兵器科学技术概述

兵器科学技术是研究军事对抗中所使用的武器及武器系统和军事技术器材的科学技术，它以兵器工程技术为研究对象，具有与其他学科完全不同的科学内涵，并形成了较为完整的学科知识体系。兵器科学技术的研究内容涉及武器及武器系统和军事技术器材的战术技术性能、构造原理、技术手段、系统分析、工程设计、试验验证、制造生产、技术运用、工程保障及效能评估等过程中需要的理论和技术，包括新概念、新原理、新技术、新材料、新结构和新工艺等，是一门综合性的工程技术学科。

兵器科学技术的发展受军事思想和战略战术需求牵引，同时对军事思想、战略战术及军队编成产生重大影响。兵器科学技术的一些研究成果还可向民用领域转移，直接为国民经济建设服务。兵器科学技术在整个科学技术领域中占有重要地位，它总是利用科学技术的最新成就，把自己推到当代科技的前沿。

1.兵器科学技术的主要研究范围

兵器科学技术的主要研究范围包括以下几方面。

1）兵器技术预先研究

兵器技术预先研究，是指为研制先进精良的兵器装备、改造现有的兵器装备提供必需的知识、理论和技术，同时培养和造就高水平的兵器科研队伍，积蓄发展兵器装备的后劲。其主要内容是研究发展兵器所必需的新概念、新原理、新技术、新材料、新工艺、新型元器件和新装备，突破关键技术。兵器技术预先研究分为应用基础研究、应用研究和先期技术开发三类。

（1）应用基础研究，是以研制新型兵器为目的而开展的探索新思想、新概念、新原理的科学研究活动，为解决新型兵器研制的技术问题提供基本知识。

（2）应用研究，是运用第一类研究及其他学科研究的成果，探索新思想、新概念、新原理在新型兵器研制中应用的可行性和实用性，确定其主要参数的科学研究活动，为新型兵器研制提供技术基础。

（3）先期技术开发，是运用前两类研究的成果和实际经验，通过兵器系统部件或分系统原型的研制、试验或计算机仿真，验证其可行性和实用性的技术开发活动，为新型兵器研制提供技术依据。

2）兵器技术基础研究

兵器技术基础研究，是为开展兵器技术的预先研究、兵器装备的研制与生产，以及有关信息的收集、处理与传递等提供技术保障与服务的科学技术活动，包括情报、标准化、计量、科技成果管理、产品质量与可靠性、理化检测、环境试验、靶场试验等方面的研究活动。兵器技术基础的水平在很大程度上决定着兵器技术预先研究成果的水平、兵器装备的质量、研制周期。高技术兵器的发展，对兵器技术基础提出了更高的要求。

3）兵器研制方法研究

高新技术的迅猛发展以及未来战争的需求，使兵器装备趋向于多层次的复杂结构，已经形成了诸如主战坦克、步兵战车、自行火炮等复杂的兵器系统。这些兵器系统通常由运载、发射、火控、防护、毁伤等分系统构成，涉及学科多，技术范围广，需要科研、论证、生产、使用等部门广泛协作。

兵器研制方法研究有以下要求：

（1）要求应用系统工程的现代研制方法，进行作战需求分析、系统效能分析、效能-费用分析、权衡研究、系统综合、系统仿真、系统评估。

（2）要求对研制系统进行全寿命管理；要求开展可靠性、维修性等系统运用工程研究。

（3）要求采用系统设计、优化设计、模块化设计、计算机辅助设计等先进设计技术。

4）新型兵器研制

兵器科学技术的最终目的是研制新型兵器，以满足未来战争的需要。新型兵器的研制是指从系统方案设想开始，经过预先研究、战术技术论证、工程研制、设计定型、生产定型，到装备部队使用为止的研究与研制活动。

5）现有兵器装备的改造

兵器装备的发展，除了研制新型兵器装备外，还有一条重要途径，就是运用成熟（或接近成熟）的高新技术来改造现有的兵器装备。这条途径对加快兵器发展速度、缩短研制周期和提高效能-费用比，以及满足现代军事战争对兵器装备提出的更高的作战需求，均具有重大的现实意义。对现有兵器装备进行改造的方向有：

