激光制導炮彈，是一種以激光為信息載體引導彈頭，實施跟蹤及精確打擊的炮彈。主要用于攻擊單個或集群坦克或裝甲目標。主要代表型號有美國的“M712銅斑蛇激光制導炮彈”激光制導炮彈、俄羅斯研制的“紅土地”激光制導炮彈等。
20世紀70年代，以美國為首的北大西洋公約組織為了對付蘇聯的坦克優勢，于20世紀80年代研發了世界第一種激光制導炮彈——“銅斑蛇”激光制導炮彈。為了對標美國的“銅斑蛇”炮彈，蘇聯KPT設計局幾乎在同一時期也著手研制出了“紅土地”系列激光制導炮彈，包括2K25-152mm“紅土地”和2K25M-155mm“紅土地”-M等7種型號。1994年，中國從俄羅斯引進152mm“紅土地”激光制導炮彈后就積極進行國產化仿制，之后，又陸續研制了多種彈徑的激光制導榴彈。2008年中國產GP-1型155mm激光制導榴彈在第七屆中國國際航空航天博覽會上展出。
激光制導炮彈主要由激光導引頭、制導電子裝置、戰斗部和控制系統等四大部分組成。根據激光發射器的位置不同，分為主動激光制導炮彈和半主動激光制導炮彈。像美國“M712銅斑蛇激光制導炮彈”（Copperhead）、蘇聯“紅土地”（Krasnopol）等都屬于半主動激光制導炮彈。根據戰斗部類型，激光制導炮彈又分為聚能破甲型和殺傷爆破型等。
由于激光制導炮彈命中精度高、打擊效費比高，同時還可打擊運動目標，所以世界各軍事強國都紛紛加強激光制導武器的研制，在性能上有智能化、遠程化、小型化和復合化的發展趨勢。
歷史沿革
研制背景
第二次世界大戰中，美國軍隊由于定位誤差和彈著散布等困難，炮兵需要發射一二百發炮彈才有可能命中一輛靜止的坦克，而那些運動著的坦克與裝甲車，炮兵就是發射1500發高爆彈也不一定有命中的可能。戰后，北大西洋公約組織國家大量裝備155毫米榴彈炮準備抗擊預想中的蘇聯坦克集群進攻，但這些火炮只能靠面積射擊。這種炮擊對于大批飛快沖擊的裝甲集群，毀傷效果極差，因為155毫米炮彈不直接命中是不可能摧毀坦克的。雖然155毫米炮彈在坦克2米以內爆炸可能掀翻坦克或炸斷履帶，但是彈著落到這樣的距離內概率極低。于是美國軍方設想制造末制導炮彈，提高對機動目標的命中率。
研發歷程
最早研制激光制導炮彈的是美國，1966年，美國得克薩斯州公司和北美航空公司根據與美國軍隊簽訂的合同開始研制激光制導炸彈并投入越南戰場使用，1972年，在美國空軍激光制導炸彈獲得了較高精度的啟示下，美國陸軍正式將激光制導炮彈列入重點發展項目，開始研制世界第一種激光制導炮彈-“M712銅斑蛇激光制導炮彈”激光制導炮彈，要求155mm“銅斑蛇”激光制導炮彈能用任何155mm火炮（如M109自走炮自行榴彈炮或M198牽引式火炮）發射，并能接受激光目標指示器照射目標的反射光而導向目標，對M48一類坦克的射擊精度要求首發命中率達50%以上。1974年8月至1975年3月期間進行了樣彈試驗，馬丁·瑪麗埃塔公司獲勝。自1975年開始，陸軍與馬丁·瑪麗埃塔公司對炮彈的研制進入全面工程發展階段，1979年10月工程研制結束，1980年3月開始批量生產。后經幾次改進，炮彈命中率可達80%以上。
