智能彈藥的“大腦”：智能引信

楊理明

功能變遷：由彈藥"心臟"到彈藥"大腦"

20世紀80年代以前，人們通常稱引信為彈藥的"心臟"。因為那時引信的主要功能是保證彈藥可靠，即保證發(fā)射出去的彈藥不成為瞎火彈（俗稱啞彈）。即使性能優(yōu)良的導(dǎo)彈引信，也只要求它能接收目標發(fā)出的特征信息，如熱輻射和紅外線特征信息，能按預(yù)定的方式可靠作用，并不要求引信對這些信息進行處理，即不要求引信具有識別目標的能力。

進入80年代以后，隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)和數(shù)字化信息技術(shù)的飛速發(fā)展及在引信上的應(yīng)用，引信已由先前的彈藥"心臟"向彈藥"大腦"演變，出現(xiàn)了新型的智能化引信。智能化就是要求引信能對所接收的各種信息進行辨別、篩選等處理后才作用。這種新型引信有自己的信息接收系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)，可以對目標和環(huán)境信息進行處理，然后自行確定引信的作用方式。

3種新型智能引信

80年代末出現(xiàn)的智能引信，嚴格地說只能是半智能化引信。有的有信息接收系統(tǒng)，沒有信息處理能力；有的有初步的信息處理能力，卻沒有真正的信息接收系統(tǒng)。典型的產(chǎn)品有瑞士的KZD366式電子觸發(fā)/近炸引信，英國的L116式電子程控多選擇引信等。

首開智能引信研制先河的是瑞士的厄利空-比爾勒公司，他們在80年代末就研制成功了用于35mmMSD054式發(fā)煙彈的KZD366式電子觸發(fā)/近炸引信。這個引信帶有計算系統(tǒng)，在彈丸飛行期間對彈道參數(shù)不斷進行計算修正，以確定引信的最佳作用方式和作用時間，除能進行彈道計算與修正外，還能初步識別目標，對雨點等物體就不敏感，它被稱為最早的"智能"引信。這一引信實際上是一種半智能引信，它雖然有先進的計算系統(tǒng)，但沒有真正的信息接收系統(tǒng)，只能根據(jù)彈丸運動的實際參數(shù)修正到達預(yù)定目標的時間，來確定引信的作用時機，對部分目標不敏感是通過調(diào)整敏感系統(tǒng)的敏感度來實現(xiàn)的，引信自身沒有處理目標信息的能力。

另一類半智能引信是引信本身沒有信息接收系統(tǒng)，只有信息處理系統(tǒng)，通過與武器的信息系統(tǒng)配合獲取必要的信息，經(jīng)過自己的信息處理系統(tǒng)處理后決定引信的作用方式。如英國1986年研制的L116式電子程控多選擇引信，就是與火炮的C3I系統(tǒng)配合使用的，在發(fā)射前通過C3I系統(tǒng)對目標進行探測與識別，然后將信息反饋給引信的裝定器。引信的裝定器根據(jù)C3I系統(tǒng)提供的信息，自動裝定引信的作用方式，從而提高了引信的抗干擾能力。這一引信有高空近炸、中空近炸、低空近炸和觸發(fā)4種作用方式，根據(jù)C3I系統(tǒng)提供的目標信息進行裝定。

進入90年代中期以后，開始在引信中使用數(shù)字化技術(shù)和引進快速編程新概念，使引信朝智能化邁進了一大步。典型的產(chǎn)品有瑞典博福斯的40mm3P彈藥引信，瑞士厄利空-康特拉夫斯公司的空炸彈藥（ABM）引信等。

瑞典的博福斯公司率先提出在彈藥上采用"3P"技術(shù)，即預(yù)制破片、可編程引信和近距離起爆。引信有自動起爆和遙控起爆兩種機構(gòu)，使用前可設(shè)置在自動狀態(tài)，也可設(shè)置在遙控狀態(tài)。設(shè)置在自動狀態(tài)時，可在發(fā)射前對引信的作用模式進行預(yù)先編程，當(dāng)彈丸在飛行中遇到預(yù)先編制好的條件時，便自動起爆；設(shè)置在遙控狀態(tài)時，射手針對要對付目標的特性，通過操作遙控器從引信預(yù)設(shè)的作用模式中選擇一種適合戰(zhàn)術(shù)要求的作用模式，將信息和數(shù)據(jù)以數(shù)字編碼的形式發(fā)送給引信，引信接收到這一信息后，按指令作用。這一引信還有抗干擾機構(gòu)，在彈藥未通過預(yù)先設(shè)置好的距離之前，電路保持非工作狀態(tài)，從而排除彈道前期的電磁干擾。

20世紀90年代末，瑞士厄利空-康特拉夫斯公司防務(wù)分公司研制的3種近炸引信--配用于40×53mm榴彈的40mmABM式引信、配用于30×173mm榴彈的30mmABM式引信和配用于35×228mm榴彈的35mmABM式引信。

它們都是高精度近炸引信，屬于"智能化"程度比較高的引信，已經(jīng)完成了方案論證，原理可行性研究和工程研制，進入性能試驗階段。

這3種引信都是由引信體、點火管、起爆管、電子時間模塊、能量供應(yīng)系統(tǒng)、保險/解除保險系統(tǒng)、編程接收線圈七大部件（或分系統(tǒng)）組成。引信體內(nèi)各分系統(tǒng)的裝配順序（從上到下）依次為起爆管、保險/解除保險系統(tǒng)、點火管、電子時間模塊、能源供應(yīng)系統(tǒng)和編程接收線圈。其中點火管、電子時間模塊、能源供應(yīng)系統(tǒng)組成一個獨立的部件，裝配在引信體（也是彈體）的內(nèi)底部；起爆管在引信體的最前端；保險/解除保險系統(tǒng)在中間；編程接收線圈纏繞在引信體的船形部（圖1）。與編程系統(tǒng)配合實現(xiàn)高精度時間裝定與起爆。

