二维弹道修正弹研究

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弹道修正弹

弹道修正弹的基本概念是, 在原有榴弹 (含高炮弹)、迫弹或火箭弹的引信位置换装成弹道修正模块, 由GPS 或地面雷达探知飞行中的弹丸在某几个时刻的空间位置, 将此位置与地面火控计算机中预先装定的理想弹道比较, 根据偏差大小, 指令弹上的修正机构进行距离或方向修正。

这种修正可以在全弹道上修正一两次或三四次。

三、弹道修正弹的关键技术1.弹道探测技术弹道探测技术分三种技术:火控雷达(ＦＣＳ)全球定位系统(ＧＰＳ)和惯性导航系统(ＩＮＳ),各种技术各有优缺点。

采用ＦＣＳ技术,弹丸靠外部的火控雷达系统获得实际弹道,目前先进的相控阵雷达在作用距离和精度上都能满足。

在这种模式下,雷达可以根据被弹丸的反射回的雷达信号跟踪弹丸也可以由弹丸主动发射对应雷达信号的异频信号使雷达跟踪弹丸。

ＧＰＳ能全天候、全时间、连续提供精确的三维位置、三维速度以及时间信息。

弹丸飞行时, ＧＰＳ接收机通过弹载ＧＰＳ天线阵锁定ＧＰＳ卫星族,弹丸旋转时将用多个ＧＰＳ天线确保ＧＰＳ接收机始终能接收到ＧＰＳ卫星信号,微处理器利用从ＧＰＳ接收到的弹丸位置来确定弹丸弹道。

它的关键技术在于ＧＰＳ接收机的微型化和ＧＰＳ天线设计。

ＩＮＳ是一种不依赖外部信息、又不发射能量的自主式导航系统,隐蔽性好,不怕干扰。

惯性导航系统能提供全面的弹丸飞行信息,它具有数据更新率高,短期精度和稳定性好的特点,它的缺点是需要初始化,而且误差随时间积累。

采用ＧＰＳ系统和ＩＮＳ系统,弹丸可以实现发射后不用管,能自主打击目标,称为主动模式弹道修正弹,是目前发展的主流,但它技术难度大,所有的计算都要在弹上实现,弹载设备多,须要考虑设备的微型化和抗高过载能力。

采用ＦＣＳ技术,修正弹本身较为简单,但它需要火控雷达和火控计算机协同工作,称为半主动弹道修正弹,它整个修正弹系统复杂,但它的设计难度不是很大,对于初始发展弹道修正弹的国家,采用这种技术是个可行的发展方向,特别是海军舰炮弹药发展弹道修正弹,它完全可以利用现有的火控雷达和火控计算机来发展这种体制的弹道修正弹。

二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究

第３３卷第来自期弹箭与
制
导
学
报
Ｖｏｌ＿３３Ｎｏ．２
Ａｐｒ２０１３
２０１３年４月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ，Ｒｏｃｋｅｔｓ，ＭｉｓｓｉｌｅｓａｎｄＧｕｉｄａｎｃｅ
二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究
张嘉易，王广，郝永平
（沈阳理工大学ＣＡＤ／ＣＡＭ技术研究与开发中心，沈阳１１０１５９）摘要：为了研究鸭舵式修正机构的气动特性，对几种不同形状、不同面积鸭舵的阻力、升力、各项力矩进行了
ＴｒａｊｅｃｔｏｒｙＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅＣａｎａｒｄＲｕｄｄｅｒＤｅｖｉｃｅ
ＺＨＡＮＧＪｉａｙｉ，ＷＡＮＧＧｕａｎｇ，ＨＡＯＹｏｎｇｐｉｎｇ
（ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒｏｆＣＡＤ／ＣＡＭ，ＳｈｅｎｙａｎｇｌｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１５９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃａｎａｒｄｒｕｄｄｅｒｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｄｒａｇ，ｌｉｆｔ，ｍｏｍｅｎｔｏｆｃａ —

可旋转翼式弹道修正组件滚转控制技术研究

第４６卷　第４期２０２４年４月系统工程与电子技术ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４６　Ｎｏ．４Ａｐｒｉｌ２０２４文章编号：１００１５０６Ｘ（２０２４）０４１４１２１０　网址：ｗｗｗ．ｓｙｓｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２３０５１１；修回日期：２０２３０９０５；网络优先出版日期：２０２３１０２７。

网络优先出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２３１０２７．１７０１．０１２．ｈｔｍｌ基金项目：上海市２０２２年度“科技创新行动计划”启明星项目申报指南／启明星培育（扬帆专项）（２２ＹＦ１４４７０００）资助课题通讯作者．引用格式：郑秋实，许伟春，赵明翰，等．可旋转翼式弹道修正组件滚转控制技术研究［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２４，４６（４）：１４１２１４２１．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＺＨＥＮＧＱＳ，ＸＵＷＣ，ＺＨＡＯＭＨ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｏｌｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｕｓｅｗｉｔｈａｃｔｉｖｅｃａｎａｒｄｓ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２４，４６（４）：１４１２１４２１．可旋转翼式弹道修正组件滚转控制技术研究郑秋实１，，许伟春２，赵明翰１，李乃星１，包旭馨１（１．上海无线电设备研究所，上海２０１１０９；２．上海航天技术研究院，上海２０１１０９）摘　要：针对可旋转翼式弹道修正组件滚转通道控制中存在的未建模摩擦干扰、参数不确定性和外部随机干扰造成的复合扰动问题，提出一种基于扩张状态观测器（ｅｘｔｅｎｄｅｄｓｔａｔｅｏｂｓｅｒｖｅｒ，ＥＳＯ）的滑模控制方法。

首先建立弹道修正组件滚转通道模型，将动力学模型中存在的外部干扰、未建模摩擦干扰和参数摄动整合为复合干扰，然后设计ＥＳＯ对修正组件滚转通道模型中难以直接测定的状态变量以及复合干扰进行估计，并基于估计值结合滑模控制理论设计滚转通道控制器，实现对滚转角指令的精确跟踪。

弹道修正弹的概念研究

综　述弹道修正弹的概念研究Ξ谭凤岗(陕西青华机电研究所　陕西省长安县710111)〔摘要〕　概述了国外弹道修正弹的研究现状,对弹道修正弹可能采用的几种方案进行了分析比较,提出了我国弹道修正弹研究的基本思路。

完全的弹道修正弹概念技术上难度颇高,最关键的是修正组件的微型化和低成本。

增阻减速型弹与多卜勒初速雷达的组合,作为仅修正射程的初级弹道修正弹方案是可行的。

最终的弹道修正弹概念必须是射程、方向都修正,并且“打了不用管”,这就有必要采用GPS定位技术。

低成本、微型化、抗高过载的GPS接收器和简易惯性组件,以及“自由滚转”鸭舵机构、微型化引爆系统、微型化坚固的数据处理电路等都是全方位弹道修正弹的高难度关键技术,应在研究仅射程修正的初级弹道修正弹的同时对它们开展预先研究。

