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发布日期:2025-06-02 15:08    点击次数:159
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迫击炮——弹药、火力控制和瞄准的准确性

作者:军鹰智库员外    来源:军鹰动态

传统上,迫击炮是一种步兵资产,在技术和战术上都在不断发展,为装甲车和徒步部队提供了新的可能性,弹药和火力控制解决方案提高了他们的作战性能。

迫击炮在炮兵地位正在上升。新技术、系统、机动性和战术思维意味着,在本世纪初可能有点被搁置的老式迫击炮,在世界各地的军事库存中找到了新的重要位置。传统上,作为步兵携带和使用的关键火力支援资产,通常由营指挥官控制,火力支援连使用120毫米或81毫米口径的系统,有时安装在装甲战车(AFV)或非装甲车上,通常可拆卸,以便在地面重新部署,供徒步部队使用,为前线的友军提供关键火力支援。在排和班一级,通常部署60毫米或更少的迫击炮。

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从传统的手动瞄准和铺设,到今天通过与激光测距仪、昼夜瞄准和导航信息的安全数据链路互连的数字系统。这一转变使目标获取速度大大加快,并使迫击炮部队在面对不断变化的作战威胁时具备了在极短时间内执行火力任务的必要能力,包括多发同时冲击(MRSI)能力。能够在敌人有机会定位迫击炮阵地之前进行射击和侦察,然后进行反击,这对今天和明天战场上的生存至关重要。

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▲芬兰和瑞典两国联合研制的AMOS 120mm双管自行迫击炮

随着越来越多的目标获取系统和技术可用,并被许多国家的火炮部队使用,迫击炮——以前不是工具箱中最准确的工具——也在一些军队的控制下,从而受益于火炮的高精度目标获取数据,在这一过程中变得更加准确。但是,尽管迫击炮火力控制和相关系统的进步是迫击炮进化的一部分,但确保在另一端降落的东西能产生预期效果至关重要。因此,迫击炮弹药需要尽可能精确地打出最佳威力。

本文介绍了北约内外迫击炮部队正在制造和使用的一些弹药系统,以及可以使迫击炮系统比以往任何时候都更有效、更准确的火力控制和瞄准系统的发展。

迫击炮弹药

多年来,从最常见的用于消灭敌人的传统高爆弹(HE)到烟雾弹、白磷弹和照明弹,各种迫击炮弹一直是标准的公平选择。

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随着新发现的迫击炮系统的持续流行,随着精确制导迫击炮炸弹的发展,其典型的高弹道也是一个理想的因素。精确制导迫击炮弹与火炮弹药非常相似,旨在打击高价值目标,以穿透因其高、近垂直攻角而较弱的顶部装甲。

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▲60mm、81mm、120mm迫击炮弹药:蓝色为训练弹、白色为照明弹、褐绿色为高爆弹、浅灰蓝色为白磷发烟弹

其中一个系统是通用动力军械和战术系统公司(以下简称GD公司)的81毫米自旋控制制导迫击炮弹(RCGM),该公司称之为“负担得起的、灵活的精确制导(PG)”迫击炮弹,适用于新时期的冲突,在新时期,更需要提高对目标的精度,同时减少附带损害,这实际上是步兵的便携式精确弹药。该弹药可以从英国L16和美国M252 81mm迫击炮系统发射,几年前首次测试发射时,在980米至4000米的范围内实现了精度小于5米的圆误差概率(CEP)。

使用便携式GPS设定器,将目标坐标编程到RCGM炮弹中,并手动将多模式引信设定为接近(PRX:proximity)、点爆震(PD:point detonation)或点爆震延迟(PDD:point detonation delay)模式。一旦发射,炮弹的自载GPS就会获取卫星并确定其位置和垂直基准。持续的GPS更新使系统的自动驾驶仪能够计算修正值,并向炮弹的鸭翼发送命令,鸭翼不断地将炮弹修正操纵向目标飞去,直到撞击引爆。由于完成任务所需的炮弹数量减少,该炮弹的准确性使弹药补给后勤减少了30%。

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▲81毫米自旋控制制导迫击炮弹(RCGM)

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皇冠哥直播痛哭▲GD公司的120毫米RCGM制导炮弹,除此之外还有81毫米版本,引信均为全球最先进的M734A1引信

