导弹武器的发展趋势【坦克炮射导弹现状及发展趋势】
作为现代坦克炮火力的重要补充和延伸,坦克炮射导弹武器系统将常规火炮、弹药技术与精确制导技术结合在一起。在不改变坦克装甲车辆原有功能和使用操作方式的前提下,通过新技术的融合,凭借着有效射程和命中精度的提高,全面提高了坦克武器的综合作战效能。它将坦克的作战距离由2000米左右提高到4000-5000米,是坦克发射常规炮弹射程的2-3倍,是地面反坦克炮的1-1.5倍,并具备精确打击装甲目标的能力。还具有一定的反武装直升机能力。本文就坦克炮射导弹的基本概念和原理,国内外发展现状和发展趋势做一简单探讨。
三代坦克炮射导弹
坦克炮射导弹是以坦克火炮为发射平台和自身动力推进,在制导系统的控制下攻击目标的飞行武器(导弹)系统。炮射导弹的概念是上世纪50年代由西方国家首先提出的,其目的就是要研制出一种利用火炮身管发射、能够予以制导、具备远距离精确打击能力的导弹。它与一般导弹的区别是它有发射药筒、初速大、费用低,与普通炮弹的区别是它装有精确制导系统、射程远、射击精度高、威力大。根据坦克炮射导弹的发展脉络,我们可以把坦克炮射导弹分为三个代系。
第一代坦克炮射导弹
第一代坦克炮射导弹主要采用无线电指令制导方式,由雷达天线(位于炮塔顶车长门前)发射控制脉冲。在作战过程中,导弹射手通过其瞄准镜的十字线瞄准或跟踪目标,同时用测角仪跟踪飞行导弹尾部红外光源(采用调制射线的氙气灯),测出导弹与瞄准线的偏差,由火控计算机算出所需要的修正量,通过天线发出无线电指令送给导弹,以纠正弹道偏差,使其命中目标。代表武器是美国的“橡树棍”炮射导弹。
第二代坦克炮射导弹
第二代炮射导弹武器系统的主要特点是采用激光驾束制导技术。导弹出炮口时,炮长控制操纵台使瞄准指标始终对准目标中心,发射装置给瞄准制导仪发出脱离信号,使其变焦系统开始工作,从而形成一个对准目标的经过编码的激光信息场,该信息场按固定的程序进行变焦,激光信息场直径保持在一定尺寸,导弹尾部的激光接收机接收激光信息场的指令,控制舵机的舵片进行俯仰和偏航运动,调整导弹的飞行姿态,使导弹飞向目标中心。代表武器是俄罗斯的9K 116“堡垒”系列炮射导弹。
第三代坦克炮射导弹
第三代坦克炮射导弹采用了更为先进的制导方式即“发射后不用管”。如激光主动制导、红外成像制导和毫米波制导等。比较成熟的技术是以美国STAFF(灵巧的目标激活“发射后不管”炮弹)和TERM-ICE(坦克增程弹药计划一动能方案)为代表的主动毫米波寻敌制导方式。由体积小、重量轻的毫米波雷达向目标发射波束窄、分辨率高的毫米波,对进行目标识别与成像,这种方式频带宽、天线旁瓣低,有利于抗干扰,同时提高了雷达的机动性与隐蔽性并有利于低角跟踪。
坦克炮射导弹发展现状
俄罗斯坦克炮射导弹
苏联和俄罗斯在炮射导弹武器系统的研制上始终坚持进行系列化开发,一直处于领先地位。迄今为止,俄罗斯图拉仪器仪表设计局已成功地研制出3-4种基本类型、7-8种型号的炮射导弹武器系统。现在俄罗斯的所有主战坦克和最新的装甲步兵战车都有可供装备的炮射导弹。
