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研制成功却落后了,中国花20年研制的末敏弹

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前言:末敏弹具有末端探测设备,能够实现对目标精确打击,最早是美国研制的“萨达姆”,随后德国研制了“斯马特”,瑞典研制了“博纳斯”,在实战战场上非常好用,几乎成为美军的主要战法,中国起步较晚,用了二十几年后才研制出末敏弹,但这种花费了很多力气才研制成功的“灵巧炮弹”即不尽人意,在演习场上被屡屡叫停使用,原因耐人导味。



一:技术难度很高的末敏弹

制导弹药、弹道修正弹、智能化引信在90年代开始成熟,低成本、小型化、高精度、定向毁伤及低附带损伤的智能弹药能作战中减少对无辜百姓的杀伤及对民用设施的毁坏,主要代表是美军采用“惯性导航+GPS卫星导航”的“亚瑟王神剑”155毫米制导炮弹和俄军采用“半主动激光寻的”制导的“红土地”152毫米炮弹,以往对敌军防御支撑点等目标需数十门火炮持续射击数十分钟,投射上千发炮弹,现在只用几门火炮发射数十发精确制导弹药就可实现相似的打击效果,不过精确制导炮弹的缺陷是激光寻的制导的炮弹需要稳定跟踪与照射,易受烟、雾、尘、霾、雨、雪干扰,卫星导航导航信号易被压制,可靠性要打折扣。



末敏弹是“末端敏感弹药”的简称,又称“敏感器引爆弹药”,是继导弹之后的智能型弹药,外形与常规子母炮弹一致,由弹体、时间引信、抛射结构、末敏子弹等组成,能像普通炮弹一样按常规射表发射,可以视为取消传输系统、动力系统和姿态控制系统的末制导炮弹,虽然不能像末段制导炮弹那样持续跟踪目标,但子弹由减速减旋系统、红外探测器、毫米波辐射计、中央控制器和自锻破片战斗部组成,能够在弹道末段探测出目标,当炮兵观察所发现目标后,将目标位置传回炮兵指挥所,炮兵指挥所将诸元传到炮位,炮位设定好延时引信抛弹时间,其他发射操作与普通炮弹相同。



末敏弹飞抵目标上空1000米高度后,延时引信启动,抛射装置抛出子弹,子弹出了弹体后展开减速旋翼控制子弹以10米 / 秒的速度下落,同时启动电池为探测器、中央控制器充电,处理器不断测定子弹到地面的距离,当达到预定高度时减速器打开涡旋式旋转降落伞带动子弹以10转 / 秒旋转,同时气压高度计开始测定高度,当落到200米高度时启动探测器进入扫描状态,毫米波雷达以扇形扫描模式搜索地面金属目标,红外传感器则捕捉发动机的热源信号,第一次扫过目标后将目标信息传给中央控制器,第二次扫过目标时把目标数据与设定的目标特征进行比较,确认是有效目标后中央控制器确定目标正确便向战斗部发出引爆指令。



自锻破片战斗部在目标上方100~150米处引爆后把药型罩压垮成了一个速度达2000米/秒的短粗而密实弹丸,100米外可穿透80~100毫米厚的顶部装甲,单发命中率可达60%-80%,主要用于攻击坦克、步兵战车、装甲车、自行火炮、导弹发射车、雷达站、地面上的飞机、直升机等等目标,是远距离打击集群装甲目标最有效的武器,研制末敏弹是一项复杂的系统工程,融合了炮弹药技术、光电子技术、计算机技术。人工智能技术、目标探测识别技术和战斗部技术,美国用了20多年、耗资17亿美元才突破复合制导、自锻破片战斗部、末端稳定控制技术,研制成功“萨达姆”末敏弹,德国了12年才研制成功“斯马特”末敏弹,中国也花了20年时间才研制成功,但只用了不到数十分之一的研制经费。