由于GD公司的81毫米RCGM制导迫击炮弹仍在一些未经证实的国家服役,包括北约的一些国家,因此它还继续提供拖曳式120毫米远征火力支援系统(EFSS:Expeditionary Fire Support System),该系统是根据现有的美国海军陆战队计划开发制造的,以应对对更轻、更机动、可内部运输的火力支援系统的需求,满足速度接近目标和近距离火力支援。

EFSS迫击炮有一套弹药,包括四种类型的分类弹药:高爆弹、烟雾弹、照明弹和训练弹,该公司表示,这些弹药比目前部署的弹药具有更大的杀伤力、准确性和射程。这些炮弹符合不敏感弹药(IM)的要求,有效射程可达8.2公里。这些炮弹使用标准的火炮引信进行点爆或空中爆炸。线膛弹药或滑膛弹药均可从EFSS发射,尽管与目前的滑膛弹药相比,线膛弹药通常提供更大的稳定性、准确性和射程。

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▲拖曳式120毫米远征火力支援系统(EFSS)

GD公司还提供60毫米和81毫米迫击炮杀伤人员反材料弹药(Anti-Personnel Anti-Material munitions),据称其杀伤力比传统迫击炮炸弹高出100%。该弹的预碎片有效载荷可以进行定制,以满足特定用户的要求,从而确保针对各种目标集的最佳杀伤区域;GD公司表示,这提供了对危险区域进行精确控制的优势,使友军在近战中能够获得更快速的火力支援。

GD公司的军械和战术系统部门为60毫米、81毫米和120毫米迫击炮系统制造的增量推进剂是抑制闪光和完全燃烧的,这会导致出现最小的残留物、闪光和爆炸超压,这对迫击炮团队的安全很重要。该公司还表示,这些球形粉末推进剂的卓越流动特性提高了装载操作的效率和准确性。

合同研究亮点&制导迫击炮弹药项目

2020年上半年,亚太地区一个未公开的国家授予了一份价值3000万美元、为期两年的合同,该合同突显了Elbit Systems公司的迫击炮弹药实力,特别是交易主题的精确制导“短剑(Stylet)”迫击炮炮弹。该炮弹是一种多模GPS/INS制导120mm制导迫击炮弹药(GMM),射程为1000-8500米,适合战术作战部队和特种部队使用。它的圆误差概率精度不到1000万之一,该公司表示,它提供了一种经济实惠的精确解决方案,操作简单快捷,不仅提高了操作效率,还大大减少了附带损害。

Stylet适合用于对付高价值目标,具有自主火力控制和多目标攻击能力,在依赖使用弹药的120毫米迫击炮系统的射程内对步兵和轻型装甲车有效。迫击炮炸弹具有触点引爆(PD)、触点延迟引爆(PDD)和近炸(PRX)操作模式的多模式引信,以及五增量装药/推进剂系统。Stylet的爆炸和破片弹头具有很高的杀伤力和精度,附加伤害很大。任务准备时间仅需15秒,无需气象数据支持。Elbit Systems公司认为,现代战争对经济高效的高精度制导弹药的需求越来越大。

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▲“短剑(Stylet)”适用于对付高价值目标

Stylet并不是Elbit投资组合中唯一的制导迫击炮弹药(GMM),该公司因创新精密GMM系统而赢得了全球声誉,该系统将满足现代作战空间的作战需求,在现代作战空间中,需要精确打击的第一轮能力来支持机动战术作战部队,同时具有成本效益。

与Stylet一样,其所有配备多模式引信、爆破和破片弹头的GMM也是如此。有些还包括穿透弹头。这些系统显著增强了营级和旅级的火力,并能够在城市或开阔地形以及所有天气条件下,以近垂直的视线(LOS)和非视线(NLOS)目标向更远的距离精确射击。

该公司的“刺剑(Rapier)”远程GMM具有更大的射程能力,即使在恶劣的天气条件下,也能高精度地达到16公里的距离(取决于所使用的迫击炮类型)。GPS/INS操作不需要发现目标,不需要元数据,并且使用与Stylet相同的多模引信。这一轮需要15秒准备才能发射,并且有一个六增量装药/推进剂系统。 

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▲Elbit的“刺剑(Rapier)”远程GMM可以达到16公里的距离

