外軍精確制導炮彈現狀及發展趨勢

宋新彬

精確制導炮彈自誕生起，就以其驚人的作戰效能、最小的附帶損傷和彈藥消耗，深受軍事指揮員們的青睞，成為現代戰爭中武器裝備的亮點。近年來，隨著科學技術水平的不斷進步，精確制導炮彈的發展突飛猛進，其打擊精度和毀傷效能又產生了質的飛躍。

精確制導炮彈概述

精確制導炮彈的產生

一般而言，火炮射程越遠，彈著散布越大，命中精度也就越差。同時，彈著散布受到許多因素的影響，像火藥燃燒的速度、藥溫變化、藥包的濕度，大氣密度以及風向等等，甚至連炮彈頂入炮膛時所用的力量不同也會造成彈著散布的不同。上世紀70年代初，為了有效克服傳統火炮彈藥的不足，真正提高炮彈的命中率，美軍提出研制命中概率不低于50％，或精度在10米以內的精確制導彈藥，精確制導炮彈的概念亦由此而來。近年來，美國還發明了一種精確制導組件，加裝到普通炮彈上，能使射擊精度小于50米，這類炮彈被稱為準精確制導炮彈。

1975年，洛克希德。馬丁公司獲得美陸軍發展炮射制導炮彈的合同，于80年代初研制出“銅斑蛇”155毫米半主動激光制導炮彈，使火炮具有了前所未有的精確打擊能力。對二戰時期的炮兵而言，普通炮彈直接命中目標幾乎是一個奇跡，但“銅斑蛇”卻創造了奇跡。

前蘇聯獲取了美國陸軍研制“銅斑蛇”激光制導炮彈的情報后，為抗衡美國，決定由圖拉儀器儀表設計局(KBP)負責研制相應的激光制導炮彈。到了80年代中期，“紅土地”152亳米半主動激光制導炮彈研制成功，并投入到當時還在進行中的阿富汗戰爭。早期生產型的“紅土地”炮彈性能并不穩定，幾年之后，性能開始穩定成熟。90年代之后，“紅土地”成功出口到印度、伊朗、敘利亞、阿爾及利亞和斯里蘭卡等國。

精確制導炮彈的分類

從制導模式上主要分兩大類：第一類是采用末端制導系統，如采用半主動激光尋的頭的“銅斑蛇”和“紅土地”。激光半主動制導精度較高，缺點是目標指示器觀察員易受攻擊。第二類采用全球定位系統，慣性導航系統在飛行中修正彈道。如美國的XM982“神劍”采用的就是依靠GPS航路修正系統制導，缺點是抗干擾能力較弱。目前大力發展的精確制導組件(PGK)，也屬于此類制導系統。從發射火炮類型上可以分為：精確制導榴彈、精確制導火箭彈和精確制導迫擊炮彈。從戰斗部上可分為單彈頭和子母彈頭兩大類。單彈頭又有空心裝藥和榴彈戰斗部兩種；子母彈頭制導炮彈所攜的子彈藥本身就是一個包含尋的、姿態控制、引信、戰斗部等裝置的復雜系統(又分為末制導子彈藥和末敏彈兩種類型)，也有空心裝藥和自鍛破片(爆炸成型)兩種戰斗部。

外軍精確制導炮彈的發展現狀

美俄最新精確制導炮彈的研發情況

通過對伊拉克戰爭經驗和教訓的全面總結，美軍放棄了帶自尋的頭的155毫米“銅斑蛇-2”制導炮彈的研制，提出了發展“新概念高精確炮彈”的思想，集中力量研制由GPS導航的XM982“神劍”155毫米精確制導炮彈。該項目始于1998年，目的是為美陸軍和海軍

陸戰隊研制一種155毫米遠程精確制導炮彈，可在各種氣候及地形條件下打擊高價值和危險目標，支援近距離作戰，尤其適用于城市作戰。XM982的設計理念是“發射后不管”彈藥，它采用了全球定位系統／慣性制導復合制導技術(GPSIIMU)，由彈載GPS接收機在接近彈道最高點時獲得導航信號，并將其與目標數據進行比對，對慣導裝置進行必要的修正，控制炮彈利用鴨式翼飛向目標，進行垂直攻擊。為了滿足駐伊拉克和阿富汗美軍的緊急需求，其基本型號BlocklA-1型已于2007年初部署到伊拉克戰場，在2007年5月5日的首次實戰中，2枚炮彈均直接命中目標，部署時間提前一年。戰場試驗表明，作為陸軍建制內的一種精確打擊手段，“神劍”精度高、反應迅速，持續力強，具有全天候作戰能力，大大提高了炮兵部隊火力打擊的精確度和火力支援的有效性，使身管火炮的使用產生了革命性的變化，必將推動野戰炮兵向精確打擊戰斗兵種的轉型。