〔关键词〕　弹道修正弹　概念研究　发展趋势　射程修正　GPS　阻力环　初始弹道　鸭翼1　前　言战争的发展对武器打得准提出了愈来愈高的要求,这不仅直接关系到能争得战争主动权,赢得战争胜利,而且涉及到后勤保障的简化和非战争目标破坏的减少,所以发展精确打击弹药已是军界和军火工业界的共识。

谁能装备更大比重的精确打击弹药,谁就多操一份赢得战争的胜券;谁能在研制精确打击武器方面走在前面,谁就能在国际军火竞争中处于优越位置。

精确打击弹药当然首推导弹,但导弹造价昂贵,不可能大量装备。

其次是末敏弹,尽管造价较低,但现在看来还是只能采用爆炸成形战斗部,其弹道不能改变,威力也较小,所能打击的目标类型也很有限。

还有重要的一点是,这两种弹都只能是全新研制,全新制造的弹药。

面对数以千万计的原有“笨”弹改造,这两种途径都无能为力。

在世界总的趋势趋于缓和,各国的军费开支都锐减的情况下,不可能将火炮弹药全部换装成炮射导弹和(或)末敏弹,如何将库存的原有“笨”弹改装成某种程度上的精确打击弹药,或者研制出原弹药外形基本不变,勤务处理基本不变,但具有弹道修正能力的低成本新型炮射精确打击弹药,就理所当然的成了摆在弹药设计师面前的一项艰巨任务。

弹道知识

1绪论1.1课题背景从近年来国际间的军事行动中我们可以看出，现代战场己经发生了深刻的变化。

现代战争对武器系统的精确性提出了更高的要求，高新技术在各类武器系统中也越来越广泛地被利用，在火炮武器系统中也是如此。

相对而言，各类火炮武器系统中，弹药的更新与研制更为活跃，这主要是弹药子系统更新更为简便、火炮中可配弹种也较多、新技术在弹药上的应用成本与弹药性能比更为经济等。

因此近年来国内外的研究动态也充分反映出，弹药领域的研制与更新非常活跃，出现了许多新型弹箭，它们的特征主要表现在两个方面:增程或增加终点毁伤效应，精确打击。

这些新型弹箭的出现，可以说与以往的普通弹箭技术相比，无论在弹箭的相关理论与技术上，还是在弹箭成本与性能的费效比上，均上升到一个新的层次，使弹箭在现代战场上的作用大大提高。

对各类弹箭进行飞行弹道简易控制修正就属于一种新的技术手段。

普通火炮弹丸自出炮口至飞达目标整个飞行过程，是按预定的弹道对应的射击条件来完成，预定的弹道由射表火控计算机中设定的诸元而确定，弹丸出炮口后则无法有目的地更改其飞行弹道状况，但实际在弹丸飞行中，各类随机的干扰因素，如弹丸加工误差、炮口初始扰动、初速或然误差、随机风等，均会对飞行弹道产生影响，造成弹道偏差。

因此为改善弹丸的密集度指标，以往均是通过在火炮设计、弹药设计、底排结构或火箭发动机结构设计等上下工夫，减少一些随机干扰因素的影响，提高结构的抗干扰能力，但从研究状况和需求来看，这方面很难有根本性改观。

简易控制弹道修正技术的概念正是在这种背景下提出并开始研究的。

简易控制弹道修正技术是一种新的概念，它在原理上克服了无控弹药有了弹道偏差而不能纠正的缺点，大大提高了命中概率。

由于弹道修正弹是对常规弹药的改进，不仅具有较高的射击精度，而且在造价上也远低于导弹，因此应用前景十分广阔。

1.2概念描述简易控制弹道修正技术是在弹上带有简单的修正力系作用装置(可进行飞行弹道纵向或横向的弹道修正)，弹丸出炮口后，弹道测试设备在一段飞行弹道内对弹道诸元(如坐标、速度等)进行实时测量，从而获取弹道上在各类随机扰动因素影响下的实际弹道诸元与预定弹道诸元的偏差，通过弹道解算中高速传递子系统，实时分析出硕士论文简易控制弹道修正理论研究此弹道偏差对应所需的修正力系并传递给弹上修正执行机构，如此构成一次简易控制弹道修正过程，通过对飞行弹道上的一次或若干次弹道修正，从而减少整过飞行弹道上各类随机扰动因素带来的弹道散布，这即是弹道修正弹飞行中整过动作过程的概念性描述。

