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末敏彈
來源:互聯網

末敏彈的全稱是末端敏感彈藥,又稱“敏感器引爆彈藥”,是一種能夠在彈道末段探測出目標的存在、并使戰斗部朝著目標方向爆炸的現代彈藥。

末敏彈是繼傳統彈藥和導彈之后發展起來的智能型彈藥,以其點面結合、快速迅猛、準確高效、使用維護方便等特點,成為美國俄羅斯等國家重要的裝備發展技術。末敏彈主要用于攻擊陣列或集群裝甲目標,如坦克、裝甲輸送車步兵戰車自行火炮等。末敏彈多為子母式結構,即一枚母彈裝載若干枚末敏子彈,作戰時母彈在目標區上空按預定高度拋出末敏子彈,待子彈達到穩態掃描狀態時,開始對攻擊區域內的目標自主搜索、探測、識別、瞄準直至起爆戰斗部從頂部攻擊目標。

末敏彈涉及許多新技術,是一項復雜的系統工程。1997年,美國的“SADARM”末敏彈開始試生產。2003年,美國伊拉克戰場上使用“skeet”和“SADARM”末敏彈攻擊裝甲部隊。2008年,中國第一個末敏彈武器系統研制成功。

世界各國裝備多種末敏彈,如美國的Skeet航空布撒器末敏彈,俄羅斯的9M55K1遠程火箭末敏彈和SPBE-D航彈末敏彈等。這些末敏彈探測體制分兩類,一類是紅外體制,如Skeet、9M55K1、SPBE-D、BONUS等;另一類是紅外與毫米波復合體制,如SADARM和SMArt。末敏彈是精確制導彈藥的典型代表,是“打了不用管”的智能型彈藥,主要用于反裝甲目標,如坦克等。2003年美國伊拉克戰場使用Skeet和SADARM末敏彈攻擊裝甲部隊效果卓越,說明末敏彈是反規模裝甲的有效武器。

介紹

效費比最高的反裝甲武器

隨著裝甲作戰尤其是大集群裝甲兵團突擊戰術的成熟,面對蘇聯“鋼鐵洪流”的西方發達國家一方面研制和開發專用反坦克武裝直升機,另外一方面開發各種直瞄和間瞄新型反坦克武器。為了在炮兵和航空兵兵力處于劣勢的情況下還能夠有較強的反裝甲作戰效能,另外也為了盡量外推攔截線,盡早接戰和摧毀進攻裝甲集群,間瞄末敏彈反坦克技術被開發出來。末敏彈是末端敏感彈藥的簡稱,末端就是間瞄武器彈道的“末端”,“敏感”是指彈藥可以探測到目標的存在而且戰斗部可以被目標所激活。

并不是制導武器

其實末敏彈并不是制導武器系統,并不能被稱為“導彈”或者“制導炸彈”,因為它不能自動跟蹤目標,也沒有制導系統。它的作戰原理是這樣的:裝有末敏彈的母彈發射后按照預定彈道以無控或者有控方式飛向目標區,在目標區域上空預定高度,時間引信起作用,點燃拋射藥,將末敏彈從彈體內拋出。末敏彈被拋出后,依靠減速傘或者翼片達到預定的穩定下降旋轉掃描狀態。末敏彈在旋轉下降的過程中,彈上的傳感器對地面做螺旋掃描。彈上的距離傳感器測出末敏彈下降到預定高度時就接觸引爆機構保險,一旦傳感器在旋轉搜索范圍內發現目標,彈上控制器就發出戰斗部起爆信號。末敏彈一般采用自鍛成形反裝甲戰斗部,起爆后瞬時形成速度高達2000米-3000米每秒的侵徹體去攻擊裝甲目標。如果末敏彈沒有搜索到目標,即按照預定程序自毀。

末敏彈在目標上空引爆,彈丸在黑煙和火光中射向目標。注意紅圈中為一枚尚未引爆,仍處于掃描下落階段的子彈。圖中圖為美國M898型155毫米M898末敏彈摧毀目標的瞬間。

目前全世界具備獨立研制和生產末敏彈的國家只有美國、中國、德國和俄羅斯四個國家,法國和瑞典具有合作研制末敏彈的能力,由此可見末敏彈的技術和工程門檻之高。

成功研制155毫米炮彈

早在20世紀60年代后期,美國幾家大公司就同時進行過間瞄武器末制導的研究,于1970年10月份分別提出研究報告,并在此基礎上于1972年提出了《“目標定向末端激活彈在武器上的應用”的報告》,完成了末敏彈的概念研究。在美國國防遠景研究計劃局的支持下,美國陸軍和海軍著手進行末敏彈的探索研究及可行性研究,提出了“薩達姆”(SADARM)和“斯達夫”(STAFF)兩種類型的末敏彈,而后以“SADARM”為主繼續發展。“SADARM”末敏彈本來是要用于203 mm炮彈,但到了1983年,美國決定不再發展203 mm的火炮,于1985年開始集中研制更為廣泛使用的155 mm口徑的“SADARM”末敏彈。

