馬曉平，廖 欣，陳 兵

（上海機(jī)電工程研究所，上海 201109）

0 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)日益趨向信息化、智能化發(fā)展，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境愈加復(fù)雜多變，現(xiàn)代軍事作戰(zhàn)形態(tài)正悄然發(fā)生著深刻的變化，低成本、高精度、快速響應(yīng)、超視距打擊成為現(xiàn)代軍事任務(wù)的幾項(xiàng)重要指標(biāo)。電磁發(fā)射技術(shù)在信息化武器領(lǐng)域的應(yīng)用是對(duì)傳統(tǒng)火炮發(fā)射方式的一項(xiàng)重大突破，可有效提高制導(dǎo)炮彈命中精度、作戰(zhàn)半徑、毀傷效果等關(guān)鍵戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)，為傳統(tǒng)火炮和制導(dǎo)武器的超高速發(fā)射開(kāi)辟了新的發(fā)展道路，在遠(yuǎn)程精確打擊、中近程防空反導(dǎo)、反臨近空間目標(biāo)等任務(wù)中具有廣闊的應(yīng)用前景?；陔姶虐l(fā)射的超高速制導(dǎo)炮彈由于具備初速高、隱蔽性好、反應(yīng)迅速、成本低等優(yōu)勢(shì)，將成為未來(lái)末端防御體系中的關(guān)鍵武器裝備［1-2］。

1 電磁軌道炮概述

電磁發(fā)射技術(shù)是指利用發(fā)射系統(tǒng)的電磁裝置產(chǎn)生精確可控的電磁力加速攜帶電樞機(jī)構(gòu)的彈丸，完成超高速發(fā)射任務(wù)，是區(qū)別于傳統(tǒng)火炮發(fā)射裝置的一種新興直線推進(jìn)技術(shù)，可以對(duì)導(dǎo)彈［3］、航母艦載機(jī)［4-5］、空間載荷［6-7］等裝備進(jìn)行高速發(fā)射，通常包括電磁線圈發(fā)射、直線電機(jī)發(fā)射和電磁軌道發(fā)射。相較于依靠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或者輔助發(fā)射機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力的傳統(tǒng)發(fā)射方式，電磁發(fā)射技術(shù)具備推力精確可控、可滿(mǎn)足多任務(wù)載荷發(fā)射需求等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)制導(dǎo)炮彈的超高速發(fā)射，符合現(xiàn)代化戰(zhàn)場(chǎng)中復(fù)雜多變的作戰(zhàn)任務(wù)需要。

1.1 電磁軌道炮的概念

電磁軌道炮又稱(chēng)磁軌炮（electromagnetic rail gun，EMRG），是指采用電磁軌道發(fā)射技術(shù)對(duì)制導(dǎo)炮彈進(jìn)行無(wú)燒蝕加速的先進(jìn)定向動(dòng)能武器，不同于將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璧膫鹘y(tǒng)火炮發(fā)射過(guò)程，電磁軌道炮是利用發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生精確可控的電磁力對(duì)攜帶電樞的彈丸進(jìn)行加速，為了能達(dá)到打擊目標(biāo)所需的動(dòng)能，其發(fā)射初速一般可達(dá)2～3 km/s，可有效提高制導(dǎo)炮彈的射程和毀傷效果［8］。

1.2 電磁軌道炮的系統(tǒng)組成

電磁軌道炮系統(tǒng)一般由平行滑軌、發(fā)射單元、脈沖功率電源、網(wǎng)絡(luò)控制開(kāi)關(guān)等機(jī)構(gòu)組成，其中發(fā)射單元又由電樞、彈托和彈丸這3 部分組成［9］，圖1所示為電磁軌道炮系統(tǒng)組成。其中，電樞通過(guò)縱臂分別與兩條相當(dāng)炮管長(zhǎng)度的固定平行導(dǎo)軌表面建立電接觸，在電磁推力的作用下沿著導(dǎo)軌軸向滑動(dòng)；彈托主要用于支撐炮管內(nèi)的彈丸，使其具備穩(wěn)定的動(dòng)力學(xué)特性和良好的電接觸；彈丸一般是由鎢球團(tuán)填充的非爆炸性子彈，重量輕、體積小，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)能殺傷的“戰(zhàn)斗部”［10］。