二维弹道修正弹原理

二维弹道修正弹原理引言：二维弹道修正弹是一种用于修正飞行轨迹的导弹。

它采用了一种特殊的控制机构，能够在飞行过程中实时调整导弹的飞行方向和姿态，从而使其能够准确命中目标。

本文将详细介绍二维弹道修正弹的原理和工作方式。

一、二维弹道修正弹的工作原理二维弹道修正弹通过调整导弹的飞行方向和姿态来修正飞行轨迹，从而实现精确打击目标的目的。

其工作原理主要包括以下几个方面：1. 导弹姿态调整：二维弹道修正弹内置了姿态控制系统，通过控制导弹的尾部喷口或翼面，实现对导弹姿态的调整。

当导弹偏离预定轨迹时，姿态控制系统会根据实时监测到的偏差信息，调整导弹的姿态，使其重新回到预定轨迹上。

2. 导弹飞行方向调整：为了修正飞行轨迹，二维弹道修正弹需要对导弹的飞行方向进行调整。

一种常见的方法是利用偏转喷口或侧向推力装置，产生侧向推力，使导弹改变飞行方向。

通过控制侧向推力的大小和方向，可以使导弹朝着预定的轨迹飞行。

3. 目标跟踪与制导：为了实现精确打击目标，二维弹道修正弹通常配备了目标跟踪与制导系统。

该系统通过雷达、红外传感器等装置，实时监测目标的位置和动态信息。

根据监测到的目标信息，导弹可以自动调整飞行方向和姿态，以保持与目标的持续跟踪，并实现精确命中目标。

二、二维弹道修正弹的优势二维弹道修正弹相比传统导弹具有以下几个优势：1. 高精度打击：通过实时修正飞行轨迹，二维弹道修正弹能够实现精确打击目标。

无论目标是运动的还是静止的，导弹都能够根据目标的实时位置和动态信息进行调整，确保命中目标。

2. 抗干扰能力强：二维弹道修正弹配备了先进的目标跟踪与制导系统，能够在复杂的电磁环境下正常工作。

它可以通过对目标信号的分析和处理，准确判断目标的真实位置，避免被干扰物误导。

3. 高机动性：二维弹道修正弹具备良好的机动性能，能够在飞行过程中快速调整飞行方向和姿态。

这使得它能够迅速应对目标的机动变化，并保持与目标的持续跟踪。

三、应用领域二维弹道修正弹在军事领域有广泛的应用。

旋转舵机控制方法研究

1.引言
随着科技的飞速发展与进步，现代战争的形式发生了翻天覆地的变化，其中对制导武器的精确打击能力提出了越来越高的要求，因为精确打击不仅可以提高作战效率，还可以有效减少误伤、误炸情况，因此二维弹道修正技术应运而生，成为了各国争先研究的新宠，也是各国相关领域未来的重要研究方向。二维弹道修正是指可以对修正弹在高速飞行过程中进行纵向距离修正和横向偏移修正，从而可以更加精准的打击目标[1]。本文通过使用角度解算速度快和控制精度高的地磁传感器进行弹体角度测量，结合霍尔传感器可以监控舵机的运动状态，经过在转台上的大量试验，提出了对舵机更为精确的控制方法。
ELECTRONICS WORLD・技术交流
旋转舵机控制方法研究
沈阳理工大学机械工程学院沈阳理工大学自动化与电气工程学院
沈阳理工大学装备工程学院沈阳理工大学机械工程学院
裴乙橦张记发陈闯孙林
【摘要】根据二维弹道修正技术的特点，对修正弹在不同飞行速度下舵片受到的不同风阻力矩进行模拟实验研究，本文采用伺服电机来模拟风阻力矩，根据舵机的不同转速，通过调节修正电机的占空比来对舵机的输出力矩进行控制，通过分析风阻力矩、弹体转速、PWM数值的关系，从而让舵机进行修停动作。通过应用MATLAB对舵片滚转角度测量数据进行分析，表明该控制方法可以实现舵机滚转角度姿态控制，并且控制角度误差在合理实验范围内，达到了良好的控制效果，为真实的飞行控制方法提供理论依据. 【关键词】舵机输出力矩；舵片角度；控制效果
5.结束语
图4 舵机减旋控制流程图
本文搭建了一个半实物仿真平台对修正弹的舵机运动状态进行了模拟控制研究，实验中采用两个电机分别模拟风阻力矩和弹体转速，通过地磁传感器和霍尔传感器相结合的方法来测量舵机的滚转角度，停止角度误差在实验接受范围内，通过控制修正电机的 PWM值来控制舵机的转速，进而对其进行修停控制。由实验数据分析的结果可知，该调控方法是可行的。通过模拟实验装置，优化对舵机的控制算法，进一步完成对舵机的精确的控制。