二:美国末敏弹的表现

在海湾战争时,美国的“萨达姆”末敏弹处于测试阶段,尚未通过军方验收,存在三大技术缺陷,一是传感器易受沙漠环境高温、沙尘干扰,目标识别率不足 50%,二是战斗部威力难以确保击穿坦克顶部装甲,三是减速伞可靠性低,易出现故障,无法满足“高命中率、高可靠性” 的要求,美国花了十年才解决这些问题,由于末敏弹未进入大规模实战应用阶段,面对伊拉克数千辆坦克美军主要依赖A-10 攻击机的30mm机炮、AH-64武装直升机发射 的“地狱火” 反坦克导弹,战斗轰炸机投掷的 CBU-87集束炸弹,炮兵只有用高爆弹对集群装甲目标实施火力覆盖,单发命中率低,耗弹量极大。



在2003年的伊拉克战争中,战场以沙漠、平原地形为主,装甲部队缺乏植被、建筑等遮蔽物,目标特征易于被末敏弹的传感器捕捉;是使用末敏弹的的理想环境,此时美军 M898 “萨达姆”末敏弹已经成熟,主要配用 M109A6 155毫米榴弹炮和多管火箭炮系统,但实战中以部署灵活、响应速度快的155毫米火炮为主,30 公里的射程可覆盖伊军的集结区、机动路线和防御阵地,又在伊军炮兵射程,避免了传统直升机或攻击机近距离突击时的暴露在肩扛式防空导弹打击下的风险,而且战场虽然存在沙尘、高温等环境干扰,但毫米波雷达不受沙尘、烟雾影响,红外传感器也未出现大规模因环境干扰导致的失效案例, 对暴露装甲目标单发命中率可达30%-50%。



2003年3月美军第3机步师向巴格达推进途中,在伊拉克南部城市纳西里耶遭遇伊军 “麦地那师”1个营的T-72坦克和 BMP-1步兵战车 ,伊军装甲部队分散隐蔽在幼发拉底河沿岸沙丘间隙中进行机动防御,美军捕食者无人机和前沿观察员发现后请求火力支援,第了机步师配属的M109A6自行榴弹炮营在28公里外发射了12枚M898末敏弹,总投射了24枚子弹,命中12枚,摧毁7辆T-72 坦克 、5辆BMP-1 装甲车 ,击伤3辆坦克,全程耗时不足10分钟,伊军装甲营一炮末发就基本丧失战斗力,类似场景在战争中多次上演,美军坦克一但遭遇伊军装甲部队就立即倒车远离伊军坦克射程,再呼叫炮兵打末敏弹,这一战术逐渐成为“标准战法”,俄乌战争中美国、德国等向乌克兰提供的末敏弹在乌东平原等开阔地带压制俄军装甲突击时效果显著。



三:中国末敏弹的表现

中国早在80年代初就开始研究末敏弹概念研究,“八五”计划将末敏弹技术列为重点国防预研项目,90年代初开始全面进行战斗部、敏感器等关键技术研究,经过十余年的艰苦努力,到二十一世纪初才先后突破弹道气动。抛射控制、稳态扫描、复合敏感器。目标探测识别、目标背景特征数据库、中央控制器、自锻破片战斗部、安全起爆装置等关键技术,最关键的技术是能够自主探测识别目标的探测器,常用的探测器有毫米波雷达、被动辐射计和红外三种,毫米波雷达无法识别战场上的金属物是什么,红外无法识别停止状态的坦克,易受火堆、燃烧的物体干扰,辐射计受毫米波隐身涂层限制。



美国研制的“萨达姆”末敏弹由13元线阵红外敏感器、8毫米波雷达,8毫米波辐射计和磁强计等组成,以多种探测手段来提高抗干扰能力,中国在研究了常温双色红外、毫米波/激光雷达,常温多元红外红外+激光+毫米波,主被动毫米波雷达复合探测器后采用了激光雷达+毫米波辐射计+双色红外复合探测器,激光雷达可以区别金属目标,在能见度不好,激光雷达难以使用时就使用毫米波辐射计,双色红外探测器用于确认目标,美国“萨达姆”末敏弹战斗部采用了密度为16600千克/立方米的钮合金药型罩,侵彻深度为160毫米,价格高达3000元/千克,中国采用密度为8960千克/立方米的紫铜药型罩,侵彻性能比钮合金药型罩低30%~35%,但价格价格仅60元/千克。