圖1 電磁軌道炮系統(tǒng)組成Fig.1 Components of EMRG system

1.3 電磁軌道炮的工作原理

電磁軌道炮的工作原理如圖2所示，發(fā)射系統(tǒng)中的平行滑軌、脈沖功率電源、置于彈托上的彈丸和電樞共同形成完整的閉合回路。當(dāng)系統(tǒng)處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，由電容器或旋轉(zhuǎn)電機(jī)構(gòu)成的脈沖功率電源向其中一條導(dǎo)軌供電并通過(guò)電樞流向另外一條導(dǎo)軌，流經(jīng)兩條平行導(dǎo)軌的巨大電流會(huì)產(chǎn)生方向相反的強(qiáng)線性磁場(chǎng)，進(jìn)而與電樞磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生巨大電磁力，驅(qū)動(dòng)電樞和彈托沿著滑軌軸向加速，瞬間獲得極大的初速，彈丸出膛之后彈托脫落，而彈丸以極高的速度射向打擊目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)毀傷的目的［11-12］。

圖2 電磁軌道炮工作原理Fig.2 Operating principle of EMRG

2 超高速制導(dǎo)炮彈概述

隨著諸多先進(jìn)技術(shù)在防空、反導(dǎo)、反艦、反裝甲等軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代地面火炮和精確制導(dǎo)武器的攻防對(duì)抗任務(wù)變得愈加艱巨，防御目標(biāo)的機(jī)動(dòng)能力不斷提高、作戰(zhàn)空域的范圍大幅增加、遠(yuǎn)程毀傷的難度持續(xù)提升均對(duì)傳統(tǒng)火炮及制導(dǎo)武器的性能提出了更高挑戰(zhàn)。超高速電磁發(fā)射制導(dǎo)炮彈的應(yīng)運(yùn)而生無(wú)疑為傳統(tǒng)火炮與導(dǎo)彈武器射速、射程、毀傷效果、命中精度、抗飽和攻擊等性能的改善與提升提供了無(wú)限可能。

2.1 超高速制導(dǎo)炮彈的概念

超高速制導(dǎo)炮彈（hypervelocity projectile，HVP）作為電磁軌道炮發(fā)射系統(tǒng)的新型動(dòng)能殺傷彈丸，一般采用超低阻力氣動(dòng)外形和精確電子制導(dǎo)系統(tǒng)，是集成了先進(jìn)發(fā)射技術(shù)、高性能材料技術(shù)和魯棒控制技術(shù)的精確高效毀傷武器，不僅要承載電磁發(fā)射系統(tǒng)強(qiáng)大的電流侵蝕，還要承載強(qiáng)電流和靜態(tài)與交變磁場(chǎng)的相互作用，相較于傳統(tǒng)火炮，其響應(yīng)速度更快、飛行速度更高、命中精度更高、可有效打擊超視距范圍的目標(biāo)威脅。為了提高通用化水平，超高速制導(dǎo)炮彈通常裝配有不同的適配器，不僅適用于電磁軌道炮發(fā)射系統(tǒng)，也可用于常規(guī)海軍艦炮或陸軍榴彈炮發(fā)射。圖3所示為超高速制導(dǎo)炮彈結(jié)構(gòu)模型，主要應(yīng)用于超高速制導(dǎo)炮彈的艦載火炮發(fā)射系統(tǒng)［13-14］。

圖3 超高速制導(dǎo)炮彈結(jié)構(gòu)模型Fig.3 Structure model of HVP

2.2 超高速制導(dǎo)炮彈的特點(diǎn)

超高速制導(dǎo)炮彈與傳統(tǒng)火炮相比一般具有技術(shù)性能高、通用性強(qiáng)、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下5個(gè)方面。