舰炮二维弹道修正弹对岸上目标毁伤概率研究

第４３卷第４期２０２１年８月指挥控制与仿真ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＶｏｌ４３㊀Ｎｏ４Ａｕｇ２０２１文章编号：１６７３⁃３８１９（２０２１）０４⁃００４９⁃０４舰炮二维弹道修正弹对岸上目标毁伤概率研究∗胡㊀江１，王海川２，赵亚东１，钱㊀佳１（１．海军大连舰艇学院，辽宁大连㊀１１６０１８；２．江苏自动化研究所，江苏连云港㊀２２２０６１）摘㊀要：二维弹道修正弹由于具有射击精度高㊁成本较低等优点，是目前信息化弹药研制和发展的重点㊂针对二维弹道修正弹射击效力评定的现实需要，在论证二维弹道修正弹射击误差组成的基础上，建立了二维弹道修正弹毁伤概率计算模型，分析了攻击距离对毁伤概率的影响㊂该研究具有一定的实用价值，可为二维弹道修正弹的发展论证和对岸作战使用提供参考和借鉴㊂关键词：二维弹道修正弹；射击误差；毁伤概率；攻击距离中图分类号：Ｅ９２４９１；Ｏ２１１９㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃３８１９．２０２１．０４．０１０ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤａｍａｇｅＰｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＮａｖａｌＧｕｎＵｓｉｎｇＴｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＴｒａｊｅｃｔｏｒｙＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔｉｌｅｔｏＦｉｒｅｏｎＳｈｏｒｅＨＵＪｉａｎｇ１，ＷＡＮＧＨａｉ⁃ｃｈｕａｎ２，ＺＨＡＯＹａ⁃ｄｏｎｇ１，ＱＩＡＮＪｉａ１（１．ＤａｌｉａｎＮａｖａｌＡｃａｄｅｍｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０１８；２．ＪｉａｎｇｓｕＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ２２２０６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｈｏｌｄｓｔｈｅｍｅｒｉｔｓｏｆｈｉｇｈｓｈｏｏｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ，ｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｓｏｏｎ，ｓｏｉｔｉｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄｅｍｐｈａｓｉｓｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｍｍｕｎｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｄｅ⁃ｍａｎｄｏｆｅｖａｌｕａｔｉｎｇｆｉｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｆｏｒｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｆｏｒｍｏｆｆｉｒｉｎｇｅｒｒｏｒ，ａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｄａｍａｇｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｔｔａｃｋｉｎｇｄｉｓ⁃ｔａｎｃｅｏｎｄａｍａｇｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｌｄｓｃｅｒｔａｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅ，ａｎｄｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｆｉｒｉｎｇｏｎｓｈｏｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｏ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅ；ｆｉｒｉｎｇｅｒｒｏｒ；ｄａｍａｇｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ；ａｔｔａｃｋｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ㊀收稿日期：２０２１⁃０４⁃２２修回日期：２０２１⁃０６⁃２３∗基金项目：连云港市第三批博士后科研资助基金资助项目（２０１７ＬＢＨ－０１）作者简介：胡㊀江（１９７９），男，湖南宁乡人，博士，副教授，研究方向为舰载武器作战使用㊂王海川（１９６４），男，研究员，硕士生导师㊂㊀㊀为适应未来高科技战争的作战需求，弹药的信息化已成为武器装备信息化的重要组成部分㊂美国等世界各军事强国对其发展高度重视，正大力实施以远程压制㊁精确打击为目标的信息化弹药发展计划［１］㊂其中，二维弹道修正弹具有射击精度高㊁成本较低等优点，是信息化弹药研制和发展的重点㊂目前，美军已经研发出一种能直接使用在现役１５５ｍｍ榴弹上㊁价格相对低廉的精确制导组件（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＧｕｉｄａｎｃｅＫｉｔ，ＰＧＫ）㊂ＰＧＫ在引信重量㊁尺寸㊁装配方法等方面与传统引信基本一致，可以取代传统引信直接在美军１５５ｍｍ榴弹上应用，在炮弹飞行过程中利用ＧＰＳ制导进行二维弹道修正，以显著提高对岸火力打击精度㊂典型的是美国Ｍ５４９Ａ１增程榴弹，其使用传统引信时圆概率误差（ＣＥＰ）随着攻击距离的增加而增大，在攻击距离３０ｋｍ时达到２６７ｍ，而在加装ＰＧＫ改造成二维弹道修正弹以后，不同攻击距离上的ＣＥＰ均为５０ｍ，甚至可以进一步减小到３０ｍ，ＣＥＰ随攻击距离变化关系如图１所示㊂二维弹道修正弹采用了基于ＧＰＳ等卫星定位系统进行弹道参数测量的技术，通过二维弹道修正组件实现炮弹在距离和方向上的二维修正［２］㊂当舰炮使用二维弹道修正弹对岸上目标实施火力打击时，通常首先由火控系统根据目标和射击舰坐标，修正弹道气象因素的影响，解算出舰炮射击诸元，并在炮弹上预先装定目标坐标㊁射击诸元等数据㊂舰炮将二维弹道修正弹发射出去以后，炮弹引信中的弹载系统会利用弹丸的初始发射条件和目标参数，计算出理论弹道㊂在弹丸飞行过程中，弹载系统会根据ＧＰＳ等卫星定位系统获取实时飞行参数并进行计算得到的实际弹道，与理论弹道进行比较，以得到攻击距离和方向偏差，求取弹道修正控制量㊂通过弹道修正机构的多次修正动作，实现在距离和方向上的二维修正㊂本文针对二维弹道修正弹的弹道特性，首先论证二维弹道修正弹对岸射击误差的组成，然后，基于统计模拟法建立二维弹道修正弹毁伤概率计算模型，最后分析攻击距离对毁伤概率的影响，为二维弹道修正弹的发展论证和对岸作战使用提供参考和借鉴㊂. All Rights Reserved.