曹春年 李煒芃

【摘要】為解決空中近距離對掛載爆炸物的目標攻擊時造成載機嚴重損傷和對多目標攻擊時造成空中相撞，提出采用5.8毫米轉(zhuǎn)管機槍為打擊載荷，研發(fā)機載輕武器智能火控系統(tǒng)，構(gòu)建智能機載武器站。機載武器站主要由武器站本體、人機操控終端、輔助裝置等組成。武器站本體為機載武器站的執(zhí)行機構(gòu)，主要包含武器、槍架、伺服驅(qū)動單元、射擊控制單元等，用于完成規(guī)定的打擊任務要求；人機操控終端為機載武器站的控制核心單元，主要用于接收外部來的目標指示信息，進行諸元解算，控制武器站本體實現(xiàn)對多目標的精確打擊。

【關(guān)鍵詞】輕武器智能火控系統(tǒng)∣蜂群∣自動識別、跟蹤

一、研發(fā)背景

傳統(tǒng)的輕武器射擊過程全部是由人操作槍械完成的，其目標搜索、瞄準、擊發(fā)過程都是由經(jīng)過長時間專業(yè)訓練的有豐富射擊經(jīng)驗的槍手來承擔。

目前，用于火炮射擊瞄準的火控系統(tǒng)有很多，用于輕武器射擊的光電火控系統(tǒng)也在快速發(fā)展。將自動跟蹤火控系統(tǒng)微型化就可以構(gòu)建輕武器的光電火控系統(tǒng)。

輕武器的光電火控系統(tǒng)指的是能夠精確測定目標距離、能自動計算所需射擊高低角和提前角，并自動顯示正確瞄準分劃的輕武器瞄準系統(tǒng)。它既區(qū)別那些結(jié)構(gòu)復雜、有伺服機構(gòu)、可自動調(diào)整武器射向、用于坦克和火炮的射擊指揮火控系統(tǒng)，又區(qū)別于構(gòu)造比較單一的各類光學瞄準鏡。輕武器光電火控系統(tǒng)通常由白光瞄準鏡（或微光瞄準鏡）、激光測距機、彈道計算機、分劃顯示裝置等組成，有的還裝有夜視器件、測角器件等附屬裝置[1]。其工作原理是：射手先用激光測距機測定目標距離。距離數(shù)據(jù)被自動輸入到彈道計算機。計算機根據(jù)存儲的彈道數(shù)據(jù)進行解算，算出命中目標所需的射擊高低角，并顯示出正確的分劃瞄準位置。射手可以據(jù)此進行瞄準射擊。對裝有測角器件的光電火控系統(tǒng)，射手在測距的同時，還要測量出運動目標的角速度。計算機計算出所需射擊提前量，并控制分劃在正確的位置顯示，使該分劃既裝定了所需射擊高度角，又裝定了射擊提前角。

與傳統(tǒng)的各種白光、微光等光電瞄準鏡相比，輕武器光電火控系統(tǒng)具有更多優(yōu)點。

首先，光電火控系統(tǒng)精度更高，可極大提高輕武器裝備的作戰(zhàn)效能。其次，光電火控系統(tǒng)瞄準更快捷，使用方便。另外，光電火控系統(tǒng)的系統(tǒng)集成化更高，功能更完備。

盡管槍械的技術(shù)水平不斷進步，但是射擊效果由于受到很多因素的影響而不是很穩(wěn)定，其中對其精度影響最大的就是人為因素。由于人本身心臟的跳動造成的抖動，再加上擊發(fā)時手扣槍機造成的振動，都會使槍體出現(xiàn)顫動[2]。由于狙擊槍與被射目標之間的距離是比較遠的，一般狙擊槍的有效距離是500m，某些大口徑的狙擊槍射程可以達到2000m，在這種距離上，槍體非常微小的顫動都會造成很大的射擊偏差。拿1000m 之外的目標來說，假設槍管長0.5m，那么抖動1mm 就會使得彈著點偏離目標點至少0.5m。另一方面，再精密的機械設備都會存在制作上的工藝偏差，因此槍械和瞄準器材或多或少都會有偏差。因此一個穩(wěn)定的平臺是很重要的。

