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美國ACERM炮彈
前不久,英國簡氏防務周刊提到美國海軍正在研製81毫米滑翔制導迫擊炮彈,它的射程可以達到驚人的21公里,並且在這個射程範圍內仍舊保持10米的命中精度,有效的提高了迫擊炮的火力打擊能力。
從相關報道來看,美軍這種先進性能增程迫擊炮-ACERM,採用了大展弦比滑翔彈翼、GPS/INS制導系統來提高炮彈的打擊範圍,儘管這些技術看起來高不可攀,中國相關單位也掌握了這些技術,因此也可以發展中國版ACERM。
對於炮彈這樣的無動力物體來說,提高射程取決於兩個參數:彈道高度和升阻比,對於迫擊炮彈來說,它的彈道高度難以提高,如果想向上提高,則需要藉助外力,如助推火箭,但是這樣會擠占炮彈戰鬥部的空間,並且也會增加炮彈的成本和費用,因此ACERM放棄了這種做法,轉向提高另外一個參數,提高升阻比,炮彈採用圓錐體,自身升阻比較小,所以需要採取其他措施增升,ACERM採用了兩片大展弦比彈翼來增加炮彈的升力,以提高全彈升阻比,增加射程,這也是各種炮彈、炸彈比較常見的一種做法,比較特別的是ACERM在彈翼前方又增加了一個彈翼,用來提高彈道控制,另外這個彈翼和主彈翼形成了雙層翼,這樣可以進一步提高升力,同時降低對主彈翼材料和強度的要求,有助於控製成本和造價。
不過對於炮彈來說,打得遠只是第一步,還要打得准,這是因為炮彈在空中飛行受到各種因素干擾太多,包括各種氣流、橫風、炮彈自己的姿態等等,這樣都會導致炮彈偏離原來的命中點,距離越大這樣的干擾越多,炮彈的命中精度也會迅速降低,因此需要制導系統來糾正炮彈的誤差來提高火炮射擊精度,從相關報道來看,ACERM採用的應該是GPS/INS複合制導系統,這也是這類武器常用的一種精確制導手段。
炮彈發射之後,INS(慣性制導系統)不斷測量炮彈的姿態、航跡、速度等參數,據此與預定從標進行對比,得到炮彈飛行軌跡的誤差,形成炮彈控制指令,命令控制機構進行動作,讓炮彈修正彈道來糾正這個誤差,不過INS的缺點就是它的導航精度會隨着時間、距離的增加而下降,所以需要其他系統來進行糾偏,GPS的導航精度不會隨着時間和距離增加而下降,所以一般用GPS來糾正INS的誤差,以提高制導系統的精度,現代制導炮彈憑藉GPS/INS系統可以在100公里的射程情況下打出20米左右的精度,這個精度已經是相當驚人了,另外GPS/INS還可以讓炮彈在彈道頂點下降的過程中,保持一定的角度,從而讓彈翼(舵)接近最佳角度,最大限度提高全彈升阻比,並且減緩其下降曲線,進一步提高炮彈的射程。
正是憑藉大展弦比彈翼、鴨翼和GPS/INS系統制導系統,有效的提高了81毫米迫擊炮的射程和精度,從而提高它的火力支援能力,從美軍在阿富汗戰爭使用精確制導迫擊炮彈的經驗來看,它的實戰效能差不多是普通迫擊炮彈的4-5倍,原來需要10發左右普通炮彈才能壓制一個機槍陣位,現在可能只需要1-2枚炮彈就可以做到。
中國相關單位在精確制導迫擊炮彈方面也取得了長足進展,研製成功120毫米激光制導迫擊炮彈,它採用了多片式彈翼來提高炮彈的射程和控制能力,在此基礎上有關單位也研製成功120毫米GPS/INS複合制導迫擊炮彈,並且申請了國家專利,根據有關資料,120毫米迫擊炮GPS+慣導複合制導炮彈以120毫米迫擊照明彈為設計原型,在儘可能保持原彈丸外形的前提下,去掉了原頭部的引信部分,將原來的放置降落傘的艙段部分的型線進行了適應性修正,改造成滿足控制設備安裝的控制艙;根據殺傷需求,合理調整了戰鬥部艙和控制艙的結構比例,保證戰鬥部裝藥重量。完全保留原尾翼結構,保證迫彈飛行中的穩定性。制導炮彈仍沿用原120毫米口徑迫擊炮發射,攻擊地面固定目標。炮彈發射後通過空中自主對準獲得初始姿態信息。彈體起控後,彈上利用慣性/GPS複合制導,實時控制炮彈修正彈道,準確命中,可對敵目標實施“外科手術”式的精確打擊。如果以此為基礎,為炮彈增加大展弦比彈翼,那麼就可以研製一型類似於ACERM這樣遠程精確制導炮彈,不過這樣的改進是否能夠進行,可能還需要型號是否有足夠的效費比。