５０㊀胡㊀江，等：舰炮二维弹道修正弹对岸上目标毁伤概率研究第４３卷图１㊀美军Ｍ５４９Ａ１增程榴弹ＣＥＰ随攻击距离变化关系１㊀射击误差组成在二维弹道修正弹实际的射击条件中，射击的各个环节将受到许多随机因素的影响而产生一系列误差［３］，因此可以把弹丸的落点相对于目标的偏差称为射击误差㊂二维弹道修正弹射击误差按照误差的产生原因，可以分为诸元误差和散布误差㊂１１㊀诸元误差诸元误差指的是二维弹道修正弹在计算射击诸元过程中所产生的误差，通过分析，二维弹道修正弹射击诸元计算过程中，引起诸元误差的因素主要包括弹道气象误差㊁目标定位误差等㊂由于二维弹道修正弹在飞离炮口以后，修正机构可以根据理论弹道与实际弹道的偏差对弹道气象误差进行距离㊁方向上的持续修正㊂因此，与常规弹药相比，可以认为弹道气象误差已经显著减小甚至完全消除，这样二维弹道修正弹的诸元误差主要为目标定位误差㊂二维弹道修正弹在距离和方向上的诸元误差（ｘｎ，ｚｎ）服从二维正态分布，其分布密度函数为φ（ｘｎ，ｚｎ）＝ρ２πＥｄＥｆｅｘｐ－ρ２ｘ２ｎＥ２ｄ＋ｚ２ｎＥ２ｆéëêêùûúú{}（１）式中，Ｅｄ㊁Ｅｆ分别为诸元误差在距离和方向的概率误差，ρ＝０４７６９３６２７６２㊂１２㊀散布误差散布误差是指在射击诸元不变的情况下，各发弹丸落点相对散布中心的偏差㊂二维弹道修正弹散布误差主要包括卫星定位系统弹道测量误差㊁弹道落点预测误差和修正机构工作误差等［４］㊂二维弹道修正弹在距离和方向上的散布误差（ｘｐ，ｚｐ）分布密度函数为φ（ｘｐ，ｚｐ）＝ρ２πＢｄＢｆｅｘｐ－ρ２ｘ２ｐＢ２ｄ＋ｚ２ｐＢ２ｆéëêêùûúú{}（２）式中，Ｂｄ㊁Ｂｆ为散布误差在距离和方向的概率误差㊂二维弹道修正弹由于同时具有距离和方向上的修正能力，通常距离散布概率误差Ｂｄ和方向散布概率误差Ｂｆ大小相等，此时散布误差可以用圆概率误差（ＣＥＰ）描述，ＣＥＰ与散布概率误差Ｂｄ㊁Ｂｆ存在以下关系：ＣＥＰ＝１７４５６Ｂｄ，Ｂｄ＝Ｂｆ㊂２㊀毁伤概率计算二维弹道修正弹对岸上目标射击时，毁伤概率是衡量对目标毁伤能力的关键射击效力指标㊂由于统计模拟法具有计算精度高㊁无需建立复杂数学表达式等优点，可以采用统计模拟法计算二维弹道修正弹对岸上目标的毁伤概率［５］㊂２１㊀毁伤概率计算流程统计模拟法是把毁伤概率计算抽象为概率化的数学模型，然后用随机抽样的方法对模型进行多次重复实验并将实验的结果进行统计处理，从而求得计算结果的方法㊂利用统计模拟法计算二维弹道修正弹对岸上目标毁伤概率的流程（见图２）如下：１）产生诸元误差㊂以目标中心点作为舰炮对岸射击的瞄准点及坐标系原点，然后随机产生均方差分别为σＥｄ和σＥｆ的诸元误差（ｘｉ，ｚｉ）（ｉ＝１，２，，ｎ，ｎ为模拟次数）［６］㊂２）产生散布误差㊂根据舰炮发射的Ｎ发二维弹道修正弹，对应于每对诸元误差（ｘｉ，ｚｉ），产生Ｎ对均方差分别为σＢｄ和σＢｆ的散布误差（ｘｉｊ，ｚｉｊ）（ｊ＝１，２，Ｎ）㊂３）确定弹着点坐标㊂综合考虑诸元误差和散布误差对舰炮射击的影响，则弹着点的坐标为（见图３）ｘ＝ｘｉ＋ｘｉｊｚ＝ｚｉ＋ｚｉｊ{（３）４）毁伤判断㊂若目标毁伤幅员纵深为Ｓｘ㊁横宽为. All Rights Reserved.第４期指挥控制与仿真５１㊀图２㊀毁伤概率计算流程图图３㊀弹着点坐标示意图Ｓｚ，弹丸一旦落入目标毁伤幅员内，目标就有可能被毁伤㊂判断弹丸落入目标毁伤幅员内的方法是弹丸落点坐标（ｘ，ｚ）应满足：｜ｘ｜ɤ０５Ｓｘ且｜ｚ｜ɤ０５Ｓｚ（４）如果毁伤目标所需的平均命中弹数ω＝１，则目标一旦命中即被毁伤；若ωʂ１，则在一次模拟中累加命中目标的弹丸数ｍ，只要ｍ满足：ｍȡω，则目标被毁伤［７］㊂５）毁伤目标次数统计㊂设ｃ表示ｎ次模拟中目标被毁伤的次数，如果一次模拟中目标被毁伤，则令ｃ＝ｃ＋１（６）然后进行下一次的模拟㊂６）毁伤概率计算㊂模拟结束以后，计算毁伤概率的公式为ＲＮ＝ｃｎ（７）２２㊀模拟次数的确定为了准确可靠地计算二维弹道修正弹对岸上目标毁伤概率，通常可以先进行次数较少的ｎ０次模拟（ｎ０＝３０４０），计算出目标毁伤概率＾ＲＮ，然后利用式（８）确定模拟次数ｎ［８］：ｎ＝９㊃＾ＲＮ㊃（１－＾ＲＮ）ε２（８）式中，ε为要求的模拟精度㊂在模拟次数ｎ确定以后，继续进行后面的ｎ－ｎ０次模拟㊂３㊀应用分析舰炮对岸火力支援选择攻击阵位时，应综合考虑目标毁伤概率㊁敌火力对我威胁程度㊁舰艇机动海区情况等因素合理确定攻击距离㊂下面利用建立的毁伤概率计算模型，分析攻击距离对毁伤概率的影响㊂假设舰炮对岸上面积目标射击，目标幅员为：６０ｍˑ６０ｍ，分别计算常规弹药㊁二维弹道修正弹在不同攻击距离上对目标的毁伤概率，计算结果见图４㊂图４㊀不同攻击距离上的目标毁伤概率从图４中数据可以看出，舰炮使用常规弹药对岸射击时，随着攻击距离的变化目标毁伤概率相差很大，因此在确保射击舰自身安全的前提下，应尽量选择对目标毁伤概率较大的攻击距离对目标实施火力打击㊂舰炮使用二维弹道修正弹对岸作战时，由于二维弹道修正弹射击误差在不同攻击距离上相差不大，导致目标毁伤概率基本不随攻击距离变化，因此可以根据岸上目标对我舰威胁程度和海区情况合理选择攻击距离㊂. All Rights Reserved.５２㊀胡㊀江，等：舰炮二维弹道修正弹对岸上目标毁伤概率研究第４３卷４㊀结束语二维弹道修正弹在弹道特性㊁射击误差等方面与常规弹药有较大区别［９］，因此需要对其毁伤概率等射击效力评定模型进行研究㊂论文在论证二维弹道修正弹射击误差组成的基础上，针对目前计算机运算速度显著提高的现状，基于统计模拟法建立了毁伤概率计算模型，在二维弹道修正弹对岸射击效力评定㊁装备使用论证等方面具有一定的实用价值㊂参考文献：［１］㊀王存威，唐克，杜涛．信息化弹药需求量算法研究［Ｊ］．火力与指挥控制，２０１１，３６（２）：１２１⁃１２３．［２］㊀张嘉易，王广，郝永平．二维弹道修正弹鸭舵修正机构气动特性研究［Ｊ］．弹箭与制导学报，２０１３，３３（２）：８８⁃９１．［３］㊀汪亚利，邵伟平，郝永平，等．基于ＰＩＤ控制的二维弹道修正弹仿真［Ｊ］．制导与引信，２０１６，３７（３）：５７⁃６０．［４］㊀黄义，汪德虎，周海平，等．舰炮发射增程弹道修正弹测量弹道坐标转换［Ｊ］．火力与指挥控制，２０１３，３８（１）：５７⁃６０．［５］㊀潘承泮．武器系统射击效力［Ｍ］．北京：兵器工业出版社，１９９４．［６］㊀雷晓云，张志安．基于蒙特卡罗法的一维弹道修正弹落点精度分析［Ｊ］．系统仿真学报，２０１６，２８（７）：１６８５⁃１７００．［７］㊀张永伟，杨锁昌，王新，等．弹道修正弹火力分配［Ｊ］．指挥控制与仿真，２０１３，３５（２）：６７⁃７０．［８］㊀邢昌风，李敏勇，吴玲．舰载武器系统效能分析［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２００８．［９］㊀吴杰，陈继祥，陈邓安，等．舰炮制导炮弹的关键技术研究［Ｊ］．兵工自动化，２０１１，３０（３）：８⁃１０．（责任编辑：胡志强）. All Rights Reserved.。

