自动麻将机洗牌原理:物美价廉的空地制导火箭弹

　　二战时期曾经辉煌一时的机载火箭弹，在高技术战争的今天，由于其无制导、精度低、有效射程近等原因，越来越让各国空军感到如同鸡肋，甚至有人提出完全撤装机载火箭弹，用各类导弹和制导炸弹取代之。但导弹并非万能的，也不可能包打天下，近年来美军就发现了的新问题。在海湾战争中，美国陆军的阿帕奇直升机和海军陆战队的超级眼镜蛇直升机总共发射了4000～5000枚海尔法空地导弹，给予伊拉克陆军尤其是装甲部队以毁灭性的打击，但是，有很多都被用来攻击卡车、掩体、火炮阵地甚至步兵分队等非装甲目标，对于每枚价值5万多美元的海尔法导弹，这样做非常不经济，就是财大气粗的美军也吃不消。 海湾战争以后的几场局部战争也可以看出，以对抗集群装甲目标为背景而发展起来的武装直升机和机载空地导弹，在应付未来高技术条件下局部战争、反恐怖战争和特种作战中暴露出了缺乏相应灵活性的弱点。在上述几种战争中，武装直升机的作战对象主要是非装甲点目标，用机炮或航空火箭弹来打击，在威力上是足够的。但是，航空机炮威力小、射程近，在打击土木掩体目标时力不从心；传统的航空火箭弹是面杀伤武器，射击散布较大，精度较差，很难用于精确打击点目标。而且对于目标分散，数目众多，甚至还可能以民用设施为掩护（如在城市中）的作战，减小附带杀伤是必须考虑的问题。另外，传统航空火箭弹的作战使用距离比较近，正好处在敌方小口径防空炮火的最佳射距内，使用上对载机的安全威胁较大。 随着电子信息技术和精确制导技术的不断发展，常规兵器制导化和用制导技术改造常规兵器既成为一种趋势，也变为一种现实的可能。美国陆军于1997年提出了“先进精确杀伤武器系统”（APKWS）的作战需求文件，要求陆军航空兵的直升机除导弹外，其火箭武器也要具有“防区外发射、外科手术式精确打击”的能力。确定用精确制导技术来提高美军现役的“九头蛇”航空火箭弹的射击精度，推出了“低成本精确杀伤武器”（LCPK）的武器发展计划。LCPK计划的初衷就是为AH－64D长弓阿帕奇直升机发展一种具有低成本和精确打击能力70mm制导航空火箭弹，可满足APKWS的作战要求。然而好事多磨，由于技战术指标严苛，几家军火公司在原有70mm火箭基础上小打小闹改装，都未能获得美军青睐，计划只好从头再起。2006年4月，美国陆军终于宣布BAE公司胜出，美国陆军计划采购8万多枚APKWS II制导火箭弹，采购费用高达数十亿美元。 此类好事当然不能由美国佬独享，这几年俄罗斯、法国、以色列、中国等国家，也提出了各自的制导火箭弹的发展计划，虽然所采用的技术途径不尽相同，但其发展制导航空火箭弹的出发点是一致的。从性能看，各国制导航空火箭弹的战术技术指标可简要归纳如下几点： 1、攻击目标种类：分散的非装甲目标，如运输车辆、器材装备、工事建筑、步兵火力点等等。 2、典型射击方式：单发射击，或以1秒至数秒的时间间隔连续射击，不采用常规航空火箭弹的整巢齐射方式。 3、射击距离：有效射程5～6千米，可保证命中精度，并可做到防区外发射。 4、射击精度：在5～6公里的有效射程内，命中精度（CEP）小于2米，甚至达到l米，且与射程无关。 5、采购成本：制导火箭弹的生产目标价位为8000美元/枚。 6、作战范围：初野战外，还可应用于城市中的作战、反恐怖作战、不对称作战、反游击作战等。 7、后勤支援：可以在战地和前线维修站就地组装，对现有火箭弹的战斗部、引信、火箭发动机都没有影响。对射手培训的要求最低;与现役火箭弹一样，没有维护要求。 为了满足遂行多种战斗任务的需要，武装直升机一般都配备多种武器，可任意组合选挂。在对地攻击中，航炮主要用于点目标，有效射程约为1.5km。重型的空地反坦克导弹主要用于攻击坦克等高价值点硬目标，射程在4～8km；可以做到在敌方防空火力防区外发射。传统航空火箭弹，主要采用齐射的方式，用于攻击暴露的人员、器材和车辆，以及普通建筑等面目标。为了保证一定的射击准确度和密集度，一般的实际作战使用距离为2km左右。但是，这一距离正是各种小口径防空火炮的最佳射击距离，在使用上具有一定的风险。制导火箭弹，在作战距离和命中精度上，与空地导弹相差不多，威力上与常规火箭弹一样，主要用于攻击非装甲点目标。因此，在武装直升机的对地攻击武器中，空地导弹、传统火箭弹和制导火箭弹的关系不是谁取代谁的关系，而是共同存在、相互补充、相互配合，增强直升机作战选择灵活性的关系。  几种制导火箭弹和海尔法空地导弹、70mm火箭弹战技指标比较