“铁刺(Iron Sting)”是Elbit Systems公司的120mm SAL/GPS GMM,根据迫击炮类型的不同,可以发射1公里至12公里的距离,有三种操作模式:GPS/IMU、SAL+GPS/IMU和SAL+IMU。这种多功能性在所有战场场景中都提供了强大的功能。Iron Sting的特点是导引头激光传感器能够使用标准脉冲(北约STANAG 3722)和编码CW激光二极管(重量轻、成本低,适用于小型无人机和无人机)。弹头能够穿透双层钢筋混凝土,具有爆炸和碎裂效果。迫击炮弹具有与上述相同的多模式引信。不需要元数据。

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▲“铁刺(Iron Sting)”是Elbit开发的120mm SAL/GPS GMM,可以发射范围从1公里到12公里

与现在存在的将炮弹转化为精确制导弹药的精确制导套件一样,Elbit Systems公司有自己的激光和GPS制导迫击炮套件(LGMK),可以将现有的120毫米标准迫击炮炸弹转化为制导弹药。LGMK增强了制导能力,使其具有广阔的视野和移动跟踪目标能力,可精确打击软装甲或轻装甲目标,以及城市环境中的目标,在城市环境中,提供第一轮能力和最小的附带伤害至关重要。该解决方案与STANAG 3733北约激光标识兼容。Elbit Systems公司的迫击炮弹药系列涵盖所有口径,包括各种标准高爆弹、照明弹、烟雾弹和训练弹,以及远程高爆弹和其他特种弹药。

其它地区的迫击炮弹药系统

希藤贝格国防系统公司Hirtenberger Defense Systems(简写HDS)是国际军事部队迫击炮弹药的主要供应商之一,该公司生产60毫米、81毫米和120毫米迫击炮的炮弹弹药,以及各种迫击炮和其他迫击炮相关系统。该公司弹药的一个关键特征是能够在不影响安全和不降低弹药战斗力的情况下承受最恶劣的敌对环境。

因此,其不敏感(IM)迫击炮弹在全世界广受欢迎。事实上,在2019年上半年,荷兰国防部授予HDS公司一份合同,欧博开户供应不敏感(IM)的60毫米迫击炮弹药,交付给其武装部队,直到2024年,根据框架协议的条款,HDS还有两年的选择权。该公司还在为德国联邦国防军翻新70000发120毫米迫击炮弹药。这些弹药有被淘汰的危险,将更换其装药系统,并在2026年前投入使用。

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▲Hirtenberger的迫击炮火控制系统(MFCS)解决方案与81毫米迫击炮和迫击炮弹一起使用,在武器位置上包括一台支持GPS的军用手持计算机

以其60毫米迫击炮弹药系列为例,该公司目前的弹药系列包括一种带有惰性填充物的60毫米训练弹Mk2,尽管它可以提供终端和冲击效果,并具有训练目的的特征。其60毫米白磷SMK-WP Mk2弹药由北约合格的白磷填充物组成,可产生快速烟幕,尽管在制造烟幕的速度上可与该公司的60毫米SMK-TTC Mk2炮弹相媲美,其四氯化钛填充物也可产生非常快速的烟雾,尽管在这种情况下是“冷”烟雾。

60毫米系统的HE弹包括60毫米HE-TNT Mk2 PD和PRX炮弹,这两种炮弹都能产生多达5000枚碎片(见下面照片)。所有以上的重量为1.79公斤左右。同样适用于60毫米弹药系统的还有红磷SMK-RP Mk2,用于产生持续90秒的烟幕。照明ILL-VIS Mk2的可见光度为350000cd,在5米/秒的下降过程中持续40秒,以及ILL-IR Mk2提供高红外照明和低可见光照明。

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▲Hirtenberger公司的60毫米迫击炮系统HE炮弹包括60毫米HE-TNT Mk2 PD和PRX炮弹,这两种炮弹都能产生多达5000枚碎片

关于碎片化问题,据说HSD所称的“革命性的、新的”CONFRAG技术可以确保其炮弹比其他高爆弹更精确地产生致命的碎片化效果。CONFRAG控制碎片的质量、速度和分布,显然超过了当前全球自然碎片标准,即产生大小、质量和形状不同的碎片,因此杀伤力较高。据说,通过HSD解说,CONFRAG递送的碎片具有更大的能量、穿透力和更大的覆盖面积,从而增加了杀伤力。