弹道修正弹实际弹道探测技术综述

第15卷第1期弹道学报Vol.15No.1 2003年3月Journal of Ballistics M arch2003弹道修正弹实际弹道探测技术综述高敏张强(军械工程学院弹药工程系,石家庄050003)摘要概述了弹道修正弹的实际弹道探测技术,对主要的几种探测技术进行了分析比较,提出了我国弹道修正弹弹道探测技术发展的基本思路.关键词弹道修正弹,弹道探测,FCS,GPS,INS中图分类号T J012136弹道修正弹的基本原理是在弹丸发射前根据探测到的炮位坐标、目标坐标等信息预先装定标称弹道信息,弹丸发射后探测飞行弹丸的实际弹道,将此实际弹道与预先装定的标称弹道进行比较,并结合更新的目标信息计算出弹道偏差,根据偏差的大小控制弹上的修正机构进行距离或(和)方向修正.根据弹道修正弹的基本原理,可知探测飞行弹丸的实际弹道是弹道修正的基础.因而实际弹道探测技术是研制弹道修正弹的关键技术.弹道探测一直是弹道研究、靶场试验和火炮设计人员十分关注的问题.早期的弹道探测,主要用于外弹道理论研究和射表编制,还没有直接与野战炮兵射击、快速反应、火力对抗及提高首发命中率联系起来.在这种条件下,对于近距离平射弹道可以直接确定弹丸的弹道坐标或速度,对于大射角远程弹道利用摄影经纬仪等光学法确定弹道坐标,对于远程武器的弹道探测一般只能探测弹着点.随着武器装备技术的发展,特别是对武器系统射程与精度要求的不断提高,弹道修正弹概念应运而生,给弹道探测技术应用开辟了新的应用领域,并提出了更高的要求.同时定位雷达技术的不断成熟,GPS技术与INS技术的出现,使实时探测飞行弹丸的实际弹道成为可能.本文根据不同探测系统的技术原理,结合修正技术要求,对主要的实际弹道测量技术进行了分析与比较,提出了实际弹道探测技术的发展建议.1实际弹道探测技术探测弹丸实际弹道主要采用3种技术:地面火控系统(FCS)雷达、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS).其中,采用FCS雷达是半主动模式,采用GPS或INS是全主动模式.以径向脉冲推力弹道修正弹为例.在半主动模式下,弹丸靠外部系统获得实际弹道,根据获得的实际弹道与已知目标位置,FCS计算机解算出脉冲发动机的点火时间与角度,由FCS 与弹丸之间的数据链传送给飞行中的弹丸,使其在特定的时间点燃脉冲发动机修正弹收稿日期:2002-05-0988弹道学报第15卷道.在全主动模式下,弹丸发射前,预先装定标称弹道.发射后,利用弹载系统确定实际弹道,弹载计算机直接解算出脉冲发动机的点火时间与角度,使其在特定时间和角度点燃脉冲发动机来修正弹道.2种探测模式都可以在弹丸飞行过程中更新目标信息,然后系统根据更新的目标信息与实际弹道确定点燃脉冲发动机的时间与角度.这样,修正弹就能够更有效地命中活动目标,并且能够进一步弥补自身在飞行过程中的弹道偏差.111半主动模式半主动模式设备包括:确定目标信息和弹丸实际弹道的FCS雷达,确定弹丸滚动角速度、滚动角和俯仰角的陀螺仪,炮口速度探测器,地面FCS计算机,以及地面FCS和弹丸的数据链.FCS接收更新的目标信息有多种途径:前方侦察哨、武装侦察飞机、侦察卫星和战地指挥控制中心.11111火控雷达地面雷达有多种方式跟踪弹丸弹道:(1)传统方式.弹丸被动地把雷达信号反射回雷达接收机.(2)异频收发方式.弹丸主动地发射对应雷达信号的异频信号给被动接收的雷达天线,多普勒雷达能够探测弹丸速度,这样就可以利用雷达信息来确定弹丸的实际弹道及弹着点.11112陀螺仪用滚动角速度陀螺仪、俯仰角陀螺仪、模数转换器和微处理器确定弹丸的滚动角速度、滚动角和俯仰角,陀螺仪采用固封技术来抗发射过加速度.热电池为陀螺仪提供能量使其在整个弹道飞行中保持工作状态.陀螺仪为双通道12比特模数转换器提供模拟电信号.模数转换器输出数字信号到微处理器.微处理器处理数字信号得到弹丸的滚动角速度和俯仰角.俯仰角速度陀螺仪和卡尔曼滤波程序内插挠度(重力引起的),经多次积分就可得到所需的垂直基准.另一个获得垂直基准的方法是利用包含大量感应物质的有光泽、坚硬的四氟乙烯碳氟聚合物环.聚合物在存储、发射和飞行过程中一直都处于液体状态,这样它的内聚力系数比附着力系数大,根据液体自身的粘着属性,重力通过接触两电极探测到垂直基准.获得垂直基准后,微处理器就可根据它和滚动角速度算出滚动角.11113炮口速度探测器炮口速度探测器探测弹丸出炮口速度,火控系统利用这些信息预先定位火控雷达使其快速进入锁定和跟踪状态,这2种技术的结合减少了实际雷达发射时间.这样,在布满反雷达导弹和雷达对抗炮射系统的现代战场,增强了雷达的生存能力.11114计算弹道修正量在得到弹丸的滚动角速度、滚动角、俯仰角、实际弹道以及最近可能更新的目标位置后,火控系统计算机计算出脉冲发动机准确的点火时间与角度.此信息通过火控系统-弹丸数据链发射机传输给弹丸数据链天线.火控系统与弹丸的数据链是高速脉冲或编码脉冲传输或其它具有适宜高数据频率和被电子对抗(ECM)低概率探测或影响的传输形式.112全主动模式11211全球定位系统(GPS)GPS是一种星基无线电导航和定位系统,能全天候、全时间、连续地提供精确的三维位置、三维速度以及时间信息.GPS系统向全世界用户开放的C/A码提供的水平定位精度高达100m (2Drms),垂直定位精度为156m (2Drms);而P 码提供的定位精度分别为水平1718m(2Drms)和垂直2717m (2Drms).在GPS 模式中弹丸可以打后不管,弹丸发射后发射平台可以立即移开,避免反炮火力.GPS 模式的功能如下:热电池为弹载电子装置提供能源.地面输入为微处理器提供弹丸发射坐标和所需的目标坐标.同样,地面输入为GPS 接收机提供弹丸发射坐标及GPS 接收机建立锁定GPS 卫星所需的信息.即,当弹丸在炮膛尾部时,地面输入利用磁声结合技术提供弹丸与地面系统之间的接口.发射后,GPS 接收机通过弹载GPS 天线阵锁定GPS 卫星族,弹丸旋转时将用多个GPS 天线确保GPS 接收机始终能接收到GPS 卫星信号.微处理器利用从GPS 接收机接收到的弹丸位置来确定弹丸弹道.垂直基准是通过测量GPS 信号的增幅和衰减经几次积分得到,滚动角速度通过GPS 信号在GPS 天线上的/颤动0确定,俯仰角通过GPS 系统得到.这样,微处理器将用弹丸弹道、弹丸滚动、弹丸俯仰角和更新的目标位置确定准确的脉冲发动机点火时间与角度.11212 惯性导航系统(INS)INS 是一种既不依赖于外部信息、又不发射能量的自主式导航系统,隐蔽性好,不怕干扰.惯性导航系统所提供的导航数据十分完全,除能提供载体的位置和速度外,还能给出航向和姿态角;而且,它又具有数据更新率高、短期精度和稳定性好的优点.弹丸出炮口前,INS 模式和GPS 模式一样,利用地面输入预先装定弹丸发射坐标和目标坐标以及INS 探测基准信息.发射后,弹载INS 自主地探测弹丸弹道、弹丸滚动角速度、滚动角和俯仰角.弹上的微处理器根据这些信息和更新的目标位置确定准确的脉冲发动机点火时间与角度.这样,由于不用地面雷达或异频雷达收发系统,弹丸将可以利用隐身技术防止反炮射炮兵跟踪弹丸.2 弹道探测技术存在的问题及对策211 半主动模式空间定位雷达技术探测弹丸全弹道存在以下问题:(1)全弹道雷达跟踪需高价值空间定位雷达,不利于大量装备;(2)远距离雷达跟踪无异于给敌方指示目标,生存能力大大降低;(3)不能发射后就走,机动性降低;(4)跟踪多个目标,虽然技术上可行,但实际实施比较困难.但可以采用雷达跟踪初始段3~5km 以内的距离修正方案.据雷达跟踪数据处理出弹着误差,下达修正指令.这比跟踪到末段对雷达的要求大大降低,可能使用轻巧的低价值雷达实现,有可能做到每门炮配一部雷达.当然,这没有跟踪到弹道末段修正精度高,但既然只是距离修正,本来就不是完全的修正概念,所以能修正到接近原有的方向偏差就足够了.配用多普勒初速雷达的阻力型距离修正概念,这种概念是用多普勒初速雷达跟踪测量弹丸速度至弹道初期摆动段以后,如1~2km,跟踪固定时间点测量的速度与该时间点应有的标准速度比较,算出弹着误差,下达修正指令,伸开阻力环或炸掉弹顶,只进行1~2次修正.可以把阻力环设计成能伸开成大、中、小3档直径.根据弹道计算求得的误差,按修正量级需要,89第1期高敏等弹道修正弹实际弹道探测技术综述90弹道学报第15卷指令阻力环打开到小档、中档或大档.