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美国未来炮射精确制导弹药(GFPM)

译自:美国陆军2008年1期
作者:欧尼A.努森,马丁.摩拉兹,弗兰克.阿尔塔默拉等
编译:全球防务(知远/于君)

“神剑”155mm火炮炮弹以最小附带毁伤度精确打击城市和复杂地形上的目标。在过去几个月里,神剑火炮在作战区域成功展示出强大的作战力,它标志着新一代炮射精确制导弹药的来临。
神剑炮弹等陆基弹药可以快速发发射,它不象空中平台发射的弹药那样需要大量任务计划或紧密协调。总的来说,战争中精确火力打击呈几何倍数降低了附带毁伤,减少了对后勤方面的需求,同时极大提升了作战效率。新一代炮射精确制导弹药就预示这样的前景,因为炮射精确制导弹药整体上要比当前的导弹和空射弹药便宜很多。炮射精确制导弹药在实现高重力加速度过载中面临的技术挑战在目前神剑炮弹、精确制导组件(PGK)、精确制导迫击炮弹(PGMM)和中程弹药(MRM)等项目中得以解决。
炮射精确制导弹药技术已经取得巨大进步,当前存在的另一项挑战就是研究便宜弹药。为了实现更低的生产成本,弹药部件成本必须降低,如惯性测量组件、半主动激光导引头、水平稳定面驱动系统、动力供应、引信保险和弹头部件等方面的技术必须得到进一步发展和简化。
在关键技术领域的进步,再加上积极的采购战略将会进一步降低精确制导弹药的成本,例如,每枚增量1精确制导组件的平均价格为3000美元,这比以前任何的精确弹药的成本更低。技术进步和承包商的独集中进行火炮精确制导弹药、迫击炮制导组件等潜在解决方案的研究对将来炮射精确制导弹药的成本降低有所帮助。
XM982式神剑增程炮弹

美军第1骑兵师在伊拉克塔吉前沿作战基地使用M109A6“帕拉丁”自行火炮射击。
XM982式“神剑”炮弹是美军第一种具备发射后不用管能力的精确制导火炮弹药。其高爆弹头有三种引信模式:点引爆引信、近炸引信和延迟引信,能够打击包括人员、建筑物、轻装甲和其它车辆在内的多种类型的目标。与常规非制导火炮炮弹相比,神剑火炮圆概率误差从370米降低到10米,这种精确打击能力给士兵一种全新能力,使他们能在附带毁伤是重点关注对象的复杂和城市地形中有效作战。“神剑”制导炮弹采用全球定位系统制导,该炮弹的战斗部重约23千克,在试验中射程达到24公里,加装弹底排气装置后的射程为35-40公里,可使用目前陆军和海军陆战队所有的135毫米榴弹炮,包括M109A6“帕拉丁”、M777轻型火炮和未来战斗系统的非直瞄火炮。它将用于近距离支援,尤其适用于城市作战。美陆军炮兵还将利用“神剑”的技术研制105毫米精确制导弹药。自2007年5月装备部队以来,神剑155毫米炮弹成为火炮部队的指挥官所选择的精确制导弹药,因为它提升了部队在复杂和城市地形中的精确打击能力,并且其射程达到24公里。
另外,作为神剑火炮主承包商的雷声公司正在努力减少火炮及弹丸的成本,并且提升其可靠性。



上述是一辆M109A6帕拉厅自行火炮在犹马靶场试射155毫米XM982神剑炮弹过程的三幅图片。神剑炮弹上的制导系统使炮弹的圆概率误差达10米,在最后阶段对目标实施近乎垂直角度的对顶攻击。

