裝甲部隊(duì)的克星

冷戰(zhàn)時(shí)期，隨著蘇聯(lián)大集群裝甲兵團(tuán)突擊戰(zhàn)術(shù)日趨成熟，北約集團(tuán)自20世紀(jì)60年代開始研制專用武裝直升機(jī)和各種新型反坦克武器，以彌補(bǔ)炮兵和航空兵力量的暫時(shí)劣勢，間接瞄準(zhǔn)（以下簡稱“間瞄”）末敏彈反裝甲技術(shù)就由此發(fā)端。

近來央視官方披露了我國末敏彈預(yù)先研究、先期技術(shù)演示驗(yàn)證和定型項(xiàng)目的信息，表明經(jīng)過近20年的努力，我國在末敏彈等智能彈藥領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了跨越式發(fā)展，從而躋身于美、德、俄等相關(guān)領(lǐng)域先進(jìn)國家行列，由此引發(fā)了外界對末敏彈技術(shù)的關(guān)注。

末敏彈概念解析

末敏彈是“末端敏感彈藥”的簡稱，“末端”指彈藥飛行彈道的最后階段，“敏感”則是指彈藥能探測到目標(biāo)的存在，且戰(zhàn)斗部可以被目標(biāo)信息激活，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較精確打擊。因此，末敏彈就是被間瞄武器投送至彈道末段，進(jìn)而自主探測到裝甲目標(biāo)方位，有效激活戰(zhàn)斗部傳感器，最終摧毀裝甲目標(biāo)的子彈藥。其中能夠被利用的間瞄武器載體（又稱母彈）包括炮彈、火箭彈、機(jī)載撒布器、集束炸彈等，一般單次發(fā)射就可利用子彈藥同時(shí)攻擊多個(gè)靜止/運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，且針對性攻擊裝甲車輛防護(hù)最薄弱的頂部，堪稱目前作戰(zhàn)效能最高、效費(fèi)比最好的反裝甲集群武器系統(tǒng)，而目前裝甲集群尚無對它的有效干擾或防御手段。

嚴(yán)格地說，末敏彈并不是制導(dǎo)武器系統(tǒng)，也不能被稱為“導(dǎo)彈”或“制導(dǎo)炸彈”，因?yàn)樗荒茏詣?dòng)跟蹤目標(biāo)并中途改變彈道，其作戰(zhàn)原理是：裝有末敏彈的母彈發(fā)射后，按照預(yù)定彈道以無控或有控方式飛向目標(biāo)區(qū)，到達(dá)目標(biāo)區(qū)域上空預(yù)定高度后，時(shí)間引信起動(dòng)，點(diǎn)燃拋射藥，將末敏彈從彈體內(nèi)拋出，接著依靠減速傘或翼片，按照預(yù)定模式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定下降，并依靠彈載傳感器對地面做旋轉(zhuǎn)掃描。當(dāng)距離傳感器測出末敏彈下降到預(yù)定高度時(shí)，解除引爆機(jī)構(gòu)保險(xiǎn)，一旦傳感器在旋轉(zhuǎn)搜索范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，控制器就發(fā)出戰(zhàn)斗部起爆的信號。而末敏彈一般采用自鍛成形反裝甲戰(zhàn)斗部，起爆后可瞬間形成速度高達(dá)2000~3000米/秒的侵徹體，重點(diǎn)攻擊裝甲目標(biāo)的頂部。如果彈載傳感器沒有搜索到目標(biāo)，即按照預(yù)定程序自毀。

末敏彈的“眼睛”

末敏彈實(shí)現(xiàn)殺傷效能有兩個(gè)重要環(huán)節(jié)：一是有效探測和識別目標(biāo)，從而發(fā)出戰(zhàn)斗部起爆的信號；二是戰(zhàn)斗部確保對裝甲目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有效殺傷。由于自鍛成形反裝甲戰(zhàn)斗部在20世紀(jì)30年代就提出概念，到80年代已經(jīng)比較成熟，因此末敏彈研制的主要難點(diǎn)就在于如何有效探測和識別目標(biāo)，而敏感器就是這個(gè)環(huán)節(jié)的核心部件。