9K 112“眼镜蛇”炮射导弹武器系统 这是俄罗斯第一代坦克炮射导弹,美国称为AT-8,北约称为“鸣禽”。1980年开始装备,适用于T-64B、T-80B等主战坦克125毫米滑膛坦克炮。采用无线电指令制导方式。“眼镜蛇”是世界上第一种用制式主战坦克的火炮发射的反坦克导弹,续航速度500米/秒,最大射程4000米,在理想射程上对装甲目标的命中概率可达80%,侵彻威力700-800毫米(轧制均质钢装甲),一辆坦克标准携弹量6枚,均采用分装式结构。其主要缺点是交战死区较大;炮手需始终控制导弹的飞行姿态,无线电通信线路容易受干扰等。
9K 116“堡垒”炮射导弹武器系统 该导弹是俄罗斯第二代坦克炮射导弹,美国称为AT-10,北约称为“刺客”。1983年装备干T-55主战坦克。采用激光驾柬制导技术。飞行中的导弹能自行判断出相对于激光信息光束中心的偏差位置,并自动纠正弹道,从而显著提高了抗干扰能力和命中精度。炮射导弹9M 117最大速度375米/秒,作战距离100-4000米,串联战斗部的破甲深度为660毫米(轧制均质钢装甲),后来发展成三种不同的型号,分别装备T-55AM2P、T55AM2B坦克的100毫米线膛炮;T-62M坦克的L15毫米滑膛炮,BMP-3步兵战车的100毫米线膛炮。
9K 119/120“芦笛”系列炮射导弹武器系统 该导弹也是俄罗斯第二代坦克炮射导弹,美国称为AT-11,北约称为“狙击手”。9K 119炮射导弹武器系统装备在T-80系列坦克上;9K 120炮射导弹武器系统装备在T-72系列坦克上,1995年又装备在T-90主战坦克上。炮射导弹“芦笛”全弹重17.2千克,它代表迄今为止俄罗斯炮射导弹设计的最高成就。仍然采用激光驾束制导方式,但采用了喷射速度极高的固体燃料火箭发动机,最大速度达到了800米/秒,最大射程平均速度500米/秒,作战距离100-4000米,导弹在最大射程上飞行时间缩短至10秒,减小了坦克炮长在导弹飞行期间一直用瞄准标记对准目标的难度,再加上先进的稳定系统,便于坦克在行进间发射导弹。该导弹最大的特点是战斗部后移到了固体燃料续航发动机的后面,更有利于提升空心装药破甲战斗部的炸高,使金属射流获得更佳的破坏效果,破甲厚度达到700-770毫米。
美国坦克炮射导弹
“橡树棍”导弹美国早在1959年就开始为152毫米火炮研制“橡树棍”导弹。该导弹采用红外一波束制导方式即非导线式的半自动制导方式。导弹最大飞行速度只有323米/秒,所以在最大射程(早期型号为2000米,后期型号为3000米)上的飞行时间太长,重量不足28千克的导弹总是在瞄准线上摇摆,横向加速度小,尤其在打击运动目标时,命中概率不高。
STAFF(末端制导“发射后不管”灵巧弹药) STAFF是美国为其现役M1A1和M1A2主战坦克120毫米坦克炮研制的一种坦克炮射导弹。1990年成功地进行了演示验证,该导弹使用双层药型罩自锻成型侵彻战斗部,破甲威力较常规空心装药破甲弹提高了33%,可攻击隐藏于山丘后面或处于视野之外的目标。
TERM-KE(坦克增程弹药计划一动能方案) TERM-KE是美国为其现役M1A1和MIA2主战坦克120毫米坦克炮研制的另一种坦克炮射导弹。该弹在间瞄射击时射程为8-10 千米,采用毫米波雷达制导,战斗部为长杆穿甲弹芯,由分布在穿甲弹芯四周围的火箭推进环形发动机助推,外壳采用复合材料弹壳。由于采用了毫米波主动寻的制导方式,因此在对付装甲目标时,可选用曲射攻击弹道,攻击目标薄弱的顶装甲,且发射后不用管。1992年联合技术系统公司受托继续发展这一项目,但由于预算问题,该项目目前处于停顿状态。