（1）以现有兵器的发射运载平台为基础，用先进的火控技术和制导技术提高现有兵器装备的反应速度和命中精度。

（2）用指挥控制技术提高现有兵器装备的作战能力。

（3）用先进的弹药技术提高现有兵器装备的毁伤威力。

（4）用先进的光电技术提高现有兵器装备的干扰与抗干扰能力。

（5）用先进的动力传动技术提高现有兵器装备的机动性。

（6）用先进的雷达、夜视技术提高现有兵器装备的全天候作战能力。

2.兵器科学技术的地位与作用

在人类社会发展的进程中，通常是将最先进的科学技术首先用于军事和战争中。从这个意义上说，兵器科学技术既是一门历史悠久的传统学科，又是一门极富时代特色的现代综合性工程技术学科，它在整个科学技术发展进程中占有十分重要的地位。

有国家，就必须有国防。兵器科学技术作为国防科学技术的重要组成部分，既是保证国家独立、领土完整和社会安定的必要条件，又是实现国防现代化的物质技术基础，还是国家经济建设力量的组成部分。

在战时、平时两种状态下，兵器科学技术的地位和作用是不同的。战时，兵器科学技术是战争机器的重要组成部分，为军队提供兵器装备，直接为战争服务；平时，兵器科学技术是维护国家主权和世界和平的重要因素，是国家经济建设的重要保证，还可以通过军转民技术支援国家经济建设。

显然，兵器科学技术的基本功能是军事功能，即为军队研制兵器装备，以满足军事需求。这也是兵器科学技术存在与发展的出发点和归宿。兵器装备作为武器装备的重要组成部分，是军队的物质技术基础，是决定战争胜负的重要因素。

当前的世界形势表明，在未来一个时期内，尽管还不能完全排除爆发世界核战争的可能，但爆发此种战争的可能性很小，未来战争将是核威慑条件下的常规战争，主要是高技术条件下的局部战争。兵器装备是进行这类战争所必需的武器装备的重要组成部分，兵器科学技术担负着为未来战争提供先进的防空武器、反坦克武器、坦克装甲车辆、精确制导弹药、夜视器材、指挥控制系统、电子对抗装置等高技术兵器的重任。

在未来战争中，我们利用兵器科学技术不仅要为陆军、武装警察、公安部队及民兵提供兵器装备，还要为空军和海军的武器系统提供配套的兵器装备，为战略武器提供推进剂、火工品等。兵器科学技术既是常规战争的主要支撑力量，又是国家安全的可靠保证。

现代兵器科学技术是为满足现代战争需要，运用先进的理论体系、设计思想、工程方法和技术途径实现的兵器系统所涉及的科学技术群。

现代战争多为高技术条件下的局部常规战争或武装冲突，直接涉及的国家和地区有限，战争持续的时间逐渐缩短，机动反应速度明显提高。由于国际政治经济的制约，战争伤亡和破坏的程度也尽量减小到最低限度。与此同时，战场上的作战空间逐渐扩大，出现了海、陆、空、天、电子诸多军兵种联合的全方位、大纵深、高立体、不对称、非线性的战场形态。作战打击目标更加明确，超视距、远距离、防区外的精确打击作战样式日显突出。

随着高新技术的迅猛发展，在现代战争中，技术先进、性能优良的武器装备已成为战争制胜的重要因素，提高武器装备的质量已成为国防现代化的关键。世界各国竞相发展远射程、高精度、大威力、机动隐蔽、快速反应和智能化的知识和技术密集型武器装备，军备竞赛已由数量竞争转向质量竞争。

C4ISR（即指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察）系统是现代战争的“神经中枢”和“力量倍增器”。它加快信息处理速度，缩短指挥周期，提高指挥效率；对武器系统实施有效控制，提高武器系统反应速度；科学规划物资储备，提高后勤指挥效率；监控战场空间内己方的作战物质、能量和信息流动等方面发挥着至关重要的作用。在现代战争中，C4ISR系统是驾驭战争，实施正确、及时、连续、灵活、隐蔽指挥的有效手段。

