[坦克的“克星”]智能末敏弹

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　　坦克素有“陆战之王”的美称，凭借猛烈的火力和坚固的装甲一直横行沙场。在地面战争中，钢铁洪流般的大规模集群坦克足以使敌方闻风丧胆，苏德的库尔斯克会战曾给无数人留下了深刻印象。随着军事科技的不断发展，如今世界各国研发和装备的新一代主战坦克在防御方面又有了长足的进步，常规反坦克武器已经很难迅速有效地将其消灭。在这种形势下，就需要一种更为有效的反装甲武器。近十几年来，中国及西方少数发达国家研制出来的一种神奇武器成为集群坦克的克星，使问瞄武器能远距离攻击敌方集群装甲目标。它可以在几十、甚至上百千米外发动攻击，在几分钟里洒落满天“钢雨”，在几毫秒内完成对攻击目标的识别，专门打击坦克“天灵盖”这一薄弱环节。这种武器在伊拉克战争中发挥了很大作用，人们至今还没有找到有效克制它的办法。这究竟是一种什么样的神奇武器呢?它就是坦克的新克星――智能末敏弹。
　　智能弹药就是人工智能技术与弹药技术相融合的产物，从而使这些弹药能够自主地或与外部交互地模拟人的某些智能行为(如学习、记忆、比较、分析、推理、判断、决策和自适应等能力)以完成给定的任务。末敏弹，是“末端敏感弹药”的简称，又称“敏感器引爆弹药”。作为智能弹药的一种，末敏弹能够在弹道末端自动搜索和自主探测、识别、定位目标，并使战斗部朝着目标方向爆炸，主要用于自主攻击集群坦克的项装甲。末敏弹多采用子母弹结构，母弹仅仅是载体，只有子弹才具有末端敏感的功能。
　　
　　组成及作用过程
　　
　　末敏弹通常由母弹(载体)、多枚末敏子弹、抛射分离装置、时间引信等组成，载体大小决定了能装载的子弹数量，如炮射末敏弹一般携带两枚子弹。末敏子弹主要由减速／减旋装置、稳态扫描装置、敏感器系统、弹载计算机和EEP战斗部等组成。载体可以是炮弹、火箭弹、航空炸弹、航空布撒器、无人机、战术导弹等。随载体射程不同，末敏子弹可实现对远、中、近不同射程上装甲目标的攻击。
　　末敏弹飞行至目标区上空后开舱抛撒出携带的末敏子弹，抛出的子弹经过分离、减速，必要时还要经过减旋过程后，利用稳定系统进入稳态扫描阶段。此后，多模敏感器开始探测地面目标并将探测到的数据实时传送给弹载计算机进行分析、处理、决策。一旦识别目标，立刻发出攻击指令起爆EFP战斗部，攻击目标顶装甲。从子弹与目标交会到最终完成攻击只有短短几毫秒，这个过程往往使敌人猝不及防。
　　
　　独特的搜索方式
　　
　　末敏子弹不像导弹，一没有动力和控制机构，二没有任何主动姿态控制设备，无法控制弹体主动向目标“追踪”飞去。那它又怎么能搜索到目标呢?这就涉及到末敏弹的一项关键技术：独特的稳态扫描运动模式，即目标搜索方式。
　　末敏子弹依靠稳定机构实现子弹匀速下落，同时绕铅垂轴稳定旋转。通过采取一定的措施将子弹弹轴和旋转轴错开一定角度(即扫描角)，而且弹轴、战斗部轴线和敏感器视线三轴设计为平行，这样子弹在稳态扫描运动时其敏感器视线就会沿一条不断向内收缩的螺线轨迹扫过一整片圆形区域，实现对地面目标的搜索、探测。子弹转向哪里，敏感器就看到哪里，战斗部就指向哪里。末敏子弹稳定机构通常采用旋转降落伞，也可采用单翼或对称布置大小不一的双翼结构。