项目

九头蛇航空火箭弹

海尔法空地导弹

制导航空火箭

APKWS II

STAR

SYROCOT

CRV7-PG

AP-8L

S-KOR系列

国家

美国

美国

美国

以色列

法国

挪威/加拿大

乌克兰

俄罗斯

最大射程（km）

6

8

6

6

3-6

15

2.5

8

最小射程（km）

0.1

0.8

1

1

1

2

1.2

2.5

精确度

（cep=m）

60

0.5

2

1

1-10

3

2

1.2

单枚成本（美元）

1000

54000

8000

7000

 

 

 

 

重量

（kg）

11.4

45.4

16

14

13.6

16

14.7

16.7

弹长

（mm）

1397

1627

1800

1600

1900

1600

1720

1700

对载机

改装要求

-

-

有

有

 

有

 

有

 

APKWS II制导火箭弹 

航空火箭弹通常被认为是一种经济实用的武器，如九头蛇70 mm火箭杀爆弹低于1000美元/枚，而APKWS II制导火箭弹的批生产价格预计为8000美元/枚。但是传统火箭弹是一种面目标武器，在使用中为了达到一定的毁伤效果，一般都要采用齐射的方法。例如假如想击毁2 km外的一辆卡车，使用制导火箭弹2枚，可以确保摧毁，而使用传统火箭弹，即用2个7管发射器齐射，14枚火箭弹也不能保证一定摧毁。这里还没有考虑载机的安全问题。另外，对于诸如反恐怖战争等特种作战，必须考虑减少在城市中作战的附带杀伤问题。因此，从完成作战使命的效费比来考虑，制导航空火箭弹是一种效费比很高的武器，将制导火箭弹称为“低成本精确杀伤”武器是相对于“具有导弹的精确打击能力而成本远低于导弹”而言的。 综上分析，可以明确直升机载制导航空火箭弹的性质:虽然其仍被称为火箭弹，并且也是由传统火箭弹改进得来的，但是，无论从战技指标、作战使用、战术特点还是技术特征分析，其本质都是一种“导弹”，相对于导弹是低成本，而相对于传统火箭弹是具有精确打击能力的新概念导弹。 根据公布的资料来看，目前的几种直升机载制导航空火箭弹所采用的制导体制，基本都是激光半主动制导，通过导引头将目标与导弹闭环，修正弹道，达到精确打击的目的。
　　美国的APKWS II航空制导火箭 APKWS II制导航空火箭弹将通过对美军现役的九头蛇70mm航空火箭弹进行改装完成。美军对APKWS II制导火箭弹的技术要求是:采用可负担得起的技术，具有最大的灵活性和高作战效能。APKWS II将沿用九头蛇的发动机、引信及战斗部以及直升机上的原发射器与火控系统，只在发动机和战斗部间增加了制导舱段。制导舱段长度小于40厘米，重量小于4千克。采用激光半主动制导体制，捷联激光导引头，沿用海尔法导弹的激光照射器，具有激光对抗能力；使用与海尔法导弹相同的交战规则；采用微机械电子系统惯性测量单元和鲁棒、滚转控制技术，三通道控制器，两对鸭式空气舵控制，今后的发展型，可能采用径向推力矢量控制代替鸭式空气舵，或用安装于四片鸭式空气舵前缘的四组光纤束收集反射的激光能量，代替捷联式导引头。 70mm火箭弹超音速几千米的射程，保证了采用弹翼偏转气动控制来修正弹道的有效性，不用去费力修改现有的火箭发动机。而把导引头/控制系统/弹翼做成一个整体模块直接安装，则能够方便地改装库存火箭弹，兼容现有发射系统，做到真正的低成本。