由此可以看出，能否對射擊過程中不穩(wěn)定和不方便的原始方式進行改進，對射擊過程進行數(shù)字化改造，從而將以前的復雜龐大的工程簡化，利用計算機的計算能力和控制裝置的穩(wěn)定性來輔助射手更加準確地擊中目標，成為輕武器智能化作戰(zhàn)關(guān)注的重難點問題。

二、機載輕武器智能火控系統(tǒng)簡介

輕武器智能火控系統(tǒng)是一套將電子武器攝像機與人工智能相結(jié)合的設備，既可以發(fā)揮傳統(tǒng)微型電腦的功能，提供彈道的計算，同時人工智能又可以進行多目標自動識別、自動跟蹤，可對目標連續(xù)勾畫輪廓，連續(xù)計算目標運動軌跡，連續(xù)測算射擊諸元，連續(xù)在瞄準屏幕上顯示瞄準點，以提高操控人員對目標的搜索發(fā)現(xiàn)、打擊的準確性[3]。

智能火控系統(tǒng)將對電子武器攝像機拍攝到的目標進行評定，列出危險度優(yōu)先級，從而實現(xiàn)自動識別、自動跟蹤、距離測算、彈道測算、瞄準增強、瞄具視覺增強等多種功能。

三、應對“蜂群”類目標考慮

密集攔截即采用密集的速射武器攔截集群目標，它是較為傳統(tǒng)的攔截方法，但也是最實用的方法。在應對“蜂群”類目標作戰(zhàn)中，如將輕武器智能火控系統(tǒng)與多管小口徑轉(zhuǎn)管機槍集成交聯(lián)，并采集機載雷達和火控系統(tǒng)的目標數(shù)據(jù)，將形成三位一體的空中近距防空系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)多目標自動搜索、探測、評估、跟蹤、鎖定和攻擊威脅目標（如空飄氣球、無人機、有人駕駛航空器等），它也可以與現(xiàn)役的其他作戰(zhàn)系統(tǒng)和火控系統(tǒng)結(jié)合使用。

輕武器智能火控系統(tǒng)增加了載機空中近距防御能力，成功解決了末端攔截“蜂群”類目標的全自動作戰(zhàn)決策難題，打破了技術(shù)封鎖，成為主戰(zhàn)裝備的護身甲胄，該系統(tǒng)設計考慮由一部搜索雷達、一部跟蹤雷達、一部光電探測裝置、一臺計算機和一挺6管5.8毫米轉(zhuǎn)管機槍組成，以三位一體的方式，布置在主戰(zhàn)武器平臺上，以自備的方式對目標進行搜索、捕獲、跟蹤和威脅判斷，對目標的航向、航速、高度、位置以及飛行軌跡進行不間斷修正，最終由射手判定目標屬性并決策射擊，射擊后同時跟蹤所發(fā)射彈丸，實現(xiàn)高精度的火控修正（就好比投籃的過程中不斷根據(jù)籃球與籃筐的相對位置修正下一次投籃，最終成功將籃球投入籃筐，而不是一直朝著籃筐亂投，從而成功提高了命中率）[4]。當計算機發(fā)現(xiàn)一個目標被擊中以后，那么轉(zhuǎn)向跟蹤另外一個目標，整個系統(tǒng)采取密集防御，在主戰(zhàn)裝備周圍形成強大的火力網(wǎng)，構(gòu)成密集的防護層，以“密集彈幕”攔截入侵的“蜂群”類目標，達到“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的作戰(zhàn)企圖。同時，該系統(tǒng)加裝的光電探測裝置可以有效應對“蜂群”目標強電磁干擾，有效提高作戰(zhàn)效能?，F(xiàn)代近防系統(tǒng)攔截目標的理想距離是在1500米左右，對目標實施攔截后，致力于在500米以外將其擊毀，這樣才不至于被擊毀后仍有高動能的殘骸對本機造成損害。