155毫米XM982神剑精确制导增程型炮弹
精确制导组件
受到联合直接攻击弹药精确制导方式的启发,美陆军野战炮兵学校提出为常规炮弹加装炮弹“精确制导组件”的方案。精确制导组件实际上是一种弹道修正引信,用以取代北约目前使用的制式炮弹引信,在炮弹飞行过程中进行弹道修正。美陆军希望通过精确制导组件的使用大幅度提高火炮射击精度,以较低的成本实现常规弹药的精确化,同时减少炮弹消耗量、减轻后勤负担。
美陆军军械研究发展与工程中心的碧加汀尼兵工厂于2005年8月发出招标书,征集精确制导组件的研制方案。研究工作分为3个系统研制与演示阶段,采取螺旋式方法来推进。签订合同后为第1阶段,为时18~30个月;对于这一阶段研究出来的精确制导组件,美陆军要求达到小于50米的圆概率误差,引信嵌入弹体的最大深度为124.7毫米,具有触发和近炸模式,最大过载为15000g,低速初始生产型于2008年底服役。第2阶段始于2007财年10月,对于这一阶段精确制导组件,要求圆概率误差降至30米以下,嵌入弹体的深度为56.1毫米(含传爆药),具有触发、近炸、延时和空炸(可以通过GPS、测高仪或电子定时途径实现)模式,最大过载亦为15000g,2011财年末形成初始作战能力。第3阶段预计始于2009财年10月,第三阶段精确制导组件应达到10米圆概率误差,过载限制则进一步提高,以便也能使用Ml119式105毫米火炮发射,过载达20000g,2012财年开始生产。这3个阶段后,都将分别进入为期3年的生产阶段。预计生产数量为,2008财年500—1000套、2009财年7500套、2010年7500套。
精确制导组件可在全球卫星定位系统和惯性导航系统的辅助下把155毫米和105毫米身管火炮常规弹药改造成“智能炮弹”。这种每发弹药成本为3000美元的组件为陆军间瞄火力的大范围精确化改造创造了条件,它将在“神剑”炮弹“点穴式”精确打击能力的基础上提供精确有效的压制效果。精确制导组件作为“神剑”的补充,但不是取代后者。精确制导组件使传统的火力压制使命更加有效,而“神剑”具有更高精确度适合“点穴式”任务。目前,ATK公司、雷声公司和BAE系统公司都在对155毫米炮弹精确制导组件系统进行设计与研究工作。
XM395精确制导迫击炮弹
现役迫击炮系统均属于区域防御武器,要求在开阔区域内占据较大的发射空间才能够压制目标,而由美国阿连特技术系统公司生产的XM395式120毫米激光制导迫击炮弹是一种多用途、多模制导弹药,可对高价值目标进行精确打击,消灭由土木掩体、水泥墙体保护的人员、轻型装甲车辆、指挥和控制中心,为机动部队和营级部队指挥员提供建制远程精确打击能力。在城市和低强度作战环境中,这种精确打击点状目标的作战能力特别的重要,因为这可以避免附带毁伤和减少平民伤亡的机会。
精确制导迫击炮弹的设计简单、坚固,其尺寸、外形均与传统炮弹相似,不同的只是它采用半主动激光导引头、整体式战斗部以及改进后的常规引信。相应地,灵巧迫击炮弹在造价方面自然比传统迫击炮弹高。该新型迫击炮弹旨在补充陆军的模块化概念,即轻型与重型部队均具备使用精确迫击炮的能力。目前,精确制导迫击炮弹项目正处于系统研制与演示阶段。据称,每枚精确制导迫击炮弹的生产成本至少为1万美元,而生产1枚120毫米传统迫击炮弹则仅需1000美元。因此,精确制导迫击炮弹不会设计用于所有任务,迫击炮班组仍将配用传统迫击炮弹。
精确制导迫击炮弹由发射药、控制发动机、战斗部、激光传感器和引信五部分组成。激光传感器可以在约80°的视野夹角内捕捉目标并分类,通过处理器将信息传送到制导与控制分系统,以确保直接命中。炮弹还安装一个带有可调延时引信的爆破杀伤弹头,对指定目标具有很强的杀伤力。系统使用成型装药战斗部,既可摧毁软目标又可摧毁硬目标。用飞行时间、目标类型和激光编码等参数对引信进行编程后,精确制导迫击炮弹与常规迫击炮弹的发射非常相似。
精确制导迫击炮弹能与现役及未来120毫米非瞄滑膛迫击炮系统兼容,包括120毫米营属迫击炮(包括M120牵引式迫击炮和M121车载迫击炮,牵引车使用高机动多功能轮式车)、“斯特瑞克”旅战斗队自行迫击炮和“未来战斗系统”120毫米非直瞄迫击炮。
