舰炮制导弹药发展研究*

孙世岩，朱惠民，宋歆，徐迅之

（1.海军工程大学，武汉430033；2.中国兵器工业集团标准化研究所，北京100089；3.海军驻桂林地区军事代表室，广西桂林541002）

舰炮制导弹药发展研究*

孙世岩1，朱惠民1，宋歆2，徐迅之3

（1.海军工程大学，武汉430033；2.中国兵器工业集团标准化研究所，北京100089；3.海军驻桂林地区军事代表室，广西桂林541002）

从舰炮制导弹药的基本概念出发，结合其使命任务，对比中美两栖作战力量区别，指出发展低成本高精度制导兵器的必要性。总结当前国内外对制导弹药的研究现状，提取其关键技术，对比中外在顶层概念设计、系统交联、弹药实验测试等方面的发展差距，为下一步制导弹药的研究，提出了阶梯式、螺旋式发展、加强基础性研究工作、开展制导弹药协同控制技术研究等重要建议。

舰炮制导弹药，军事需求分析，发展思路

0 引言

高技术条件下的局部战争中，大口径舰炮使命任务已经主要由对舰、对空兼顾对岸作战转变为主要承担对岸火力支援兼顾反舰防空。大口径舰炮作为海上水面火力支援的重要武器，在打击岸基残存火力点、观察通讯所、小型水面舰艇以及战场突现目标等点目标时，采用普通弹药需消耗大量炮弹，效率低、用时长。而制导炮弹具有射程远、精度高、反应速度快等特点，发展实现精确打击的制导炮弹是大口径舰炮武器的重要发展方向。对制导炮弹的需求由来已久，正是探测器件、惯性器件、电子器件、控制器件以及动力装置的发展使其成为可能，特别是卫星定位、精确末制导技术和通讯网络（或计算机网络）技术等在大口径舰炮武器系统及炮弹上的应用，使得传统大口径舰炮由机械化、自动化迈进了信息化装备的大门［1］。本文从海军实际出发，进一步梳理发展需求，围绕主要关键技术，分析国内外主要差距，提出发展途径。

1 基本概念

中国军事百科辞典（1991年）：“末端制导炮弹，亦称自动寻的炮弹。利用炮弹自身备有的制导装置，在飞行弹道末端将弹丸导向目标的炮弹。其制导方式有红外末端制导、无线电末端制导，激光末端制导等。末端制导炮弹比普通炮弹命中率高，多配用于远射程火炮，用于射击远距离目标”。另，“炮射导弹，用火炮发射的导弹。导弹由炮弹发射药推出炮口后，弹上发动机点火工作。火炮相当于导弹的助推器，但它可以重复使用”。兵器行业中，炮射导弹亦可称制导炮弹，目前通常均称作信息化弹药，包括装有北斗/INS的中制导和末制导的炮弹。在飞行中有1次～2次修正动作、而非连续制导修正的炮弹称为修正弹药。对地射击过程中，有一维修正和二维修正之分。

2 发展需求

2.1 从近海防御到远海防卫要求强大的两栖作战力量

长期以来，为满足传统国土防御要求，海军水面和航空力量建设始终强调近岸、近海的制空权、制海权，重视航空兵空中格斗和打击水面舰艇力量。近年来，海军在夺取制空制海权的平台和装备建设上取得很多成绩，包括各型大型作战舰艇、导弹和水中兵器，航母编队及舰载机等。对比美国海军及陆战队，二次大战以后，80%以上均是两栖作战，其相关装备的发展，是诠释我海军远海防卫装备需求最好的参考系。以海上火力支援装备为例，近年来，其“前沿作战，从海到陆，由海制陆”的战略思想特别强调海上火力支援的能力。战术上，区别于传统严格按照预先计划协同的两栖作战模式，发展了“垂直包围”、“超视距登陆”、“舰对目标的机动”、“空海一体登陆”等一系列新的战术［2］。同时，对海上火力支援装备提出了新的要求：反应速度、毁伤力、灵活性、经济性，将“海上力量”装备建设放到至关重要的位置［3］。

