微型导弹智能化发展与研究

赵敏

摘 要： 微型导弹具有便携性、高精度、高效费比、多平台应用等优点，随着信息技术、人工智能技术的迅速发展，微型智能导弹将在未来战争中发挥重要作用。

关键词： 微型导弹；智能导弹

1 序言

随着微机电系统（MEMS）技术、传感器技术、信息处理技术、人工智能技术的迅速发展，现代武器装备微型化、智能化成为武器装备发展的重要方向。信息技术的高速发展大大地改变了人们的设计思想，“导弹技术的未来系于信息技术”，导弹的数字化、信息化、网络化、自动化、智能化、小型化、微型化与日俱增。

在城市巷战中，强大的空中火力对我方的安全也造成威胁，微型化弹药精度高，战斗部威力半径可控，可有效控制杀伤范围，避免我方人员和物资的损伤，将成为未来战争的主要攻击武器之一。微型导弹依靠传感器（红外成像导引头、合成孔经雷达、毫米波雷达等）对战场情况进行自动探测、跟踪，根据获得的信息进行比较、分析、推理、判断，达到识别目标、背景和威胁的目的，进而制定出正确的对策，实施必要的机动动作。基于便携性、高精度、高效费比、多平台应用等优点，微型导弹将在未来战争中占据重要地位。

2 国外微型导弹发展

2.1 长钉（Spike）导弹

长钉导弹由美国海军空战中心武器分部（NAWCD）设计研发，为美国海军陆战队和海军特种作战部队提供一种低成本便携式导弹武器[1]。

长钉导弹主要参数：弹长635mm，弹径56.25mm，发射质量2.4kg，战斗部质量1kg，射程3.2km。长钉导弹采用激光制导或光电成像制导，可以从肩射发射架、无人飞行器或水面舰船发射，可对付低价值的非装甲或轻型装甲目标，单兵可以携带1个发射架和3枚导弹。

2008年2月，美国海军空战中心与DRS公司合作，进行了模拟无人机发射长钉导弹的试验，成功击中一辆在2km外以28.6km/h速度行驶的卡车。

2012年10月，美国海军利用水面无人艇成功试射了6枚长钉导弹。试验使用的水面无人艇长11 m，装备了精确作战模块，包括一个双舱导弹发射装置和一个MK-49架装系统。此次长钉导弹的成功发射意味着水面无人艇武器装备发展向前迈进了重要的一步[1]。

为了更好应对局部地区小型攻击艇对补给船和舰艇带来的威胁，美国海军司令部启动了精确作战模块项目，旨在小型、低成本的武器平台上装备该作战模块，从而提高防御能力，应对海上恐怖袭击。精确作战模块可通过岸基遥控，实现导弹的瞄准、发射以及空中姿态的调整，遥控人员可通过无人艇上的传感器控制无人艇航行并摧毁目标，实现对3.5km范围内的静、动目标的有效打击。

2.2 轻型多用途导弹LMM

泰利斯公司的轻型多用途导弹（Light-weight Multi-role Missile，LMM）采用星光（Starstreak）/星爆（Starburst）导弹的技术改进而成，LMM导弹主要参数：弹径76mm，弹长1.3m，发射质量13kg，射程8km，采用激光束和红外末制导，LMM导弹的发动机是两级固体火箭发动机，引信采用激光近炸引信，战斗部采用高爆破片杀伤战斗部，可配装反装甲战斗部，战斗部质量3kg。

LMM是一种小型精确打击武器，不易造成附带毁伤，曾在S-100 Cam copter垂直起降无人机（可携带两枚导弹）上进行过发射试验。主要攻击目标有轮式或履带式车辆、牵引式火炮等地面目标，小型舰艇、快速攻击艇等海上目标，以及轻型飞机等空中目标。

2.3 格里芬Griffin多平台微型导弹

美国特种作战司令部于2006年启动了防区外发射精确制导弹药先期概念技术演示计划，旨在快速开发一系列低间接毁伤的微小型精确制导武器。Griffin导弹便是这几种新型武器之一[1]。Griffin是一种轻型精确制导武器，弹长1.09m，弹径140 mm，质量l5kg，战斗部质量5.9kg，制导体制采用INS辅助GPS、半主动激光寻的，动力系统采用固体火箭发动机。飞行中段由INS/GPS导航，末段利用半主动激光寻的系统制导。导弹可以由地面车辆以及多种空中平台发射。导弹尺寸小，显著降低了间接毁伤的风险，同时拓展了发射平台的种类，可以装备包括灰鹰、蒂尔II和火力侦察兵在内的各种无人机。

3 微型导弹智能化的关键技术途径

3.1 复杂约束下的智能化制导技术

微型导弹智能化可用于解决协同攻击和多目标分配问题。在复杂战场环境中，末端防空系统将承受多目标多批次的饱和攻击，传统的微型导弹虽然可实现集火、转火射击，但无法解决同向目标分配问题。采用智能化多弹协同控制技术则能有效解决多目标拦截问题。英国星光Star streakⅡ导弹是第一型采用简易协同制导技术的微型导弹，通过对3枚子弹的飞行轨迹进行规划，按不同的圆轨迹飞行攻击各型目标。

设计协同拦截制导律，是实现导弹协同拦截的关键。基于某种战术策略使导弹在飞行中相互协调配合，实现多弹齐射、多弹连射、多弹不同区域发射，以及不同平台、不同时机发射等协同作战。在设计多拦截弹协同制导律时，需综合考虑脱靶量、攻击时间、交会角度、弹道轨迹、弹间通信距离等多种约束，重点是研究复杂多约束条件下的制导规律。

导弹根据探测感知到的动态目标及环境信息，包括目标速度与过载、集群目标分布、目标隐蔽及防护情况等的目标特性及动态环境，基于弹载机构建的微小型控制系统，采用模糊控制、专家系统、神经网络、自适应控制等理论方法，实现导弹自主目标筛选、路径规划、目标分配与更换、攻击决策、任务评估等作战能力[2]。

3.2 MEMS技术

MEMS是指采用微机械加工技术可以批量制作的、集微型传感器、微型机构、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口、通讯等于一体的微型器件或微型系统。美国早于90年代利用MEMS技术开发出了硅微陀螺仪、硅微加速度计、微型惯测组合等新型微固态惯性器件。国内某型号导弹的惯性测量单元就是采用MEMS惯性技术，结合结构与电路系统的微型化设计，实现载体3个正交敏感轴向的惯性测量。

3.3 一体化设计技术

传统的控制系统方案采用弹载机+惯组+舵系统的方式，信号传输速度逐渐成为高速机动变轨飞行武器姿态控制的“瓶颈”。如今，基于MEMS技术的硅微陀螺、加速度计技术逐渐成熟，基于多学科优化方法，气动外形、弹体结构、控制机构设计高度融合，使得整个导弹成为一个智能体，具有高容积率、翼身融合、可变控制机构、外形隐身等特征，大幅提高操纵性、机动性和隐身性。

4 小結

随着信息技术、MEMS技术、智能化的迅速发展，微型智能导弹将在未来战争中发挥重要作用。从战场态势和作战体系出发，进一步研究智能制导算法，结构上更轻更小，制导精度更高，应用平台更广，大力推动微型导弹的智能化发展。

参考文献

[1]钟成行，国外反舰导弹的小型化发展[J]，飞航导弹，2014.

[2]魏东辉，人工智能在飞航导弹上的应用与展望[J]，飞航导弹，2017.