制導炮彈是由普通火炮發射的，具有制導與控制系統的彈丸，能精確命中坦克、裝甲車輛等點狀目標。
20世紀70年代初，美國和蘇聯分別研制成功“M712銅斑蛇激光制導炮彈”和“紅土地”半主動激光尋的制導炮彈。它同普通炮彈一樣由火炮發射，但能像導彈那樣捕捉和跟蹤目標，實際上就是一枚沒有裝發動機的“導彈”。這種彈藥由于不是在空中飛行彈道全過程中實施制導，一般也稱為末制導炮彈。此后以德國為首，德、法、荷聯合研制了155mm毫米波自尋的末制導炮彈GAM（Guided 大炮 Munition）。此外，英國、法國、瑞典和南非等也都研制、發展了不同類型的末制導炮彈，如法國的AD-C 155mm毫米波自尋的末制導炮彈等。進入20世紀90年代以后，以美國為首的西方國家開始加大研制慣性導航/全球定位（INS/GPS）復合制導技術。
1994年，雷聲公司開始為MK 45 Mod4型127mm艦炮研制EX-171增程制導炮彈 （ERGM）。2015年9月，雷聲公司的127mm艦炮用“神劍N5”制導炮彈在尤馬試驗場發射成功。2018年1月，軌道-阿連特技術系統公司公布了用于127mm艦炮炮彈的尾舵控制精確制導組件概念。2019年5月，雷聲公司的127mm艦炮用“神劍N5”制導炮彈在尤馬試驗場進行了發射試驗，驗證了“短、中、近”射程的性能，精度和陸軍制導炮彈相同。
制導炮彈由動力裝置、制導系統、戰斗部、彈體和彈上電源等組成。制導炮彈的制導方式有激光半主動制導、紅外自動尋的制導和毫米波自動尋的制導。根據發射炮種的不同，可分為榴彈炮射制導炮彈和迫擊炮射制導炮彈。
制導炮彈具備首發命中、效費比高、可對付靜止和運動目標等優勢; 相對發射及制導系統復雜的其它制導武器而言，制導炮彈具有較為簡單的發射平臺和制導機構、較為低廉的價格以及毫不遜色的制導精度。
發展沿革
研制背景
從20世紀70年代末開始，高新技術大量應用于火炮和彈藥的設計中，特別是火炮彈藥制導化的技術得到了長足的進步，使得火炮彈藥的精度得到了大幅度的提高，一種借助常規火炮平臺發射的制導炮彈便應運而生。
發展歷程
起步階段
20世紀70年代，隨著光電技術、微電子技術以及現代尋的技術的長足進步，世界軍事領域開始關注常規火炮彈藥制導化的研究。在制導炮彈的研制領域內，美國和蘇聯走在了世界的前面。
美國于20世紀70年代末期成功研制了“銅斑蛇”（Copperhead）155mm激光半主動末制導炮彈，并于1982年開始裝備部隊，共為美國軍隊提供了兩萬發此型炮彈。“銅斑蛇”末制導炮彈采用彈道模式或滑翔飛行模式飛行，在距離目標3000m左右時，彈上的激光導引頭探測到由激光照射器照射目標反射的激光信號，通過彈上自動駕駛儀控制舵機工作，操縱彈丸飛向目標。“銅斑蛇”在研制過程中解決了高過載、重力補償方向確定、閉氣減旋等技術難題，為激光半主動末制導炮彈的研制打下了堅實的基礎，是西方國家唯一列裝的一種末制導炮彈，并在海灣、阿富汗等戰爭中投入使用，取得了良好的作戰效果。
蘇聯于20世紀80年代初期成功研制了“紅土地”（КРАСНОПОЛЬ）152mm激光半主動末制導炮彈，“紅土地”的外彈道特性與“M712銅斑蛇激光制導炮彈”類似，但從技術方案上，“紅土地”采用了全穩式導引頭、鴨式舵、助推發動機和旋轉穩定的方案，而“銅斑蛇”采用了半捷聯式導引頭、正常式舵、無發動機和尾翼穩定的方案。在性能指標上，“紅土地”全彈比“銅斑蛇”質量小（分別為50kg和62kg）、射程遠（分別為20km和16km），此外，“紅土地”采用殺傷爆破高爆彈戰斗部，能攻擊裝甲以及半硬或軟目標，而“銅斑蛇”采用破甲戰斗部，主要攻擊裝甲目標，比“紅土地”戰斗部的使用范圍小，因此，后研制的“紅土地”性能略高于“銅斑蛇”。