两栖作战装备发展需求也是近年来国内关注的重点领域，但目前在两栖作战的顶层设计、体系构建、作战指挥、装备发展和使用训练方面，还存在很大差距，许多方面还属空白。特别是海上火力支援力量建设较为滞后，对陆攻击装备建设十分薄弱，有些方面甚至空白。

2.2 我海军与美海军两栖作战装备存在很大差距

平台方面。海上火力支援作战中，起到核心作用的两栖攻击舰朝着综合化和多功能化的趋势发展，美海军装备的“黄蜂”级和“美国”级两栖攻击舰具有排水量大、机动能力强、后勤保障功能齐全、信息化和自动化程度高，可承担两栖作战火力支援作战指挥等任务。即将服役的“朱姆沃尔特”级驱逐舰代表了海上火力支援舰艇的发展方向，其设计理念完全围绕了海上火力支援作战要求，标识性的安装和配备了两座155 mm AGS先进舰炮武器系统。

武器方面，发展的155 mm AGS舰炮，针对远程精确对地攻击，发展了LRLAP制导炮弹，最大射程的初始指标为83 n mile（150 km），最终指标为100 n mile（185 km），圆概率误差约20 m。2艘“朱姆沃尔特”驱逐舰上4座AGS的火力与陆战队一个155 mm榴弹炮营的火力相当。“战斧”对地攻击导弹是美国海军对岸火力支援计划主要的舰载精确对陆攻击武器，目前广泛使用的“战斧”BlockⅢ导弹采用了新的全球定位和数字景像匹配导航系统，进一步提高了末制导精度，改进型BlockⅣ采用多模式制导，可在飞行中实施接收导引、修正航道、到达时间控制并重新瞄准目标，使用数据链还可实时对目标进行选择并在事后对攻击效果进行评估。

保障方面，美海军将原陆军高级野战炮兵战术数据系统“阿法兹”系统，移植到海军海上火力支援舰艇，创造性地应用到对地面部队的火力支援系统中，利用“阿法兹”系统处理空中任务指令和进行其他战斗事务管理。帮助协调海军舰炮、野战炮火和空中火力，支援在陆地上作战的部队［4］。大大缩短了从传感器发现目标到向目标射击的反应时间，有效提高了打击精度。

总的来说，以美国为代表的海军强国，海上火力支援装备正向着机动性、协同性、高精度、低费用的方向发展［5-6］。长期以来，为满足传统国土防御要求，我海军水面和航空力量建设始终强调近岸、近海的制空权、制海权，重视航空兵空中格斗和打击水面舰艇力量的发展，海上火力支援力量建设较为滞后，对陆攻击装备建设十分薄弱，有些方面甚至空白。

2.3 海军向远海防卫转型决定了必须大力发展远程高精度低成本制导兵器

两栖作战本质上仍属消耗战（硫磺岛登陆作战虽不属于大规模两栖作战，但仅三天火力准备就消耗弹药9.4万吨，其中，仅就炮弹2.2万发），而海军舰载平台空间有限（大部分舰艇主炮弹库不超过1 000发），应重点发展精确制导炮弹、舰载机精确制导炸弹和制导火箭弹等低成本、高精度打击武器。其中，舰炮制导炮弹反应时间快、效费比高、可全天候作战和持续作战时间长，特别是能够根据登陆部队的召唤进行及时的火力支援，发展130 mm甚至更大口径的舰炮增程制导炮弹、以及后续的舰载电磁轨道炮制导炮弹，重点突破增程制导、高效毁伤、实时毁伤评估、新型火控和多源信息综合利用等关键技术。

舰炮在与岸防及舰载火力对抗时，首先要保证必要的射程，射程的优势可以保证先敌开火、保证己舰的安全；其次要保证足够的精度，能够高效毁伤威胁目标。岸防火力纵深和一线防御纵深可达17 km，岸防炮火的射程可达45 km。舰炮对岸攻击的战位应该在雷区之外的可机动海区，如果考虑潮汐以及舰艇编队机动的影响，舰炮对岸攻击时舰艇离岸的距离应在30 km～35 km（美军舰炮离岸攻击距离大于45 km）。考虑舰艇在距岸35 km距离进行对岸攻击，覆盖部分防御纵深5 km～10 km，打击岸滩的碉堡、工事和近岸的装甲目标，则舰炮射程应为40 km；如果在敌现有岸防火力（不含岸导）范围之外对岸上纵深目标实施打击，覆盖岸上35 km，也就是基本覆盖岸防全部纵深，舰炮射程应达到70 km以上。现有舰炮弹药的精度为CEP180 m～200 m之间，而且随着射程的增加，精度会变得更差，打击各种目标效率较低，耗弹量大、用时长；发展增程制导炮弹具有的较高精度，能够在短时间内有效毁伤对登陆构成威胁的炮兵阵地、集群装甲车辆等目标，加装末制导导引头精度可达CEP≤10 m，打击精确点目标。