1）發(fā)射初速快、有效射程遠(yuǎn)。超高速制導(dǎo)炮彈采用了錐形體的超低阻力氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)，具有較高的空氣動(dòng)力學(xué)性能。在當(dāng)前的技術(shù)水平和發(fā)射條件下，通過(guò)電磁軌道炮發(fā)射其初速可達(dá)7Ma（約2 380 m/s），最大射程約為185 km，是傳統(tǒng)火炮發(fā)射初速的2～3倍。

2）抗過(guò)載能力高。超高速制導(dǎo)炮彈的彈目交會(huì)速度是傳統(tǒng)炮彈彈目交會(huì)速度的兩倍以上，發(fā)射瞬間軸向過(guò)載峰值高達(dá)20 000g，因此需要彈體結(jié)構(gòu)具備更強(qiáng)的抗過(guò)載能力，同時(shí)也對(duì)彈體結(jié)構(gòu)的材料性能提出了更大的挑戰(zhàn)。

3）射擊精度高、毀傷效果大。超高速制導(dǎo)炮彈采用直線推進(jìn)技術(shù)、精確制導(dǎo)技術(shù)和定向動(dòng)能殺傷戰(zhàn)斗部，因此具有很高的命中精度；通過(guò)高速撞擊目標(biāo)進(jìn)行毀傷，破片動(dòng)態(tài)飛散主要集中于彈體前方，毀傷效果一般優(yōu)于采用近炸引信或接觸引信進(jìn)行爆破殺傷的傳統(tǒng)炮彈的毀傷效果。

4）采用模塊化設(shè)計(jì)理念和體系化發(fā)展模式，通用性強(qiáng)。超高速制導(dǎo)炮彈采用適配器可兼容不同口徑、不同機(jī)理的發(fā)射模式，如傳統(tǒng)火炮發(fā)射和電磁軌道炮發(fā)射等。

5）成本低、效費(fèi)比高。相較于目前各國(guó)普遍裝備使用的各類(lèi)超遠(yuǎn)程制導(dǎo)彈藥，超高速制導(dǎo)炮彈無(wú)需火箭彈系統(tǒng)昂貴的火箭推進(jìn)裝置作為動(dòng)力來(lái)源，也無(wú)需精確制導(dǎo)導(dǎo)彈復(fù)雜的精確控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、成本更低，單枚炮彈價(jià)格約為5～10 萬(wàn)美元，效費(fèi)比高。

3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

導(dǎo)彈通常需要大推重比火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為其動(dòng)力來(lái)源，而超高速制導(dǎo)炮彈由于自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般通過(guò)制導(dǎo)控制系統(tǒng)精確制導(dǎo)命中目標(biāo)，可有效攔截?zé)o人機(jī)、巡航導(dǎo)彈、武裝直升機(jī)、臨近空間目標(biāo)等在內(nèi)的各類(lèi)空中威脅，不僅可以滿(mǎn)足遠(yuǎn)程打擊的任務(wù)要求，而且能夠保證更高的射擊精度，成為各國(guó)軍隊(duì)精確制導(dǎo)彈藥發(fā)展的重點(diǎn)方向。

3.1 美國(guó)研究現(xiàn)狀

超高速制導(dǎo)炮彈作為美國(guó)海軍提高艦艇防御能力的新概念武器，起初是為了實(shí)現(xiàn)“反介入、區(qū)域拒止”的戰(zhàn)略目標(biāo)，主要用于裝備海軍艦艇電磁軌道炮系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多年演變，已由海軍項(xiàng)目發(fā)展為國(guó)防部重點(diǎn)項(xiàng)目，成為戰(zhàn)略能力辦公室“超高速火炮武器系統(tǒng)”中的先進(jìn)超高速制導(dǎo)炮彈計(jì)劃的重要組成部分，旨在快速賦予美國(guó)現(xiàn)役大口徑火炮反導(dǎo)能力［15］。

1986年，美國(guó)開(kāi)始研制超高速導(dǎo)彈，德克薩斯LTV 公司的導(dǎo)彈公司和先進(jìn)計(jì)劃分部承擔(dān)了相應(yīng)的研制工作［16-17］，1989年完成超高速導(dǎo)彈樣彈研制并進(jìn)行了靶試，速度可達(dá)1.5 km/s。該型導(dǎo)彈采用被動(dòng)前視紅外雷達(dá)鎖定目標(biāo)，控制系統(tǒng)執(zhí)行部件早期采用空氣舵，后期主要采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快的脈沖推力控制器。在制導(dǎo)體制方面，早期的超高速導(dǎo)彈采用激光傳輸指令的方式，后期高速動(dòng)能彈采用激光駕束制導(dǎo)體制［18］。