為了對標美國的“M712銅斑蛇激光制導炮彈”炮彈，蘇聯KPT設計局幾乎在同一時期也著手研制出了“紅土地”。在吸取美國經驗的基礎上，于80年代中期生產并于1984年裝備了2K25-152mm“紅土地”（Krasnopol），之后又研制了6種激光制導炮彈，分別是2K25M-155mm“紅土地”-M、2K25M2-155mm“紅土地”-M2、2K24-152mm“米尺”、1K113-240mm（迫擊炮）“勇敢者”、KM=3-120mm（迫榴炮）“基托洛夫”-2和KM=3-122mm“基托洛夫”-2M。其中前三種可稱為“紅土地”系列中的基本型、改進型和發展型，后四種只能稱為“準紅土地”系列產品。“紅土地”-M2炮彈配備有半主動激光制導系統，與前輩“紅土地”-M相比，其射程增加了30%~40%。另外，“紅土地”-M2尾部結構也進行了重新設計，水平尾翼由原先4個增加到了6個，使其在高海拔山區和復雜天氣條件下的飛行更加平穩。2007年在平均海拔為6000m的山區對“紅土地”-M2進行了測試。
1994年，中國從俄羅斯引進152mm“紅土地”激光制導炮彈后就積極進行國產化仿制，國產化“紅土地”制導炮彈于2000年開始國家靶場鑒定，2001年底定型。在此基礎上，陸續研制了155mm、152mm、122mm、105mm等激光制導高爆彈，以及120mm、122mm、152/155mm半主動激光末端修正榴彈。2008年第七屆中國國際航空航天博覽會上展出的GP-1型155mm激光制導榴彈，比俄羅斯“紅土地”制導榴彈精度更高、威力更大，目標照射/測距機質量更小。
原理分類
制導原理
所謂激光制導，就是以激光為信息載體，把導彈、炮彈或炸彈引向目標而實施精確打擊的先進技術。激光制導是利用目標反射的特定編碼和波長的激光回波信號，通過炮彈頭部的接收裝置形成制導指令，導引武器飛向目標的一個過程。激光制導技術具有制導精度高、抗干擾能力強、可與紅外或雷達等構成復合制導的特點，且制導系統的體積小、質量輕。激光制導炮彈的制導方式需要用配置在陣地前沿觀察所、裝甲車、直升機、無人機以及軍艦上的目標指示器發射激光來照射目標，炮彈上的制導系統接收目標的反射信號，從而根據視線精確制導。在炮彈飛行的過程中，尤其是在末段，目標指示器需要始終瞄準照射目標。
制導類型
激光制導炮彈根據激光發射器的位置不同，分為主動激光制導炮彈和半主動激光制導炮彈。半主動激光制導炮彈，采用機載（或車載）或地面人員攜帶的激光指示器指示目標，無需導引頭具備搜索和識別目標的功能，因而導引頭的結構較簡單。但是，正因目標指示器和導引頭分開，制導炮彈需要激光指示器連續照射目標，所以操作人員很容易暴露；另外，一旦目標指示器發生故障，制導炮彈就會迷失方向。這種制導炮彈通常只適于攻擊坦克組成的小分隊。代表型號有美國“銅斑蛇”（Copperhead）、蘇聯“紅土地”（Krasnopol）等。主動式激光制導炮彈，將激光指示器和激光接收器都裝在炮彈上，炮彈發射后彈上的激光雷達便自動搜索目標，可實現真正意義上的“發射后不管”。
典型型號
“銅斑蛇”激光制導炮彈
系統設計
銅斑蛇的圓柱形彈體直徑為155毫米，長度為1.37米，頭部是近圓錐形的激光導引頭罩。采用折疊彈翼和折疊尾翼。彈上設備主要有激光導引頭、制導電子裝置、戰斗部、控制系統等四大部分。
激光半主動尋的導引頭
導引頭的構成主要包括一個激光罩，防護盤，直接沖擊傳感器和四象限探測器，前置放大器、濾光片、陀螺裝置、彈簧起動器、護圈、電子儀器組、電子艙護罩、定時開關和定心帶等。彈簧起動器快速旋轉起動陀螺儀，陀螺有力矩線圈使其保持快速旋轉運動。導引頭這種獨特的機械裝置使它能承受炮彈發射時高達9000g的大過載。探測器接收到編碼的激光，形成比例導航制導誤差信號。
制導系統電子組件
電子組件包括互相聯接的環形印刷電路板。這些電路板和剛性折曲母板相連接，母板是由若干個鋁環支承的，這些鋁環可以將沖擊載荷傳到彈體。為了防止發射時解體，該組件用螺栓加壓和固定。電子組件的電子罩上有小孔，它可使戰斗部射流在無阻礙的情況下通過。還有滾動角速度傳感器，它的作用是保持炮彈滾動穩定。電子組件主要采用整體集成電路和大規模集成裝置，從而使結構緊湊，減輕重量，降低成本，提高可靠性和抗沖擊能力。
