末敏弹结构优化方案

（1）末敏弹结构

末敏弹由母弹和药筒组成。母弹由薄壁弹体、时间引信、抛射装置、分离装置、敏感子弹等组成。末敏弹系统组成如图11-3所示。

图11-3　末敏弹系统组成

敏感子弹由EFP战斗部、中央控制器、复合敏感器系统、减速减旋与稳态扫描系统、电源、子弹壳体等组成。EFP战斗部由EFP战斗部装药、起爆装置、保险机构、自毁机构等组成，主要完成对目标的最终毁伤功能。中央控制器由火力决策处理器、驱动舱、控制舱等组成，具有火力决策、信号处理、数据采集、电源管理、驱动控制等功能。复合敏感器系统的主要作用是探测目标，而其敏感体制主要是由毫米波雷达、毫米波辐射计和双色红外探测器单独或者组合而成。如美国“萨达姆”末敏子弹的复合敏感器系统由毫米波雷达、毫米波辐射计、红外成像敏感器、磁力计组成。减速减旋与稳态扫描系统由充压式空气充气减速器和涡旋式旋转伞组成。其中，稳态扫描装置的作用是使敏感子弹药在降落过程中达到预定的稳态扫描状态。

（2）几种典型末敏弹

①德国SMArt 155 mm末敏弹。德国SMArt 155 mm末敏弹可以说是当今最先进的炮射末敏弹（图11-4）。它是德国的智能弹药系统公司（GIWS）从1989年开始为德国PZH2000 155 mm自行火炮研制的。1994年进行了该弹的首次实弹射击，以试验其薄壁结构。其弹体壁厚只有普通炮弹的1/4～1/3。这样做的目的是使母弹的有效载荷空间最大，同时也使EFP战斗部药型罩的直径最大。

图11-4　SMArt 155 mm末敏弹

SMArt 155 mm末敏弹外形与DM 642式子母弹相同，内装2枚自主式子弹药。图11-5所示为SMArt末敏弹中带冲气式减速伞的子弹药。该炮弹弹带较宽，且弹底有弹底塞。SMArt 155 mm末敏弹可配用DM 52A1式电子时间引信，可编定为在目标上空作用。电子引信作用后起爆装在弹头尖顶部的抛射装药。抛射装药产生超压将弹底塞弹出，随后将子弹药抛射出去。子弹药由减速减旋与稳态扫描装置、传感器引爆系统和战斗部组成。减速减旋与稳态扫描装置由阻力伞和3个减旋翼及旋转降落伞组成。降落过程中，阻力伞和减旋翼控制子弹药的气动力，而旋转降落伞控制子弹药旋转，在目标区域上空扫描。传感器引爆系统基于火炮发射加固处理的电子组件，由多信道红外微波雷达（工作频率为94 GHz）、无线电高度计传感器系统、数字信号处理器和电源组件组成。战斗部由钽制爆炸成型弹丸以及安全与解除保险装置组成。当使用DM72模块装药系统从155 mm火炮发射时，SMArt 155 mm末敏弹的射程为28 km。

图11-5　SMArt末敏弹中带冲气式减速伞的子弹药

SMArt末敏弹敏感装置采用了3个不同的信号通道，即红外探测器、94 GHz毫米波雷达和毫米波辐射计，从而使它具有较强的抗干扰能力，能适应战场环境。即使由于环境条件（如大气条件）使敏感器某个通道不能正常工作，SMArt也可以根据其他两通道的信号识别目标。例如，在地面有雾的情况下，红外探测器很难接收到目标的红外辐射信号，但毫米波在雾中可以照常工作。各路探测器接收的信号由弹上的信息处理器利用统计计算的方法进行综合分析和处理，以降低虚警率。

