精确制导子弹的原理及其特点

高炳龙，王惠源

（中北大学，山西 太原 030051）

0 引言

精确制导武器利用其高精度的探测、控制、制导技术，以实现从复杂环境中探测识别及跟踪打击目标的特点引领着武器的发展趋势。而将精确制导武器的原理引用到子弹方面，就更能突出其打击精度高、成本低等特点。可以预见精确制导子弹在现代战争中的运用将会越来越频繁，发挥着越来越重要的作用。

1 精确制导子弹的特点

美国桑迪亚公司在2012年底成功研制出了小口径、利用激光制导的精确制10cm长的制导子弹原型。该子弹借助子弹弹头部的光敏传感器和尾翼的指引，可以在飞行过程中改变子弹的飞行轨迹，从而能精确地打击到1.6km以外的目标，打击的精确度控制在打击范围的0.8m以内，由此可见，精确制导子弹具有命中率高、智能化、远程化和小型化等特点。

1.1 命中精度高

目前，精确制导武器的打击命中率徘徊在50%，有的武器甚至达到了80%，而激光制导子弹的命中精度在光敏传感器的引导下可以将其提高到90%左右。

1.2 智能化

激光制导子弹利用半主动寻找的方式来进行制导，将光敏传感器捕捉到的信息的改变传输给逻辑控制处理器进行处理后以控制尾翼的改变，从而实现智能化控制。

1.3 远程化

目前，激光制导子弹的理论制导距离在2km左右，相比于普通的子弹，其打击距离已经远远胜出。

1.4 小型化

由于将控制部分、制导部分、激励部分全部集成在一颗子弹上，相比于其他制导武器，激光制导子弹已大大减小了质量和体积，有利于激光制导武器的机动能力和作用距离的提高，增大弹头部位的有效载荷，增强武器的杀伤力

2 精确制导子弹的制导原理

小口径激光制导武器由光敏传感器、控制导航系统及尾翼部分组成，如图1所示。传统意义上，为保证打击的精确性，非制导子弹是靠子弹发射后在枪管中的膛线所带来的自旋来保证其陀螺稳定，从而命中目标。而由于激光制导子弹在飞行过程中禁止旋转，因此该子弹必须拥有自己的空气动力学稳定性。因此在用钨做的子弹头部附近加上平衡质量，这样子弹的重心将位于子弹阻心的前面。

图1 激光制导子弹外形

图2为激光制导子弹内部结构框架。光敏传感器布置在弹头部位，3个传感器周向均布，如图3所示。当激光发射仪发射出高能激光束后，激光在空气、环境的影响下部分出现光子散射，散射出去的光子会随着激光束向前扩散，而不是四处散开。当确定打击目标后，激光束会在照射到目标后向四周的不同方向扩散，此时，与子弹呈轴对称布置的传感器可以接收到光子信号。当光敏传感器捕捉到光子信号后，将其转化为电子信号，再经放大器处理后传递给控制系统进行处理分析。控制系统由一个微处理器构成，电子信号经逻辑控制器处理后，再经放大器放大处理，传送给尾翼控制部分的激励元件。激励元件由一个压电控制机构构成，它可以控制尾翼的摆动从而对飞行中的外弹道偏离进行补偿。控制系统控制尾翼以保持原态、每次向一侧偏转3°、每次向另一侧偏转3°的3种不同的形态进行运动。这样就完成了制导子弹在飞行过程中对偏移预定轨道的补偿，使子弹始终保持在激光束指定的弹道上，从而实现了精确打击目标的要求。激光制导子弹的输入信号由外部激光束提供，整个制导系统所需要的电源由弹载的锂电池提供。

图2 激光制导子弹内部结构框架

3 结论

本文讨论了精确制导子弹的优点，着重说明了激光制导子弹的基本控制原理，为激光制导子弹的外弹道控制提供了研究基础。随着现代高科技技术的不断开发和利用，激光制导子弹将会不断地完善，在未来的战争中起到更加重要的作用。

图3 在子弹周向均布3个光敏传感器

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