同样,炸掉的弹顶部也可以照此办理.炮弹的射程取决于射角、初速和弹道系数三大要素,此外就是气象条件特别是纵风的影响.弹道系数的影响是全弹道的,但其只在初始扰动段变化最大.同一种弹可以相差4~5倍以上,其随机性极大,无从预先估计.弹丸摆动造成攻角的大变化,从而使弹丸在初始扰动区内速度衰减相差很大.通过测量摆动段结束后的速度,不仅考虑了炮口初速对射程的影响,而且把弹道系数影响的主要部分也考虑进去了.为了简化设备,从抓主要矛盾着手,抓住了摆动期结束后弹丸的速度,就抓住了引起射程误差的主要部分.至于气压、纵风等气象条件的影响,可以通过有关的气象测量予以考虑.探测部分弹道肯定没有跟踪到弹道末段予以修正的精度高,但所需地面设备则可大大简化,每门炮都可在炮管上装备廉价的多普勒初速雷达.这样不仅因装备价值低,有可能大量装备,而且因雷达功率小不易被敌方探测,生存能力提高.若是自行火炮,一个齐射后,在炮弹着地前即可撤离阵地.与雷达跟踪至弹道末段的方案比较,虽然修正精度有所降低,但技术难度和装备费用都大幅度下降,而且隐蔽性、机动性大大提高.若设计合理,有可能一次修正即能使射程偏差接近方向偏差.212全主动模式21211GPS探测系统只有GPS时存在的问题:(1)GPS易受电子对抗设备(ECM)干扰源的影响;(2)GPS动态响应能力较差;(3)GPS制导弹药操作需要垂直基准;(4)GPS接收机受到干扰后无法制导弹药.21212INS探测系统只用INS时存在的问题:(1)惯性测量组合(IMU)/惯性导航系统(INS)需要初始化;(2)IMU/INS的初始化不准确,遭受中等发射冲击时需要重新初始化和更换数据;(3)定位误差随时间积累;(4)初始化需要雷达或全球定位系统(GPS)提供位置信息;(5)制导弹药增程当只有INS没有辅助时,陀螺仪需要0101b~010001b的加强精度. 21213GPS/INS组合探测系统将GPS的长期高精度性能特性和INS的短期高精度性能特性及不受干扰的优点有机地结合起来,使组合后的导航性能比任一系统单独使用时都有很大提高.典型的探测和控制功能框图如图1.当要求的输出速率高于GPS用户设备所能给出的速率时,可使用惯导数据在GPS相继2次更新之间进行内插;GPS通过不断更新惯性测量组合数据辅助惯性测量组合(IM U)进行跟踪,在因机动或干扰等信号中断期间的误差增长速率显然要比没有校准、自由状态下INS的误差增长速率低.GPS数据对INS的辅助,可使INS在运动中进行初始对准,提高了快速反应能力.当机动、干扰或遮挡使GPS信号丢失时,INS对GPS辅助能够帮助GPS接收机快捷地重新捕获GPS信号;同时惯性测量组合(IMU)和GPS紧密结合增加抗干扰能力.GPS 接收机跟踪环路的带宽取得很宽时,其动态响应能力固然很好,但抗干扰的性能却很差;若带宽取得很窄,抗干扰性能提高了,而动态响应能力却变差了.所以,用INS 的速度数据对GPS 进行辅助是解决这一对矛盾的好办法.如果GPS 在目标附近完全受到干扰,惯性测量组合(IM U)将完成终端制导.图1 典型的探测和控制功能框图GPS/INS 探测系统主要包括:(1)惯性传感阵列(ISA),包括3个陀螺仪和3个加速度计,测量三维空间里的变化;(2)惯性测量组合(IMU ),包括一组惯性传感阵列(ISA)和一个微处理器,提供角度和速度的三维变化;(3)惯性导航系统(INS),包括一套惯性测量组合(IMU )和一台导航计算机运行导航规律,提供三维位置、速度和角加速度;(4)全球定位系统(GPS)结合INS,提高精度,增加抗干扰能力.但是,炮弹对弹道探测系统的要求非常高:¹探测系统必须适应初始发射高g 值的爆炸冲击,离开炮管后迅速估算位置,立即开始制导炮弹,并且工作于大干扰的环境中;º系统还必须装进炮弹引信空间里,不足手掌大小,并且重量轻;»系统的能量消耗低;¼系统性能要达到战术级;½系统维护要求低;¾系统具有高可靠性并且有大于20年的存储寿命;¿系统必须满足比现存设备更低的目标费用.只有微机械加工技术,通过批量生产才有可能达到上述要求.微机电系统(MEM S)是利用生产商业集成电路(IC)时的工序生产的微型机械结构.M EMS 的传感器是集成的微传感设备或系统,由在同一硅片上的电和机械部分组成.这样,使MEMS 非常小,并且本身的坚固性具有抗冲击(g )能力.利用生产集成电路(IC)工序的规模效应使MEMS 生产费用低.3 结论对弹丸实际弹道实行全方位探测技术难度比较高,难于近期实现.作为技术准备和过渡,先采用火控系统(FCS)雷达对飞行弹丸进行部分弹道探测,研制单纯的射程修正弹,然后进行全弹道探测,研制二维(距离、方向)弹道修正弹.91第1期高敏等弹道修正弹实际弹道探测技术综述92弹道学报第15卷全方位、自主型、打了不用管的弹道修正弹是弹道修正弹的理想目标.从长远看,采用地面雷达探测弹丸的实际全弹道是不可取的,因为它附加的设备价值太高,不利于大量装备,而且机动性、生存能力都大大降低.而采用GPS/INS组合探测技术则最为有利.就我国而言,实际弹道探测也应走GPS这条路.虽然我国暂时还无军用GPS可供使用,但就我国现在的航天、卫星、电子技术的水平及发展态势,10年内将会有自己的军用GPS卫星提供使用.所以在立足目前利用雷达探测弹丸实际弹道的同时,随着微机械加工技术的发展,低成本、微型化、抗高过载的GPS接收机,低成本微型化抗高过载的简易惯性组件,以及微型化坚固的数据处理电路等,这些关键技术都应投入人力财力开展预先研究,否则,在弹道修正弹这一新的领域我国又会被美、英、瑞典等国远远抛在后面.参考文献1Linick.M ethod and apparatus for radial thrust trajectory correction of a balli stic projecti le.United States Patent[P], 5647558.1997-07-152S eidel.M ethod for autonomous guidance of a spin-stabilized artillery projectile and autonomously guided artillery projec-tile for realizi ng thi s method.U nited States Patent[P],6135387.2000-10-243S pephen Pearch.LCCM:more than competent.6th International Cannon Artillery Firepow er Symposium,2000 4Nigel Gray.High G M EM S IM Us&Common Guidance.20015谭凤岗1弹道修正弹的概念研究1弹箭技术,1998(4):1-106郭锡福,赵子华1火控弹道模型理论及应用.北京:国防工业出版社,1997ACTUAL TRAJECORY DETECTION FOR TRAJECTORYCORRECTION PROJECTILESGao M in Zhang Qiang(Department of Ammun i tion Engineering,Ordnance Engi n eering College,Shijiaz huang,050003)Abstract The paper g ives an outline of the actual trajectory detection techno-logy for the trajectory correction projectiles.It also analyzes and compares somedetecting technologies,and gives the basic thinking on the actual trajectory de-tection development for the trajectory correction projectiles of out country.Key words trajectory correction projectiles,trajectory detection,FCS,GPS,INS。

