大口径舰炮精确制导弹药发展趋势研究∗

雷 鸣 王曙光 陈 栋 刘 桢

（陆军炮兵防空兵学院 合肥 230031）

1 引言

随着海面战场环境日益复杂以及舰载导弹武器系统的不断进步，舰炮武器系统作战使用定位也从主导地位变为辅助从属地位，但不代表舰炮武器系统即将退出历史舞台，在新的战场环境下，仍然发挥着不可替代的作用。大口径舰炮武器系统装备常规弹药，具有一定的面打击能力，可以对敌集群目标进行压制、毁伤，但不具备对分散的机动目标的高效打击能力。据有关资料表明，大口径舰炮发射300～1000发常规弹药，才能命中40km以外的一个静态目标［1］，显然常规舰炮弹药无论在精度、射程还是效费比方面都需要进一步提高。精确制导弹药不仅具有精度高、射程远的优点，而且具有备弹量大、持续作战时间长、反应时间短、效费比高等优点［2］。以美国为代表的西方军事强国正加紧对新型大口径舰炮精确制导弹药的研究，以适应信息化局部战争的需要。

2 国外舰炮精确制导弹药发展现状

2.1 美国舰炮精确制导弹药

美国海军在陆、空军精确制导弹药作战使用的基础上，不断尝试研制舰炮精确制导弹药。1982年，美国海军基于“铜斑蛇”激光制导炮弹的制导技术，制造了“死眼”127mm激光制导炮弹［3］，其射程达到55.5km，CEP为16m。在科索沃战争中，激光半主动制导在快速移动作战中暴露了很多问题［4］，因此美国搁置激光制导的方案，转向GPS/INS复合制导技术。

1994年，美国开始为127mm舰炮MK45研制EX-171增程制导弹药（ERGM）［5］，该弹型采用GPS/INS复合制导技术，并采用火箭助推加滑翔增程的增程方式，最大射程为110km，CEP为10m～20m，最高射速10发/min。2008年，ERGM的研发因研制费用严重超支与技术问题而终止，美国海军转而开始ERGM的低成本替代品BTERM的研究，该弹采用小型化制导包，结构较为简单，单价有较大下降空间，后因可靠性与兼容性差，实验没有达到预期而放弃。

图1 EX-171增程制导弹药ERGM示意图

同期还有127mm自主式海军支援制导炮弹（ANSR），ANSR由HARM反雷达导弹演变而来，采用GPS/INS制导，由127mm舰炮发射，射程为140km，CEP小于10m。此型弹结构简易，每发造价低于2万美元，可兼容不同类型和口径的火炮系统，如可用于美国海军155mm先进舰炮系统（AGS）和美国陆军多用途武器弹药系统（MRAAS）［6］。

2010年，美国BAE系统公司成功进行了155mm舰炮远程对陆攻击精确制导弹药（LRLAP）［7～8］的弹道飞行试验，并于2013年完成制导飞行测试。LR⁃LAP将配装在朱姆沃尔特级DDG-1000驱逐舰上的先进舰炮系统AGS，同样采用火箭增程技术加GPS/INS复合制导技术，射程达到154km。LRLAP单价高达100万美元，甚至接近单价160万美元的战斧导弹，导致美军无法承担巨额采购费用，此项目在2016年被终止。

图2 155mm远程对陆攻击精确制导弹药LRLAP示意图

2018年，轨道-阿连特技术系统公司在127mm舰炮弹药上采用了由尾舵控制的精确制导组件，这是在结构上的一次创新。据悉，此弹型采用火箭助推的增程方式，射程为76km。此弹采用GPS制导时，靶场实验所得CEP在5m以内，在GPS拒止环境下，以末制导导引头（短波成像导引头或激光半主动导引头）制导可达到1m的CEP。尽管过程坎坷曲折并且经费消耗巨大，美国仍然没有停止对大口径舰炮精确制导弹药的技术研发。

2.2 其他国家舰炮精确制导弹药

法国奈科斯特公司研制的“鹈鹕（Pelican）”远程制导炮弹，可兼容陆基155mm火炮和155mm舰炮两种发射平台，可有效打击敌方战术纵深内的重要目标，显著提升火力支援能力。该弹远程型采用底排增程加滑翔增程技术，52倍口径155mm舰炮发射时最大射程达到60km。超远程型采用火箭助推加滑翔增程技术，使最大射程达到85km，CEP不超过10 m。该弹为三段式结构，前部为带有鸭式舵的飞行控制模块，采用GPS/INS复合制导，中部为战斗部，尾部装置尾翼和底排装置（远程型）或火箭助推发动机（超远程型）。该弹在发射前预装目标位置信息，出炮口后展开弹尾四片尾翼并抛出弹头整流罩，在末制导段展开头部的四片鸭式翼以稳定弹道［9］。