迫击炮中的新材料

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随着其迫击炮系统在全球35个国家的使用,另一家在所有领域的口径版本并提供60毫米、81毫米和120毫米迫击炮弹药的公司是Expal;该公司提供HE、IM、HC、WP、RP、ILL、IR和TP配置的弹药,这些配置符合并兼容所有北约滑膛系统。它开发、制造并集成自己的引信、底火、推进剂和其他关键部件;正是Expal在炸药和高能材料技术方面的核心能力和经验使其与众不同。该公司最近采用新材料和工艺改进包括迫击炮炸弹在内的常规弹药,这是一个里程碑。

Expal公司研究了使用新的聚合物基材料来取代金属材料,前者超越并改进了原始系统的功能和特性。此外,随着可以使用这种聚合物的3D打印机在工业上的使用越来越多,3D原型弹药的生产也有可能引发军工革命。

BAE系统公司专注于81毫米迫击炮,拥有英国陆军和世界各地其他武装部队使用的有效射程81毫米迫击炮弹变体,以及各种武器系统。目前,该公司表示,其工程团队正在对这些炮弹进行几项改进,以提高用户的有效性和操作安全性,其中包括IM合规性,这样迫击炮工作人员在其阵地上的迫击炮炸弹库存中引发爆炸连锁反应的风险将低得多。此外,精确制导正在研究中,该公司表示,它现在有一个完全开发的迫击炮制导系统,该系统使用GPS和内置在引信中的鳍/鸭翼来提供二维航向校正。

进一步的研究方向是预制碎片。尽管该公司配备Mk4装药系统的HE L41A4弹据说可以从其球形铸铁弹体中提供最佳的碎片,但BAE系统公司正在测试预制碎片,这有可能提高81毫米HE弹的区域效应和进攻能力。

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最近,许多足球明星即将到来国际友谊赛准备。据悉,其中一位明星为了保持最佳状态,特地租一座私人岛屿进行特训,不少羡慕不已。▲81mm HE L41A4弹(上深绿色)

目前的L41A4 HE炮弹使用PD和PRX引信,射程高达5375m。其他81毫米炮弹包括红白磷烟雾弹和两种照明弹,其中有一种是红外照明弹。有趣的是,该公司表示,其RO 04-04A1红磷烟雾变体比白磷烟雾产生更持久、更有效的烟雾,毒性更低,并使用36个颗粒分散并放置在地面上,在120秒内在5375平方米的大范围内产生有效的烟幕。

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▲LGMK将现有的120毫米标准迫击炮弹药转换为制导弹药

补充任何有效的迫击炮弹都是一种有效的引信,引信技术的专业知识并不比荣汉斯防御公司(Junghans Defense)更深;从炮弹引信和点火系统,到机械引信和引信组件,包括微机械组件、机械安全和防护装置,等等。

Junghans公司在引信技术方面的研发,包括迫击炮弹的研发,正在不断创新,以开发未来可能需要的解决方案,以满足新兴的运营需求。事实上,该公司目前正在研发一种名为“火焰(Flame)”的新型接近引信,尽管尚未投入使用。这种新的多选项PRX引信将有四种操作模式,分别是:PRX高海拔/PRX低海拔、PD和PDD。PDSQ(super-squick超级快速)也正在作为一种能力进行开发。新引信将配备IM点火装置,并符合欧盟REACH法规和STANAG 4187标准。

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▲Junghans正在研发一种名为“火焰(Flame)”的新型接近引信(PRX fuse),但尚未投入使用,这种新的多选项PRX引信将有四种操作模式

迫击炮火力控制和瞄准备注

由于最新的精确弹药开发、炮弹设计和推进剂装药创新,迫击炮的精度肯定在提高。但是,如果没有准确、快速的火力任务数据和坐标,没有高效的沟通,也没有快速部署迫击炮的能力,所有这些都不会让前线部队在面对前进的敌人时要求准确、压制火力。

最新的车载迫击炮与计算机化的火控和导航系统直接联网,可以快速部署在目标上,并使用动力横移和仰角,可以快速向目标发射炮弹。这使得迫击炮工作人员能够在敌方定位部队确定他们的位置之前潜入另一个射击阵地——先进的数字火力控制将有助于确保任何反击都落在空阵地上。

例如,RUAG Defense公司的安装在转盘上的眼镜蛇120mm迫击炮系统,现在有一个带装载装置和计算机化火控系统(FCS)的全电动横移和仰角系统。西班牙Everis Aerospace And Defense And New Technologies Global Systems(NTGS)的Alakran 120毫米轻型迫击炮系统(LMS)可集成到丰田4×4陆地巡洋舰等多种车辆的后部,并连接到计算机化火控系统(FCS)。这使得一旦通过机电系统将武器降至地面准备,就可以快速布设武器。

