小型精确制导武器关键技术及发展现状分析2010

至关重要，也是实现对地面目标有效攻击的难点。 4） 远程多平台网络制导技术 对于远程小型精确制导武器来说，由于飞行时
间较长，目标运动的不确定性范围可能超出其末端 截获范围。必 须 对 小 型 精 确 制 导 武 器 进 行 中 继 制 导，以减小其中段制导误差，保证弹道末端导引头 对目标的可靠截获。 1． 3 小型高效战斗部技术
JAGM 充分利用了海尔法导弹的半主动激光制 导和长弓海尔法的毫米波制导技术，并借鉴了幼畜 空地导弹的红外成像制导技术。其中，半主动激光 导引头可实现精确攻击，减少附带损伤，但易受天 气影响，载机也面临威胁。毫米波雷达则让导弹具 有主动制导能力，可以自动搜索和跟踪目标，修正 飞航导弹 2010 年第 11 期
关键词 精确 制导武器 无人机 关键技术
引言 在美国进行的近几次局部战争中，精确制导武
器在全部弹药中所占的比例一直呈上升趋势，1991 年海湾战争为 7% ； 科索沃战争上升到 35% ； 阿富 汗战争达到 60% ； 伊拉克战争达 68% 以上。利用精 确制导武器实施精确打击，已经成为主导战争进程 和结局的主要手段。
器装备必须具备一定的规模和数量，因此必须降低 精确制导武器的成本，提高作战效率。
1 关键技术分析 1． 1 系统总体技术
1） 系统仿真与评估技术 研发小型精确制导武器需要具备完善的系统设 计和验证 技 术。虚 拟 样 机 技 术 作 为 新 兴 的 前 沿 技 术，是对传统设计和试验手段的补充和完善，是解 决复杂环境下先进制导系统的性能分析和数字验证 手段的主要技术途径，可以比较全面地分析现代空 战复杂环境对制导武器性能的影响，为型号研制提 供强有力的技术支撑。 2） 小型化弹体设计技术 为解决小质量、小体积、大过载弹体结构的设 计技术，需要集合弹体结构设计技术、强度分析、 气动力及材料和试验等方面的技术来解决。通过预 测未来战术导弹弹体结构及材料选用情况，进行结 构分析、设计计算，比较其结构的优缺点，确定弹 体结 构 形 式。根 据 各 种 弹 体 及 分 离 面 结 构 形 式， 舵、翼面结构及与弹体的连接特点，建立模态计算 模型，并完成弹体结构模态计算。根据导弹总体参 数，详 细 设 计 弹 体 结 构，按 气 动 力 数 据 进 行 全 弹 静、热强度及稳定性分析计算，修改并优化结构设 计，实现弹体结构设计的小型化。 3） 制导武器低成本设计技术 高技术武器成本高、研制周期长的问题一直困 扰着各国。近几场局部战争表明，导弹武器是现代
JAGM 采用多模战斗部，可根据目标特点选择 不同模式的战斗部以便有效摧毁软硬目标、掩体、 装甲车和巡逻艇等。JAGM 采用多目标可编程的智 能化引信，具有最先进的引爆多目标能力，可以根 据所要攻击的目标类型，以不同的延迟时间引爆战 斗部。 2． 4 低成本自主攻击系统（ LOCASS）
LOCAAS 采用涡喷发动机，当被载机投放后靠 自身动力以 180 m / s 的速度巡航飞行，最远可飞行 185 km。到达目标区域后，飞行高度降至 230 m，并 在此高度以 110 m / s 的速度盘旋，激光成像导引头 （ LADAR） 开始对 90 km2 覆盖区内的坦克、车辆、 雷达站或导弹连队等目标进行搜索，并与预先装定 的目标图像信息相比较，自主识别并确认目标后俯 冲攻 击，采 用 多 模 战 斗 部 杀 伤 目 标。当 燃 料 用 尽 时，LOCAAS 将自动炸毁。
GBU-38 弹长 2． 21 m，战斗部装药 89 kg。它是 从美国海军和空军现役的 227 kg 级 MK-82 炸弹上 取下原有尾翼装置，装上由惯导系统、GPS 接收机
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和气动舵面组成的制导控制组件而成，同时采用新 研的杀伤威力更大的爆破杀伤装药和新型引信。 2． 2 小直径炸弹（ SDB）
美国空军发展 SDB 的目的是研制 113 kg 级炸 弹，其杀伤力高于 227 kg 级炸弹或与其相当。2001 年 9 月起进行为期两年的先期研究，2003 年 10 月 选定波音公司负责进一步研制和生产。
SDB 长度为 1． 8 m，直径只有 0． 2 m，是美国空 军目前装备的体积最小的 227 kg 级炸弹的一半。它 共有两种型号，一种配备 GPS 定位制导系统，专门 用来打击 固 定 目 标，另 一 种 型 号 则 配 备 热 成 像 装 置，具备自动目标识别能力，可以打击移动目标。 SDB 的圆概率误差只有 5 m ～ 8 m。虽然尺寸不大， 但小直径炸弹威力却一点也不弱。它的长度与直径 的比例及弹头的形状都经过特别设计，试验中，在 64 km 以外发射，它也能钻进约 2 m 厚的钢筋混凝 土建筑内爆炸，完全可以和一枚 908 kg 级的钻地炸 弹相媲美。
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小型精确制导武器关键技术及发展现状分析
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杨林冲 陈 勇
