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前沿拓展:


末端防御武器系统的火力系统主要包括中、小口径的高炮和近程防空导弹两类,尤其是当防空导弹与高炮结合为一体时,其优点互补,形成更为有效的火力系统。

末端防御武器系统中的火炮

火炮在炮塔的布置只有两种,即布置在炮塔中间和两边。

火炮中置方案

第一代、部分第二代末端防御武器系统中的火炮、单管火炮采用传统的火炮中置方案:

1)方案对火炮的兼容性高,单管、多管(为炮塔的力矩对称均采用偶数管)、小口径至中口径均可兼容;

2)火炮射击的精度高,散布小;

3)火炮伺服装置负荷小,炮塔转动的角速度大;

4)火炮的自动机有炮塔防护,抗损能力强,可以避免尘土、雨水等沾污和腐蚀,减少故障。

主要不足有:

1)对陆基一体化末端防御武器系统而言,由于要在炮塔中布置火炮、装弹装置、探测系统的操作部分、乘员等,因而炮塔的体积比较大,转动角速度相对较慢;

2)同时布置搜索雷达、跟踪雷达较为困难,对乘员从车顶出入有干涉。

对陆基一体化末端防御武器系统而言,由于要在炮塔中布置火炮、装弹装置、探测系统的操作部分等,因而炮塔的体积比较大,但舰载末端防御武器系统则无此问题。

ЗСУ-23-4"石勒喀"(ШИЛКА)自行高炮武器系统采用火炮中置方案

AK-630小口径舰炮末端防御武器系统采用了传统的火炮中置方案

美国福的XM247"约克中士"自行高炮武器系统采用火炮中置方案

火炮置方案

部分第二代、第三代末端防御武器系统中的火炮采用边置方案:

1)便于在炮塔上同时布置搜索雷达、跟踪雷达、光电系统等探测系统,且互相之间电磁干扰小。

2)炮塔结构较为紧凑且体积较小,火炮向后布置可以采用长身管,弹丸出口速度大,有利于提高毁伤威力。

3)火炮两侧容易挂装防空导弹,构成弹-炮一体武器系统。

4)火炮活动部分的可达性好,容易测试、维护和维修。

主要不足有:

1)火炮射击时的不平衡力矩对射击精度、散布有不良影响。

2)火炮的转动惯量较大,因而伺服装置负荷大,需要特别加强。

3)火炮的自动机没有炮塔防护,抗损能力较差,此外尘土、雨水等沾污和腐蚀也有不利的影响。

联邦德国耗费15年研制成功的"猎豹"双35毫米自行高炮武器系统采用了火炮边置方案

高/舰炮口径

舰炮实际上是弹道低伸、身管长的加农炮,因此弹丸出口速度高,这与高炮有共同之处。中小口径的舰炮往往都是发射不同弹种、兼顾打击空中、海面和海岸目标的多用途火炮。

与其它火炮不同,高炮打击的空中飞行目标,因而要求弹丸的飞行速度快。为此弹丸发射后,在内弹道(炮管中)必须获得更多的能量,加长身管以保证发射药气体有足够的时间对弹丸做功,这就是高炮的口径与炮管长度之比一般比地炮的大(典型值在60倍~90倍)的原因。一般来说,小口径高炮的射速高,但弹道性能不如中口径高炮,弹药的改进余地也较小。反之亦然。甚至可以说,选择口径就是选择高炮的威力。

苏联研制的ЗСУ-57-2"叶尼赛"履带式自行高炮武器系统采用了37毫米高炮

其弹道性能在1500m外全面优于采用23毫米高炮的ЗСУ-23-4"石勒喀"(ШИЛКА)自行高炮武器系统,但是自行高炮武器系统与"箭-10M"(СТРЕЛА-10M)防空导弹武器系统1∶1混编作战,而该系统的防空导弹可以实现对远界5000m、高度3500m以内空域的防御,所以从系统角度看,选择成本低25%的23毫米口径ЗСУ-23-4"石勒喀"(ШИЛКА)自行高炮武器系统更为合理

中口径高炮主要有57毫米(苏联/俄罗斯-舰载、瑞典-舰载)、76毫米(苏联/俄罗斯-舰载、意大利-舰载和陆基)。实际上,在甲板面积和空间都极其宝贵的中小型舰艇上,在A炮位装备一门中小口径高炮,在作为舰艇的末端防御高炮使用的同时,也能用于打击水面和岸上目标,中小国家还将此类导弹艇用于近海巡逻。苏联海军在部分轻型导弹护卫舰上将一门中口径高炮布置在舰尾,用于拦截来自后半球的目标,更体现了"以小打大"的战术思想——"快速出击,打了就跑"。