MRM中程弹药 MRM中程弹药(见题图)是美国为其未来战斗系统乘车战斗系统研制和开发的一种120毫米口径炮射超直瞄精确制导弹药。美国的ATK公司和雷神公司分别研制出MRM-KE(中程弹药-动能弹)和MRM-CE(中程弹药-化学能弹)参与这个项目的竟标,最终雷神公司的MRM-CE胜出。根据未来战斗系统的螺旋式发展战略,这种MRM中程弹药将在2014年先装备到模块化重型旅级战斗队的M1A2SEP主战坦克上使用。(详情请参阅本期《美国MRM炮射导弹》一文)
法国坦克炮射导弹
法国“阿克拉”新型导弹系统于1962年开始研制。采用142毫米口径火炮发射,该导弹采用激光驾束制导,速度为500米/秒,战斗射程远3000米。导弹在调制的激光制导射束中飞行,在制导射束中心的规定弹道偏差由导弹中的接收机测定并计算重要的制导修正量。由于对要求的众多技术问题估计不足,其可靠性和效率不易实现,而且资金压力过大,最终导致“阿克拉”导弹的研制工作于1973年中断。
法国奈克斯特公司目前正在开发新一代120毫米坦克炮射导弹,命名为“波利尼格”(Polynege)炮射导弹。该导弹弹长984毫米,全重28千克,弹重20千克,炮口初速600-800米/秒,射出后2片前翼和6片尾翼展开,具有短暂火箭助推,导弹即可直瞄射击,也可采取视距外间瞄射击,攻击弹道可选择直射与攻顶两种模式。导弹射程2000-8000米。
以色列坦克炮射导弹
以色列于1998年10月向外界公开展示了为其“梅卡瓦”主战坦克105毫米线膛炮研制的“拉哈特”(LAHAT)炮射导弹。该导弹采用激光半主动制导,导弹长984毫米,弹重19千克,有效射程超过6000米,可从隐蔽阵地发射。对付重型装甲目标的最大射程可达8千米,命中精度大于70%。导弹采用性能先进的高爆串联战斗部,破甲威力800毫米(轧制均质钢装甲)。其最大的技术特点是采用了以色列飞机工业公司自行研制的稳定陀螺引导头,它能为导弹提供引导以及灵活的作战模式、弹道编程和精确的目标拦截能力,攻击坦克时具有默认攻顶选择功能,也可转换成直接攻击用于对付直升机。“拉哈特”炮射导弹在西方国家的影响非常大,适用于主流120毫米坦克炮,德国、印度和韩国都对这种导弹青睐有加。
中国坦克炮射导弹
中国坦克炮射导弹是在俄罗斯坦克炮射导弹的基础上消化吸收改进而成的。1993年10月,我国同俄罗斯签订了引进“巴斯基昂”(坦克用炮射导弹)和“卡斯杰特”(地面反坦克炮用炮射导弹)炮射导弹武器系统的合同。十多年来,通过对引进技术资料的消化吸收、坦克改造、散件装配、履约试验、工厂鉴定试验、湿热地区部队适应性试验、国家靶场国产化鉴定试验等各个阶段的工作,100毫米坦克炮射导弹的国产化工作已经完成,并进行了实弹射击,导弹的射程和命中精度都达到了技术指标的要求。该弹适用于59式100毫米线膛炮,采用激光驾束制导。它的装备使59式坦克等老装备重新焕发了青春。2005年,我国为二代主战坦克研制的105毫米坦克炮射导弹成功定型。我国新型坦克装备的125毫米坦克炮也具有发射炮射导弹的能力。这些工作为我国坦克炮射导弹武器系统的系列化发展奠定了坚实的技术基础。
坦克炮射导弹发展趋势
随着炮射导弹技术的进一步发展,坦克炮射导弹已成为提升坦克火力性能的重要举措,得到世界各主要武器装备生产研制大国的重视,必将进入更快的发展和装备阶段。我国在炮射导弹方面起步较晚,但在引进和自主性研发也取得了突破性进展。