這3種小型高精度近炸引信的七大部件(或分系統(tǒng))一般又組成3個單元，即引信體單元（含引信殼體和編程接收線圈）、電子單元（含點火管、電子時間模塊和發(fā)電機）、起爆與保險/解除保險單元（含起爆管、保險/解除保險機構(gòu)）。

從引信整體看，都是采用模塊化結(jié)構(gòu)，因而具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單的特點。但從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，它們要比一般機械引信復(fù)雜得多，因為僅有引信本身，沒有裝定機構(gòu)和電源供應(yīng)系統(tǒng)是無法正常工作的。

引信的編程系統(tǒng)由外殼、套筒、起動觸發(fā)線圈、編程線圈、電源接口等零部件組成。起動觸發(fā)線圈負責(zé)彈丸的初速測定，編程線圈進行引信的編程裝定。

40mmABM式引信在2000年舉行的"第35屆槍炮與彈藥年度專題討論會"上首次亮相，但也只披露了一些基本性能，主要結(jié)構(gòu)仍然保密。引信體兼做下彈體，不僅容納引信各部件，彈帶也在引信體上。該引信具有5種功能：可根據(jù)目標和目標的散布情況，對連發(fā)射擊的彈進行珍珠串似的依次起爆裝定（圖2），穿透稀薄障礙（如云層、煙幕等）后起爆裝定（圖3），窗（洞）口前起爆裝定（圖4），觸發(fā)起爆裝定（圖5）。如果編程裝定失效，引信進行自毀的功能。

編程器的工作原理如下：當(dāng)彈丸經(jīng)過編程器的起動觸發(fā)線圈時，將信號傳遞給火控系統(tǒng)的彈道計算機，計算機根據(jù)線圈送達的電信號計算出彈丸的初速，并將初速信息傳輸給火控系統(tǒng)，火控系統(tǒng)向編程線圈發(fā)出信號，對引信編程，編程接收線圈接收到編程線圈的編程信息后，進行編程處理，引信的裝定完成。

配用于30×173mm榴彈的30mmABM式引信，可用于對付各種點目標、面目標、線目標和空中目標，如各種裝甲車、步兵戰(zhàn)車、坦克、汽艇、快艇、下車步兵、碉堡工事中的有生目標、武裝直升機和其他空中飛行物等。30mmABM式引信裝配關(guān)系、編程過程和作用原理與40mmABM式近炸引信基本相同，不同的是引信的炮口保險時間等參數(shù)。該引信的炮口保險時間64ms，裝定的時間精度2ms，自毀距離4000m。

配用于35×228mm高速榴彈的35mmABM式近炸引信的結(jié)構(gòu)和性能特點與上述兩種引信基本相同。這里不再詳細介紹。

這3種小型榴彈近炸引信具有許多共同的特點，如體積小、可靠性高等。它們的研制廠家就這些引信的結(jié)構(gòu)，總結(jié)出了10大特點：

（1）部件完全模塊化，易于生產(chǎn)、組裝和試驗；

（2）自動電源供應(yīng)（采用發(fā)電機，沒有電池，不存在儲存問題）；

（3）有利于新型引信的快速發(fā)展（現(xiàn)已投入生產(chǎn)的就有30mm和40mm兩種口徑）；

（4）引信工作時有溫度補償；

（5）使用雙脈沖進行引信編程；

（6）全頻道傳遞編程信息；

（7）高過載發(fā)射時零件能可靠工作；

（8）絕對保證電子干擾（ECM）時的安全（即確保引信能抗電子干擾）；

（9）應(yīng)用范圍廣，可配用于25mm口徑以上的各種彈藥；

（10）計算系統(tǒng)的可靠性高，經(jīng)過8年實踐檢驗證明，其計算系統(tǒng)的可靠度為97%以上。

智能引信的發(fā)展趨勢

智能引信的發(fā)展還剛剛拉開序幕，上面介紹的幾種引信，只是智能引信中的一類。隨著高度集成化集成電路和數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能引信將有廣闊的應(yīng)用空間。近年來，又開始探索數(shù)字化技術(shù)在引信上的應(yīng)用，如將數(shù)字化技術(shù)與遙感遙控技術(shù)相結(jié)合，研制一種真正的智能化引信，將某類目標的特征以數(shù)碼形式存儲在芯片內(nèi)，在達到目標區(qū)以前的整個外彈道過程中，電路都處于非工作狀態(tài)，達到目標區(qū)后，通過遙控指揮使電路進入工作狀態(tài)，引信的信息接收機構(gòu)開始工作，當(dāng)接收到的目標特征與芯片內(nèi)存儲的目標特征相同時，引信便自動作用。這樣就可以基本排除各種干擾，能識別敵、我、友不同目標，實現(xiàn)自動識別目標、自動作用等真正的智能化。

智能引信是一種新型引信，對提高榴彈的威力有著極其重要的作用。采用各種高新技術(shù)，提高引信的智能化程度，是各國研究的重點，其應(yīng)用前景十分廣闊。

(編輯/魏開功)