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惯导为王:PF98式反坦克火箭的改进方向(4)

王朝军事·作者佚名  2010-04-26
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造价低廉的掠夺者多用途近程突击武器SRAW-MPV

“掠夺者”的作战过程:射手首先利用2.5倍光学望远镜或夜视仪瞄准目标,在发射前2秒数据传感器把获得的目标数据传送到惯性坐标系统自动驾驶仪,射手就不必再估测目标的运动速度了。发射条件满足后,射手按下击发装置,起飞发动机点火,起飞发动机在膛内飞行40毫秒后把导弹推出筒,初速为34.8米/秒。在发射筒靠近射手的一侧装有防护板,能够使发射噪音不超过173dB。导弹飞出发射筒后,4片折叠的弹簧尾翼立即张开,保证空中飞行的稳定性。导弹最初沿着瞄准线飞行,自动驾驶仪赋予导弹飞行的初始仰角,当飞行到65米左右距离时(此时的弹道高约为25m),导弹自动改变俯仰角为负值,使飞行弹道转变为下降段。此后的飞行方向由导弹尾部的喷气反作用系统控制。该系统通过一个燃气发射器向4个由电磁阀控制的阀门喷气,电磁阀的控制信号由控制舱内的自动驾驶仪给出。为了便于战斗部在目标上空攻击顶部装甲,战斗部与弹体垂直装配,质量2.93kg。配用双模激光/光学和磁性引信。当导弹掠飞到目标上空时,磁性引信感知目标,激光引信启动,扫描目标轮廓,并连续计算最适合的起爆点(坦克炮塔顶部中心点),引爆钽质爆炸成形穿甲战斗部,由爆轰波推动金属罩形成自锻穿甲弹丸,从战斗部壳体的一个复合材料窗射出,能够直接攻击各类新型主战坦克(包括披挂反应装甲的坦克)的顶部装甲。由于“掠夺者”导弹的模块化设计思想,它可以搭载不同的战斗部,组装方便,可以根据攻击目标的不同形成系列导弹。

由于射击精度要求,98式120火箭为前后筒构型,后发射筒距离炮口很远,火箭弹深埋且为多级串联战斗部,不宜采用光学成像制导体制。比较适合使用类似“掠夺者”导弹的微惯导制导技术,来改进98式火箭弹或全新研制低成本制导火箭弹。这种制导体制的原理其实就是早期地对地弹道导弹的制导原理。也很类似于现代地面炮兵远程多管火箭系统所采用的主动段简易控制技术。这种制导体制在国内通常被称为“微惯导”。其工作原理是:对于火箭弹,引起落点散布(密集度)的主要原因是速度、方向偏差造成的,即火箭弹速度相对于基准弹道标准值引起的纵向散布偏差和横风、扰动方向偏差相对于瞄准点引起的横向散布。简易火箭弹控制系统一般采用滚转单通道姿态控制系统,对弹体纵轴的姿态进行稳定,即保证火箭弹射向上的稳定。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精度和密集度。而且PF98式反坦克火箭高达245米/秒的炮口初速,280米/秒的飞行速度,可以无需像掠夺者那样事先设计低初速的先高抛再下降的弹道,可以实现比较平直的攻击弹道。现在这种简易控制技术,对于中国已经没有很高的门槛,将上述“简易制导系统”技术移植到PF-98式120毫米火箭弹上,形成简易制导火箭,在原理上是可行的,在技术上是现实的,在价格上也是可以接受的。

通过搜索文献数据,发现国内有很多研究已经开始涉猎这一领域,下面原文摘抄一小段:《基于Simulink的简易控制单兵火箭弹弹道仿真》弹丸质量6kg,弹径90mm,弹长1m,初速30m/s,射角14度,飞行0.4s增程发动机点火,点火时长0.7s,平均推力500N,风速4m/s,风速矢量尾部与oz轴夹角,控制力的作用时问是增程发动机工作主动段,即弹丸飞行的0.4s~0.7s内(笔者:从弹丸数据看,应该是直接使用69式40火箭弹做的制导改进型号仿真)。采用低成本的ADXRS401的微陀螺仪和微加速度计MSA006,即可满足系统指标要求。进行了实弹打靶,测量发射后约5s,火箭弹在700m,火箭弹有效射程处的偏差为2.5m。虽然比预算的误差大,但仍满足项目要求,目前我们正进行下一步的研究与开发,使其有效制导距离增长。

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