發展階段
從作戰使用方面而言，由于激光半主動制導炮彈進入末制導階段后激光目標指示器需保持照射狀態一定時間，致使發射后很長一段時間內前方觀測人員不能離開陣地，增加了前方人員的危險系數，且激光制導受到天氣以及煙霧等因素的影響較大，因此，以美國為首的西方國家在“銅斑蛇”研制成功不久便轉向研究紅外、毫米波等更為先進的制導方式在制導炮彈上的應用，提出了諸如紅外成像/激光半主動制導的銅斑蛇Ⅱ等研制方案。
以德國為首，德、法、荷聯合研制了155mm毫米波自尋的末制導炮彈GAM（Guided 單兵武器 Munition），但GAM由于其高昂的價格和后期繁瑣的保障體系最終導致其未能裝備部隊。此外，英國、法國、瑞典和南非等也都研制、發展了不同類型的末制導炮彈，如法國的AD-C 155mm毫米波自尋的末制導炮彈、瑞典的BOSS 155mm毫米波自尋的末制導炮彈等。
相比于毫米波、紅外等自尋的技術造價昂貴、維護困難，俄羅斯認為激光制導技術成熟、性能穩定、造價低廉、研制風險低、周期較短，大有發展潛力。激光半主動制導能攻擊激光指示器照射的所有目標，特別是隱藏在偽裝下的目標；而毫米波或紅外成像等被動尋的制導方式要求有較高的背景對比度，往往會被偽裝所蒙蔽；激光半主動制導炮彈具有較高的命中概率，并且比被動尋的制導炮彈的結構簡單、成本也要低；照射手用激光指示器照射目標的同時，可監視目標，觀察射擊效果。因此，俄羅斯在紅土地以后很快將激光半主動制導技術移植到多種身管發射炮彈上，如“捕鯨者-2M” 122mm末制導炮彈、“紅土地-M” 155mm末制導炮彈、勇敢者240mm末制導炮彈等多種型號，并裝備部隊，迅速形成了實際戰斗力。
發展現狀
進入20世紀90年代以后，隨著美國全球定位系統（GPS）以及微電子和慣性導航技術的進步，以美國為首的西方國家開始加大研制慣性導航/全球定位（INS/GPS）復合制導技術的力度。由于INS/GPS制導系統不受天氣及射程的影響能保證較高的命中精度，符合現代非對稱作戰中發射后不管、防區外作戰、降低附帶損傷等特點，且成本越來越低，各國開始將INS/GPS技術應用到制導炮彈中，研制INS/GPS復合制導等多種制導方式的制導炮彈。
雷聲公司1994年開始為MK 45 Mod4型127mm艦炮研制的EX-171增程制導炮彈 （ERGM）由于故障多（如尾翼不能展開、火箭不能點火、電子元件失效等）、多次飛行試驗達不到射程和精度的要求、研制經費嚴重超支、研制進度延期等原因，在2008年被終止。在不久之后，阿連特公司（現在的諾·格武器系統公司）的海軍遠程支援彈藥（ANSR/BTERM）由于可靠性差以及與艦炮的兼容性差，導致艦炮射速較低，也遭遇了類似的命運。
2015年9月，雷聲公司的127mm艦炮用“神劍N5”制導炮彈在尤馬試驗場發射，飛行精度非常高，準確命中了37km距離上的目標（最終目標是最大射程大于48km、最小射程小于27km、發射速率大于5發/min、CEP精度小于10m）。2019年5月，又在尤馬試驗場進行了發射試驗，驗證了“短、中、近”射程的性能，精度和陸軍制導炮彈相同。
2018年1月，軌道-阿連特技術系統公司公布了用于127mm艦炮炮彈的尾舵控制精確制導組件概念。該組件采用與軌道-阿連特技術系統公司M1156式155mm精確制導組件（PGK）相似的技術，但采用尾舵控制，而不是M1156精確制導組件的鴨式舵設計。
基本設計
結構
制導炮彈主要包括動力裝置、制導系統、戰斗部、彈體和彈上電源等。