作战时,侦察员或前方观察员使用地面、车载或机载激光指示器锁定目标,并确定需要使用精确制导迫击炮弹。前方观察员发出火力呼唤请求。一旦接收到火力呼唤,炮手需要对精确制导迫击炮弹的当日激光编码、引信延时模式和飞行时间设定程序。设置这些信息时可以使用一个近距感应引信装定器,或使用弹丸鼻锥部的按钮进行人工设置。炮弹的发射药和炮管的高低与方位角也要根据射表计算的结果进行调整。做好发射准备后,炮手将要根据射击指挥员所需的控制方式(立即发射、定时发射或根据观察员命令发射)安装件发射炮弹。前方现察员在炮弹飞行的最后10秒钟使用激光指示器照射目标。指示目标仅在射弹飞行的最后10秒钟内进行,这样做是尽以不让观察员暴露给可能的敌方激光告警系统。同时也为维持电源供给(徒步情况下)。飞临目标的半主动激光寻的头可以探测到从目标处反射的激光。炮弹捕捉目标,并在最终几秒飞行时间内实施机动,以确保命中。
XM395型120毫米精确制导迫击炮弹在2006年进行的各项试验都取得了成功。目前的精确制导迫击炮弹(第一阶段)射程为7.2公里,能够打击固定目标,而未来阶段的精确制导迫击炮弹将能毁伤移动目标,最大射程将达到12~15公里。
XM1111中程弹药
中程弹药是一种炮射超直瞄精确弹药,能满足“未来战斗系统”车载战斗系统的弹药需求。中程弹药为车载战斗系统提供成建制超直瞄射击的能力,车载战斗系统可以在静止间和行进间发射中程弹药,能够在2-12公里的范围内对重要军事目标,如静止或运动中的主战坦克、轻型装甲车辆、自行榴弹炮和高炮等等实施毁灭性的精确打击。
中程弹药有三种工作模式:自主模式,指示模式和纯指示模式。自主模式即中程弹药在发射之前首先将有关目标的各种数据下载到自身的芯片上,然后自主搜索和攻击目标。指示模式,即中程弹药根据反射自目标的半主动激光波找到目标并实施攻击。弹药在末段飞行阶段转换到自主模式,利用传感器引信修正瞄准点以增强杀伤力。如果激光波束丢失或没有出现,弹丸即可自动恢复自主模式。纯指示模式,这种模式与指示模式相同,一旦激光波束丢失或者没有出现,中程弹药不会恢复自主模式。该模式需要增加人工控制,否则在复杂的作战环境中,非常容易造成误伤或附带损伤。
ATK技术系统公司与雷声公司都对中程弹药进行了研究。ATK技术系统公司研制是动能弹(MRM-KE),雷声公司研制是化学能弹(MRM-CE)。ATK公司和雷声公司作为对手进行中程弹药的竞争已近十年,在该项目上都取得了稳步的进展。两家公司在中程弹药的研制中采取不同方法来满足陆军对中程弹药的需求,包括寻的装置、战斗部和气动控制装置。为了达到自动搜索目标的能力,ATK公司采用毫米波传感器,而雷声公司则采用非冷却红外传感器。两家公司均使用半主动式激光制导技术,雷声公司的战斗部设计加入了聚能装药,而ATK公司选择了动能技术。ATK公司研制的炮弹增加了火箭助推;雷声公司采用了鸭式布局和尾翼设计用于基本的气动控制。2008年1月,美国陆军选择了雷声公司研制120毫米XM1111中程弹药。该项为期63个月的中程弹药系统设计与研制合同价值2.32亿美元。雷声公司的中程弹药设计方案包括双模成像红外/半主动激光导引头以及多用途化学能战斗部。
由于“未来战斗系统”采用了螺旋式发展战略,近期内中程弹药还可以先装备到模块化重型旅级战斗队的M1A2SEP型主战坦克。模块化重型旅级战斗队在未来将与“未来战斗系统”旅级战斗队协同作战。为了使“未来战斗系统”中的车载战斗系统和重型旅战斗队中的M1“艾布拉姆斯”主战坦克都能使用中程弹药,中程弹药的研制和装备将分两个阶段,呈递进式发展。第一阶段,从2008财年开始研制过渡型超直瞄中程弹药,预计在2011财年开始低速初始生产,并从2014年开始装备M1“艾布拉姆斯”主战坦克。第二阶段将在第一阶段的基础上进行,计划于2011财年进入系统研制与演示阶段,2013财年开始低速初始生产,将装备乘车战斗系统和采用了“未来战斗系统”技术的M1主战坦克。
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炮射精确制导弹药的难点是高重力加速度过载中面临的技术挑战,神剑等精确炮弹已经解决。