　　通过落速、转速的良好匹配，可以使未敏子弹不会因扫描间距过大而漏扫，或因间距过小而多作无用功。例如美国155毫米末敏弹SADARM的转速和落速的匹配为7.6转／秒和17米／秒，德国155毫米末敏弹SMArt的匹配为转速3转／秒、落速13米／秒，二者均采用旋转降落伞式稳定系统。末敏子弹第一个扫描圆所包括的准圆形区域面积就是末敏子弹的扫描面积。显然末敏子弹起始扫描高度越高，扫描角越大，扫描面积就越大。但是，受到EFP战斗部和敏感器性能限制，末敏子弹的起始扫描高度通常在200米以下，扫描角一般为30°。
　　
　　锐利的“法眼”
　　
　　末敏子弹独特的目标搜索方式需要敏感器在其视线与装甲目标最短仅不到1毫秒的交会中，能从各种复杂程度不同的地物背景中准确探测到装甲目标。这在技术上要求较高，同时还要保持敏感器自身结构简单、成本相对低廉。而且，这个探测过程一般还是在充斥着大量对抗信号和干扰信号的现代战场环境下，这些都对末敏子弹敏感器提出了严格的要求。
　　目前通常采用的敏感器有红外敏感器、毫米波辐射计和毫米波雷达等，此外还有声波敏感器、激光雷达敏感器等等。红外敏感器的原理想必大家都已非常熟悉，这里不再多述。毫米波雷达通过发射并接收目标反射的信号未探测目标，可以获得与目标的距离、目标的方位和速度等信息。毫米波辐射计是一种被动的探测方式，通过地面金属目标与背景之间的毫米波辐射温度差，可以确定金属目标的外形尺寸以及中心位置。而且，毫米波辐射计既能探测热的金属目标，也能探测冷的金属目标。
　　同一个装甲目标在不同敏感器眼里，表现大不相同。例如在毫米波辐射计眼里，装甲车辆就是一个冰冷的铁盒，而在红外敏感器眼里，装甲车辆又变成了一个肚里装着大功率发动机不断向外发热的铁盒子；再比如毫米波辐射计对平坦的金属目标相对敏感，对棱角结构较多的非平面金属目标相对不敏感，而毫米波雷达正好相反。多模敏感器正是利用了装甲目标在多个不同波段的辐／反射特性之间的互补性和矛盾性来获得更高的探测性能、抗干扰及去伪能力，才使装甲目标在白天、黑夜任何时候都难逃末敏弹的法眼。
　　现有末敏弹基本都采用了多模敏感器。多模体制基本上分两类，一类是红外与激光复合体制，如CBU105和BONUSMKⅡ；另一类是红外与毫米波复合体制，如SADARM和SMArt。与单一探测体制的末敏弹相比，多模敏感器能在更杂乱的背景和更恶劣天气条件下，仍能有效探测到目标，基本具备了全天候作战能力，给末敏弹长上了锐利的“眼睛”。
　　
　　智能识别
　　
　　弹载计算机作为实现末敏弹“智能化”识别的硬件载体，首先对多模敏感器各路目标探测信号进行采集和预处理，即探测信号数字化，以便于弹载计算机后续处理。随后从各路信号中进行特征提取。针对不同的敏感器，所提取的特征不同。所谓特征是选定的一种度量。如红外信号，特征一般是信号的宽度、幅度、上升斜率、各信号间的相关性等。特征往往包含时域和频域两部分。通过特征提取过程实现从信号空间到特征空间的转变，这时目标就变成一个特征矢量。将此特征矢量输入已设计好的区分／鉴别函数，完成从特征空间到决策空间的映射，结果确定目标是不是坦克，以后复杂点的还要能对目标进行分类。
　　智能识别软件通过目标／背景特征知识库的建立和目标／背景动态特征知识的获取，再通过模型、规则、逻辑、方法等的分析，完成推理机(包括特征提取、区分／鉴别函数)的设计，最终使末敏弹能够在熟悉或不熟悉、确定或不确定的各种背景环境中，根据目标／背景特征知识库中存储的知识和现场所获取的 目标／背景特征知识进行推理和判断，自主探测和识别所要攻击的目标。