戰斗部
戰斗部是制導炮彈上直接毀傷目標，完成其戰斗任務武器的部分。同一彈體平臺，可換裝不同類型的戰斗部或載體。在早期設計中，EX-171增程制導彈藥使用的是集束炸彈戰斗部，包含72枚EX-1子彈藥，即美國陸軍的M-80型子彈藥，選用的則是18kg的單一戰斗部。以美國155 mm“M712銅斑蛇激光制導炮彈”末制導炮彈為例：該彈采用破甲戰斗部，利用聚能射流擊毀目標。戰斗部為圓柱形，在殼體內裝有成型裝藥，前部有銅制藥型罩，后部有引信和保險裝置。
動力系統
制導炮彈的動力裝置是指以發動機為主體，為制導炮彈提供飛行動力的裝置，它保證制導炮彈獲得需要的射程和速度。滑翔增程制導炮彈常采用小型助推火箭發動機，由燃燒室殼體、噴管座部件、擋藥板部件、剪力螺釘等組成，燃燒室內裝有發動機主裝藥，點火藥盒裝在噴管座內，慣性點火具用剪切螺釘裝在噴管座上，發動機殼體與噴管座采用螺紋連接；滿足發動機的密封要求。炮射火箭增程彈的發動機的燃燒室（殼體），不但要承受發動機工作時燃氣壓力的作用，而且在發射時要承受前端載荷慣性力的作用，因此，在結構設計時，要考慮不同載荷作用的情況。
彈體
制導炮彈的彈體是將戰斗部、制導系統、電子儀器等設備，以及前舵、尾翼、伺服機構等控制設備和火箭發動機、電源等裝置連成一體并協調動作的一個結構系統，它的好壞會直接影響制導炮彈的性能。為了能精確攻擊目標，制導炮彈的外形除能提供彈道飛行中所要求的氣動力和使炮彈受到的空氣阻力最小外，還要保證在飛行中受到作用力時，既不會使彈體發生嚴重變形，也不能造成彈體任意部分發生持續振蕩。為了保證彈體的完整性，除結構必須具有足夠的強度和承受一切內、外部的載荷而不發生斷裂或塑性彎曲時，還必須有足夠的剛度，避免發生太大的變形。
彈上電源
制導炮彈的彈上電源系統主要由后座電機、熱電池和電源管理系統組成。其中，后座電機的主要作用是利用發射過載產生瞬間大電流，激活熱電池。熱電池兩路輸出，分別為舵機和彈載制導控制部件提供電源，兩路電源之間物理隔離。電源管理系統根據彈上部件用電情況，對彈載電源進行穩壓、濾波、隔離等二次處理并提供相應的二次處理電源。
制導方式
各國研制和裝備的制導炮彈大多采用半主動尋的制導方式和激光、紅外、毫米波制導技術。美，英等國還在發展微波雷達被動尋的制導炮彈，實際是一種反輻射制導炮彈，專門用于攻擊雷達等電磁輻射源目標。這種反輻射制導炮彈不但是一種信息武器裝備，而且也可用于直接攻擊敵方的信息目標。隨著信息制導技術的發展，制導炮彈將采用末段主動和被動尋的制導方式，具備“發射后不用管”的能力，并且能夠同時攻擊多個目標。
制導炮彈上的導引頭具有搜索，捕獲和跟蹤目標，并輸出制導信號和彈體的相對姿態信號的功能。這些信號通過信息處理電路給出控制信號，并通過舵機使導彈的控制舵偏轉，從而改變導彈飛行方向，糾正彈道，引導制導炮彈飛向目標。
特點
制導炮彈并沒有特殊發射平臺，而是在使用和維護都不變的情況下，借助常規火炮發射平臺發射，在飛行過程中通過制導控制組件引導炮彈命中目標。相對發射及制導系統復雜的其它精確制導武器來說，制導炮彈具有較為簡單的發射平臺和制導機構，相對低廉的價格以及毫不遜色的制導精度；而相對常規火炮的制式彈藥來說，制導炮彈具備首發命中、效費比高、可對付靜止和運動目標等優點。制導炮彈主要用于毀傷坦克、裝甲車輛、艦艇等運動目標和堅固防御工事。
典型型號
美國155mm“銅斑蛇”