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2009财年10月开始,第三阶段精确制导组件实验,将使安装确制导组件的普通炮弹精度达到10米,但不会取代神剑炮弹,神剑炮弹将具有更高精确度适合“点穴式”任务

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神剑已正式列装了,所以不应再是XM982编号,而是M982。
XM935精确制导迫击炮弹,研制工作大部已完成,但美国陆军暂停了拨款,07年之后的试验均是制造商ATK公司自掏腰包,这个武器装备的可能性还是很大的。
XM1111坦克中距弹药,还处于研制发展阶段。
XM1156精确制导组件,研制工作也进入尾声,预计09年开始实战测试,如果成绩达标,10年就开始初步装备。另外,105毫米精确制导组件研制也差不多了,基本上全搬利用155毫米精确制导组件技术,只是引信更缩小化。

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神剑炮弹将具有更高精确度适合“点穴式”任务这话表现在圆误差上是多少呢?1米?

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现役型号神剑IA的圆周误差在5~10米。神剑IB的误差没有提高,只是要求降低造价。
下一代神剑II是更换了弹头,使用DPICM或SADARM集束弹头,并无要求再提高精度,因为155弹药杀手力,达到5米误差就足够了,再精的意义不大。

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据说,神剑加装半主动激光制导可提高到1米

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半主动激光是末端制导,那个相当精确,1米误差没有问题,MRM坦克就是如此。
但是,神剑是不会装这个的。它是打固定目标,1米误差是不需要的。需要考虑而是价格因素。
绝大多数(>99%)情况下,火力精度能做到5米,就足够了,不比精益求精做十全十美。

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23千克战斗部,如果打人的话,10米误差也太浪费。苏联160毫米迫击炮威力相当于15 磅TNT,破坏力巨大,近失弹就能摧毁很好构筑的地堡,只有大型建筑和很深的地下室能抵御其攻击,弹坑就阻碍汽车通过。而神剑的50磅战斗部忘记能炸多大坑了。

但是,如果打击坦克的话,还是有1米误差之需。

[ 本帖最后由 .过客. 于 2008-8-22 11:42 编辑 ]

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原帖由 幻客 于 2008-8-21 09:38 发表
现役型号神剑IA的圆周误差在5~10米。神剑IB的误差没有提高,只是要求降低造价。
下一代神剑II是更换了弹头,使用DPICM或SADARM集束弹头,并无要求再提高精度,因为155弹药杀手力,达到5米误差就足够了,再精的意义 ...

在伊拉克战争中,双用途改进型常规弹药(DPICM)被称为“铁雨”。 227毫米火箭弹包括了DPICM弹头,每一枚火箭可以携带404个弹头。神剑使用这种弹头打击人员应该非常有效。
不过,据说,下一代神剑的主要特征是能打击机动目标。参考了下一代空军小口径滑翔制导炸弹的技术

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原帖由 幻客 于 2008-8-21 10:26 发表
半主动激光是末端制导,那个相当精确,1米误差没有问题,MRM坦克就是如此。
但是,神剑是不会装这个的。它是打固定目标,1米误差是不需要的。需要考虑而是价格因素。
绝大多数(>99%)情况下,火力精度能做到5米,就 ...

