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目前,12.7毫米到60毫米中口径弹药又成为战场新宠,这主要因为它们威力适中、易于部队携带机动。特别是随着电子技术发展,各种电子器件小型化的水平提高,原来只能用在较大口径车载武器上的技术已能普及到中口径武器上,从而提高了精度、威力和灵活性,填补了单兵小口径枪械与火箭推进武器(例如火箭弹或导弹)之间的火力空白。据报道,美国军工企业的目标是把制导系统装到12.7毫米机枪弹上,同时希望能在60毫米迫击炮弹乃至40毫米榴弹上集成中段修正、定向破片、空爆引信等大口径炮弹技术。说白了,就是让“每一颗子弹消灭一个敌人”。下面我们来关注一下美国人最新取得的一些科研成果。
桑迪亚实验室的激光制导枪弹
爱看好莱坞大片的朋友,大概还记得安吉丽娜·朱莉主演的动作片《通缉令》里的“拐弯枪弹”镜头。虽然朱莉打的枪弹会拐弯是艺术夸张,但未来普通步兵或许真能拥有这一“绝活”!2012年1月底,位于美国新墨西哥州的桑迪亚国家实验室公开展示了一种新型枪弹。与传统枪弹不同,它是使用滑膛武器发射的激光制导飞镖形枪弹。枪弹长102毫米,弹头装有激光传感器,并有电磁驱动的尾翼,用来控制枪弹准确命中2000米外的目标。枪弹的口径是12.7毫米,外形看起来就像是传统枪弹和尾翼稳定脱壳穿甲弹的混合体——包括枪弹使用的塑料弹托。
科研小组已成功对该枪弹进行了模拟测试与靶场试验。同样情况下,无制导的普通枪弹在1000米射程上的误差达9米,而制导枪弹最终落点和瞄准点只相差20厘米,基本是“指哪打哪”。下一步,科研小组要和工业部门一起完成实用性开发,推向市场。果真如此,步兵单兵武器势必进入“精确打击时代”。根据物理学规律,枪弹飞行中偏移和振动的程度与枪弹重量、尺寸直接相关,较大的弹头固有振动频率较低,也就只可能实现较低的修正频率,所以每次修正都必须非常精确。科研小组认为,对枪弹来说,弹头的固有振动频率是30赫兹,所以一秒钟能修正30次,这就意味着不用每一次都做到那么精确,即使修正过了,也能在下一次再修正回来。而且他们目前拥有前景无限的小口径弹药制导技术,并且能够低成本而快速地完成进一步研发,加上强大的科学基础和工程技术基础,对后续可能出现的问题也能解决。
EXACTO的进展
美国国防部高级计划研究局(DARPA)也在进行类似的“智能枪弹”课题,名为“高精度任务军械”(EXACTO),目的是帮助狙击手克服目标状态、加速度以及横风的影响,以前所未有的精度准确命中远距离目标。EXACTO系统包括先进光学瞄准具、指令制导的12.7毫米枪弹、新型制导控制软件以及新技术的载体——传统的狙击步枪。
根据EXACTO项目第二阶段的研发要求,泰勒达因科学影像公司在2012年9月底前完成原始系统的详细设计、装配,研发制导控制软件(含纠错功能),再将其集成到电脑与光学模型上去,研制出一套用于验证的完整武器系统并进行复杂的实弹射击测试,包括近似实战环境下的射击测试。
XM25单兵半自动榴弹发射器
目前,包括ATK、奈克斯特(Nexler)、莱茵金属公司在内的西方主要军工企业在可编程空爆弹方面都有研究成果,它们大多应用于高初速加农炮上(例如35毫米高炮、120毫米坦克炮)。但对步兵武器来说,这些弹药威力过大。步兵武器的弹药需要的是更少的推进药及人体能承受的后坐力,例如25毫米口径榴弹。
2011年11月,ATK公司从美国国防部获得一份2400万美元的合同,用于继续研发XM25单兵半自动空爆榴弹发射器(ISAAS)。它使用低初速的25x40B可编程空爆高爆榴弹(HEAB),让步兵享受以往由笨重的40毫米榴弹发射器所提供的远程火力支援,消灭600米以内的敌目标。XM25也能帮助单兵快速消灭墙后或隐蔽物后面的敌人。