美國155mm“M712銅斑蛇激光制導炮彈”制導炮彈是一種精密制導的反坦克炮彈，該彈配用于155mm榴彈炮，可首發命中遠距離活動目標。該彈由制導段，戰斗部段和控制段三部分組成。在“銅斑蛇”制導炮彈的中部有4片彈翼呈十字形，尾部有4片尾翼(控制舵)亦呈十字形。彈翼是提供升力的主要部件，主要目的是提高制導炮彈的射程。尾翼是由冷氣式氣動舵機驅動的旋轉振動舵，主要用來提供控制力以改變飛行彈道，并保證穩定作用。氣動舵機的壓力源是高壓冷氣瓶。
彈翼和尾翼都是可以折疊的，發劑前收入控制段彈身的縫隙內，發射出炮管后尾翼首先展開，并保證飛行穩定，在達到彈道最高點時，彈翼展開以增加滑翔距離(20％)。該彈彈身的長細比為8.85，彈頭為圓頭錐形，有利于減小飛行時的頭部阻力。激光導引頭由位標器和電子艙兩部分組成。在位標器中有光學系統，探測器及其前置放大器，還有陀螺及其驅動的元件。電子艙中有信息處理電路，陀螺驅動電路，解碼電路和程序控制電路。
位標器為陀螺—光學耦合型式，結構簡單，性能良好。光學系統的主要部分和探測器均固定在彈體上，陀螺只穩定一小塊反射鏡。探測器均固定在光學系統的后主面上。導引頭輸出視線角速率信號和支架角信號。光學系統采用單透鏡，視場為±12.5。濾光片置于平行光路中。探測器是光電二極管，它與前置放大器制成一個組件。探測器位于透鏡的后主點附近，稍離焦以獲得線性信號。炮彈發射時最大加速度為9000g，為了不損壞陀螺轉手，采用了負載轉移軸承，發射時陀螺暫時“固化”。
美國155mm“神劍”制導炮彈
代號XM982的“神劍”155mm制導炮彈是美國軍隊第一種INS/GPS制導炮彈，也是美軍實現火炮系統轉型、增強精確打擊能力的重點項目。“神劍”炮彈在接近彈道最高點之前按彈道飛行方式飛行，飛到最高點時展開鴨式翼，INS/GPS系統控制炮彈剩余的飛行路線，直至對目標進行垂直攻擊。“神劍”計劃射程將達到60km以上，可攜帶多種有效載荷，包括帶整體戰斗部的BlockⅠ、帶末敏彈藥的BlockⅡ以及帶具有識別能力戰斗部的BlockⅢ。神劍適用于美軍的多種發射平臺，例如M109自走炮A6帕拉丁火炮和M777型輕型火炮還將適用于未來戰斗系統中的非直瞄火炮。
俄羅斯155mm/152mm“紅土地”
155mm/152mm“紅土地”是與美國“銅斑蛇”對應的俄羅斯激光半主動制導炮彈，它所采用的制導技術幾乎與銅斑蛇一樣，用于摧毀坦克、多管火箭、自行火炮、C4I中心等。155mm/152mm紅土地激光制導炮彈的彈長1305mm，射程20km，專門用于D-20、2A36、2A65牽引火炮和2S3、2S5、2S19自行火炮。為了使炮彈能與長度有限的自行火炮的儲彈架兼容，“紅土地”被分為兩部分，即彈丸部分和控制部分。彈丸部分包括戰斗部、火箭助推器和尾翼組件；控制部分包括頭罩、導引頭、自動駕駛儀等。發射前兩部分可快速裝配在一起。炮彈的外部表面有六個開關用于設定拋掉頭罩，滑翔增程，激光閃頻和快/延時引信參數設定。據俄羅斯方面稱，在演示試驗、軍隊演習和地區沖突中，該炮彈無論是用152mm火炮還是國外生產的155mm火炮射擊都表現出色。
意大利“火山”遠程制導炮彈
意大利為本國海軍127mm艦炮和陸軍155mm火炮研制的“火山”系列炮彈，其遠程制導型仍采用INS/GPS復合制導。但由于其彈體結構由可自由旋轉的尾部（包括戰斗部）和固定頭部組成，表明該制導炮彈彈體尾部在飛行過程中仍呈旋轉狀態，通過將制導部件安裝在固定的頭部解決了INS/GPS在旋轉飛行炮彈中應用的問題。由于選擇了次口徑加尾翼穩定的設計替代火箭增程技術來增大炮彈的射程，使得“火山”外形相對緊湊，可進行一次裝填發射，提高了射速，可讓5～10發炮彈同時命中20km～80km距離內的目標，實現多彈同時彈著。據稱，其射程達到100km～120km的遠程制導型將衍生兩種變型，即采用半主動激光尋的、可用于攻擊機動目標的C1型，精度可提高為3m；以及配用上行數據鏈路、可更新目標位置數據的C2型。