敏感器本質(zhì)上是一種引信技術(shù)，而不是制導(dǎo)技術(shù)，其主要功能是發(fā)現(xiàn)和識別裝甲目標(biāo)，并且在戰(zhàn)斗部軸線對準(zhǔn)目標(biāo)的時(shí)候，及時(shí)發(fā)出起爆信號。為了實(shí)現(xiàn)末敏彈全天候、抗干擾和“發(fā)射后不用管”能力，敏感器一般采用紅外和毫米波復(fù)合探測識別技術(shù)（不能稱為“制導(dǎo)技術(shù)”）。

毫米波的頻率介于微波和遠(yuǎn)紅外之間，波長處于1~10毫米范疇。與紅外輻射類似，不同材料的物體也具備不同強(qiáng)度的毫米波輻射率，一般來講，金屬材料的輻射強(qiáng)度只是泥土、路面及植被的三分之一甚至四分之一，故以金屬為主要材料的裝甲車輛相對于周圍背景的毫米波輻射，總是能探測到明顯差異。

一般用于末敏彈的毫米波敏感器有無源毫米波輻射計(jì)和有源毫米波測距器。前者是一種探測毫米波輻射強(qiáng)度的寬頻信號接收機(jī)，靈敏度極高，會(huì)通過測量天線被動(dòng)接收地面輻射的電磁波，通過對比接收到的輻射功率與背景輻射的溫度差，識別出裝甲目標(biāo)，但不能測距、測速和測角，也不能滿足發(fā)動(dòng)攻擊的信息要求。因此為了讓末敏彈在預(yù)定高度起爆，還需要裝備有源毫米波雷達(dá)測距器，這其實(shí)是一個(gè)簡易的毫米波雷達(dá)，通過主動(dòng)發(fā)射毫米波和接收回波，對比時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)測距。通常末敏彈的有源毫米波測距器和無源毫米波輻射計(jì)采用共孔徑設(shè)計(jì)，多布置在戰(zhàn)斗部前方，與戰(zhàn)斗部軸線重合，做到敏感器和戰(zhàn)斗部同時(shí)對準(zhǔn)目標(biāo)，使得起爆過程能夠簡化。

末敏彈使用的紅外敏感器主要有單色和雙色兩種，區(qū)別在于工作頻率是單頻的還是雙波段的，但兩者都是被動(dòng)傳感器，分辨率高，有利于對目標(biāo)實(shí)現(xiàn)定向。雙色紅外敏感器遠(yuǎn)比單色紅外敏感器識別率高，因?yàn)槔秒p波段紅外差異進(jìn)行目標(biāo)識別，可以有效回避戰(zhàn)場上其他熱源，專注于尋找裝甲目標(biāo)。具體而言，紅外敏感器有單陣元、線陣列和焦平面陣列等類型——焦平面陣列可以直接實(shí)現(xiàn)紅外成像，但數(shù)據(jù)處理要求高，價(jià)格昂貴；線陣列一般通過末敏彈的掃面運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)“偽成像”，相對容易實(shí)現(xiàn)；單陣元就只能實(shí)現(xiàn)熱源的大致探測，只靠它往往不能滿足實(shí)戰(zhàn)要求，不過成本較低。

紅外敏感器與毫米波敏感器的信息通道一般是相互獨(dú)立的，難以實(shí)現(xiàn)兩者的共孔徑設(shè)計(jì)，因此一般毫米波敏感器位于子彈藥前段，與自鍛成形戰(zhàn)斗部實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，而紅外折射反射鏡組則設(shè)置在末敏彈側(cè)面。目前國外最普遍的復(fù)合探測與識別方案是3~5微米波長和8~12微米波長雙色紅外敏感器，配合主/被動(dòng)毫米波敏感器，數(shù)據(jù)處理則使用能抗高過載的小型固態(tài)集成電路。