精确制导组件似乎才3000美圆,根据楼主译文也能达到10米误差。神剑5--10万美圆不大幅度提高精度有何优势?

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PGK精度设计要求是50米,不是10米。

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本帖最后由 .过客. 于 2010-9-16 12:18 编辑

主楼有关精确制导组件的第9自然段指出:第三阶段的精确制导组件圆概率误差误差10米
原文如下:
“第3阶段预计始于2009财年10月,第三阶段精确制导组件应达到10米圆概率误差,过载限制则进一步提高,以便也能使用Ml119式105毫米火炮发射,过载达20000g,2012财年开始生产。”

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另外还要请教这个<<美国陆军>>在技术上是否权威?
大陆常有<<中国陆军>>之类杂志出现,后来却发现属于盗用某杂志社名义偷印,稿件来自网民编造

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《陆军》是美国陆军协会(AUSA)的杂志,数据是比较权威的。AUSA是美陆军退役人员结成的团体,与军方保持密切关系。AUSA每年举行很多次展览会,均得到陆军支持。它们的报告,一般可信。

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如果精确制导组件圆概率误差确实10米的话,神剑炮弹的出路只有两个:
1、大幅度提高精确度,例如提高到1米内
2、大幅度提高射程,学习renfeng的滑翔精神,将滑翔进行到底,强化滑翔技术,例如:使155射程达到180公里以上。

[ 本帖最后由 .过客. 于 2008-8-22 13:58 编辑 ]

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神剑炮弹是否会被精确制导组件弹淘汰呢?

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精确制导套件是为老炮弹安装新设备,神剑则是全新设计炮弹。精度上,精确制导套件是不可能超越神剑的,所以不存在谁淘汰谁的情况。多数战况下,使用精确制导套件就可以了,但少数要求高精度的点穴式打击,必须用神剑。精确制导套件与神剑的关系,好比空军JDAM与SDB的关系。JDAM有诸多优势,精度是永远赶不上SDB的,正是由于此原因,所以研制了SDB。两种武器形成高低搭配使用,互补作用。

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本帖最后由 .过客. 于 2010-9-16 12:14 编辑

神剑炮弹应该向高端发展

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本帖最后由 .过客. 于 2010-9-16 12:13 编辑

雷声公司研制是化学能弹(MRM-CE)采用非冷却红外传感器和半主动激光双模制导。,能打击机动目标,价格据说也只有10万美元。

而目前的神剑炮弹只能打击固定目标,价格据说也是10万美元。下一阶段的神剑炮弹如果能否借鉴MRM-CE的制导方式就好了。




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楼主能不能给我提供一份原文资料,就是美国陆军2008年1期的英文资料
先谢谢了

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美国陆军已定制式近期研制中的弹药除了M982神剑和XM1156精确制导套件(PGK)之外,还有XM1066照明弹和XM1113增程弹。

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精确制导套件当然无法取代神剑,因为从神剑2-B开始其就能打击移动目标,神剑3更牛B,能区分目标!

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神剑2-B仍然是靠滑翔飞行吗?

[ 本帖最后由 .过客. 于 2009-1-8 17:01 编辑 ]

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有两种不同的方案,ATK公司的那种用的是助推火箭(其实就是加了一个小型固体火箭),雷神的方案尚不清楚,不过我估计如果要达到60公里的射程,决不可能靠滑翔飞行

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靠滑翔可以达到60公里的射程,瑞典弓箭手155炮发射神剑1就可以达到60公里,不过它是采取52倍口径。
我主要是想搞清楚,不要发动机,只靠滑翔是否可以打击机动目标。目前,从间接资料看似乎可以。空军的二代小直径炸弹就是滑翔为动力。目前的中程弹药似乎也是采用滑翔为动力。