實戰應用
制導炮彈在海灣、阿富汗等戰爭中投入使用，取得了良好的作戰效果。海灣戰爭中，美國陸軍使用了90枚“銅斑蛇”激光制導炮彈，幾乎百發百中。在2022俄烏沖突中，烏克蘭使用了從西方國家接收的M982“神劍”炮彈等精確制導炮彈，俄羅斯也廣泛使用了“紅土地”系列的精確制導炮彈。
發展前景
隨著軍事科學技術的發展，未來戰爭對于火炮彈藥的作戰使用要求也越來越高，特別是在未來的非對稱作戰中，對于制導彈藥強調超視距、防區外作戰、發射后不管以及最低附帶損傷等理念，這就要求在未來戰爭中制導炮彈在有梯度、有層次、全方位、寬領域的前提下不斷改進，達到“遠、準、狠”的作戰要求。制導炮彈未來的發展趨勢有以下幾點：
作戰使用范圍
制導炮彈因其顯著的低成本和高精度的優點，使其作戰使用范圍逐漸擴大，開始延伸到諸多常規彈藥的領域，甚至開始占據某些戰術導彈原有的作戰領域。從一定意義上來說，攻擊距離的增加即意味著作戰范圍的擴大。因此，各國越來越重視遠程甚至超遠程制導炮彈的研制。
通過火箭助推、滑翔增程、改善炮彈氣動外形、改進火炮結構和裝藥等手段將制導炮彈的射程提高到50km，甚至100km以上都已成為可能。而隨著衛星定位/慣性導航技術的不斷成熟，通過衛星定位/慣性導航復合制導可以保證在射程不斷增加的同時，炮彈的命中精度基本不變，真正做到“遠、準、狠”。制導炮彈的發射平臺也開始由陸軍的身管火炮擴展到海軍的艦炮，由于射程和威力的增加，使得通過艦炮發射的制導炮彈不但能準確攻擊岸基目標，也可通過多彈同時彈著的方式攻擊各種大型水面艦艇，同時還可執行反彈道導彈防衛的任務。意大利正在研制的飛鏢76mm制導炮彈，因其單次作戰成本低、全壽命周期費用低、作戰反應時間短、可靠性高等優點在將來可能取代某些艦上反導導彈，成為反導防衛系統的利器。
發射后不管和多模復合制導方向發展
隨著各種制導技術的發展，制導炮彈的制導方式由原來較為單一的激光半主動向激光主動、毫米波、紅外主動/被動尋的、衛星定位/慣性導航等多種制導方式發展。而隨著這些技術的日益成熟，為增加制導炮彈使用的靈活性，提高戰場人員的生存能力，各國都將發射后不管的理念逐漸引入到制導炮彈中來，開始采用自尋的導引頭或 INS/GPS 組件作為制導部件。而單一制導模式總是存在一定的局限性和缺點，各國開始采用多模復合制導模式，形成諸如 INS/GPS 中制導，激光半主動末制導等串聯式復合制導以及被動紅外/主動毫米波雷達等并聯式復合制導方式，從而達到在惡劣條件下全天候作戰以及較高命中精度的要求。
慣性導航/衛星定位技術
美國第三代 GPS系統的建立，將可能大幅度地提高采用慣性導航/衛星定位復合制導的制導炮彈的精度，而出于戰略意義的考慮，歐盟及俄羅斯都已開始發展自己的衛星定位系統，為慣性導航/衛星定位復合制導技術的應用提供了有力支持與保障。最后，隨著慣性導航/衛星定位組件抗高過載、抗干擾、小型化、低成本等問題的解決，以及上傳數據鏈等功能的增加，相信慣性導航/衛星定位復合制導技術將更加廣泛地應用于制導炮彈的領域。
彈道修正技術
彈道修正技術通過簡單改造現有制式炮彈的組件?使非制導炮兵彈藥的精度接近于專門研制的精確彈藥水平。彈道修正引信以及脈沖力修正技術將得到更多的支持和發展，成為未來簡易制導炮彈的發展方向。
參考資料 >
精確制導炮彈被廣泛用于俄烏現場.央視軍事.2024-03-25