，激光指示的距离为300m～1800m，指示偏差为0.6m～1.8m。该弹利用安装在弹丸头部的激光导引头探测目标，在飞行的最后几秒钟靠脉冲发动机修正航向，3发炮弹连射对付1个点目标的命中概率为0.8［11］。

图6 俄罗斯低成本末端弹道修正弹

5 结语

弹道修正弹是提高常规弹药命中精度的一种低成本灵巧弹药，目前一维弹道修正弹技术成熟，成本较低，可提高弹丸的纵向散布，并可用于改造库存弹药；二维弹道修正弹可大幅度提高纵向及方向的打击精度，技术相对成熟，是打击面目标弹药的重点发展方向之一；末端弹道修正弹是远距离打击点目标的修正弹药，是打击点目标的低成本弹药的重点发展方向。

［1］张民权，刘东方，王冬梅，等.弹道修正弹发展综述［J］.兵工学报，2010，31（12）：127－130.

［2］邱荣剑，陶杰武，王明亮.弹道修正弹综述［J］.国防技术基础，2009（8）：45－48.

［3］赵金强，龙飞，孙航.弹道修正弹综述［J］.制导与引信，2005，26（4）：16－19.

［4］杨慧娟，霍鹏飞，黄铮.弹道修正弹修正执行机构综述［J］.四川兵工学报，2011，32（1）：7－9.

［5］王中原，史金光.一维弹道修正弹气动布局与修正能力研究［J］.南京理工大学报（自然科学版），2008，32（3）：333－336.

［6］申强，李世义.基于MIMU的弹道修正引信参数解算及对MIMU的精度要求［J］.探测与控制学报，2002，24（2）：36－40.

［7］华菊仙.弹道修正引信让笨弹变聪明［J］.现代兵器，2006（8）：13－16.

［8］王中原，史金光，李铁鹏.弹道修正中的控制算法［J］.弹道学报，2011，23（2）：19－21.

［9］王中原，罗军，李小元，等.横向弹道修正的一个计算方法［C］／／弹道学术交流会论文集.中国兵工学会弹道专业委员会，2012.

［10］王铁成.空气动力学实验技术［M］.北京：国防工业出版社，1986.

［11］陈俊武.中大口径炮弹发展趋势分析［C］／／炮兵防空兵－弹药发展战略研讨会论文集.总装陆装科订部军械科研订购局，中国兵器科学研究院，2004.

Present Situation and Development Analysis of Large Caliber Cannon TrajectoryCorrection Shell

ZHANG Jian1YANG Ying2ZHAO Wanjiang2HU Xuecen2
（1.Navy Representative Office of Naval Ammunition in Shenyang，Shenyang 110045）（2.LiaoShen Industry Group Company Limited，Shenyang 110045）

This paper analyzes present situation and development of foreign large caliber cannon trajectory correction，and compares the characteristics of all kinds of correct projectile，and puts forward proposals for the development of one dimension trajectory correction shell and two dimension trajectory correction shell.

trajectory correction shell，development，suggestion

TJ012DOI：10.3969／j.issn.1672－9730.2015.11.002

2015年5月8日，

2015年6月27日

张健，男，高级工程师，研究方向：弹药总体设计。