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乌克兰欧洲杯首战2024欧洲杯经济▲西班牙Alakran 120毫米轻型迫击炮系统(LMS)

除了迫击炮火控制系统(MFCS),许多迫击炮系统现在都采用了初速雷达——MVR。在Elbit开发的CARDOM 120mm反冲迫击炮的情况下,每个系统都将在丹麦制造商Weibel的炮管下安装一个MVRS-700SC MVR。MVR测量温度、湿度和炮管条件等因素,所有这些因素都会影响迫击炮炸弹的最终出膛初速度(MV)。MVR的数据被提供给与之集成的火控系统,以便可以相应地调整各个迫击炮设置,以确保输入准确的最终高程、方位和引信设置,从而尽可能准确地落下炮弹。

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▲CARDOM 120mm反冲迫击炮

CARDOM的“未来作战系统”基于北约的S4软件,通过MVR和其他气象数据的输入,可以提供非常准确的结果,无需调整火力,并使火力从第一轮就发挥作用。这种“未来作战系统”的精确性对于将到位时间保持在最低限度至关重要;在敌人有机会反击成功之前,完成发射任务,迫击炮人员可以安全转移。

CARDOM使用自动铺设系统;电动驱动器将武器输送到正确的高度和方位/横向,并且速度足够快,使系统能够输送任务准备可持续性的弹药。“未来作战系统”与上级部队的作战管理系统联网,现在通常通过数字通信直接从前方观察员接收火力任务命令。前方观察员还可以通过战术甚高频无线电向迫击炮队使用语音通信。

“未来作战系统”考虑了武器位置信息、瞄准数据,具有包括卫星视图在内的综合测绘功能。与武器阵地上的前方观察员计算机互补的是迫击炮计算机和一台支持GPS的军用手持计算机。前者执行多种武器控制功能,跟踪弹药,评估计算选项并执行火力计划功能。

2019年9月,Expal推出了E-COMPAX系统,这是一种电子瞄准设备,用于向迫击炮提供射击瞄准数据,即使在GPS被拒绝或电子干扰失灵的环境中,也能覆盖方位和高程等指标。该系统将击点火时间缩短至仅30秒,点火后调整时间缩短至不到5秒。一个简单的界面和软件实现了执行瞄准所需的所有功能,可以在自己的平板电脑上以独立模式进行,也可以集成到火控系统计算机中,

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▲Expal开发的E-COMPAX系统

例如Expal自己开发的TECHFIRE系统,该系统可以与公司的EIMOS车载综合迫击炮系统一起使用和集成。TECHNFIRE系统能够向迫击炮提供高度精确的射击数据,包括来自前方观察员无人机的信息,如该公司的Shepherd Mil侦察无人机,并从传感器完全集成到与其集成的任何迫击炮系统。它自动化并加速了与直接或间接火力任务相关的所有任务,无论是在单个迫击炮中还是在一个单元中,提高了对支援火力过程的精度和控制。

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▲Expal的TECHFIRE系统与各种迫击炮弹药及其相关的射击数据表兼容

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▲Shepherd Mil侦察无人机

为TECHFIRE开发的智能系统集成了一个自动目标采集系统,以提高精度,其软件能够实现实时弹道校正、气象补偿和瞄准调整。TECHFIRE系统(也适用于火炮)也与各种迫击炮弹药及其相关的射击数据表兼容。它还可以与各种通信和数据管理系统以及激光测距仪连接。通过其交互式和用户友好的图形界面,该系统使操作员能够处理各种火力控制、处理数据,并在迫击炮任务指挥链中的关键利益相关者之间交换作战信息和命令。

Hirtenberger公司,一些人称之为“迫击炮公司”,在其产品组合中也提供迫击炮火力控制系统(MFCS)解决方案,包括一台前方观察员计算机,负责详细说明观察员位置、火力任务规划功能、在任务中引入可变修正选项,以及最多执行四次同时执行的任务。

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▲Hirtenberger公司的迫击炮火力控制系统包括一台前向观察员计算机,用于详细说明观察员的位置、火力任务规划功能、在任务中引入可变修正选项,以及最多执行四次同时执行的任务

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