人小鬼大_弹道修正引信让笨弹变聪明

海湾战争之后，美国空军利用ＧＰＳ技术研制了一种弹尾制导组件，将美国库存的大量老式炸弹改造为“杰达姆”制导炸弹，价格只有两万多美元，从而使其敢于放手使用。

精确制导武器使用比例在１９９１年海湾战争时仅为７％，到２００１年阿富汗“持久自由”行动时猛增到６５％。

其实，多年来美国陆军也在尝试为普通炮弹加装一种制导组件，即弹道修正引信，开发自己的“杰达姆”。

弹道修正引信可适用于各种１５５和１０５毫米炮弹，拧在弹上即可使用，而且成本低廉（从１０００至３０００美元不等）。

正在研制中的弹道修正引信有多种，其中包括距离与方向修正（二维）式、距离修正（一维）式和更为简单的试射式。

近年来，随着微机电系统（ＭＥＭＳ）和坚固耐用的小型保密ＧＰＳ接收机的发展，微型化以及抗大过载难题已逐渐克服，各国弹道修正引信研制呈现蓬勃之势。

美国始作俑者关于在炮弹上应用ＧＰＳ技术的设想，最初是美国在２０世纪８０年代提出的，目的是研制自动试射弹，即在弹鼻锥部装有ＧＰＳ转换器，将飞行中弹丸的位置发回设在炮兵阵地或火炮上的计算机。

这样，射弹的实际弹道就可以标绘出来并与预测弹道相比较，从而可推算出下一发“笨”炮弹的修正量。

到１９９２年，陆军研究实验室内部产生了进一步发展这一技术的想法，具体内容包括以不同的方式为远程火炮系统提供自主的ＧＰＳ导航（例如自主修正）功能、引信定位功能（以最接近的特定坐标位置为基础）和战斗识别功能，或者提供用于弹道描述的靶场测量引信。

后来，陆军研究实验室的工作被并入“低成本有能力弹药”（ＬＣＣＭ）技术基础项目，由设在皮克汀尼兵工厂的美陆军装备研究、发展与工程中心（ＡＲＤＥＣ）领导。

１９９４年，ＡＲＤＥＣ开始积极推进基于ＧＰＳ的自动修正阻力器式（一维距离修正式）和制导式（距离和方向二维修正式）引信研究工作。

一维和二维修正均要依靠对ＧＰＳ和惯性测量数据的处理，前者通过展开某种形状的空气动力减速板，后者通过控制可操纵的鸭式舵来实现弹道修正效果。

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行过程中，增阻型阻力环在适当位置打开，增大了炮弹的阻尼系数，从而减小了弹箭的射程，实现了射程方向的修正。从外弹道理论［４］可知，旋转稳定炮弹在飞行过程中会产生一种弹道侧向的系统偏差，又称偏流，而炮弹的旋转速度的变化又会直接影响偏流的大小，增阻尼型阻尼片和阻尼环一样，可以在适当位置打开，通过调节炮弹的极阻尼力矩来改变炮弹的转速，进而调节炮弹的偏流，实现方向修正。组合式二维弹道修正结构示意图见图２。
Ｉ存储单元ｌ
地面发射装置：；
Ｌ…
二维弹道修正弹系统结构框图如图１所示，主要分为地面发射部分和弹载部分。地面发射部分可实现系统激活和目标信息装定的功能；弹载部分可分为测量系统、处理系统和执行系统，能够实现弹丸弹道诸元的实时测量、测量数据接收及存储、弹道解算、控制指令发送和执行机构作动的功能，根据系统功能又分为执行机构部分和控制系统部分。２几种常见的二维弹道修正方式二维弹道修正包括横向修正（即方向修正）和纵向
二维弹道修正弹研究
赵磊，杜忠华
２１００９４）（南京理工大学机械工程学院，江苏南京
摘要：针对目前国内外二维弹道修正的情况．概述了二维弹道修正常见的几种方式，并分析了脉冲修正方式
作者简介：赵磊（１９８８一），男，安徽无为人，在读硕士研究生，主要研究方向为智能弹药。
２０１３年第５期
赵磊，等：二维弹道修正弹研究
收稿日期：２０１３ — ０３ — １１；修回日期：２０１３ — ０４ — １８
向，实现射程和方向的修正。（３）采用空气动力鸭舵机构：通过控制系统控制舵片在适当位置展开适当的角度，改变炮弹的升力，达到射程修正和方向修正的功能。这种修正方式的执行机构结构比较复杂，而且微型化问题是关键。最具有
一
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Hale Waihona Puke … ．ｊ： … …… …
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弹载处理器
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弹载装置图１二维弹道修正弹系统结构框图
（２）使用脉冲发动机进行弹道修正：在指定的飞行位置点燃安装在炮弹中的脉冲发动机，通过脉冲发动机喷射出的高速气流来改变炮弹的飞行速度和方
弹道测量系统
从而实现对弹丸在纵向和横向上的修正，从而修正了由于各种原因而造成的飞行弹道的误差，使弹丸的密集度得到了较大的提高［Ｉ－：ｑ。
１修正弹系统组成
测量数据弹道控制ｌ同
二维弹道修正即是对纵向和横向两个方向均进行修正，以修正横向为主，通过改变俯仰力矩和偏航力矩来控制弹丸的飞向目标；为了提高控制的准确度和降低控制的复杂度，对旋转弹丸进行减旋，它适合与空射型和一切对方向散步有要求的炮弹。二维弹道修正弹的修正原理是：当弹丸发射后，由弹载ＧＰＳ或者雷达等探测手段获取弹丸的飞行姿态、速度及位置信息，将此信息传送入弹载处理器或者地面火控系统获取真实弹道，并与事先装定的理想弹道进行比较，再根据弹道偏差，解算出修正量，控制系统再控制弹上修正机构根据修正量的大小和方向进行有限次的、不连续的动作，
修正（即射程修正）。相对于一维弹道修正，二维弹道修正要复杂得多，比如弹道的稳定性、执行机构的设计与优化等都是二维弹道修正技术中的关键问题。目
前，实现二维弹道修正主要有以下几种方式：
第５期（总第１８０期）
２０１３年ｌＯ月
机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
ＮＯ．５
Ｏｃｔ．
文章编号：１６７２ — ６４１３（２Ｏ１３）Ｏ５ — ０１７２ — ０２
的影响因素，提出了我国弹道修正机构技术基本的发展思路。
关键词：二维弹道修正；脉冲发动机；脉冲修正
中图分类号：ＴＪ０１２文献标识码：Ａ
０引言
（１）增阻型阻力环和增阻尼型阻尼片组合：在飞