3 国外发展情况

西方国家现役装备主要以127 mm口径舰炮为发射平台，借助于在信息化技术上的优势，积极研发增程制导炮弹，如美国的127 mm ERGM炮弹（射程可达117 km，但127 mm口径小，技术难度很大，美国海军在2008年停止了经费支持）、意大利的127 mm“火山”（Vulcano）增程制导炮弹等等。在下一代大口径舰炮口径选型论证中，西方国家不约而同地一致选用了155 mm口径，其原因是155 mm舰炮能够满足中期联合火力打击对火力支援的需求。目前发展最快的是美国先进舰炮系统（AGS），该炮采用隐身炮塔，炮管口径155 mm，身管长度62倍口径，射速为10 rds/min～12 rds/min，发射远程对陆攻击炮弹（LRLAP）的最大射程可达185 km。该炮自2000年开始技术设计工作，目前火炮和弹药已完成了陆上射击试验，预计在2015年随DDG1000驱逐舰一同形成初步战斗力，成为最先形成装备的新一代155 mm舰炮。英国海军为了满足对岸火力支援的作战需求，也启动了一项155 mm舰炮的研究计划，据说是114 mm口径的放大版，通用陆军弹药。法国吉亚特公司在法国海军的资助下，开展了新型155 mm舰炮的可行性研究，通过与瑞典博福斯公司的合作，共同开展研制两个弹种，一个是“鹈鹕”（Pelican）制导炮弹，用于攻击水面和地面目标，采用火箭助推＋滑翔飞行增程，最大射程约85 km，计划2015年装备部队使用；另一个是Bonus弹，其射程为34 km，用于攻击装甲目标。

总体上看，“依阿华”级战列舰二战后的三起三落，对岸火力支援装备出现空白，美国（北约）不得不从上世纪90年代开始，就抓紧制定了制导炮弹“三步走”的发展路线图，即：第1步，127舰炮制导炮弹75km～117km；第2步：155舰炮制导炮弹117km～180km；第3步：电磁轨道炮180 km以上，如表1所示。但127难度极大，被迫下马；于是越过了127，先走155，进展很快；回头推动127发展［9-11］。

同时，西方国家海军和俄罗斯海军都在76 mm口径舰炮上进行了重点投入和研发。奥托76 mm舰炮继“紧凑型”和“超射速型”之后，又推出了“隐身型”，对炮塔外形进行了隐身设计，并重点研发了毫米波驾束制导76 mm制导炮弹，能够在5 km距离内有效拦截反舰导弹。

表1 联合火力打击对海上火力支援的需求［注］

4 主要差距

一是从弹药本身的关键技术突破上看，难度仍然很大。惯导器件抗过载仍是最大瓶颈，美国可达到10 000 g以上，国内技术水平还有差距；导引头技术的关键在小型化、抗过载、消旋和目标识别，目前还没做较为全面的验证，美国也没有末制导导引头装备部队方面的报道。

二是顶层概念设计仍欠缺。欠缺“从任务到能力、从能力到体系、从体系到装备”的系统性论证。一是作战使用。新的装备催生新的战法，作战使用需求又会牵引技术发展。目前作战使用研究还很不深入，包括航路规划、射击准备（天气条件）、射击实施（对海、对陆）、射击评估、射击校正等各个环节都需要专门的研究；二是发展路线图研究。包括体制序列，涉及到射程衔接问题、精度匹配、战斗部及特种载荷等。