2000年以來(lái)，美國(guó)致力于研制一型射速高達(dá)2.5 km/s、無(wú)需火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)的GPS 制導(dǎo)炮彈，旨在精確命中超視距范圍的目標(biāo)。2005年美海軍研究辦公室啟動(dòng)了“電磁軌道炮創(chuàng)新性樣機(jī)”項(xiàng)目，升級(jí)研制一種可快速、遠(yuǎn)程精確打擊敵方目標(biāo)的低成本顛覆性武器。2012年7月，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室宣布，將該型炮彈的研究轉(zhuǎn)為“超高速發(fā)射體”項(xiàng)目計(jì)劃的一部分進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，同時(shí)希望賦予在研超高速炮彈自主精確制導(dǎo)的性能，并能夠與試驗(yàn)中的20～32 MJ 電磁軌道炮發(fā)射系統(tǒng)和常規(guī)艦炮發(fā)射系統(tǒng)良好兼容。該彈體長(zhǎng)約610 mm，重約9～14 kg，射程覆蓋48～320 km范圍［19］。

2016年2月，繼美國(guó)電磁軌道炮項(xiàng)目的工程樣炮試驗(yàn)成功之后，美國(guó)國(guó)防部正式公開(kāi)了超高速射彈項(xiàng)目，表明研制用于電磁軌道炮、海軍艦炮和陸軍榴彈炮的多平臺(tái)通用化HVP，可有效防御巡航導(dǎo)彈、彈道導(dǎo)彈的威脅，并為美海軍水面作戰(zhàn)提供強(qiáng)大的火力支援［20-21］，如圖4所示。

圖4 美國(guó)127 mm艦炮發(fā)射HVP/155 mm榴彈炮發(fā)射HVP/電磁軌道炮發(fā)射HVPFig.4 HVP lunched by US 127mm Naval-Gun/155mm artillery system/electromagnetic rail gun

截止目前，美國(guó)BAE 公司牽頭研制的HVP 采用次口徑通用化彈體，彈長(zhǎng)660.4 mm（包括投射裝置），質(zhì)量18.16 kg，炮口初速最大可達(dá)7Ma，彈體外部結(jié)構(gòu)特征是尾部有4 片彈翼，其中2 片為固定彈翼，2 片活動(dòng)彈翼則用于控制彈體飛行，主要特點(diǎn)是通用化、低風(fēng)阻、多任務(wù)制導(dǎo)，通過(guò)配置直徑不同的4 片鋁制彈托，可由不同口徑的平臺(tái)發(fā)射。2018年的“環(huán)太平洋軍演”中，美國(guó)海軍在一艘“伯克”級(jí)驅(qū)逐艦上進(jìn)行了超高速制導(dǎo)炮彈導(dǎo)彈防御演練，由艦載MK45 式127 mm 艦炮發(fā)射，其初速可達(dá)3Ma，使常規(guī)艦炮系統(tǒng)具備了反導(dǎo)能力。

3.2 俄羅斯、法國(guó)、德國(guó)、日本和印度研究現(xiàn)狀

電磁軌道炮作為未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中的新型武器裝備，逐步吸引了俄羅斯、法國(guó)、德國(guó)、日本和印度等國(guó)家競(jìng)相角逐。

