弹道修正弹的结构和组成优化方案

弹道修正弹的基本结构是在常规炮弹上加装弹道修正模块，由GPS或地面雷达探知飞行中的弹丸在某几个时刻的空间位置，将此位置与预先装定的“基准弹道”相比较，根据偏差大小，指令弹上的修正机构进行距离或方向修正。这种修正可以在全弹道上修正几次，也可以只在弹道末端或起始端修正。

（1）修正系统

弹道修正弹的修正系统分弹上设备和弹下装置两大部分。弹上的修正部分由弹上信号接收和执行部分组成，而弹下装置包括地面或舰面上的跟踪检测分系统、弹道解算发送装置等。

弹上信号接收和执行部分由指令接收机、译码器、执行控制电子线路（或单板机）、修正指令控制器、修正执行机构、电源等组成，用来接收和执行由地面传送来的指令。装在有限空间内的弹上设备力求简单高效，具有抗高过载和高动态响应的品质。

地面跟踪检测设备由跟踪检测分系统和弹道解算发送装置两部分组成。

①跟踪检测分系统：它是常规火控系统的发展，由天线、主机、测距装置、随动装置、支架、电源等组成，用来跟踪、获取修正弹或目标的运动参数和相对位置的弹道偏差值（坐标），并把它们直接输入弹道解算装置进行实时处理。

②弹道解算发送装置：它是修正弹运动学环节的反映。在这里，修正弹的运动参数和测试信息被输入到计算机内进行综合处理比较，快速求出弹道修正量，通过修正指令发射机发送给飞行中的修正弹。所以，该装置既受修正执行机构作用的影响，又影响弹道偏差的变化，与跟踪检测分系统的工作直接相关。它由弹道解算计算机、修正指令编码器、指令信号发射机、发射天线和火控接口等组成。

若在修正弹引信内嵌有GPS接收机和弹道算法组件，把对目标的预测基准弹道或弹着点在发射前编入引信中，再与飞行中的攻击弹道进行比较，就不需要再对火控系统进行改造。遥控指令体制的弹道修正弹修正系统组成结构层次如图11-25所示。

图11-25　弹道修正弹修正系统工作框图

（2）修正执行机构

弹道修正弹的修正执行机构通常采用脉冲矢量或气动力两大技术进行修正控制。

①脉冲矢量修正执行机构。脉冲矢量修正执行机构又称力型控制修正技术。它通过在修正弹重心附近呈环状分布的横向喷流机构实现修正目的。它利用由起爆装置、药柱或燃气发生器生成的能源，经电磁阀等的控制，通过弹体侧壁开口的喷嘴喷射所产生的脉冲式推力矢量来修正弹丸的横向运动，达到修正弹丸弹道方向的目的。在修正弹飞行过程中该装置能执行多次修正。图11-26所示的4PGJC喷气控制弹道修正弹，在位于重心附近设置了多个弹道修正气体喷孔，气源由小型燃气发生器产生，弹底装有折叠式尾翼，用来降低修正弹的转速。指令信号接收机被装在弹尾，而在它接到传递来的弹道修正指令后，燃气发生器立刻在所需方位喷气，产生横向推力，修正弹丸弹道。

图11-26　瑞典4PGJC 40 mm弹道修正弹示意

②气动力修正执行机构。气动力修正执行机构是借助于改变气流方向来改变作用在修正弹上的力和力矩的活动面以实施修正弹道的技术，是被最广泛采用的传统飞行器控制手段之一。除常规的气动舵面外，弹道修正弹还可通过径向活动翼面、阻力环（板）、扰流片、活动尾裙和用来改变头部外形的风帽等气动力手段来实现对飞行弹道的修正。如瑞典研制的BROMSA修正弹，当地面测控系统计算出的期望弹着点所要求的减速指令传到修正弹上的近炸引信时，该引信就引爆少量装药，炸掉弹头上有刻痕的卵形部顶端，以增大修正弹飞行中的头部阻力，达到减速目的，实现对弹丸弹道纵向落点的修正，使其在17.5 km距离上的散布不到100 m。若传到修正弹上的指令是在打开径向活动翼面或阻力环，那么它们同样也是通过增大修正弹的（迎面）阻力达到减速以获得对纵向射程的调节；当想控制尾裙“收/张”时，就调整修正弹的底阻大小来影响弹丸飞行速度的“增/减”；利用控制鸭式前翼面的转动可实现对修正弹飞行姿态的调整，改变弹道方向。尽管相应的伺服机构等比较复杂，但它独特的优良控制效果已在弹道修正弹中开始获得应用。