事实上,XM25集成了目标获取与火控系统,士兵根据距离、环境等条件调整瞄准点后,弹头能准确地在指定目标正上方爆炸。榴弹发射器的目标获取与火控系统集成了光学直瞄设备(准直式瞄准镜)、激光测距仪、罗盘、引信设定器、弹道解算机、激光指示器和强光灯。它的作战原理可以举例说明:如果用XM25及其25×40B可编程榴弹,攻击依靠0.5米厚水泥墙抵抗的敌人,士兵首先需要在目标前方使用激光指示器、弹道解算机与火控系统解算出目标距离,在光学瞄准镜中标出瞄准点,士兵在给出的距离上再加上墙体产生的误差值,然后通过修正的瞄准点扣动扳机即可。
XM25榴弹枪的作战评估从20lO年开始就在阿富汗战场上进行。士兵们用它在平原和山区巡逻,既用XM25直接作战,也用它提供支援。实战环境下的测试有助于修改XM25的武器性能、战术、作战分队的基本应用等等问题。2011年4月底开始,XM25榴弹枪正式进入为期30个月的工程与制造发展(EMD)阶段。
个人区域武器
南非丹尼尔公司正在研制的个人区域武器(PAW)是一种与XM25概念接近的导气式半自动榴弹发射器,它发射该公司自行研制的PMP 20×42毫米榴弹,使用6发旋转弹巢。PAW拥有独特的“Neopup”式结构,特点是射击时枪管和枪机一起后坐至枪托内,手枪式握把位于右侧而非中间,以留出更多后坐空问。比常规步兵武器大大增加的后坐距离能有效降低射手可感后坐力,同时也让弹头初速远高于普通榴弹发射器。丹尼尔公司给这种武器设定的任务包括攻击人员、车辆(含轻型装甲车)和建筑物。该武器的有效射程500米,用于压制射击时射程可达1000米,平均每颗榴弹能产生100片高速破片。
尽管武器概念相同,但根据宣传资料来看,PAW的弹种不包括空爆弹药。标准弹种配备有高爆燃烧弹(HEI)、半穿甲高爆燃烧弹(SAPHEI)、训练弹(TP)与曳光训练弹(TP-T)。高爆燃烧弹和半穿甲高爆燃烧弹都使用触发引信。半穿甲高爆燃烧弹弹重110克,初速为308米/秒,能在100米距离上击穿6毫米厚的装甲。 XM109反器材枪
上述几种武器与反器材枪相比可就“小巫见大巫”了。美国巴雷特公司正在研发的XM109反器材枪居然发射25×59毫米的弹药,为步兵提供破门、破墙能力,并能消灭敌人轻型装甲车辆、自制炸弹(IED)及人员。目前,巴雷特公司正与通用动力公司武器战术系统分部(GD-OTS)一起,研究如何把XMl09反器材枪和XM1049双用途高爆弹(HEDP)集成到一起。
XM109的原型是巴雷特公司的M107大口径反器材枪(美军现有5000支),通过改装组件,老枪很容易改造成更大口径的XM109。巴雷特公司还邀请ATK公司为XM109反器材枪提供训练弹(TP)、高爆燃烧弹(HEI)、可编程空爆弹(PABM)、霰弹和非致命弹等。其中,PABM的引信很特别,被别出心裁地装在弹体中部,前后各有一个预制破片战斗部。这种引信使用的感应式编程技术来自ATK公司的30毫米PABM-T型炮弹,模式包括空爆、触发和延时触发。如果程序在运行中出现任何问题,引信将自动调整为触发模式。所有模式都在2000米以内起效,而触发引信的灵敏度高到只要碰击0.063毫米厚的铝板就会爆炸。
40毫米榴弹的新发展
40毫米低速榴弹也在继续发展。美国陆军研究、开发和工程司令部(RDECOM)正在实施一项重要的技术研究,名为“小型武器用先进杀伤军械计划”(ALASA)。2008~2011年,RDECOM致力于论证能够“弥补小型武器技术缺陷”的各种分支技术,并取得较大进展。在ALASA计划下,美国佐治亚州技术研究学院正致力于研究40毫米精确榴弹,希望通过补偿发射每一发榴弹时初速不同所造成的误差来提高精度。该项目事实上是基于DARPA的“步兵自修正弹药”(SCORPION)计划的研究成果。2007年,SCORPION项目曾实现对40毫米榴弹飞行时的控制。