目前，俄羅斯主要致力于電磁軌道炮的空天防御技術(shù)，2018年完成了輕質(zhì)彈丸的超高速發(fā)射試驗(yàn)。2017年，由法德圣路易斯研究所聯(lián)合研制的PEGASUS電磁軌道發(fā)射器高調(diào)亮相法國(guó)國(guó)防局舉辦的“DGA創(chuàng)新”活動(dòng)，標(biāo)志著其電磁軌道炮技術(shù)裝備化應(yīng)用的進(jìn)一步成熟［22］。近年來(lái)，隨著日本軍事戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移，日本開(kāi)始著力加強(qiáng)軍事裝備發(fā)展的力度，加速電磁軌道炮的研發(fā)，于2018年實(shí)現(xiàn)了大質(zhì)量彈丸的超高速發(fā)射試驗(yàn)，旨在強(qiáng)化現(xiàn)役艦艇的多任務(wù)作戰(zhàn)能力。2017年11月，印度防務(wù)研究與發(fā)展組織宣布其自主研發(fā)的電磁軌道炮取得初步成功，具備了將彈徑12 mm、質(zhì)量3.5 g的彈丸以6Ma初速發(fā)射的能力。電磁軌道炮的相關(guān)研究在各國(guó)之間如火如荼地進(jìn)行著，但以研究水平和試驗(yàn)規(guī)模來(lái)看，仍與美國(guó)存在較大差距［23］。

3.3 我國(guó)研究現(xiàn)狀

相較于美國(guó)巨額的軍費(fèi)投入、長(zhǎng)期的關(guān)鍵技術(shù)積累、成熟的專(zhuān)利技術(shù)布局以及深度的軍民融合產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，我國(guó)在電磁軌道炮研究領(lǐng)域起步較晚，關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)投入相對(duì)不足，但隨著新材料技術(shù)及電源儲(chǔ)能技術(shù)等領(lǐng)域的深入發(fā)展和應(yīng)用，我國(guó)已經(jīng)在?；炤d平臺(tái)和陸基地面戰(zhàn)車(chē)平臺(tái)電磁軌道炮試驗(yàn)研究方面取得了關(guān)鍵性突破，新型集成化發(fā)電技術(shù)、高溫超導(dǎo)材料、高能量密度儲(chǔ)能電容器等關(guān)鍵項(xiàng)目課題成果相繼成功轉(zhuǎn)化落地［24-25］，逐步推動(dòng)我國(guó)電磁能武器裝備實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展［26］。

20世紀(jì)80年代，我國(guó)開(kāi)展了大量早期超高速動(dòng)能導(dǎo)彈武器系統(tǒng)論證以及電磁軌道炮工程技術(shù)試驗(yàn)研究，1988年試射中國(guó)最早試驗(yàn)型電磁炮303EMG，采用電磁箍縮炮（前級(jí)）與電磁軌道炮（主炮）相串級(jí)的全電磁軌道炮方案，成功將質(zhì)量30.2 g 的彈丸以3 km/s 的初速射出，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到美、俄等國(guó)的同期水平［27］。90年代初期開(kāi)始系統(tǒng)概念的預(yù)先研究，并進(jìn)行了一系列總體方案論證、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等工作，完成了中小口徑（38 mm、10 mm）電磁炮樣炮打靶試驗(yàn)。21世紀(jì)初，我國(guó)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)大口徑（90 mm）電磁炮樣炮的試驗(yàn)研制。經(jīng)過(guò)30余年的積累，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大質(zhì)量彈丸的超高速發(fā)射，在補(bǔ)償型脈沖交流發(fā)電機(jī)、磁通壓縮發(fā)生器、高儲(chǔ)能密度電容器、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和大容量的超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置等電磁軌道炮關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破［28-29］，可以成功將質(zhì)量為25 kg的彈丸以2.5 km/s的初速發(fā)射至250 km 處的預(yù)定區(qū)域，發(fā)射能量達(dá)32 MJ，但仍面臨著電磁軌道炮系統(tǒng)集成度不高、發(fā)射系統(tǒng)體積較大、發(fā)射精度和射程不高、能量轉(zhuǎn)化效率較低、熱燒蝕嚴(yán)重等問(wèn)題，在未來(lái)應(yīng)用研究中需要進(jìn)一步提高發(fā)射質(zhì)量、命中精度、作戰(zhàn)半徑、彈丸射速以及能量轉(zhuǎn)化效率［30-31］