末敏彈發(fā)展概述

美國1972年9月提出《末段定向目標(biāo)激活彈藥技術(shù)論證報(bào)告》，末敏彈概念預(yù)研由此完成。其國防遠(yuǎn)景研究計(jì)劃局主持研制SADARM末敏彈，原計(jì)劃用于203毫米炮彈，但1983年美國停止發(fā)展203毫米火炮，因此1985年轉(zhuǎn)向以155毫米炮彈和227毫米火箭彈為載體，前者使用紅外二維焦平面陣列和毫米波主/被動(dòng)傳感器，后者采用紅外線陣列和毫米波測距雙模敏感器，1997年2月開始試生產(chǎn)。此外，美國空軍裝備了CBU-97/B傳感器引爆武器，主體是10枚BLU-108/B子彈藥，每枚子彈藥攜帶4枚“泥鴿”靈巧爆炸成型彈丸戰(zhàn)斗部，其基本型采用紅外探測器，單枚CBU-97/B殺傷覆蓋范圍達(dá)5萬平方米，加裝主動(dòng)激光雷達(dá)傳感器后，可增加到10萬平方米。

德國155毫米SMART末敏彈則是當(dāng)今最先進(jìn)的炮射末敏彈，配備PzH2000 155毫米自行火炮，1999年開始小批量生產(chǎn)。它在滿足強(qiáng)度要求的前提下，采用了薄壁結(jié)構(gòu)，彈體壁厚只有普通炮彈四分之一，從而使有效載荷空間最大化，也使自鍛破片戰(zhàn)斗部藥形罩的直徑最大化。其末敏彈敏感裝置采用了3~5微米波長和8~12微米波長的雙色紅外敏感器，配合主/被動(dòng)毫米波敏感器，具有較高的抗干擾能力。該末敏彈的毫米波測距器和毫米波輻射計(jì)共用天線，與自鍛破片戰(zhàn)斗部的藥形罩融為一體，不需要為天線添加機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置，比美國BLU-108/B的設(shè)計(jì)更具難度，也更能有效識別和確認(rèn)裝甲目標(biāo)。此外，這款炮射末敏彈使用高密度的鉭作為藥形罩材料，形成的侵徹體的長細(xì)比接近5，穿透力比使用普通銅制藥形罩要提高35%。

瑞典博福斯公司20世紀(jì)80年代初期就開始155毫米BONUS末敏彈的研究工作，1993年3月與法國合作，1999年末開始小批量生產(chǎn)。這款末敏彈獨(dú)特之處在于穩(wěn)定裝置不是阻力傘，而是一個(gè)圓盤：子彈藥被拋出后，圓柱形紅外敏感器張開且被鎖定在固定位置。與此同時(shí)，與敏感器對稱布置的穩(wěn)定圓盤也張開，使子彈藥在下降過程中處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。由于沒有用阻力傘，子彈藥下降速度較快，降低了被敵方干擾的概率，也削弱了側(cè)風(fēng)的干擾誤差。不過BONUS末敏彈只采用了雙色紅外敏感器，暫未使用復(fù)合敏感裝置，故目標(biāo)識別率較低，或許將來能增加主動(dòng)毫米波測距敏感器。

前蘇聯(lián)在解體前十余年就開始研制SPBE機(jī)載末敏彈，1992年公開亮相，現(xiàn)裝備俄羅斯航空兵，以RBK-500航彈作為母彈（重500千克），可內(nèi)裝15枚，投放高度一般是400~5000米范圍，速度500~1200千米/時(shí)。SPBE末敏彈采用雙波段紅外敏感器，但戰(zhàn)斗部采用較落后的空心裝藥式，而不是效能更高的自鍛成形式，據(jù)稱1枚可摧毀6個(gè)裝甲目標(biāo)。俄羅斯為“龍卷風(fēng)”火箭炮研制的9K55K1末敏彈得益于技術(shù)進(jìn)步，采用了自鍛成形式攻頂反坦克戰(zhàn)斗部，1枚300毫米火箭彈可攜帶5枚，利用雙波段紅外敏感器，爆炸射流加速到2000米/秒，對30度傾角鋼板的穿甲能力為70毫米。