巴特勒公司(Battelle)正在研究40毫米“定向破片弹药”,将使更多的破片投放到掩蔽物后的目标身上。该公司探索研究了两个概念,但不论哪一个都要使用分段战斗部,第一颗弹头为后续榴弹定位后,所有榴弹都将瞄准目标投射破片。爆炸方向的选择可以在开火前由控制器输入,也可以通过榴弹上的目标传感器确定。
60毫米迫击炮也将受益
对步兵来说,最有效的非直瞄武器仍是迫击炮,60毫米迫击炮正好在威力与重量之间找到平衡点。德国莱茵金属公司在2011年9月推出一套全新弹药系列,增大了射程,末段打击精度也有较大改善,还适用于所有标准的60毫米迫击炮,并符合《北约STANAG4439标准》。莱茵金属公司称,新炮弹特别适合特种部队装备的640毫米或650毫米身管迫击炮使用,而普通部队装备的895毫米或1000毫米身管追击炮也能发射。
事实上,迫击炮弹的末制导现在已不稀奇,关键是低成本的末制导装置凤毛麟角。DARPA的“光学瞄准攻击弹药”(ODAM)项目和美国国防部的制导弹药项目都着眼于低成本光学引导60毫米迫击炮弹,但到目前为止都未取得实质性进展。
2011年3月,美国陆军把GPS制导的120毫米XM395迫击炮弹交付驻阿富汗部队,它是“主动快速精确迫击炮”(APMI)项目的成果,射击精度能达到10米以内。通用动力公司武器与战术系统分部(GD-OTS)和BAE系统公司的联合研究小组也在2012年2月份推出一种“智能”81毫米迫击炮弹,炮弹弹体沿用自英国IAI式8l毫米迫击炮,结合GPS制导技术和GD-OTS的滚转控制固定鸭翼(RCFC)技术,安装了美国M734A1引信。该小组从2011年开始为“滚动控制制导迫击炮”(RCGM)项目做技术准备,并计划在今年完成技术验证。
很显然,目前各国都在致力于提高步兵单兵和分队的火力强度,这也是近年来实战中的强烈需求。事实上,很多先进技术实现起来并非不可能,最大的制约因素还是成本。如果一发枪弹需要1000美元,即使这种枪弹性能再好,也不可能大范围装备普通步兵。因此,只要成本能够得到控制,精确步兵弹药的未来将一片光明。
[编辑/何懿]
桑迪亚实验室的激光制导枪弹
爱看好莱坞大片的朋友,大概还记得安吉丽娜·朱莉主演的动作片《通缉令》里的“拐弯枪弹”镜头。虽然朱莉打的枪弹会拐弯是艺术夸张,但未来普通步兵或许真能拥有这一“绝活”!2012年1月底,位于美国新墨西哥州的桑迪亚国家实验室公开展示了一种新型枪弹。与传统枪弹不同,它是使用滑膛武器发射的激光制导飞镖形枪弹。枪弹长102毫米,弹头装有激光传感器,并有电磁驱动的尾翼,用来控制枪弹准确命中2000米外的目标。枪弹的口径是12.7毫米,外形看起来就像是传统枪弹和尾翼稳定脱壳穿甲弹的混合体——包括枪弹使用的塑料弹托。
科研小组已成功对该枪弹进行了模拟测试与靶场试验。同样情况下,无制导的普通枪弹在1000米射程上的误差达9米,而制导枪弹最终落点和瞄准点只相差20厘米,基本是“指哪打哪”。下一步,科研小组要和工业部门一起完成实用性开发,推向市场。果真如此,步兵单兵武器势必进入“精确打击时代”。根据物理学规律,枪弹飞行中偏移和振动的程度与枪弹重量、尺寸直接相关,较大的弹头固有振动频率较低,也就只可能实现较低的修正频率,所以每次修正都必须非常精确。科研小组认为,对枪弹来说,弹头的固有振动频率是30赫兹,所以一秒钟能修正30次,这就意味着不用每一次都做到那么精确,即使修正过了,也能在下一次再修正回来。而且他们目前拥有前景无限的小口径弹药制导技术,并且能够低成本而快速地完成进一步研发,加上强大的科学基础和工程技术基础,对后续可能出现的问题也能解决。