此前我國(guó)基于122 mm 火炮平臺(tái)開(kāi)展了大量高速無(wú)控飛行試驗(yàn)，有效驗(yàn)證了導(dǎo)彈超高速飛行的可行性［18］。2018年，我國(guó)首款電磁軌道炮上艦測(cè)試成功，標(biāo)志著我國(guó)電磁軌道炮裝備應(yīng)用研究取得突破［32］。由此可見(jiàn)，我國(guó)關(guān)于超高速制導(dǎo)炮彈的應(yīng)用研究從未停止積極探索的步伐，并且隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的日益嚴(yán)峻，我們毋庸置疑要加快創(chuàng)新的腳步，搶奪戰(zhàn)略先機(jī)。

4 超高速制導(dǎo)炮彈關(guān)鍵技術(shù)

4.1 多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)

隨著智能化、集群化、協(xié)同化、體系化作戰(zhàn)模式愈加成熟，反艦導(dǎo)彈的突防能力、抗干擾能力和精確打擊能力日益增強(qiáng)，水面艦艇面臨著巨大的生存壓力，這對(duì)末端防御武器系統(tǒng)的攔截能力提出了更高要求［33］。電磁發(fā)射超高速制導(dǎo)炮彈作為新型精確制導(dǎo)武器裝備，不僅具備傳統(tǒng)導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)控制能力，也具備了比傳統(tǒng)火炮更高的發(fā)射初速，是未來(lái)末端防御武器系統(tǒng)的關(guān)鍵武器裝備之一。

傳統(tǒng)紅外或激光制導(dǎo)體制中，由于光電式導(dǎo)引頭和伺服框架跟蹤系統(tǒng)受到元器件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等條件限制，無(wú)法滿(mǎn)足電磁軌道炮武器系統(tǒng)高發(fā)射過(guò)載、長(zhǎng)時(shí)作用的力學(xué)環(huán)境和全天候作戰(zhàn)的使用要求。指令制導(dǎo)體制中，被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭受限于地面制導(dǎo)雷達(dá)探測(cè)性能約束，遠(yuǎn)程制導(dǎo)誤差較大，不利于超高速制導(dǎo)炮彈遠(yuǎn)程精確毀傷。低頻雷達(dá)導(dǎo)引頭受限于超高速制導(dǎo)炮彈的艙內(nèi)環(huán)境，面陣列可布置的陣元數(shù)少，導(dǎo)致測(cè)角精度低；主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭受限于陣元數(shù)量及功率，作用距離有限。因此，必須采用多模復(fù)合制導(dǎo)體制提高超高速制導(dǎo)炮彈的制導(dǎo)控制精度［34］，充分發(fā)揮不同頻段和不同探測(cè)體制的優(yōu)性能勢(shì)，高效提升超高速制導(dǎo)炮彈在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別和跟蹤能力。

4.2 電磁兼容技術(shù)

超高速制導(dǎo)炮彈在發(fā)射過(guò)程中面臨著電磁軌道炮武器系統(tǒng)復(fù)雜的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境，發(fā)射瞬間強(qiáng)烈的交變磁場(chǎng)會(huì)直接通過(guò)孔縫穿透至彈體內(nèi)部，并耦合到電線、電纜和設(shè)備附件上，從而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓或失靈，因此要求彈上電纜等設(shè)備具備更高的電磁兼容性指標(biāo)［35］，以保障在復(fù)雜電子戰(zhàn)環(huán)境下超高速制導(dǎo)炮彈的安全性和可靠性指標(biāo)滿(mǎn)足要求。為此，對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)發(fā)射環(huán)境下的超高速制導(dǎo)炮彈，需要采取先進(jìn)有效的電磁兼容技術(shù)。