摘 要 结合最近几场局部战争及未来飞行平台的发 展特点，分析了小型精确制导武器的需求背景，进一步分析 了发展这类武器所涉及到的关键技术。研究了国外小型精 确制导武器的发展现状和趋势，并对其中四种典型的小型 精确制导武器进行了简单的介绍。
飞行弹道，实现了发射后不管，即使在恶劣的气象 和复杂的战场环境中也能正常工作，具备全天候攻 击能力。红外成像制导可获得较高的目标识别能力 和抗干扰能力，非常适合实战要求。JAGM 集三种 制导模式的长处于一身，很好地满足了攻击移动目 标和城市作战的要求，达到在任何气候条件下都能 发射后不管并精确攻击目标的目的。
为了实现精确制导武器的小型化设计，需突破 小型高效战斗部的设计技术。在战斗部质量受限的 条件下，采取有效途径提高杀伤威力。通过采用新 理论、新材料和新结构等高新技术改进战斗部的类 型、构造、装药和新的引战配合技术是提高战斗部 小型化设计和杀伤威力的有效途径。
2 国外小型精确制导武器发展现状 目前可供无人机使用或四代机内埋挂装的小型
LOCAAS 尺寸为 0． 762 m × 0． 203 m × 0． 254 m， 质量 40． 8 kg ～ 45． 4 kg。可以从 F16、F15E、F22、 JSF、B52、B1、B2 和捕食者 B 等平台上发射，一架 现役的捕食者 B 型无人机可携带 10 枚。
LOCAAS 采用铸铝机体，可折叠式塑料机翼，3 片后部安装的铸铝控制翼面。采用直接探测方式， 发射短脉冲激光束，通过测量从发出激光到脉冲波 反射回来之间的时间差来确定精确的目标距离，将 目标呈现为实时三维高分辨率图像。自动目标识别 处理器将这些图像与计算机存储器中存有的多种军 事目标进行对比分析，以此进行目标探测和分类， 并利用处理器优选分配系统重新捕获和攻击原先的 目标。攻击目标时，LADAR 起到智能引信的作用， 适时引爆多模战斗部摧毁目标。LADAR 在接近目 视距离的地方工作时，可在复杂气象条件和对抗环 境中达到性能指标。
本文 2010-04-12 弹 2010 年第 11 期
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高技术局部战争中消耗最多的高技术武器，导弹攻 防对抗将成为未来高技术战争的主要作战样式，导 弹武器的低成本化具有重要的意义，因此，应开展 导弹武器低成本技术研究。
4） 武器模块化设计技术 模块化精确制导武器的最大特点是能使用不同 的子系统，以构成不同用途的导弹。导弹采用模块 化设计可有效降低导弹成本、扩展其任务范围、延 长其使用寿命、简化操作使用与后勤保障负担。 1． 2 精确制导技术 1） GPS / INS 复合制导技术 GPS / INS 复合制导技术 是 目 前 最 先 进 的 全 天 候、自主式制导技术，有广泛的应用前景，是国外 正在发展的第四代中 / 远程精确制导武器，尤其是 第四代精确制导炸弹普遍采用的一项关键技术。在 GPS / INS 复合制导系统中，INS 和 GPS 之间彼此可 以优势互补，取长补短。GPS / INS 复合制导的关键 技术涉及 5 个方面： 在 INS 方面，要发展各种新型 惯性传感器技术，例如激光陀螺、光纤陀螺、半球 谐振陀螺以及各种微机电制造技术； 在 GPS 方面， 要采用各种最新半导体器件和集成电路，组装出性 能优良的 GPS 接收机； 在 GPS / INS 组合方面，要发 展卡尔曼滤波配置和误差估值等新技术； 在发展 GPS / INS 弹载综合技术方面，要发展传递对准、瞄 准攻击和精度分析等技术； 在 GPS 干扰和抗干扰 方面，要发展 GPS 接收机的干扰和抗干扰、加密和 解密以及精度补偿等技术。 2） 红外成像 /雷达双模导引技术 现代战争是在体系与体系的对抗环境中进行 的。高技术的发展使夜间作战、恶劣气候下作战、 强干扰环境下作战都能按照需要予以实现。红外成 像制导技术和主动雷达导引技术具有抗干扰和反隐 身效果好、制导精度高的特点，能够在现代空战复 杂的对抗环境中有效地发挥作用。双模导引头技术 是可应用于未来复杂的电子、光电干扰环境下能可 靠作战并实现精确制导的末端寻的制导技术。 3） 对地攻击的自动目标识别技术 自动目标识别跟踪技术是红外成像制导、主动 毫米波制导的关键技术之一。如何针对复杂的地面 背景环境及不同的目标选取最佳自动识别跟踪算法 ·12·
精确制导武器包括小型空地导弹（ 例如，海尔法导 弹、幼畜空地导弹、小型哈姆反辐射导弹、联合空 地导弹和 PAASM 精确攻击空地导弹等） 、航空制导 炸弹（ 例如，联合直接攻击炸弹、小直径炸弹和宝 石路 2 激光制导炸弹等） 、轻型子弹药（ 例如，“毒 蛇袭击”子弹药和 LOCAAS 低成本自主攻击系统） 和机载布撒器（ BIU-108） 等。
联合空地导弹是美国陆军、海军和海军陆战队 联合发展的一种小型、先进近程空地导弹，曾用通 用模块化导弹和联合通用导弹（ JCM） 等名称，将代 替美国现装备的海尔法和幼畜空对地导弹，预计将 于 2016 年开始服役。
JAGM 的长度为 1． 78 m，弹径是 0． 178 m，导 弹质量 22 kg ～ 49 kg，射程为 4 km ～ 28 km，可以从 AH-64D、AH-1Z、SH-60、F / A-18 和 JSF 等平台上 发射。