EXACTO的进展
美国国防部高级计划研究局(DARPA)也在进行类似的“智能枪弹”课题,名为“高精度任务军械”(EXACTO),目的是帮助狙击手克服目标状态、加速度以及横风的影响,以前所未有的精度准确命中远距离目标。EXACTO系统包括先进光学瞄准具、指令制导的12.7毫米枪弹、新型制导控制软件以及新技术的载体——传统的狙击步枪。
根据EXACTO项目第二阶段的研发要求,泰勒达因科学影像公司在2012年9月底前完成原始系统的详细设计、装配,研发制导控制软件(含纠错功能),再将其集成到电脑与光学模型上去,研制出一套用于验证的完整武器系统并进行复杂的实弹射击测试,包括近似实战环境下的射击测试。
XM25单兵半自动榴弹发射器
目前,包括ATK、奈克斯特(Nexler)、莱茵金属公司在内的西方主要军工企业在可编程空爆弹方面都有研究成果,它们大多应用于高初速加农炮上(例如35毫米高炮、120毫米坦克炮)。但对步兵武器来说,这些弹药威力过大。步兵武器的弹药需要的是更少的推进药及人体能承受的后坐力,例如25毫米口径榴弹。
2011年11月,ATK公司从美国国防部获得一份2400万美元的合同,用于继续研发XM25单兵半自动空爆榴弹发射器(ISAAS)。它使用低初速的25x40B可编程空爆高爆榴弹(HEAB),让步兵享受以往由笨重的40毫米榴弹发射器所提供的远程火力支援,消灭600米以内的敌目标。XM25也能帮助单兵快速消灭墙后或隐蔽物后面的敌人。
事实上,XM25集成了目标获取与火控系统,士兵根据距离、环境等条件调整瞄准点后,弹头能准确地在指定目标正上方爆炸。榴弹发射器的目标获取与火控系统集成了光学直瞄设备(准直式瞄准镜)、激光测距仪、罗盘、引信设定器、弹道解算机、激光指示器和强光灯。它的作战原理可以举例说明:如果用XM25及其25×40B可编程榴弹,攻击依靠0.5米厚水泥墙抵抗的敌人,士兵首先需要在目标前方使用激光指示器、弹道解算机与火控系统解算出目标距离,在光学瞄准镜中标出瞄准点,士兵在给出的距离上再加上墙体产生的误差值,然后通过修正的瞄准点扣动扳机即可。
XM25榴弹枪的作战评估从20lO年开始就在阿富汗战场上进行。士兵们用它在平原和山区巡逻,既用XM25直接作战,也用它提供支援。实战环境下的测试有助于修改XM25的武器性能、战术、作战分队的基本应用等等问题。2011年4月底开始,XM25榴弹枪正式进入为期30个月的工程与制造发展(EMD)阶段。
个人区域武器
南非丹尼尔公司正在研制的个人区域武器(PAW)是一种与XM25概念接近的导气式半自动榴弹发射器,它发射该公司自行研制的PMP 20×42毫米榴弹,使用6发旋转弹巢。PAW拥有独特的“Neopup”式结构,特点是射击时枪管和枪机一起后坐至枪托内,手枪式握把位于右侧而非中间,以留出更多后坐空问。比常规步兵武器大大增加的后坐距离能有效降低射手可感后坐力,同时也让弹头初速远高于普通榴弹发射器。丹尼尔公司给这种武器设定的任务包括攻击人员、车辆(含轻型装甲车)和建筑物。该武器的有效射程500米,用于压制射击时射程可达1000米,平均每颗榴弹能产生100片高速破片。
尽管武器概念相同,但根据宣传资料来看,PAW的弹种不包括空爆弹药。标准弹种配备有高爆燃烧弹(HEI)、半穿甲高爆燃烧弹(SAPHEI)、训练弹(TP)与曳光训练弹(TP-T)。高爆燃烧弹和半穿甲高爆燃烧弹都使用触发引信。半穿甲高爆燃烧弹弹重110克,初速为308米/秒,能在100米距离上击穿6毫米厚的装甲。 XM109反器材枪