(一)采用瞄导合一式坦克火控系统,提高坦克综合作战能力
炮射导弹武器系统的制导装置必须与坦克火控系统综合设计,才能充分发挥其远距离的对抗能力和方便车内安装,因此瞄导合一的坦克火控系统成为提高坦克综合作战能力的有效选择。
100毫米炮射导弹武器系统改装时,瞄准制导仪的光机组件要安装在坦克简易火控系统中夜瞄镜的位置,因此,需对瞄准制导仪进行必要的改造,以实现其夜视部件与火控计算机连通,提高瞄准制导仪夜间射击制式炮弹的能力。这种方案不必改动火控系统在炮塔内的布置位置,技术成熟,风险小,工作量小,周期短,射击制式炮弹的各方面性能大为提高,因而武器系统的综合作战能力得到很大提高。但具有方向不稳定,不能行进间射击的缺点。
由于所有稳像火控系统具有行进间射击功能,因此与之配套的瞄准制导仪也必须是双向稳定的。目前已有两种类型的瞄准制导仪可供使用:一种是俄罗斯的1K13-2瞄准制导仪。用1K13-2瞄准制导仪的光机组件取代原火控系统的瞄准镜,适当修改火控计算机,增加激光测距功能,使其适应发射制式炮弹和炮射导弹的需要。另一种是瞄导合一火控系统。用瞄导合一火控系统的瞄准镜和火控计算机,分别取代原火控系统的瞄准镜和火控计算机,由于其机械接口与外形等与原火控系统保持一致,因此更换起来难度不大。
(二)采用更先进的制导技术,提高精确打击能力
选用新型的制导技术实现“发射后不用管”来提高精度是制导技术发展的关键所在。目前,国外正在研制的反坦克导弹,除有的沿用激光驾束制导外,多数都积极发展利用新型的制导技术。如激光主动制导、红外成像制导和毫米波制导技术等。这些制导技术都具有“发射后不用管”和攻击远距离目标的能力。特别是毫米波制导和红外制导在使用和性能上互相补充,两者结合能取长补短,可得到很好的作战效果。因此,由单模向多模发展,如红外/毫米波、激光/红外成像、双色红外等复合制导是最有前途的制导方式。
(三)改进导弹动力系统,增大作战距离
在坦克作战中,先发制人,先敌开火,是掌握战场主动权、克敌制胜的重要条件。坦克炮射导弹武器系统承担远距离攻击目标的任务,应在敌坦克发挥有效作用之前把其摧毁,并能把火力推向纵深,从远至近地不断消耗敌方,迟缓和减弱敌装甲部队的进攻锐势,为中、近距离的坦克作战创造有利条件。同时,随着战场形势的变化,坦克炮射导弹武器系统除了用于攻击敌坦克和武装直升机外,还应能攻击敌纵深的其它目标,完成多种作战任务。因此,在发展坦克炮射导弹武器系统时应重视对其动力装置的改进,采用如喷射速度高、燃烧速度快的固体燃料火箭发动机等先进的续航动力装置,进一步增大其有效作战距离。
(四)改进战斗部,提高毁伤目标能力
坦克炮射导弹武器系统的发展始终以毁歼敌坦克和武装直升机为最终目的。它必须采用先进的战斗部,保证在准确命中目标的基础上,击毁目标,使之完全丧失战斗力。一是采用大威力战斗部。充分利用战斗部技术的最新成果,从战斗部的结构设计、新材料新工艺的应用以及侵彻机理的探索研究等方面广挖潜力,努力提高战斗部威力,以有效对付坦克和武装直升机。二是采用多功能战斗部。目前炮射导弹战斗部多为串联空心装药破甲或长杆穿甲战斗部,其功能较为单一。为了对付不同的目标,研制具有多功能的战斗部,使导引头模块化、多样化,实现一弹多头,满足多种作战要求,是很有必要的。