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不错的资料

我喜欢,我喜欢。

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神剑炮弹目前型号的地位比较难受

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本帖最后由 .过客. 于 2010-9-16 13:00 编辑

中程弹药是红外成像\半主动激光双模制导
有三种工作模式:
自主模式,指示模式和纯指示模式。
自主模式,红外成像模式。中程弹药在发射之前首先将有关目标的各种数据下载到自身的芯片上,然后自主搜索和攻击目标。
指示模式,即红外成像模式\半主动激光模式。中程弹药根据反射自目标的半主动激光波找到目标并实施攻击。弹药在末段飞行阶段转换到自主模式,利用传感器引信修正瞄准点以增强杀伤力。如果激光波束丢失或没有出现,弹丸即可自动恢复自主模式。
纯指示模式,即半主动激光模式。一旦激光波束丢失或者没有出现,中程弹药不会恢复自主模式。该模式需要增加人工控制,否则在复杂的作战环境中,非常容易造成误伤或附带损伤。

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神剑B型的合同已经被雷神拿下了

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雷神虽然赢得神剑IB合同,该项目总数削减了大半。2009年第四季度,陆军还打算引进3万多发,到今年夏天,一下子降到了6200发。

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感觉神剑1确实不像是普及的品种,倒像是过渡品种。
也许分成高低端:
1、高端是价格几万美元,能打击机动目标的神剑2或替代者,但只能少量配置
2、低端是价格几千美元、误差10米左右、只能打击固定目标的的普制导炮弹,这个会普及

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精确制导套件当然无法取代神剑,因为从神剑2-B开始其就能打击移动目标,神剑3更牛B,能区分目标!
suxiaolang 发表于 2009-1-8 03:09
要区分目标可能要用红外成像吧?

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再介绍点详细的资料呗,保持关注中。。。。另外,不知这类美陆军弹药类的资料能从什么地方得到,渴望指点,谢谢

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本帖最后由 .过客. 于 2010-10-26 23:01 编辑

中程弹药,联合技术公司的方案败给雷声公司方案实在可惜了,是退步

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本帖最后由 .过客. 于 2010-10-28 13:27 编辑
有两种不同的方案,ATK公司的那种用的是助推火箭(其实就是加了一个小型固体火箭),雷神的方案尚不清楚,不过我估计如果要达到60公里的射程,决不可能靠滑翔飞行
suxiaolang 发表于 2009-1-8 13:00


其实有个末端启动控制方向的小发动机就可以,不需要全程采用发动机。当然,如果能在末端加速则更理想。
再就是增加一种制导方式,半主动激光制导或红外成像制导都可以,这样就可把精度提高到30厘米甚至更高,不仅可以有效打击地面高速机动目标,还能打击慢速直升飞机。

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精确武器的使用是未来战争中的必然。

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精确制导武器能大幅减轻后勤压力,另外,对于155的炮弹,10M的精度足够了
沉默是金

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神剑后续型号研发进展的情况怎么样啦,

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神剑IB已经投产了,雷神击败了ATK继续是生产商。IB比起现役IB型号,射程略为提高,精度保持不变,造价降低了30%。

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神剑加装半主动激光制导可提高到1米

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神剑IB在前不久的测试中取得了小于2米误差。
PGK测试最好的精度是25至30米,也超过了设计要求50米圆周误差。
神剑S首次测试完成,这是神剑IB基础上安装激光引导的技术演示,旨在对付机动目标。
神剑N5是把神剑IB移植到127口径舰炮上,它可以是GPS单模制导用于海军火力支援,也可以是神剑N5双模制导获得反舰作战力。神剑N5的主要竞争者是奥拓127火山双模制导弹,火山优势在于射程,高达80公里。BAE的MS-SGP是另一种127制导炮弹。MS-SGP是基于LRLAP技术,目前阶段只有GPS,所以不能用于反舰。神剑N5和MS-SGP适用于BAE127舰炮,火山适用于奥拓127舰炮,两者不能混淆。基于此原因,美军无法引进火山。

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