3.现代战争对兵器系统的要求

现代战争的作战特点要求兵器系统具有以下主要作战能力。

1）精确打击能力

现代兵器系统充分利用先进的侦察探测技术，对所要攻击的目标实施高精度的探测、识别、跟踪和定位，以实现精确打击的作战任务。例如，卫星侦察系统能够分辨出地面10～30 cm的目标；全球定位系统（GPS）可以实时为飞机、舰船、地面部队和精确打击弹药提供准确的目标位置和飞行弹道，其定位误差不超过10 m；精确制导导弹的命中率可达85%～95%，精确制导炸弹的命中率高达90%以上，实现了真正的“直接点目标命中”。

2）远程攻击能力

随着精确打击能力的提高，现代兵器系统可以大幅度提高对目标的远程攻击能力，实现防区外攻击。精确制导战术导弹能够攻击数百千米至上千千米外的目标；精确滑翔炸弹可在80 km以外投放；通过底部排气和火箭增程技术，大口径火炮射程可由30 km提高到120～150 km。现代兵器系统的远距离攻击能力，是有效打击敌人和保护自己的重要作战手段。(www.xing528.com)

3）高效毁伤能力

现代兵器系统应具有强大的终端毁伤威力，在有限战斗载荷条件下，通过高新技术提高毁伤要素的毁伤威力。对于压制兵器，可通过子母式弹药来提高地面杀伤威力；对于破甲弹，可通过串联战斗部来对付主动装甲和复合装甲，并加大对装甲的侵彻深度；对于基础设施和钢筋混凝土掩体侵彻弹药，可采用串联爆破随进侵彻战斗部和可编程冲击/空穴灵巧引信，实现对多层介质和预定介质层的破坏。

4）全天时和全天候作战能力

现代兵器系统应能在各种气候条件下和夜间作战。首先，要具备全天时和全天候侦察能力，及时掌握瞬息万变的战场情况，占据主动；其次，应能在各种恶劣气候环境中正常执行并完成预定的作战任务；最后，应具有良好的夜视能力，利用红外、微光等高技术夜视手段，使夜间战场变成“单向透明”的战场。

5）良好的隐身、机动和防护能力

现代战争还要求兵器系统具有良好的隐身能力，快速机动反应能力，防核、生物、化学武器能力及装甲、电磁防护能力。隐身技术的应用可使兵器装备的雷达反射截面积不到同类非隐形装备的1%；快速机动反应能力，不仅可以抓住战机，先发制人，而且可以在激烈的战场对抗中，迅速转移，投入新的战斗，或及时躲避敌方的后续打击。

兵器科学技术的蓬勃发展，使现代兵器系统的组成越来越复杂，成为一个功能完备、技术先进的武器系统。它不但具有火力系统，而且涉及侦察探测、搜索跟踪、定向定位、火力控制、动力传动、通信导航、指挥自动化、电子对抗、后勤技术保障等，逐步实现了机械化、系列化、标准化。对现代兵器系统的共性要求有：

（1）先于敌发现而尽量不被敌发现。

（2）快速响应运载推进，先于敌发射。

（3）对敌目标准确命中而尽量不被敌命中。

（4）对敌目标有效毁伤而尽量不被敌毁伤。

（5）快速准确地判定作战效果。

4.现代兵器系统的功能

为实现上述作战要求，现代兵器系统必须具备5种作战功能，即目标探测与识别、火力与指挥控制、发射与推进、弹药毁伤、效果评估等，而实现这些功能的技术则构成了兵器科学技术中既相对独立又相互联系的技术体系。

目标探测与识别是兵器系统体系与体系对抗的首要环节，包括情报、侦察、探测、识别等内容。利用各种侦察、观（探）测手段（如雷达、光学、光电探测及声呐等）来搜索目标，并对目标的类型、数量、型号、敌我属性等进行辨识。