上述几种武器与反器材枪相比可就“小巫见大巫”了。美国巴雷特公司正在研发的XM109反器材枪居然发射25×59毫米的弹药,为步兵提供破门、破墙能力,并能消灭敌人轻型装甲车辆、自制炸弹(IED)及人员。目前,巴雷特公司正与通用动力公司武器战术系统分部(GD-OTS)一起,研究如何把XMl09反器材枪和XM1049双用途高爆弹(HEDP)集成到一起。
XM109的原型是巴雷特公司的M107大口径反器材枪(美军现有5000支),通过改装组件,老枪很容易改造成更大口径的XM109。巴雷特公司还邀请ATK公司为XM109反器材枪提供训练弹(TP)、高爆燃烧弹(HEI)、可编程空爆弹(PABM)、霰弹和非致命弹等。其中,PABM的引信很特别,被别出心裁地装在弹体中部,前后各有一个预制破片战斗部。这种引信使用的感应式编程技术来自ATK公司的30毫米PABM-T型炮弹,模式包括空爆、触发和延时触发。如果程序在运行中出现任何问题,引信将自动调整为触发模式。所有模式都在2000米以内起效,而触发引信的灵敏度高到只要碰击0.063毫米厚的铝板就会爆炸。
40毫米榴弹的新发展
40毫米低速榴弹也在继续发展。美国陆军研究、开发和工程司令部(RDECOM)正在实施一项重要的技术研究,名为“小型武器用先进杀伤军械计划”(ALASA)。2008~2011年,RDECOM致力于论证能够“弥补小型武器技术缺陷”的各种分支技术,并取得较大进展。在ALASA计划下,美国佐治亚州技术研究学院正致力于研究40毫米精确榴弹,希望通过补偿发射每一发榴弹时初速不同所造成的误差来提高精度。该项目事实上是基于DARPA的“步兵自修正弹药”(SCORPION)计划的研究成果。2007年,SCORPION项目曾实现对40毫米榴弹飞行时的控制。
巴特勒公司(Battelle)正在研究40毫米“定向破片弹药”,将使更多的破片投放到掩蔽物后的目标身上。该公司探索研究了两个概念,但不论哪一个都要使用分段战斗部,第一颗弹头为后续榴弹定位后,所有榴弹都将瞄准目标投射破片。爆炸方向的选择可以在开火前由控制器输入,也可以通过榴弹上的目标传感器确定。
60毫米迫击炮也将受益
对步兵来说,最有效的非直瞄武器仍是迫击炮,60毫米迫击炮正好在威力与重量之间找到平衡点。德国莱茵金属公司在2011年9月推出一套全新弹药系列,增大了射程,末段打击精度也有较大改善,还适用于所有标准的60毫米迫击炮,并符合《北约STANAG4439标准》。莱茵金属公司称,新炮弹特别适合特种部队装备的640毫米或650毫米身管迫击炮使用,而普通部队装备的895毫米或1000毫米身管追击炮也能发射。
事实上,迫击炮弹的末制导现在已不稀奇,关键是低成本的末制导装置凤毛麟角。DARPA的“光学瞄准攻击弹药”(ODAM)项目和美国国防部的制导弹药项目都着眼于低成本光学引导60毫米迫击炮弹,但到目前为止都未取得实质性进展。
2011年3月,美国陆军把GPS制导的120毫米XM395迫击炮弹交付驻阿富汗部队,它是“主动快速精确迫击炮”(APMI)项目的成果,射击精度能达到10米以内。通用动力公司武器与战术系统分部(GD-OTS)和BAE系统公司的联合研究小组也在2012年2月份推出一种“智能”81毫米迫击炮弹,炮弹弹体沿用自英国IAI式8l毫米迫击炮,结合GPS制导技术和GD-OTS的滚转控制固定鸭翼(RCFC)技术,安装了美国M734A1引信。该小组从2011年开始为“滚动控制制导迫击炮”(RCGM)项目做技术准备,并计划在今年完成技术验证。
很显然,目前各国都在致力于提高步兵单兵和分队的火力强度,这也是近年来实战中的强烈需求。事实上,很多先进技术实现起来并非不可能,最大的制约因素还是成本。如果一发枪弹需要1000美元,即使这种枪弹性能再好,也不可能大范围装备普通步兵。因此,只要成本能够得到控制,精确步兵弹药的未来将一片光明。
[编辑/何懿]