三是与系统交联、装舰适应性、环境适应性的研究还很初步。精确制导炮弹依赖于精确的目标指示，特别是今后发展的远程精确制导炮弹，已经体现了体系作战的基本特点。即作战使用的坐标系由相对坐标系转换为地理坐标系，对目标定位精度和己舰定位精度依赖很大。此外，涉及到的接口问题，还包括弹药管理、指火控界面、射表、装定、软硬件接口、基准、指令发送、电磁兼容等等。

四是弹药试验测试方法刚起步。尽管导弹有着一套较完善的地面仿真和飞行试验方法，但制导炮弹需要承受高过载、高初速等动态环境，整个弹药体积小、成本低，致使现导弹上常使用的器件难以满足制导炮弹的炮射环境和条件，一些测试与模拟也很困难，不能完全照搬或套用。现在取得了一些进展，相关的理论研究、方法手段还不是很系统。

五是弹药保障方法手段还不清晰。当前海军的弹药保障主要针对传统弹药，以储供保障为主，以用样本状态来推断整批状态，对制导弹药不适用。同时导弹高价值、数量少，其保障要求和模式对低成本、要求具有一定免维护能力的制导炮弹也不完全适用。

六是标准体系尚属空白。从论证、研制、生产、使用、保障、销毁等全寿命周期有关工作的标准体系建设尚属空白。目前，国军标《末制导炮弹规范》、《末制导炮弹部队试验规程》等可以借鉴，但主要针对激光半主动制导炮弹和末制导火箭弹，对海军不完全适用。

5 结论

一是阶梯式、螺旋式发展，降低研制难度和风险。制导炮弹如能将增程、末制导分阶段实施，首先解决末制导问题，解决首发命中问题，与此同时待惯导器件成熟后，再进一步增程；同样，防空型制导炮弹如能降低指标，目标放在拦截亚音速导弹（周边国家90%的反舰导弹为亚音速）或精确打击低速舰艇，可有效提高护卫舰等的反导能力，研制难度也会大幅下降。

二是加强基础性研究工作。加强顶层概念设计、弹药试验测试方法、标准体系建设工作。

三是加强从“制导炮弹”到“形成制导炮弹作战能力”上下功夫。在信息利用、作战使用、系统交联、综合保障等突出实际使用的工作上下功夫。

四是开展制导弹药协同控制技术研究。在解决单座舰炮射击制导弹药的使用环路问题基础上，进一步解决多平台对岸协同问题。包括：火控级定位跟踪技术，通过精确地形、战场目标定位、异构数据融合、终端位置报告、相对定位等技术，形成火控级统一战场态势；武器级辅助决策，通过火力分配、目标排序、弹药规划、人机界面设计、目标和火力数据库设计等，实现目标属性集、广义跟踪器、火力支援武器三者的优化匹配；武器级协同控制，重点完成远程目标导引（协同）、机动目标打击、实时毁伤评估、射击诸元修正等；发展模块化、标准化和系列化的协同控制终端，搭载于火力支援舰艇、飞机、直升机、无人机及陆上突击分队，灵活火力配置，形成火力支援的网络化协同作战能力［12-15］。

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Study of Developing Naval Gun Guided Ammunition

SUN Shi-yan1，ZHU Hui-min1，SONG Xin2，XU Xun-zhi3
（1.Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China；
2.China Ordnance Industrial Standardization Research Institute，Beijing 100089，China；
3.Navy Representative Office in Guilin，Guilin 541002，China）

The author points out that the necessity of developing with low-cost and high-accuracy guided weapons，based on the basic concept of navy gun guided ammunition，and compared the different of the amphibious force combined with mission of guided munitions，the current research status of guided munitions at home and abroad is summaried，and the key technology is extracted.The author compares the development gap between China and foreign countries in the top-level concept design，system cross-linking and ammunition test.Several suggest for guidance ammunition research in the further such as ladder type，spiral development，strengthen basic research work，guided munitions cooperative control technology research are proposed in the end of this paper.

naval gun guided ammunition，military requirements analysis，developing ideas

TJ391

A

1002-0640（2016）12-0001-04

2015-10-15

2015-12-27

国防预研基金资助项目（4010801030104）

孙世岩（1979-），男，辽宁丹东人，博士，副教授。研究方向：舰炮武器系统。