傳統(tǒng)上一般采用屏蔽、濾波、合理接地、合理布局等措施抑制電磁干擾，面對(duì)電磁發(fā)射超高速制導(dǎo)炮彈電子系統(tǒng)的集成化和綜合化設(shè)計(jì)要求，這些措施往往會(huì)與制導(dǎo)炮彈的全壽命周期成本、產(chǎn)品質(zhì)量和功能產(chǎn)生矛盾，亟待進(jìn)一步研究更為合理的方案以滿(mǎn)足超高速制導(dǎo)炮彈的電磁兼容性設(shè)計(jì)要求。隨著復(fù)合材料技術(shù)與先進(jìn)工藝方法的日漸成熟，可以通過(guò)全封閉一體化彈身的設(shè)計(jì)思路，采用具有良好吸磁特性的合金涂層包覆彈身表面，以此屏蔽電磁脈沖的巨流沖擊。此外，可以有效利用傳輸通道抑制、空間分離、時(shí)間分隔、頻率管理和電氣隔離等成熟的電磁兼容性設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)彈上逐級(jí)能量分流和逐級(jí)分壓的目的，使超高速制導(dǎo)炮彈的電磁兼容性控制技術(shù)得到新的發(fā)展，進(jìn)一步提升彈體的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。

4.3 抗高過(guò)載發(fā)射技術(shù)

基于電磁軌道炮的先進(jìn)發(fā)射方式雖然能夠大大提高制導(dǎo)炮彈的發(fā)射初速，但超高的發(fā)射過(guò)載會(huì)對(duì)包括導(dǎo)引裝置、遙測(cè)設(shè)備、彈載計(jì)算機(jī)等彈上設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞，給彈體結(jié)構(gòu)與器件選型等帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。為了提升制導(dǎo)炮彈的抗高過(guò)載能力，僅依靠發(fā)射機(jī)構(gòu)配置彈托的措施遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，需要進(jìn)一步從提高彈體結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度和從結(jié)構(gòu)外部降低作用力兩方面綜合考量，結(jié)合抗高過(guò)載沖擊試驗(yàn)和火炮發(fā)射試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)積累，改善彈上部件的抗高過(guò)載性能。同時(shí)，采用精密加工制作的高強(qiáng)度材料電子元器件，比如抗高過(guò)載微機(jī)電系統(tǒng)慣性元器件、混合集成電路等，通過(guò)改善彈上各部件的連接關(guān)系對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝固化；或者改善彈上結(jié)構(gòu)的受力環(huán)境，比如增加緩沖裝置，利用緩震裝置的能量?jī)?chǔ)存和耗散機(jī)理，實(shí)現(xiàn)彈上部件能量分流和分級(jí)傳輸，以此提升超高速制導(dǎo)炮彈抗過(guò)載發(fā)射的性能。

大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算手段已經(jīng)普遍應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)部署先進(jìn)的分析技術(shù)可以顯著提高運(yùn)營(yíng)活動(dòng)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。隨著軍民融合產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，超高速制導(dǎo)炮彈全壽命周期管理可以利用先進(jìn)數(shù)據(jù)科學(xué)與情報(bào)分析手段，為海量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，從研制設(shè)計(jì)、試驗(yàn)測(cè)試、鑒定定型、裝備服役、在役維護(hù)直到退役服務(wù)形成完備的數(shù)據(jù)管理鏈路，有效監(jiān)管產(chǎn)品在每個(gè)階段的技術(shù)狀態(tài)，不斷攻克在研發(fā)管理中的各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)，為超高速制導(dǎo)炮彈系列化發(fā)展提供技術(shù)儲(chǔ)備。

5 結(jié)束語(yǔ)

超高速制導(dǎo)炮彈作為一型通用化武器裝備，不僅可以滿(mǎn)足電磁軌道炮超高速發(fā)射的要求，也能隨著模塊化、一體化、低成本的技術(shù)發(fā)展路線，逐步適配陸軍傳統(tǒng)火炮和海軍艦炮等發(fā)射平臺(tái)，并且隨著信息融合與目標(biāo)識(shí)別技術(shù)、彈間網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、任務(wù)規(guī)劃技術(shù)、協(xié)同制導(dǎo)技術(shù)的大規(guī)模成熟應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)智能識(shí)別與感知、多源信息實(shí)時(shí)融合與共享、作戰(zhàn)任務(wù)在線規(guī)劃與分配、作戰(zhàn)效能快速分析與評(píng)估，向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化方向不斷更新迭代，滿(mǎn)足未來(lái)防空、反導(dǎo)、反臨、反艦等作戰(zhàn)需求，快速融入軍事裝備體系化發(fā)展需求。