 

　　俄罗斯的“胁迫”（Угоза）系列制导航空火箭弹

从1999年到2006年的莫斯科航展上，都展出了俄罗斯国营自动化和机械化技术生产联合体（АМЕТЕХ）研制的的“胁迫”（Угоза）系列制导航空火箭弹，包括С－5Кор（57毫米）、С－8Кор（80 mm）、С－13Кор（120 mm）等型号。后缀Кор代表“修正”，表示这类火箭弹的弹道在发射后将被某种制导系统影响。“胁迫”系列制导航空火箭弹的改装是在俄罗斯С系列航空火箭弹的基础上，通过加装被动的或激光半主动末制导系统实现的。改装工作还包括给火箭弹加装一个前部舱段和可张开的用于飞行稳定的尾翼。激光半主动末制导系统可以保证摧毁实战中的各类目标，作为目标指示的激光照射只在命中前1秒多开始，可以由本机、它机或地面照射。火箭弹弹道的修正是依靠装在弹体后部的6个小推力弹道修正脉冲发动机完成的。“威胁”系列制导航空火箭弹对2.5～8km的目标的摧毁是有保证的，其命中精度（CEP）为0.8～1.8 m，该火箭全弹长1.7米，发射重量16.7千克，战斗部为聚能破甲战斗部，破甲威力为350毫米。装备了这种火箭弹的固定翼飞机和武装直升机与只装备同型非制导火箭弹的飞机相比，可提高效费比3～4倍。“威胁”系列制导航空火箭弹将对直升机机体、发射装置的改动要求降到最低，这与装备其他精确制导弹药形成了鲜明的对比。对现役的非制导航空火箭弹的改装可以使用移动车间，直接在部队或维修基地（包括在俄罗斯领土之外）进行。 

 
　　法国的SYROCOT制导航空火箭弹

2002年，法国开始研制一种被称为SYROCOT的制导航空火箭弹。SYROCOT是法语“火箭弹弹道修正系统”(Systeme de Roquette a Corrections de Trajec-toire)的缩写。该项目于2007年通过鉴定试验，2008～2009年进行验收试验，将用于改造法国大量装备的68 mm 和70mm航空火箭弹。PEKET制导组件有4片鸭式舵，离开发射器后，自动展开，控制火箭弹飞向目标。该组件长350毫米，重3千克，可用于翻新改造68毫米和70毫米两种口径火箭弹。为了确保武器系统能够全天候使用，还发展了两种制导体制的制导组件：半主动激光制导和GPS制导，而其它类似的项目多数仅研发半主动激光制导组件。加半主动激光制导PEKET组件后，火箭弹可对付静止的或移动的目标，命中精度高。不过，如果战场气候条件较为恶劣，命中精度将受到一定的影响。与采用半主动激光制导相比，加CPS制导组件后，火箭弹的命中精度要差，并且仅能对付静止目标，但可以昼夜、全天候使用。以70毫米火箭弹为例，前者射程1～6千米，最大射程处的精度为l米；后者射程为3～6千米，最大射程处的精度为10米。
　　乌克兰AP－8L制导火箭弹 这种由乌克兰Luch国营设计局在2004年开始研制的制导火箭弹，是基于AP－8非制导火箭弹，保留火箭发动机，但弹体前段采用了全新的设计，包括激光导引头和带有两片弹出式气动舵的控制装置。AP－8非制导火箭弹长1.586米，全弹重12.7千克，战斗部重4.7千克，可选用高爆或聚能破甲战斗部。AP-8L火箭弹长1.725米，全弹重14.7千克。与国外研制的同类制导火箭弹相比，AP－8L的有效射程近得多，仅为l.2～2.5千米，对付坦克或装甲车辆的命中概率也只有70%～80%。 据报道新加坡也有意参与这种70毫米制导火箭弹。
　　挪威CRV7－PG制导火箭弹 2006年法国萨托利防务展期间，挪威康斯堡防务宇航公司与加拿大麦哲伦宇航公司签订了合作研发与生产CRV7－PG 70毫米制导火箭弹系统的协议CRV7－PG制导火箭弹将在麦哲伦宇航公司CRV－7非制导火箭弹基础上研发，可选用半主动激光、红外或反辐射导引头。 