芬兰海军的"哈米纳"级隐身导弹艇在A炮位上布置一门瑞典波弗斯公司的40毫米舰炮作为主炮

新加坡海军的"胜利"级"复仇"号大型导弹艇的A炮位上布置有一门意大利制的76毫米紧凑型舰炮作为主炮

苏联海军的1234.1轻型导弹护卫舰装备6枚"孔雀石"(Малахлт)反舰导弹,其反舰火力可与导弹驱逐舰相比,其战术思想是"快速出击,打了就跑",为抵抗敌方的追击,在舰尾部上层建筑上布置1部炮瞄雷达与在艇尾的一门76毫米舰炮和一门30毫米的АК-630舰炮共同组成一个近程末端防御高炮武器系统,可对来袭目标进行两次以上的拦截,也具备打击水面和海上目标的能力

弹药

打击空中目标的炮弹主要有杀伤爆破弹、穿甲弹。在预定的拦截点与目标交汇时准确引爆炮弹需要采用定时引信、无线电近炸引信等。为此发展了"可编程近炸引信预制破片弹"技术、"先进命中效率与摧毁"(Advanced Hit Efficiency And Destroy——AHEAD)弹药技术等,将高炮对空射击的命中率提高xx倍。目前,最先进弹药技术是制导炮弹技术,将以前依靠弹幕(数量)、碰概率式的命中目标机理改为依靠制导必然命中目标的机理,从而将高炮反导防空作战效能提高到与防空导弹相同的水平,甚至在末端反水面小型快速目标、"低小慢"、反钻地弹等方面优于防空导弹。

"可编程近炸引信预制破片弹"技术

瑞典波弗斯公司为40毫米高炮发展了"可编程近炸引信预制破片弹"技术,其基本思路是:炮瞄雷达测量出来袭目标的航路参数,火控计算机根据弹丸的弹道特性、风向、风速、气温等解算出弹丸飞行至与目标交汇点的时间——即引信引爆的时间,并在射击前将预定爆炸时间装定给引信,射击后弹丸飞行装定的时间后引爆弹丸并抛撒出预制的破片(例如在一个弹头中装640个钨合金柱),40毫米高炮进行25发点射,可在与目标交汇点形成一片有多达16000个破片的"云",这些高速破片"云"可在4000m处、击穿厚度在40毫米以下的装甲,有效打击武装直升机、轻型装甲目标等,并极大的提高命中概率。

"先进命中效率与摧毁"(AHEAD)技术

瑞士厄利空公司为35毫米高炮发展了"先进命中效率与摧毁"技术,其基本思路是:

——炮瞄雷达测量出来袭目标的航路参数;

——弹丸发射出炮口时先经过2个测速线圈测量出口速度;

——火控计算机根据每一枚弹丸的出口速度、风向、风速、气温等解算出其飞行至与目标交汇点的时间——即引信引爆的时间;

——利用炮口的第3个线圈实时装定引信,每一枚弹丸根据装定时间在目标前方最佳位置爆炸,定向释放出3.3g质量的钨合金柱152个。

一般35毫米高炮一个点射发射9发~25发炮弹,在与目标交汇点爆炸后形成一片含1368个~3800个(图8-21)、与目标相对速度可达1200m/s弹幕"云",因而可以极大的提高炮弹的命中概率。

瑞士厄利空开始采用"先进命中效率与摧毁"(AHEAD)技术的35毫米弹药结构示意图

"先进命中效率与摧毁"(AHEAD)35毫米弹药作战示意图

反导防空制导炮弹技术

对反导防空武器系统,制导炮弹具有体积小(口径23mm~76mm)、过载大(10000g~18000g)、飞行速度快(~1000m/s)、能直接命中目标等特点,因此可选的技术要求制导精度高、弹上制导部分越简单越好。按这一标准,可用于制导炮弹的制导技术有毫米波驾束制导、半主动毫米波雷达制导、激光驾束制导等。

与其它制导方式相比,驾束制导有如下优点:

1)制导取决于制导站,而与目标关系不大;

2)接收器布置在炮弹尾部,使用较小能量即可实现制导,制导部分不影响炮弹的空气动力特性,抗干扰性能好;

3)制导精度高,具有直接命中目标的能力;

4)弹上制导部分最简单。

因毫米波穿透大气的能力比激光好,毫米波的波长比激光长3000~8000倍,尽管制导精度、制导仪的体积不及激光驾束制导的,但是已经可以满足作战要求,因此毫米波驾束制导是制导炮弹更为适宜的制导方式。

意大利76毫米舰炮武器系统采用毫米波驾束制导,炮弹制导天线布置在炮塔右侧,其轴线与火炮轴线同轴稳定

末端防御武器系统中的导弹

导弹在系统中的布置

末端防御武器系统中的导弹的布置有两种:分置式——导弹与高炮各自独立布置,弹-炮一体集成式——导弹与炮弹一体化集成在同一个炮塔上。

分置式末端防御武器系统有如下优点:

1)系统可以有较大的体积,因而可以容纳质量较大的高炮、防空导弹,或较多的数量,或尺寸大的探测系统等,因而可以有更远的探测和拦截距离。

2)系统置署和使用灵活,一套系统可以同时应对多个方向。

3)一部雷达可以控制多门火炮,便于降低系统的成本。

4)系统冗余度高,一旦一个系统出现故障或战损,相互之间的影响小。

分置式末端防御武器系统的不足:

1)探测系统的瞄准线与高炮的火线空间位置关系复杂,对火炮的射击精度影响较大。

2)陆基系统之间需要通信,使用有线通信时系统不能在行进中作战,使用无线通信时要么容易被干扰,要么容易被反辐射导弹攻击。

3)系统的体积、质量大。

苏联/俄罗斯的9К330"道尔-М1"(ТОР-М1

弹-炮一体集成式末端防御武器系统

1)系统自成一体,可以独立作战。

2)探测系统的瞄准线与高炮的火线空间位置关系简单,命中精度高。

3)系统之间的通信简单,不易被干扰。

4)系统"三位一体"集成,共用部分多,体积小、结构紧凑。

5)系统可以在行进中作战。

集成式末端防御武器系统的不足:

1)系统的体积、质量有限,影响携弹量和持续作战能力。

2)一旦系统中的某一部分出现故障或战损,则直接影响其它系统的运转。

"铠甲"弹-炮一体武器系统集搜索、跟踪、指挥、制导、火控、火力为一体,具备独立作战能力

舰载和陆基的末端防御武器系统可以是分置式的,也可以是集成式的。相比而言,集成式的末端防御武器系统更多一些。

制导方式

末端防御武器系统中导弹常用的制导方式有无线电指令制导、驾束制导、红外寻的和复合制导等4种。

无线电指令制导技术成熟,弹上制导部分简单,具有全天候、全天时作战的能力,在无电子干扰条件下的作战效能也很高,但存在需要发射雷达和无线电指令信号,除容易暴露自己的位置外,也容易受到电子干扰和招来反辐射导弹攻击。

导弹的驾束制导与制导炮弹的驾束制导的原理和技术相同。

尽管红外寻的制导不能在恶劣气象条件下使用,但因具有被动接收目标的信号、隐蔽攻击、"发射后不管"、制导精度高(甚至可以直接命中目标)等突出的优点,被近程防空导弹普遍采用。

复合制导是采用两种或两种以上的制导方式,例如美国和德国联合研制的第二代舰载末端防御系统——RIM-116"滚转弹体导弹"(Rolling Airframe Missile——RAM)采用被动雷达和红外成像复合制导,用于水面舰艇的末端防御——拦截来袭的反舰导弹。

美国和德国联合研制的RIM-116"滚转弹体导弹"采用被动雷达和红外成像复合制导

反舰导弹均在弹道末端雷达开机搜索目标,一旦截获目标后转入制导,而"滚转弹体导弹"利用反舰导弹雷达发射的电磁波进行引导,反舰导弹一旦进入红外成像导引头的作用距离后,红外导引头截获目标转入红外成像制导,直至"滚转弹体导弹"直接命中目标

战斗部

防空导弹的战斗部主要有破片式、杆式、空心装药、半穿甲内爆型与复合多效应战斗部等5大类。

破片式战斗部包括自然破片型、半预制破片型、预制破片型3种。自然破片型战斗部是装药爆炸时将弹体炸碎自然形成向周围均匀飞散破片的战斗部。半预制破片型战斗部是将弹体内表面预先刻槽,装药爆炸时沿刻槽将弹体炸碎形成向周围均匀飞散破片的战斗部。预制破片型战斗部则由钢珠、钨合金柱等组成预制破片,战斗部装药爆炸后,冲击波将预制破片加速抛出形成毁伤弹幕,从而提高了导弹的命中概率。破片式战斗部用于打击飞机平台类的目标,此外,还具备一定穿甲能力,侵彻厚度取决于破片的质量与速度,例如4g破片侵彻钢板的典型厚度为6mm。

破片式战斗部的类型包括自然破片型、半预制破片型、预制破片型

采用钢珠的破片式战斗部,钢珠密排在战斗部外层,里面为装药,爆炸后钢珠均匀的飞向四周

杆式战斗部分为离散或分离杆和连续杆式两类,用于打击飞机一类大型平台目标。离散杆可视为一个大杆状破片,杆条的两端未焊接为一体,装药爆炸后杆条被均匀向四周抛出,大质量、高速飞行的杆条具有更大的动能侵彻目标的能力更强。将离散杆战斗部的两端焊接起来就形成连续杆式战斗部,内部装药爆炸时拉开杆条并形成环状高速飞行的连续杆条,利用杆条的切割作用毁伤目标。

杆式战斗部有离散或分离杆和连续杆式两类,两者之间的不同就是连续杆条的端头焊接在一起

连续杆式战斗部的毁伤原理,装药爆炸拉开杆条并形成环状的高速飞行杆条

连续杆式战斗部的毁伤原理,装药爆炸拉开杆条并形成环状的高速飞行杆条

拓展知识:

标题:约克空调高压过载排气故障(约克中央空调排气压力过高怎么处理)

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