意大利“火山（VULCANIO）”127mm制导炮弹采用次口径设计加尾翼稳定的增程方案，能够同时实现全射速（35发/min）以及最大射程要求的炮口初速（1.2km/s）［10］。该弹主要有无制导弹道增程型、精确制导型、远程型三种型号。其中，精确制导型有红外制导型（GLR-IR）和激光半主动制导型（GLR-SAL）两种型号，射程为90km，主要用于反舰作战；远程型主要用于对陆火力支援，射程为120km，CEP可达20m以内。此外，远程型有两种变型。一种是加装半主动激光导引头与GPS/INS制导技术组成复合制导，CEP可提升到3m。一种是通过装备下行数据链，可向火控系统更新目标位置数据并进行后续发射弹药的弹道修正。

图3 英国LCGM155mm低成本制导弹药示意图

英 国 LCGM155mm 低 成 本 制 导 弹 药［11］长1.62m，质量为45kg，采用GPS/INS复合制导，增程方式为火箭助推加滑翔增程，最大射程为150km，在100km以上的射程条件下CEP不超过30m。为了提高弹药性能并降低成本，采用复合材料弹体、加固GPS接收机、IMU惯性测量单元以及微机电（MEMS）等技术。

3 大口径舰炮精确制导弹药的作战使用

3.1 大口径舰炮的作战定位

1）对岸作战

在对地面目标联合火力打击任务中，大口径舰炮凭借其射速高、抗干扰能力强、反应迅速、转移火力快与弹储量大等特点，实现长时间、全天候地对地面目标轰击［12］。根据其特点，大口径舰炮对岸作战具体任务：（1）压制或歼灭敌有生力量、摧毁武器装备，迫使敌暂停射击以达到限制或中断敌人火力，掩护两栖登陆作战，为登陆部队快速通过死亡地带争取时间；（2）破坏或摧毁敌岸上防御工事、交通线、指挥所、发电站等，使其丧失工作行动能力，限制敌人增援部队行动，阻拦敌人通过或占领预定地区；（3）发射特种弹药，对射程范围内雷达站、机场、发电站、通信装备实施有效侦察与干扰。

2）对海作战

舰炮在诞生之初就作为海上作战的重要武器，攻击敌方舰艇一直是其重要任务之一。随着舰载导弹的发展以及信息战、电子战等作战方式的革新，在信息化海战中，大口径舰炮主要承担以下任务：（1）在岛礁区域的遭遇战与敌近距离水面舰艇进行“格斗”；（2）通过快速转火的方式进行快速火力反应；（3）弥补舰载导弹射击近限死区处火力，攻击死区内突发性目标或低威胁目标，有着良好的持续攻击能力；（4）执行巡逻、警戒、护航、反恐、维权等任务时，向目标实施警告射击［13～14］。

3）防空反导作战

防空反导作战中，主要是以小口径舰炮组成舰艇的末端防御系统，用于弥补近距离拦截死区，大口径舰炮可发射电磁干扰弹、水幕弹、烟幕弹、诱饵弹等特种弹药进行自身防卫。

3.2 大口径舰炮作战流程

1）使用常规弹药

大口径舰炮武器在使用常规弹药时，首先由前线侦察系统、岸上哨所、无人机系统或卫星探测与通信系统等传感器系统获得目标的探测数据；其次，火力支援协调作战中心接到探测数据之后将数据传给数据处理单元，从而获得目标位置及状态信息，作战计划生成单元接到武器处理状态，管理单元有可用武器通道的信息后制定作战计划方案；最后武器系统控制单元接收到打击指令与射击诸元后，舰炮武器开始对目标进行火力打击［15］。

2）使用精确制导弹药

使用精确制导弹药时，作战流程可有效精简。打击静态目标时，可提前在炮弹上装定好目标的位置、状态信息，随时做好发射准备，有效加快了战时的火力反应速度。打击移动目标时，弹载传感器可实时更新目标信息，地面控制系统可由此调整下一发炮弹的射击诸元，射击精度可进一步提高。人工智能技术植入导引头后，精确制导弹药作战流程将更加智能化，可达到发射后不管的效果。

3.3 大口径舰炮精确制导弹药的作战效能

1）提升火力支援距离

美国海军《远征机动作战对火力支援的需求》研究报告论证的大口径舰炮对岸攻击所需理想射程为111km，即44km+26km+41km。其中，44km是指己方水面舰艇的离岸距离，26km是指岸上部队推进深度，41km是敌方地面火炮距我方前线部队的距离，所以大口径舰炮射程达到111km才能满足己方水面舰艇安全有效打击敌方炮兵阵地的需求。美军朱姆沃尔特级DDG-1000驱逐舰上的先进舰炮系统AGS发射的155mm远程对陆攻击精确制导弹药LRLAP，采用火箭助推增程技术，最大射程达到了154km。采用火箭助推加滑翔增程的英国LCGM155mm低成本制导弹药，最大射程达到了150km。采用增程技术延伸了岸上部队后火力支援伴随距离，对作战效能有着显著提高。