　　智能识别主要表现在以下几个方面。其一，有弹载计算机系统，相当于“大脑”，其中储存有目标／背景特征数据库，这是末敏弹的“经验库”、“知识库”。数据库越完备，经验或知识就越丰富，最终区分／鉴别函数模型越准确。其二，有集专家智慧的目标识别软件，可在各种环境中自适应地提取特征、建立阀值并选择适宜的识别逻辑，可对信息进行自适应处理、比较、分析、推理并最终做出决策。不同用途、不同种类、不同阶段的末敏弹，“智能”程度不同，其智能化也是一种相对的、渐进的、从低级向高级的发展过程。
　　
　　威力巨大的“一阳指”
　　
　　末敏弹特殊的扫描一攻击模式要求战斗部必须定向起爆，且能在百米以上距离内保持稳定毁伤作用，能将所有能量集中射向视线所指方位。爆炸成型弹丸(Explosively Formed Pro―iectile，简称EFP)战斗部技术是完成上述使命的有效途径之一。EFP战斗部起爆后，药型罩在爆轰压力的作用下，挤压、翻转、拉伸成一个杵形的弹丸。这个侵彻体以2000米／秒左右的速度射向目标，形象一点，就像“一阳指”瞬间刺破装甲目标顶装甲实现毁伤。EFP战斗部可对炸高1000倍装药直径范围内的装甲目标实施有效的毁伤，击穿装甲目标的最大厚度可以达到1倍装药直径，即装药直径135毫米的EFP战斗部在135米距离上可穿透135毫米厚的装甲靶板。这一厚度远远大于现今主战坦克的顶装甲厚度，毁伤效果极佳。EFP战斗部的药型罩材料一般为延展性大的重金属材料，有铜、钽、钽钨合金等。除了炸高范围大以外，EFP战斗部的穿甲后效极大，且对爆炸反应装甲作用不敏感。这些特性用于对付坦克无疑是再合适不过了。
　　
　　集群装甲目标的“克星”
　　
　　末敏弹是对付远距离集群装甲目标的“克星”，能够自动搜索和自主探测、识别、定位目标，并从上方攻击装甲目标防护最薄弱的部位――顶装甲，实现高效毁伤，在扫描区域内有目标并可靠作用时的命中率可以达到90％以上。末敏弹具有作战距离远、命中概率高、毁伤效果好、点面结合、火力密集迅猛和不易拦防、效费比高等特点，是真正意义的“打了不管”弹药。对敏感器和战斗部进行针对性改进后，也可对舰船、飞机、雷达站等重要军事目标实施打击。试想一下，如果只需出动一架挂载1～2枚末敏弹布撤器的飞机即可击退、粉碎一个装甲师／旅的进攻；或者一门多管火箭炮只需半个齐射所发射的末敏弹就可彻底摧毁一个营级装甲分队，那么，从这个角度来上说，末敏弹的出现具有一定的战略意义。
　　实践表明，末敏弹是目前远距离打击大面积装甲最有效、最具威慑力的武器。毁伤相同数量装甲目标的耗弹量，末敏弹与子母弹和榴弹的比为1：40：250。伊拉克战争中美军就使用了M898 SADARM炮射末敏弹和CBU105末敏弹布撒器，用B-52轰炸机共投放了88枚CBU105，效果显著。《自由伊拉克行动：第3师战后回顾》中提到，SADARM末敏弹的性能比预期的好，旅级指挥官和火力支援小组在SADARM末敏弹与“铜斑蛇”末制导炮弹之间通常选择前者。美军发现，只需发射比条令要求的数量更少的SADARM末敏弹，就可以达到预期或需要的毁伤效果。因末敏弹在伊拉克战争中的良好表现，战后，美军增加了末敏弹的订购数量，同时加大了最新一代末敏弹的研制力度，并由此引发了其它军事强国又一轮的末敏弹订购热潮。
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