我國末敏彈研制裝備情況

根據(jù)公開的核心期刊資料，我國在20世紀(jì)60年代末就開始從彈藥入手，解決野戰(zhàn)火箭炮散布過大、發(fā)射穩(wěn)定性不佳的問題，“八五”期間將末敏彈列為國防預(yù)研重點(diǎn)，對末敏彈總體技術(shù)、毫米波/雙色紅外復(fù)合敏感器技術(shù)、穩(wěn)態(tài)掃描技術(shù)、自鍛成形戰(zhàn)斗部技術(shù)、安全與引爆技術(shù)等進(jìn)行了全面研究，推動(dòng)著我國常規(guī)彈藥向智能化發(fā)展。在2008年國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)表彰時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了某型末敏彈武器系統(tǒng)，其對目標(biāo)的命中率超過之前國際最高水平，成為“我軍最有效、最具威懾力的遠(yuǎn)距離反裝甲武器”。

根據(jù)官方報(bào)道，我國目前實(shí)現(xiàn)了以大口徑火箭炮為載體的末敏彈武器系統(tǒng)大量裝備，采用先進(jìn)的毫米波/雙色紅外復(fù)合敏感器技術(shù)，相比俄羅斯9K55K1末敏彈、法瑞合研的BONUS末敏彈，理論上具有更高的技術(shù)水平，與德國SMART末敏彈基本相當(dāng)。在演示的火箭炮發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，射程約50千米，目標(biāo)群為一個(gè)3000米長、200米寬的長方形區(qū)域內(nèi)，里面分散布置了12輛坦克裝甲目標(biāo)，結(jié)果半數(shù)以上目標(biāo)被單次試射摧毀。不過根據(jù)展示的末敏彈自鍛成形戰(zhàn)斗部的侵徹體來看，我國末敏彈可能是考慮到成本因素，采用了銅或鐵制藥型罩，沒有大量應(yīng)用特殊稀有金屬，因此不排除在穿甲能力上稍遜于SMART末敏彈。

央視還披露我國炮射末敏彈已經(jīng)進(jìn)入了研制最后階段，由此可以認(rèn)為我國在末敏彈技術(shù)領(lǐng)域取得了新突破，因?yàn)榕谏淠┟魪棸l(fā)射過載極高，對器件可靠性要求更為嚴(yán)格。此外，末敏彈應(yīng)該已經(jīng)兼容到我國航空兵的機(jī)載撒布器，每個(gè)500千克級別的撒布器可內(nèi)含近百枚末敏子彈藥，1個(gè)攻擊架次即可對相當(dāng)數(shù)量的裝甲目標(biāo)實(shí)施毀傷。

以上這些成就都屬于追趕世界先進(jìn)水平，官方還披露，我國彈藥領(lǐng)域?qū)＜覄?chuàng)造性地提出了三模探測方法與理論，并成功解決了末敏彈的敏感器共孔徑、信息融合、小型化、抗高過載等關(guān)鍵技術(shù)。這意味著我國新一代末敏彈正處于研制之中，很有可能開創(chuàng)性地應(yīng)用了一些先進(jìn)技術(shù)。據(jù)公開的專業(yè)論文，我國下一代末敏彈很有可能實(shí)現(xiàn)了主/被動(dòng)毫米波和紅外成像敏感器的共孔徑，從而使探測系統(tǒng)更緊湊更可靠，為戰(zhàn)斗部提高威力釋放空間或縮小彈體，提高裝載數(shù)量，更利于靈活打擊。利用我國信息坐標(biāo)建設(shè)成果，三模復(fù)合探測技術(shù)也將應(yīng)用在我國末敏彈領(lǐng)域，甚至拓展到我國的迫擊炮彈藥上，這很可能已進(jìn)入實(shí)質(zhì)工程階段。

至此，我國已實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)末敏彈核心技術(shù)的突破，完成了機(jī)載撒布器、反跑道子母彈、間瞄大口徑火炮、火箭炮、迫擊炮等多種載彈平臺組成的末敏彈裝備規(guī)劃，在可以預(yù)見的未來，末敏彈等新型彈藥技術(shù)將促進(jìn)我軍的精確打擊能力再攀高峰。