戰(zhàn)爭史告訴我們：有矛就有盾。雖然“蜂群”類目標具有智能化、無人化、自主化等技術(shù)優(yōu)勢，具有小型化、數(shù)量多、成本低的作戰(zhàn)優(yōu)勢，但同時也存在機動能力弱、防護能力弱、網(wǎng)絡信號弱等問題。因此，可針對這些弱點，采取有效反制措施來應對“蜂群”威脅。對抗“集群作戰(zhàn)”的技術(shù)，除以上密集攔截外，適用于打擊“蜂群”類目標的手段還有以下方面。

1.搗毀蜂巢

用于集群作戰(zhàn)的“蜂群”類目標“腿太短”，不得不利用較大的空中平臺或地面平臺將目標載到距離任務區(qū)較近的空域進行投放，這個運載平臺就是“蜂群”類目標的“蜂巢”。根據(jù)“蜂群”這一作戰(zhàn)特點，可在各種預警探測系統(tǒng)的支持下，盡早發(fā)現(xiàn)敵運載平臺，然后運用綜合火力對運載平臺實施全方位打擊，力爭摧毀敵“蜂群”載體或?qū)⑵鋽r截在投放空域之外，使其難以實施“蜂群”作戰(zhàn)。

2.電磁癱瘓

“蜂群”內(nèi)的目標從組成上來講，純粹就是一個電子組件和芯片的結(jié)合體。因其追求小型化、低成本，故在電磁防護能力上較弱，可采取電磁攻擊的方式，使“蜂群”毀癱。一是運用微波彈、電磁脈沖彈等定向能武器進行抗擊，通過瞬時大功率的電磁脈沖或微波能量，擊穿或燒蝕電子組件，使“蜂群”單體失能，從而達成摧毀“蜂群”的目的。二是運用地面大功率電子干擾力量，對低空的無人機“蜂群”進行持續(xù)大功率的電子干擾和壓制，阻遏其通信鏈路，使其無法接收和傳輸相關(guān)指令而失控，從而癱瘓“蜂群”。

3.控制劫持

“蜂群”通信所使用的是開放式無線網(wǎng)絡，而且信號微弱，極易被干擾和壓制。針對這一薄弱點，可采用網(wǎng)絡入侵的方式進行抗擊。首先，電子戰(zhàn)飛機抵近“蜂群”，實施針對性電子干擾、壓制或欺騙，切斷“蜂群”內(nèi)部以及與指控中心的通信聯(lián)系。然后，運用像“蘇特”系統(tǒng)一樣的無線網(wǎng)絡注入技術(shù)，向“蜂群”的自主系統(tǒng)注入控制指令或病毒，進而俘獲或使其自毀。

今天的戰(zhàn)爭已不同于昨天的戰(zhàn)爭，明天的戰(zhàn)爭也不會是今天戰(zhàn)爭的重復。隨著信息化作戰(zhàn)向縱深發(fā)展，智能化戰(zhàn)爭正在加速來臨，胸懷遠大志向、瞄準科技前沿、聚焦戰(zhàn)場需要、深謀制衡手段，以自主研發(fā)作戰(zhàn)系統(tǒng)為基點，前瞻布局人工智能、仿真模擬、自動瞄準、防御蜂群等一系列子系統(tǒng)建設，是我們有志青年自力更生、艱苦奮斗的決心干勁，也是我們大力協(xié)同、勇于攀登的創(chuàng)新銳氣，更是我們一不怕苦、二不怕死的戰(zhàn)斗精神。

參考文獻

[1]王沛，夏柳，蔡歡喜.工程塑料在輕武器上的應用及發(fā)展[J].科學技術(shù)與工程，2022（13）.

[2]王璽，何麗，杭立杰.特種車輛輕武器毀傷效應試驗研究[J].兵器裝備工程學報，2021（2）.

[3]虛擬樣機技術(shù)及其在輕武器研制中的應用[J].計算機輔助設計與圖形學報，2006（6）.

[4]苑大威，賈飛，李坤.輕武器協(xié)同仿真模式設計與實現(xiàn)[J].兵器裝備工程學報，2020（9）.

（作者單位：93427部隊）