　　其他制导体制航空火箭弹 前面介绍的直升机载制导火箭弹，是基于赋予航空火箭弹远距离精确打击非硬点目标能力而发展的，而传统的航空火箭弹是一种面目标武器。从提高其射击密集度这一需求出发，可以提出另一种制导火箭弹的发展概念，即将目前地面炮兵的远程多管火箭系统所采用的主动段简易控制技术小型化，移植到直升机载航空火箭弹上，形成另一种“简易控制”航空火箭弹。这种制导体制在国内通常被称为“微惯导”。 这种简易控制系统的工作原理是:对于无控火箭弹，引起落点散布（密集度）的主要原因是速度偏差造成的，即火箭弹速度相对于基准弹道标准值的偏差，方向偏差主要引起横向散布，幅值偏差主要引起纵向散布。远程火箭弹简易控制系统一般采用滚转单通道姿态控制系统，只对弹体纵轴的姿态进行稳定，且只在弹道主动段进行控制，即保证火箭弹在主动段射向上的稳定。如果火箭在射向产生偏差，弹上敏感元件将通过控制执行机构形成控制修正信号，修正火箭射向，来提高精度。我军现装备的300毫米远程火箭炮，即采用这种简易制导体制，从而极大地提高了射击密集度。而且这种简易控制技术，对于中国已经没有很高的门槛，将上述“简易控制系统”技术移植到机载航空火箭弹上，形成简易控制火箭，在原理上是可行的。 在技术上，除了要将姿态敏感元件、控制执行机构小型化以外，还要解决误差来源、使用条件等总体技术问题。其工作核心，也是稳定火箭弹射向，将载机的晃动、振动、摇摆等引起的射向偏差进行修正。射手稳定瞄准目标，经火控系统解算，构成发射条件后，射手再按下发射按钮，此时，认为火箭的瞄准射向即为最佳射向。火箭弹上的姿态陀螺仪启动，建立起此射向基准，此后，载机的扰动所引起的射向偏差能够被陀螺仪敏感，并经控制执行机构修正到选定射向上。虽然所选定的火箭弹不是同时发射的，但是却是按照同一射向基准的，只要控制系统工作正常，就可以向同一方向飞行，达到提高密集度的目的。采用这种控制方式可以提高武装直升机载航空火箭弹射击密集度1倍以上，同时加大了传统火箭弹的交战距离，增强了载机的安全性。另外，这种“简易控制火箭”还保留了传统火箭弹发射后不管的优点。之所以称为“简易控制”而不是“简易制导”，是因为没有与目标形成闭环。因此，与导弹相比精度还有一些差别。 总之，机载制导航空火箭弹具有较低的改装成本、明确的战场需求、可行的技术条件以及广泛的战术空间，将与传统航空火箭弹形成共同存在、互相补充的关系。通过引入主动段控制修正技术，提高对地面目标射击密集度为目的的简易控制航空火箭弹也是直升机载制导火箭弹的一个可行的发展方向。 

参考资料

1、直升机生存性解析 《科技与国力》2001年12期

2、老树新芽—航空制导火箭弹 《兵器知识 》2007年03期

3、直升机载制导航空火箭弹发展分析 《航空兵器》2003年06期