“SADARM”末敏彈使用紅外傳感器、毫米波主動傳感器和毫米波被動傳感器作為探測系統。1989年成功地進行了實彈射擊試驗。1993年,對預生產型“SADARM”155 mm末敏彈進行了試驗,結果很差,在總共42枚子彈中,僅有9枚命中目標。通過深入細致的分析,經過一年的大量改進工作后,在1994年4月的試驗中,向靜止目標區域發射了13發155 mm末敏炮彈,共拋射了26枚子彈,其中11枚子彈直接命中目標,8枚子彈落在距目標1 米的范圍內,超過了對其戰術技術性能的要求。1996年4月完成了工程驗收試驗,1996年6月研制階段結束,1997年2月開始試生產。

向機載領域拓展

在機載末敏彈系統領域,美國著名的末敏彈機載武器就是CBU-97/B傳感器引爆武器。該彈藥由特克斯特倫防御公司專門為美國空軍研制,用于攻擊裝甲目標。它由含10枚BLU-108/B子彈藥的SUU-64/B戰術彈藥撒布器組成。每枚BLU-108/B子彈藥攜帶4枚“泥鴿”靈巧爆炸成型彈丸戰斗部。BLU-108/B子彈藥還裝在得克薩斯州儀器公司研制的聯合防區外發射武器中。BLU-108/B子彈藥基本型采用紅外探測器來識別和確認地面裝甲目標,一枚CBU-97/B傳感器引爆武器覆蓋范圍為50000平方米,加裝主動激光雷達傳感器之后可以增加到10萬平方米。

德國已經首批裝備了9000發“SMART”155 mm末敏彈。該彈采用了復合傳感器設計和高密度,具有較高的抗干擾能力和侵徹力。

SMART末敏彈具有較強的抗干擾能力

德國“SMART”155 mm末敏彈是當今最先進的炮射末敏彈,它是在德國軍費削減的情況下保留的少數發展項目之一。德國的智能彈藥系統公司從1989年開始為德國PZH2000 155 mm自行火炮研制的。“SMART”155 mm末敏彈1999年開始小批量生產。目前該彈已小批量裝備德國聯邦國防軍,首批裝備了9000發(18000枚子彈)。“SMART”155 mm末敏彈在強度滿足要求的前提下采用了薄壁結構,其彈體壁厚只有普通炮彈的1/4-1/3,這樣做的目的是使母彈的有效載荷空間最大化,同時,也使自鍛破片戰斗部藥形罩的直徑最大化。

末敏彈敏感裝置采用了3個不同的信號通道,即紅外探測器、毫米波雷達和毫米波輻射計,從而使它具有較高的抗干擾能力。毫米波雷達和毫米波輻射計共用一個天線,且此天線與自鍛破片戰斗部的藥形罩融為一體,這種結構不僅為天線提供了一個合適的孔徑,而且還不需要添加機械旋轉裝置,較好地利用了空間。

采用高密度鉭侵徹能力更強

根據資料看來,中國的末敏彈可能也使用了無源毫米波輻射計,主動毫米波測距和紅外傳感器相結合的復合敏感傳感器設計。這比美國BLU-108/B子彈藥基本型只使用紅外傳感器的設計要更具難度,也更能有效識別和確認裝甲目標。“SMART”155 mm末敏彈使用高密度的鉭作為藥形罩的材料,在155 mm炮彈內部空間有限的條件下,盡可能地提高了自鍛破片戰斗部的穿透能力,使形成的侵徹體的長細比接近5,侵徹體的穿透力與使用銅質藥形罩時相比約提高了35%。

俄羅斯BM-30龍卷風式火箭炮系統研制的改進型9K55K1末敏彈是俄羅斯末敏彈技術發展的代表,采用了自鍛成形攻頂反坦克戰斗部。

瑞典法國合研的BONUS末敏彈

早在20世紀80年代初期,博福斯公司就開始了“BONUS”155 mm末敏彈的研究工作。1986年完成可行性研究和兩項主要工程設計工作。1986年末開始轉入全尺寸工程研制。1993年3月瑞典與法國合作。整個研制過程于1994年年底基本完成,1999年末進行小批量生產。“BONUS”155 mm末敏彈在設計上也有一定的特色,它的穩定裝置沒有用阻力傘而是用了一個圓盤。子彈被拋出后,位于子彈一側的圓柱形紅外敏感器張開并被鎖定在固定的位置上。與此同時,在與敏感器對稱的另一側的穩定圓盤也張開了,從而使子彈在下降的過程中能達到相對穩定的狀態。由于沒有用阻力傘,子彈下降的速度比較快,減少了被敵方干擾的機會,同時,風對子彈的影響也減小了。 “BONUS”155 mm末敏彈的敏感裝置比較簡單,更類似美國BLU-108/B子彈藥,它只采用了一個多波段的被動式紅外探測器而沒有使用比較復雜的復合敏感裝置。因此,它的目標識別率相對而言比較低。