火力与指挥控制是兵器系统的精确打击环节，其功能是控制有效战斗载荷直接命中目标或到达相对目标的最佳毁伤位置，它包括火力控制、指挥控制、跟踪定位、制导导航等技术。根据目标探测与识别所获得的各种信息，通过不同的工作站实现信息收集、信息传输、信息（融合）处理、信息利用过程，并完成对目标的威胁估计、对所属部队的任务分配及指挥决策、对火力单元实施射击的诸元（方位角、高低角）计算等工作。

为了对所发现和识别的敌目标实施摧毁，需通过飞机、车辆、舰船等运载平台及火炮、火箭等发射、推进装备将有效战斗载荷送至目标区。发射与推进，是指根据火力与指挥控制系统确定的射击诸元，通过发射管道（如炮管、枪管、发射筒、发射井）或其他推进装置（如火箭推进器）提供的力，赋予战斗部（弹丸）一定初速，将其抛射到预定的目标（或区域）。

弹药毁伤是兵器系统的最终威力环节，根据目标性质的不同而采用不同毁伤机理的战斗部，并在目标最有利的空间位置或最佳的毁伤时机释放毁伤元素，通过物理、化学或生化反应等过程，对目标产生碰击、侵彻、爆炸等作用，以达到毁伤目标的军事目的。它包括各种弹药战斗部、引信和火工元器件等技术。

上述4个环节组成了现代兵器系统的一个攻击循环。但一次攻击循环未必能对预定目标造成致命毁伤，为了不遗漏计划摧毁的目标且避免战斗载荷被无谓浪费，仅有上述四个环节是不够的，还必须对一次攻击循环对目标的毁伤效果加以核查与判定，从而决定是对该目标再次实施攻击，还是转向下一个目标。

此外，武器系统还包括为保障部队及兵器（武器）系统正常工作、输送等的其他辅助设备。

5.兵器科学技术的构成

按照兵器科学技术的发展现状和习惯，可将其划分为以下主要分支。

（1）火炮、枪械技术：以现代力学和机械工程学为基础，研究火炮、自动武器及单兵武器等管式发射武器的原理、系统论证、设计理论与方法。

（2）火箭技术学科：以现代力学和物理学为基础，研究火箭及导弹武器的推进原理、火箭发动机及发射装置的系统论证、设计理论与方法。

（3）弹道学：以现代力学和物理学为基础，研究枪、炮从发射、飞行至终点毁伤目标的全弹道理论、设计方法、系统仿真及武器诊断与实验方法。

（4）含能材料：以现代化学和物理学为基础，研究火药、推进剂、炸药及其他高能反应物的作用机理、制造工艺、工程设计及应用技术。

（5）弹药技术：以现代力学和物理学为基础，研究弹药及其组成单元（战斗部、装药、火工品、引信等）的作用原理、毁伤效应、系统论证、设计理论与方法。

（6）水中兵器：以现代力学和物理学为基础，研究鱼雷、水雷、深水炸弹等水中作用兵器的原理、系统论证、设计理论与方法。

（7）兵器探测技术：以现代光学、电子学及光电子学为基础，研究可见光、激光、红外、微光、微波等探测原理及在侦察、瞄准、遥感、测量及识别、制导等方面的工程应用与设计方法。