戰斗部
戰斗部是由錐形藥型罩、內錐罩、保險機構、起爆藥、引信組件以及六個瞬發的傳感器組成。戰斗部是屬于聚能破甲型，由錐形藥型罩和內錐罩使炸藥的射流形成自由空間錐面，按其設計指標可穿透幾英寸厚的裝甲防護板。有一條電纜管道，可使多芯電纜通過，起爆信號從制導系統傳到引信組合，起爆戰斗部。
控制系統
控制系統包括可展開的彈翼、尾翼、延伸機構（包括小型驅動點火器）、控制設備、封閉器和后蓋。其中控制設備包括兩節熱電池、氦氣瓶、冷氣制動器、電子設備、舵機以及整流罩。滑動的封閉器提供氣體密封以及將炮彈從炮膛內射出，并起著炮彈減速旋轉的作用。后蓋起推動板的作用，也為脫離嚙合作準備。
目標指示系統
“銅斑蛇”炮彈所攻擊的目標，一般為運動的或固定的裝甲輸送車、坦克、掩體、建筑群以及各種堅固的定點目標。可以通過地而或空中多種探測手段捕獲目標。其中包括地面激光目標定位系統，激光目標標志儀及測距儀，通用模塊激光設備，遙控飛行器，攻擊直升機載目標搜索捕獲系統，以及其他飛機上搭載的目標指示系統。在火力支援裝甲車上安裝激光目標指示器，可搜索和捕獲目標。
使用方式
作戰方案
“銅斑蛇”炮彈是一種全天候武器，可以與其他武器協同作戰，也可以與常規炮彈交替使用。無論白天或黑夜，都可以利用地面、直升機和遙控飛行器上的目標指示系統搜索和捕獲目標。一旦捕獲到目標，通知地面指揮中心，發射并控制銅斑蛇炮彈向目標射擊。銅斑蛇激光自動導引頭有很高的靈敏度，盡管大氣中的煙霧和障礙物對激光能量有較大的衰減作用，但仍可以從微弱的信號中識別出要攻擊的目標。采用快速信號處理裝置，實時形成誤差信號，控制導彈導向并命中目標。大量飛行試驗結果已經顯示出，M712銅斑蛇激光制導炮彈具一有良好的抗干擾和克服煙霧障礙的能力，并能以極高的命中概率擊中目標。
飛行軌跡
“銅頭蝮”有兩種基本的飛行軌跡可供選用，一種是彈道方式，另一種是滑行方式。當天空沒有云層時，使用彈道方式較好，3千米以內的目標能被擊中；當有云層時，可采用滑行方式，從榴彈炮發射的M712銅斑蛇激光制導炮彈可以擊中16千米之內的目標。
訓練與后勤保障
以“銅斑蛇”炮彈為例，“銅斑蛇”炮彈不需要任何附加的人員和其他支援。只需要對炮手進行最低限度的訓練。由于有極高的命中概率，用較少的炮彈就可以取得相同的殺傷效果。用常規的運輸工具就可以完成作戰準備。銅頭蝮平時包裝在加固的運輸貯藏器中，只有準備使用時才將容器打開。炮彈放在貯藏器中不需要進行任何檢查，也不進行維修。銅斑蛇發射很簡單。一個目標指示器小分隊將捕獲的目標數據傳到發射指揮中心，根據射擊方程將解算出的射擊諸元傳送給炮手。當規定的激光編碼和延時調定后，將炮彈推上膛，然后象其他任何炮彈一樣進行發射。不需要任何特殊的訓練與后勤保障。
靶試情況
2001年，美國在堪薩斯州幕利堡的實彈射擊之中，在風速高達81千米/小時的氣候之下，155毫米榴彈炮把“M712銅斑蛇激光制導炮彈”射向隱蔽的活動目標，在23次射擊之中，命中19發，命中率高達83％。
實戰應用
1991年，伊拉克戰場上，美國軍隊炮兵發射了90枚“M712銅斑蛇激光制導炮彈”炮彈。
敘利亞戰場上，俄羅斯聯邦武裝力量利用無人機激光指示器照射目標，使用“紅土地-M2”炮彈摧毀了敘利亞空軍基地中的武裝恐怖份子。俄烏戰場上，俄軍利用該炮彈多次對烏軍的裝甲車進行精確打擊。
性能參數
參考資料
參考資料 >
俄制無人智能武器亮相敘利亞.中國軍網.2024-08-29
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