俄羅斯的特色火箭炮末敏彈

RBK-500式SPBE機載末敏彈于八十年代開始研制,1992年首次在希臘舉行的國際防務展覽會上公開亮相,現在裝備了俄羅斯航空兵。RBK-500式航空炸彈作為母彈,重500公斤,內裝15枚SPBE末敏彈。SPBE末敏彈采用雙波段紅外探測器,戰斗部采用比較落后的空心裝藥戰斗部而不是效能更高的自鍛成形戰斗部。該末敏彈系統投放高度一般是400-5000米,速度為500-1200公里/小時。據稱投放一枚該彈藥具有摧毀六個裝甲目標的能力。俄羅斯BM-30龍卷風式火箭炮系統研制的改進型9K55K1末敏彈是俄羅斯末敏彈技術發展的代表。9K55K1末敏彈采用自鍛成形攻頂反坦克戰斗部,雙波段紅外敏感器,彈頭尺寸為284毫米*186毫米,一枚300毫米火箭彈可以攜帶五枚。彈頭藥形罩高度為173毫米,質量為l千克,可將爆炸射流加速到2000米/秒,對30度傾角的鋼板的穿甲能力為70毫米。

末敏彈測試現場的楊紹卿總師(圖左)。請注意背后是國產03式遠程火箭炮。

解放軍已經列裝火箭炮末敏彈

根據官方雜志《科學中國人》對楊紹卿總師的介紹和訪談以及相關資料,可以大體勾畫出中國末敏彈研制歷程和總體水平。中國在二十世紀六十年代末開始對產品研制中提出的野戰火箭散布和穩定性這一重大問題進行研究。

“八五”期間將末敏彈列為國防預研的重點,楊紹卿總師對末敏彈總體技術、毫米波/雙色紅外復合敏感器技術、穩態掃描技術、自鍛成形戰斗部技術、安全與引爆技術等五個關鍵技術開展了全面的研究并且取得了重大進展和突破,受到總裝備部與中央軍委高度評價:“標志著常規彈藥向智能化發展邁出了具有里程碑意義的一步。”

作為總設計師,楊紹卿主持研制成功中國第一個智能彈藥裝備——某型末敏彈武器系統,主要性能達國際領先水平,對目標的命中率比國際最好水平高近30個百分點,成為“我軍最有效、最具威懾力的遠距離反裝甲武器,在我軍精確打擊彈藥中占有重要地位”(總裝備部的評價)。該項目獲2008年國家科技進步一等獎

中國進行大規模國產火箭炮末敏彈測試的現場。圖中圖為被末敏彈摧毀的59式坦克。

中國末敏彈稍遜于德國SMART

根據官方報道來看,中國目前已經完成了大口徑火箭炮末敏彈武器系統的研制并且開始大量裝備。該末敏彈采用的應當是先進的毫米波/雙色紅外復合敏感器技術,相比于俄羅斯9K55K1末敏彈、法瑞合研的“BONUS”155 mm末敏彈和美國BLU-108/B子彈藥所使用的傳感器理論上具有更高的性能和技術水平,與德國研制的“SMART”155 mm末敏彈基本相當。不過根據人物欄目中楊總手拿的中國末敏彈自鍛成形戰斗部侵徹體來看,中國末敏彈處于成本或者其他因素考慮,可能采用的是銅藥型罩,而不是“SMART”155 mm末敏彈采用的高密度鉭,因而可能在穿甲能力上可能會稍遜于“SMART”155 mm末敏彈。

炮射末敏彈即將研制完成

楊總在訪談時透露中國炮射末敏彈也已經進入了研制尾聲,因而據此可以認為中國在發射過載極高、器件要求極為嚴格的炮射末敏彈研制方面也已經取得了突破,實際型號裝備指日可待。末敏彈還可以用于中國已經裝備的機載撒布器,一個幾百公斤的制導撒布器可以內含幾十枚甚至上百枚末敏子彈藥,一架飛機一次攻擊架次即可對于相當數量的裝甲目標實施毀傷。

對于中國來說在末敏彈領域的突破,不僅是中國反坦克武器研究領域走在世界前列的一個標志,更是中國在智能彈藥領域的全面突破,這其中所形成的技術儲備同樣能讓日后其他用途的智能彈藥受益。另外末敏彈本身高效廉價的特點也符合中國目前國情,利于在軍隊中的大量裝備,這將是一款實實在在能全面提高解放軍反裝甲能力的裝備。

楊紹卿總師在末端敏感彈藥即將完成研制的時候,又繼續創造性地提出了三模探測方法與理論,并成功解決了共孔徑、信息融合、小型化、抗高過載等關鍵技術。這意味著中國新一代末敏彈也處于研制之中。

參考資料 >

什么是智能彈藥?有哪些種類?.百家號.2024-10-29

論武器裝備的新領域──靈巧彈藥.《中國工程科學》雜志社.2024-02-19

[專題]中國末敏彈全面突破 達到世界領先水平.網易手機網.2024-02-19

末敏彈測試:中國坦克遭遇“滅頂之災”.中國新聞網.2024-02-19

群眾新聞網:楊紹卿末敏彈領域的開拓者和奠基人.陜西省委科技工委 陜西省科學技術廳.2024-02-19

楊紹卿:我愿意為中國國防科技事業奮斗終身.中國工程院.2024-02-19

中國末敏彈全面突破 達到世界領先水平.網易.2015-09-01

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