SMArt在结构设计上不仅使毫米波雷达和毫米波辐射计共用一个天线，而且使天线与EFP战斗部的药型罩融为一体。这种结构不仅为天线提供了一个合适孔径，而且因不需要添加机械旋转装置而较好地利用了空间。在战斗部设计中，SMArt使用高密度的钽作为药型罩的材料。这样，在155 mm炮弹内部空间有限的条件下，尽可能地提高了EFP战斗部的穿透能力，所形成的侵彻体的长细比接近5。与使用铜质药型罩时相比，侵彻体的穿透力提高了35%。图11-6所示为SMArt末敏弹中子弹药形成的EFP及其侵彻效果。

图11-6　SMA rt末敏弹中子弹药形成的EFP及其侵彻效果

②瑞典、法国联合研制的“博纳斯”155 mm末敏弹。瑞典博福斯公司和法国地面武器工业集团于20世纪80年代初联合研制的“博纳斯”155 mm末敏弹，是一种采用底部排气装置的远程弹药。在用52倍口径火炮发射时射程为35 km。其结构如图11-7所示。“博纳斯”末敏弹主要由底排装置、敏感器、战斗部、抛撒装置、反碰撞装置、安全引爆装置和引信组成。

图11-7　155 mm“博纳斯”末敏弹

1—底排装置；2—母体弹；3—敏感器；4—战斗部；5—抛撒装置；6—引信；7—反碰撞装置；8—安全引爆装置。

与其他末敏弹相比，“博纳斯”在设计上也有一定的特色。它的稳定装置没有阻力伞，而是用了一个由两片旋弧翼组成的圆盘，如图11-8所示。子弹被抛出后，位于子弹一侧的圆形红外敏感器张开，并被锁定在固定的位置上；与此同时，在敏感器对称一侧的稳定圆盘也张开了，从而使子弹在下降的过程中达到相对的稳定状态。由于没有用阻力伞，故子弹下降的速度比较快，减少了被敌方干扰的机会；同时，风对子弹的影响也减小了。

图11-8　“博纳斯”末敏弹母弹和子弹药(www.xing528.com)

“博纳斯”155mm末敏弹的作用原理：炮兵在将装有2枚圆柱形子弹药的末敏弹装入炮膛之前，先选定电子时间引信的定时时间。引信可装定为在目标区域上空1 000m的高度上作用，引燃抛射装药将子弹药从弹底弹射出去，并利用旋转制动器降低子弹药转速和下降速度。在子弹药降落过程中，在两片弹翼和光电组件展开之后，稳定盘投放出去。随后，子弹药降落速度减至45m/s，并以15 r/s的旋转速率自旋转。光电组件装有多波段被动式红外传感器，而只有当弹载激光高度计探测到的高度达到作战高度后，红外传感器才开始工作。大约在距离地面175m的高度上，红外传感器开始工作，扫描角为30°，扫描区域直径为175m，扫描面积约为32 000m2。子弹药以螺旋方式搜索目标。一旦光电组件锁定目标，战斗部将在最佳炸高（通常为150m）上起爆，攻击相对较易损的顶部装甲。它可穿透100mm厚的装甲板（图11-9），对装甲后器材和人员进行毁伤。

图11-9　“博纳斯”末敏弹作用过程和子弹药攻击装甲效果

“博纳斯”155 mm末敏弹的主要战术技术性能：全弹质量为44.4 kg，子弹药质量为6.5 kg，全弹长（加装引信）为898 mm，子弹药直径为138 mm，子弹药高为82 mm，最大射程为35 km（52倍口径火炮）或27 km（39倍口径火炮）。与SMArt相比，“博纳斯”的敏感装置比较简单。它只采用了一个多波段的被动式红外线探测器，而没有使用比较复杂的复合敏感装置，因此它的目标识别率相对而言是比较低的。

③美国M898式“萨达姆”155 mm末敏弹。从20世纪60年代初开始研制“萨达姆”（SADARM，图11-10）。其结构特点和SMArt差不多，敏感装置是复合型的。它由一个红外探测器、一个主动式毫米波探测器和一个被动式毫米波探测器组成；减速减旋与稳态扫描装置使用冲压式空气充气减速器和涡旋式旋转伞（图11-11），以10 m/s的落速和4 r/s的转速进行稳态扫描；战斗部也是钽EFP战斗部，可以实现150 m距离击穿装甲目标。