（8）兵器控制技术学科：以现代控制理论为基础，研究兵器系统（指控、火控、制导）的控制原理与方法、系统总体及设计。

（9）兵器系统与运用工程：以现代系统科学为基础，研究兵器系统分析、技术集成、总体设计、综合运用以及战术与技术的协同。

6.兵器科学技术的发展

兵器科学技术与科学技术的发展密不可分，特别是随着近代自然科学和工程技术的诞生和发展，冶金工业、机械制造工业和化学工业迅速发展，推动了独立军火工业的产生，出现了专门从事兵器科学技术工作的科学家和工程师。中国古代先进的技术成就，如冶铸青铜合金技术、百炼钢技术、火药的发明等，都是首先（或大量）应用于军事，从而促使中国古代兵器不断创新，走在世界各国的前列。当西方国家经过16世纪的文艺复兴运动，在现代自然科学基础上迅速发展起来的各种新技术，把中国古代发明的火器发展为西方资产阶级打倒封建主的有力武器时，中国却由于当时社会发展的缓慢而科学技术发展缓慢，进而导致中国的火器落后于西方。19世纪末，对从兵器发射到摧毁目标全过程的力学规律和伴随物理化学现象得到了全面的研究，系统的弹道理论和枪炮设计理论方法也由此建立。20世纪以来，特别是在两次世界大战中，兵器科学技术发展迅速。1916年，坦克的发明和用于战争，显著增强了地面作战的攻防能力。20世纪30年代末，一些主要军事国家实现了以坦克为基础的机械化和自动化，坦克及各种装甲战车已成为现代及未来地面战争中最主要的和不可替代的攻防一体化机动作战台。在两次世界大战期间，随着作战飞机的出现，防空兵器随之发展起来。潜艇和航空兵的大量使用，使海上封锁与反封锁斗争日趋尖锐，进一步促进了水中兵器的发展。特别是随着火箭、导弹与核武器的出现，兵器科学技术得到了迅猛发展。世界主要国家陆续形成和建立了国家规模的兵器科学与技术研究体系，出版了一系列专门著作和学术刊物，进一步丰富和完善了兵器科学技术的学科体系。由于武器装备是实现国家意志的重要物质手段，因此现代科学技术的最新成就能以更快的速度和更大的规模优先用于武器装备的研制。受军事需求的牵引和现代科学技术进步的推动，兵器科学与技术的内涵不断丰富和更新，目前已与机械、电子、化学、光电、信息、控制等学科交叉融合。

为了在现代高技术战争中克敌制胜，对武器系统及军事技术器材的性能提出了新的更高的要求，促使本学科在武器体系攻防对抗的科学原理和实现途径上出现新的突破，并将与微电子技术、材料科学与技术、计算机技术、信息技术、控制工程等更紧密地结合，为提高军队信息对抗能力、精确打击能力、应急机动作战能力、快速反应突防作战能力、封锁与反封锁能力和综合支援保障能力提供系统完整的知识和技术。

根据现代战争的特点，兵器科学技术发展的主要趋势是向轻型化、机动性、远程化、精确化、高效毁伤、信息化、智能化、多用途等方向发展。

（1）兵器系统向轻型化、机动性方向发展。未来快速反应、机动部署需要高机动性、高可部署性的地面作战平台和武器系统。轻型化是提高常规武器系统的机动性、可部署性的重要途径。

（2）兵器系统向远程化方向发展。现代兵器系统的远距离攻击能力是有效打击敌人和保存自己的重要手段，因此现代武器系统发展的主要方向之一就是远程化。

（3）兵器系统向精确化和高效毁伤方向发展。在武器平台上采用先进的技术，构建远程精确打击武器体系，使武器装备具有更强的战场感知能力、快速反应能力、远程精确打击能力以及高效毁伤能力，使武器装备的综合作战效率成倍增长。

（4）兵器系统向信息化、智能化方向发展。在现代和未来的战场上，武器平台的信息化及智能化、信息战装备及技术、先进信息系统，对夺取信息优势、发挥武器体系的整体作战效能、克敌制胜至关重要，必将得到优先发展。

（5）多用途及特种需求兵器技术发展方兴未艾。满足不同特殊需要或多用途的兵器具有强烈的需求背景。例如：子母抛撒将在许多领域得到应用；为适应制导弹药技术发射需求而发展低过载发射技术；提高发射速度和方便勤务处理的埋头弹发射技术，满足反恐、维和、维稳等特殊任务需要。

（6）兵器系统向适应于复杂环境下的战争需要发展。未来战场向太空和深海领域扩展，面临极大温差、超高压、稀薄气体、微重力、微尺度等极端恶劣环境与条件，这对现有武器系统提出了更高的要求和挑战。微小型武器、深水武器和空天武器等是未来发展的一个趋势。

（7）兵器科学技术与其他学科进一步交叉、渗透、融合。为适应现代兵器的发展趋势，应拓宽兵器科学技术学科的研究内涵，推动远程精确打击武器研究领域进入国际发展前沿，促进我国兵器科学技术学科的长远、持续发展和常规兵器技术的跨越式发展。