二十一世纪初,末敏弹作为03式火箭弹的主要弹种,每一发弹都需要经过高塔试验,高塔下准备200多个靶标,每个靶装有6个加热炉,靶与靶的间隔1000米,加热到合适温度后由人推着来回走动,让塔上弹药同时攻击多个目标,等弹药打完,试验人员还要找落点,收回靶标,如果出现了未爆弹,就必须花时间寻找,找到后还要组织拆弹小组拆弹找出问题所在,通常3人组成,一个人扶弹体,两个人来拆,试验表明,03式火箭弹的末敏弹主要性能达国际最好水平,命中率比美国研制的“萨达姆”末敏弹提高了25%,荣获了国家科技进步一等奖,连俄罗斯2022年也购买了相关技术,原来“龙卷风” 远程火箭炮的SPBE-D末敏弹仅用红外单模,虚警率15%,引进中国技术后虚警率仅3%,在俄乌战争中多次摧毁乌坦克及步兵战车。



尽管末敏弹受到总装备部高度评价,但在军队实弹演练时却发现存在诸多问题,在一次机械化步兵师进攻战斗演习中,红军机械化步兵师装甲突击群突入了蓝军守备步兵旅的地域,蓝军守备步兵旅迅速动用坦克群实施反冲击,当蓝军坦克群出现在红军远程火箭炮火力突击区域内后,红军指挥员下达了使用末敏弹的命令,但迅速被上级演习导演部叫停,原因是双方装甲目标相距过近,末敏弹在敌我犬牙交错的战场中难以区分出敌我,很有可能对己方造成误伤,蓝军为避开末敏弹的打击,利用植被隐蔽,使末敏弹传感器无法探测到树林里有树叶覆盖的坦克,还大量设置假目标、民用车辆和报废装甲车辆,有效地破坏了未敏弹的使用环境。



而且火箭发射过程复杂,由于测地误差、目标位置误差、弹道误差、气象误差和计算方法误差的综合作用难以避免各种射击误差,作为一种子母弹药,火箭飞行到预定区域上空的预定高度时会以以后抛的方式抛出子弹,子弹在极短时间内展开减速伞,抛射点的高度、速度、转速以及子弹自由飞行过程中会产生的散布偏差,目标区域的地面风也会使子弹产生散布误差,末敏弹药发现目标的过程也会产生扫描命中误差,任何一个动作失败整个系统将失效,还有自锻破片对于目标的命中误差,使其在在整个演习中都没能充分发挥作战效能。



中国继自主研制火箭末敏弹后,又取得炮射末敏弹技术的重大突破和跨越,激光 + 红外 + 毫米波雷达三模复合探测系统可在毫秒级内完成目标特征分析,并能识别熄火冷车,还采用 “母弹 - 子弹” 通用接口,155 毫米炮弹与 300 毫米火箭炮的子弹药可互换,在2013年阿布扎比防务展上,中国北方工业公司展出了一枚GS1型末敏弹解剖模型,,弹体构造类似传统的155毫米底凹榴弹,内部有2发末敏子弹,成本只有的20%-30%,已出口至东南亚和中东国家,泰国采购后在测试中对隐蔽在橡胶林中的装甲目标命中率达82%,远超美国 “萨达姆” 末敏弹的55%,如果解放军也采用的话,就可能远比火箭弹发射的末敏弹好用,不过射程远低于火箭弹。



四:结语

近年来中国军工企业研发不少精确打击武器,如CM-501GA.CM-502精确打击导弹,CM-501XA和CM-501X巡飞弹,巡飞弹可在70公里半径内持续巡弋30分钟,集侦察监视、精确打击和毁伤评估等于一身,能弥补榴弹炮射程上的短板,只是飞行速度较慢,很难打击临时目标,只能混合使用互补长短了。
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