现有弹道修正弹可分为一维修正弹和二维修正弹。一维修正弹是弹道修正弹发展的初级阶段，只能实现射程修正。其工作原理是，在飞行弹道某位置上适时张开阻力器，增大作用在弹箭上的飞行阻力，进行一维距离修正，实现落点趋近目标。阻力器的主要结构形式有桨形阻力器、环形阻力器、花瓣式阻力器、柔性面料伞形阻力器等，如图11-27所示。阻力器作为修正执行机构的优点是机构设计相对简单，容易实现，容易加工，修正效率高（能使弹丸的阻力系数增大到5～8倍）。缺点是阻力器只能进行一维修正，即只能在射程内向下修正，修正能力有限，修正精度较低。

图11-27　阻力器结构形式(www.xing528.com)

（a）桨形阻力器；（b）环形阻力器；（c）花瓣式阻力器；（d）柔性面料伞形阻力器

桨形阻力器。主要应用在尾翼稳定的非旋转或微旋转弹丸上，靠扭力簧和空气阻力的合力矩使阻力片绕销轴向外展开，并运动到位，增大弹丸前部的阻力面积。桨形阻力器的结构形式多种多样，如图11-28所示是一种通过可控作动器和扭簧连环解锁的阻尼机构，该阻力器主要由扭簧、作动器、控制盘和阻尼片组成，将装有扭簧的控制盘预紧在限位阻尼片的位置，并通过作动器锁死控制盘，在接收到解锁信号后，作动器作用，控制盘在扭簧的作用下离开限位位置，完成解锁动作，阻尼片在扭簧和风阻的作用下展开。

图11-28　桨形阻力器结构示意

1—控制盘；2—弹身；3—作动器；4—阻尼片。

环形阻力器。是弹道修正弹最早采用的修正执行机构，主要应用在旋转稳定弹丸上。其工作原理是，靠弹丸旋转产生的离心力，在要求时刻使阻力环展开到位，使弹丸前锥部的径向面积增大，从而增加弹丸的空气阻力，达到对射程进行修正、提高射击精度的目的。结构形式主要采用D形环阻力器。D形环阻力器张开前后的结构如图11-29所示。当机构接收到张开指令后，凸轮板开始转动，带动与阻力环连接的偏心销运动，从而驱动D形环沿前、后导板上的导向槽滑动张开，如图11-30所示。

图11-29　D形环阻力器修正模块及阻力环张开和未张开的剖视图

图11-30　D形环阻力器凸轮驱动机构原理

1—凸轮板；2—前导板；3—偏心销；4—棱；5—后导板；6—槽；7—轴套；8—阻力环。

花瓣式阻力器。由法国研制成功，并应用于SAMPRASS和SPACIDO型155mm榴弹上，其射程散布由原来的500m分别降低到60m和95m，射击精度提高了53～85倍。花瓣式阻力器和引信集成在一起，展开后迎面结构如图11-31所示。花瓣式阻力器展开示意如图11-32所示，该机构采用16个1/4圆片作为阻尼片，张开后阻尼片总共有4层。8个销轴作为阻尼片的转动轴及定位件。当机构接收到张开指令后，致动器将位于机构中心的花键往前滑动，导致花键齿与阻尼片上的槽脱离，使得阻尼片解锁。阻尼片解锁后，弹丸旋转产生的离心力使阻尼片绕销轴自由转动。为了控制阻尼片的转动角度以及转动角速度，阻尼片上的弧形槽与销轴配合成槽轮机构，约束阻尼片的转动。该机构中，销轴起到了两个重要作用，一个作用是作为阻尼片的转动轴，另一个作用是作为阻尼片的导引定位轴。

图11-31　花瓣式阻力器示意

图11-32　花瓣式阻力器展开示意

柔性面料伞形阻力器。美国专利中介绍了一种柔性面料伞形阻尼修正机构。其展开后外形及内部结构如图11-33所示。该伞形阻尼片安装于弹丸引信中，引信与弹身通过螺纹连接，8片阻尼片安装在引信外表面，在离心力作用下，各自单独地逆着空气来流方向向外张开。销钉与阻尼片上的销槽构成铰链，同时销钉相对于弹轴呈周向布置。在阻尼片未张之时，套筒将其包裹起来，以保持弹头气动外形。套筒以某种环锁的形式将阻尼片套牢。为了减少阻尼片的张开时间，无须在阻尼片与引信底座之间安装片簧，而是在销钉处安装一个扭簧，提高机构动态响应特性。阻尼片张开后，各阻尼片之间不可避免会形成空隙，从而降低了弹丸的弹道修正能力。为了填补这些空隙，各阻尼片之间增加了柔性纺织布料，阻尼片未张开之时柔性纺织布料卷在套筒内，阻尼片张开后将其拉开，共同构成伞形阻尼修正外形。

图11-33　柔性面料伞形阻力器内部结构及外形

1—电子检测单元；2—销钉；3—电子发火机构；4—套筒；5—阻尼片；6—电池；7—弹道探测装置；8—安全及解保机构；9—传爆管。