近20年來，俄軍也沒有放松對高精度制導炮彈的研制?！凹t土地”制導炮彈已成系列化產品，“紅土地－M2”和“晶面”是其兩種最新制導炮彈，其中“紅土地一M2”K155M制導炮彈在威力，射程，運用頻率、精度、尺寸和重量等性能指標上，都超過國內和國際同類產品，其制導系統在高海拔地域和大風天氣條件下仍能可靠發揮效能。2007年5月，俄方曾在印度境內海拔高度為6000米的山區對“紅土地－M2”進行了測試。據統計，使用“紅土地－M2”執行打擊任務時的彈藥消耗量僅為使用傳統炮彈時的1％～2％，成本則只有使用后者時的10％～25％。

通過對“紅土地-M2”和“神劍”作戰效能的綜合評估，俄方部分專家認為，“神劍”精確制導炮彈的效能并不很高，主要原因在于：對于加固目標或裝甲目標而言，一般炮彈只有直接命中這些目標才能摧毀它們，但對于昂貴的“神劍”制導炮彈(目前每枚3萬美元)來說，其精度距離直接命中的要求尚有距離(平均達10-15米)，同時抗干擾能力還比較弱，射程優勢也不明顯，使用起來并不合算。相對而言，這種彈藥更適合打擊有生力量和輕型防護類目標。但“神劍”在完成復雜地形條件下對目標的有效打擊和無需前進觀察員等方面也存在不可低估的優勢。針對上面提到的“神劍”制導炮彈的不足，美軍也在逐步加以完善改進，按“螺旋”推進的方式裝備部隊，不斷提高其射程、精度和抗干擾能力。

精確制導組件(PGK)的應用

美軍正在研發的PGK是一種相當于引信大小的低成本“模塊”，用于取代常規105毫米和155毫米彈藥上的北約標準引信，其核心為GPS／INS導航儀。在炮彈飛行過程中，全球定位系統和慣性導航系統協同工作，以達到精確打擊的要求。一般來說，現役普通炮彈加裝精確制導組件后，其打擊精度可提高3倍以上，同時，與精確制導炮彈相比，這一技術途徑價格低廉，但目前命中精度較低，其最大圓概率誤差(CEP)較大，約30～50米。配備PGK的炮彈是對精確制導炮彈的補充，因此被稱之為準精確制導炮彈。目前，美國陸軍的XM1156型精確制導組件(PGK)已于2009年4月達到“里程碑”C低速初始生產階段，這比原定的2008年底晚了幾個月，但在射擊精度方面則大大超出了設計目標。美國陸軍最初要求第一階段CEP要小于50米，第二階段的(2011年裝備部隊)CEP不超過30米，但試驗證明其原型引信已能夠使炮彈的精度達到20米以內。

高精度制導火箭彈

為傳統火箭彈裝上控制系統，不但可以大幅度提高其射擊精度，而且可以打擊更大范圍、更多類型的目標，初步形成全天候、全天時打擊點狀目標的能

力，俄羅斯的“龍卷風”和美國的M270火箭炮系統是其典型代表。前者是世界上第一個高精度制導火箭彈系統，其火箭彈控制系統安裝在9M55K式300毫米火箭彈上，采用了初始段簡易慣性制導控制技術和自動修正技術，大幅度提高了火箭彈的散布精度(縱橫向密集度S1／310)，70千米距離的散布精度為0.21％(約150米)。

美軍的M270A1可發射XM31整體式戰斗部制導火箭彈(GMLIRS—U)，整體可靠性超過98％。XM31 GMLRS—U采用了中段GPS／INS復合制導技術，其圓概率偏差在35千米射程上僅為5米，在70千米射程上小于10米，使火箭炮兵具有了對點狀目標的打擊能力，并使附帶損傷減少到最低程度，被美軍士兵稱為“70千米射程上的狙擊步槍”。美陸軍計劃于2009年開始大量采購，使制導火箭彈成為未來火箭炮兵的制式火箭彈，除一些訓練彈外，今后不再采購非制導火箭彈。