图11-10　美国“萨达姆”末敏弹

图11-11　“萨达姆”末敏弹中的子弹药

另外，“萨达姆”末敏弹还可用于227 mm多管火箭系统，但子弹的直径稍大一些（用于多管火箭时，子弹的直径是175.6 mm；用于155 mm火炮时，子弹的直径是147.3 mm）。因此，子弹的质量也略有不同。而且，用于多管火箭系统时，每发火箭弹中含有6枚末敏弹。

④美国Skeet航空布撒器末敏弹。以上3种末敏弹均配用于155 mm加榴炮，且其战术性能与工作过程大致相似。除此之外，由航空布撒器撒布的典型末敏弹还有美国Skeet航空布撒器末敏弹。

20世纪80年代初期，特克斯特朗（Textron）公司开始研制BLU-108传感器引爆子弹药，用于CBU-97传感器引爆武器（SFW），如图11-12所示。该子弹药用于攻击主战坦克、导弹发射架、防空站、装甲人员运输车和停机坪上停放的飞机等。该弹于1992年研制成功，目前已装备美国空军。在2003年的伊拉克战争中美国空军首次使用了CBU-97 SFW。CBU-97 SFW是在SUU-65/B战术弹药布撒器中装入10枚BLU-108子弹药后构成的。CBU-97 SFW装有10枚BLU-108时的总质量为454 kg，长为2.337 m，弹径为406.4 mm，翼展为520 mm（闭合）/1 070 mm（展开）。454 kg（1 000 lb[1]）级的CBU-97 SFW最初用于低空高速投放。该武器是世界上第一种投入战场使用的采用末敏子弹药的空投集束炸弹。

图11-12　CBU-97传感器引爆武器和BLU-108传感器引爆子弹药

BLU-108传感器引爆子弹药外形呈圆柱形，尾部有4片小的矩形尾翼。从母弹中发射出去之前，其弹体直径为133 mm，长为790 mm，质量为29 kg。每枚子弹药都装有4个斯基特（Skeet）战斗部。斯基特战斗部的外观像罐头盒，而内部为聚能装药结构。其质量为3.4 kg，直径为127 mm，高为90 mm，如图11-13所示。

当BLU-108子弹药从母弹中被抛出后，导引伞打开，使其在下降过程中减速。随后主降落伞打开，使子弹药轴向与地面近似垂直并缓慢下降。待下降至预定高度时，尾翼张开，火箭发动机开始工作，推动子弹药旋转，并产生向上的速度。当转速和高度达到适当值时，4个斯基特战斗部从子弹药中被抛射出去，如图11-14所示。

斯基特战斗部外侧安装有被动式红外传感器。当探测到热源（如坦克发动机）目标后，斯基特战斗部引爆装药，形成爆炸成型弹丸，可对坦克装甲车辆顶部实施攻击。每枚斯基特战斗部扫描面积为2 697.9 m2。CBU-97传感器引爆武器中的40枚斯基特战斗部可捜索面积达60 703 m2。

图11-13　BLU-108传感器引爆子弹药和斯基特战斗部

图11-14　BLU-108子弹药作用过程原理

在增强型SFW中，对斯基特战斗部进行了改进，包括加装了主动式激光传感器，以补充被动式红外传感器的不足。这样，所组成的双模传感器，能对付各种不同的目标。主动式激光传感器发射一束在地面反射的波束，用来探测目标轮廓，以确认被动式红外探测器探测到的目标；被动式红外传感器用来探测目标的热信号。此外，还改进了斯基特战斗部的光学器件和相应的被动式红外传感器尺寸，从而提高了斯基特战斗部的投放高度；改进了斯基特战斗部的药型罩，即在原药型罩的外圈增加了16个可形成小弹丸的药型罩（图11-15），扩大了破坏目标的区域。除对付重型装甲外，还可有效对付各类软目标或防空设备等目标。斯基特战斗部可形成质量为0.45 kg的铜质EFP。此外，斯基特战斗部中还有自毁装置。