2）缩短作战持续时间

传统舰炮无控弹药摧毁一个点目标耗时约1h～2h，而十枚以内精确制导弹药仅需要耗时3min～5min就可实现点穴式精确打击［15］。因此使用精确制导弹药可以提供机动、灵活、快速的火力，对缩短作战持续时间有着显著效果，能够大幅提升水面舰艇整体作战能力。

3）减少作战投入损耗

据有关资料表明，进行对岸炮兵阵地打击时，使用常规弹药需要2～3艘水面舰艇齐射，而使用精确制导弹药，可以在1艘水面舰艇的舰炮武器系统的高射速支持下，实现多弹同着［16］的打击方式，能够有效减少投入作战兵力，提升打击效果。同时，精确制导弹药的精确打击方式使弹丸散布较小，避免了对目标附近造成大面积附带毁伤，可以大幅度减少对友军、平民的间接损伤。

4 大口径舰炮精确制导弹药发展趋势

1）几何强约束条件下射程与威力的均衡发展

射程是决定舰炮武器在信息化战争中战略定位的关键因素，是其发挥持续火力优势并提高己方战场生存率的重要保障。增加射程主要有三种方式：一是改进弹丸气动外形，如优化头部外形、增加可抛整流罩、增大弹翼面积等；二是增加辅助动力，如火箭助推发动机、固体冲压发动机等；三是通过加大长径比、强化炮膛、增加装药、改进装药配方来增加膛压。

海军舰炮弹药通常采用定装式，并通过全自动系统完成装填、射击和退壳，这就意味着舰炮弹药是有及其严格的几何尺寸要求［17］，实现增程会伴随着牺牲弹丸空间的代价，炮弹的威力指标会受到影响。针对几何强约束问题，常见的处理方案有两种：一是将弹体加长部分伸入药筒，在不改变外观尺寸的前提下增加可用空间，不过这会侵占药筒火药容积，影响发射药量，从而改变弹丸初速和内弹道环境；二是采用次口径尾翼稳定脱壳技术，在无法加长弹体的条件下，减少弹径也可提升长径比，其优点在于不仅可以增加静稳定性，同时也提高了初速，不过会导致弹丸整体空间降低，威力减少。

2）复杂环境中自寻的精确打击智能引导技术发展

目前部分舰炮制导弹药已经具备自寻的精确打击能力，但因其苛刻的作战使用条件，实战能力还需进一步验证。例如美国在舰炮弹药上采用半主动激光制导技术的实践并不理想。首先是海上环境对激光的折损较大，其次半主动激光制导需要激光照射器不断照射目标，保证不了己方人员与设备的安全。除此之外，红外制导方式会对所有符合红外特征的金属物质产生误判，容易受到诱导弹干扰。实现自寻的精确打击，必然伴随着可靠性、防诱骗和抗干扰能力的要求。图像制导实时直观，且无源成像抗干扰能力强，可结合基于深度学习的自动目标识别技术，以增强识别和跟踪算法的尺度适应性、环境适应性。开发模块化图像导引舱，采用可见光、红外、毫米波等多模复合图像融合方法，实现目标准确识别、分割，并对目标重要性进行智能排序，进行自主判断和精确打击，可有效提高作战效能。

3）基于自组网的智能决策及弹载数据链技术发展

海军水面舰艇是一个完整的武器系统平台，舰炮精确制导弹药可通过弹载数据链，构建战场实时通信网络，实现弹舰通讯和弹间通讯。通过弹舰通讯网络，可将弹载传感器获取的目标区域信息进行实时回传，形成新的实时侦察评估链路，为射击修正和火力分配提供直观依据，达到快速侦察、准确打击和高效评估的一体化效果。大口径舰炮通常以弹群形式实施火力打击，通过弹载数据链，实现弹弹实时自组网，弹群可根据目标重要性和毁伤程度，自动分配打击对象，实现智能决策。结合舰艇本身自带的通讯网络，构建作战区域实时可视化网络体系，可大幅度提升舰艇综合战斗力。

4）高效费比支撑下的持续火力打击能力发展

由西方各国的研发过程可见，高昂的费用是限制舰炮精确制导弹药发展的绊脚石，经济发达的美国也不得不放弃高单价的弹型。追根溯源，舰炮精确制导弹药的提出就是要追求一种比常规弹药精确高效、比导弹廉价的高效费比弹药，如果成本过高就失去了意义。在舰炮精确制导弹药的研制过程中要控制成本，朝着模块通用、口径兼容、毁伤高效的方向发展。

5 结语

在信息化海战中，精确打击是最有效的作战方式，必须要正确认识大口径舰炮精确制导弹药的定位及作用，充分意识技术差距，吸取国内外研究经验，合理规划发展。随着目标检测技术、制导技术、精密制造技术、人工智能技术等的快速发展，大口径舰炮精确制导弹药要进一步走向智能化，真正做到发射后不管，进而充分发挥其灵活机动、快速反应、高效费比和持续火力打击的优点，提升综合作战效能，在复杂战场环境下更好地遂行多种使命任务。