此外，以色列、斯洛伐克、德國等國也都研制出了各自的基于GPSIINS制導技術的高精度火箭彈，在40千米左右的射程時，CEP達到了10-20米的水平。

高精度制導迫擊炮彈

由于技術要求相對較低，且具有多功能性和價格低廉的特點，精確制導迫擊炮彈的研發在近幾年頗受各國重視。早在2006年前，俄羅斯就研制成功了“晶面”精確制導迫擊炮彈藥?！熬妗本_制導追擊炮彈的毀傷威力幾乎相當于普通152／155毫米彈藥，能以大角度(接近45°角)擊中目標，可用于摧毀敵裝甲裝備、永備防御工事和重要基礎設施(橋梁，山區道路等)。當前的研究主要集中在120毫米迫擊炮彈，美、德、法、日等國均計劃裝備瑞典120毫米Strix末制導追擊炮彈。其中，美國還曾于2004年開始自主研制120毫米XM395半主動激光制導迫擊炮彈(PGMM)的合同(該項目已終止)。另外，經過7年的研制，以色列軍事工業公司(IMI)也于2008年9月研制成功了一種名為“純心”的GPS／激光制導迫擊炮彈，圓概率誤差(CEP)小于5米，它可使普通的120毫米迫擊炮的射程從標準的6千米提高到13千米，用于城市作戰能夠顯著降低附帶損傷和后勤負擔。

精確制導炮彈的發展趨勢

就制導技術而言，美國、俄羅斯和西歐國家選擇了三條不同的發展道路。

美國走GPS／INS復合制導發展之路。目前，發展中的第二代精確制導炮彈已初現雛形，特點是“發射后不管”的間瞄概念，其代表作就是美軍的“神劍”系統，它是美軍第一種在戰斗中使用的GPS制導炮彈。與“銅斑蛇”相比，它不再依賴激光照射制導，是一種真正的“發射后不管”彈藥，它集尾翼穩定增程、彈道修正、一彈配多種戰斗部等技術于一身，射程遠、精度高，附帶損傷小。伊拉克和阿富汗的戰事加快了其研制步伐，從2007年初，“神劍”按“螺旋”發展模式，已被部署到伊拉克戰場，進行早期用戶試驗，開始進入實戰評估階段。由于表現優異，炮兵對其的需求量也逐步加大，美陸軍以3萬美元的單價于2005年、2006年，2007年分別訂購了165發、335發、725發“神劍”炮彈。目前，美陸軍對“神劍”BlocklA-2型彈的要求是加裝抗干擾的GPS接收機(sAASM)，射程30千米左右，精度(cEP)達到20米，最終要求是達到10米，可靠性大于85％，該型彈可望于2009年具備初始作戰能力。從2004年以來的一系列實驗和實戰來看，“神劍”BlocklA-1的命中精度已多次達到10米內。但后續型號對制導精度的要求進一步提高，使得技術難度更大，近期難有大的突破，達到實用階段最少還需幾年時間。整體式戰斗部制導火箭彈(GMLRS)和“神劍”于2007年部署到伊拉克和阿富汗戰場后，成功地證明了自身的價值，它們的精度，可靠性和射程贏得了部隊的信賴，戰場指揮官不太擔心在城區環境中使用它們攻擊目標，刺激了陸軍炮兵部隊對精確制導炮彈的需求。

由于在自主尋的頭研發領域技術儲備比較雄厚，法，德等西歐國家則重點強調由紅外成像，毫米波搜索目標的子母彈頭炮彈的潛在優勢，走自己的精確制導炮彈發展之路。德國已研制成功了155毫米“斯瑪特”子母彈頭(子彈藥采用毫米波，紅外尋的頭)靈巧炮彈，并已于2000年裝備了德國陸軍。2007年10月和11月，澳大利亞和英國國防部分別宣布采購1250美元和8300萬英鎊的“斯瑪特”155毫米炮彈。此前，它已裝備了希臘和瑞士陸軍。法國和瑞典則聯合研制成功了“博尼斯”子母彈頭(子彈藥采用雙譜紅外成像尋的頭)炮彈，并已裝備部隊。

俄羅斯除大力發展紅外成像、毫米波等自動搜索跟蹤目標的制導技術外，還在繼續發展激光半主動制導炮彈技術，并設法將這種制導炮彈的威力發揮到極致。其中的一個辦法就是加強陸軍的偵察力量，發展偵打一體化系統，大部分偵察分隊都配有先進的通訊設備和激光指示器，滲透敵人陣地后以激光指示器照射目標，引導炮兵實施毀滅性打擊。目前，俄羅斯陸軍對“紅土地一M2”的性能十分滿意，并開始將這種炮彈部署在基層部隊，以增強炮兵的威力。

種種跡象表明，精確制導炮彈的未來發展將呈現以下趨勢：一是進一步提高制導炮彈的數字化，信息化水平，使未來的制導炮彈真正象“長了眼睛”一樣，實現“發射后不管”；二是進一步增大射程，提高精度和抗干擾能力，大幅提高地面炮兵的遠程精確打擊能力；三是炮彈采用各種戰斗部，大大提高火炮的作戰效能；四是采用如精確制導組件類似的技術，降低精確制導炮彈的造價，進一步提高作戰行動效費比。