前瞻科技
| 综述与述评
2022, 1(4): 125-134
智能弹药发射技术现状与发展建议
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作者信息
- 1.南京理工大学机械工程学院，南京 210094
- 2.西安现代控制技术研究所，西安 710065
李军，教授，博士研究生导师。曾任“十三五”国家级型号项目副总设计师、“十三五”陆军预研项目负责人。主要从事与火箭导弹发射技术相关的总体设计、力学性能分析和燃气射流动力学试验研究等工作。获国防科学技术进步奖二等奖1项。出版专著1部、教材3部、科普图书1部，发表论文近100篇，获授权发明专利15项。电子信箱：lijunly@mail.njust.edu.cn。
Current Situation and Development Suggestions on Intelligent Ammunition Launching Technology
Affiliations
- 1. School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
- 2. Xi’an Modern Control Technology Research Institute, Xi’an 710065, China
出版时间: 2022-12-20
doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.009
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摘要
收起
结合智能弹药发射技术的现状和对未来战场态势的思考，分析了智能弹药发射技术特点，对智能弹药发射技术发展历程、发展趋势及研究进展进行总结和研判；并结合发射技术面临的技术挑战，提出未来智能弹药发射的主要技术发展方向，给出了智能弹药发射技术的发展思路和建议。
战场态势
/
发射技术
/
智能弹药
Through the exploration of contemporary and future battlefield situations, this paper analyzes the characteristics of intelligent ammunition launching technology. Then, it summarizes and studies its development history and trend, as well as its research progress. In view of the challenges confronted by the launching technology, this study puts forward the main future research directions regarding this technology and gives relevant development ideas and suggestions.
battlefield situation
/
launching technology
/
intelligent ammunition
李军, 李玉玺, 刘馨心, 李正宇.
智能弹药发射技术现状与发展建议.
前瞻科技,
2022
, 1
(4)
: 125
-134
.
DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.009
Jun LI, Yuxi LI, Xinxin LIU, Zhengyu LI.
Current Situation and Development Suggestions on Intelligent Ammunition Launching Technology[J].
Science and Technology Foresight,
2022
, 1
(4)
: 125
-134
.
DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.009
正文
收起
当前武器装备无人化、智能化、体系化趋势明显，战争形态正由机械化向智能化转变，智能弹药发射技术已成为智能化战争的核心支撑，也逐步向多样化、智能化方向发展[1⇓-3]。弹药发射技术作为武器系统的重要组成部分，直接影响智能弹药武器系统的发射精度、作战能力、生存能力、补给方式和研制成本等众多方面，是决定装备种类配置的前提[4,5]。当今世界，能够掌握多种先进弹药发射技术的仅有中国、美国、俄罗斯、法国、以色列等少数军事强国。
在发射方式方面，火箭武器技术的发展已经实现和验证了空气和电磁弹射发射等技术，使火箭弹的射程和有效载荷运载能力得到了大幅度提升；在研究方法和手段方面，发射动力学、发射结构力学、发射环境测试、发射控制等理论和技术、数字化虚拟样机技术、分布式并行仿真技术、多学科耦合与优化设计技术已在智能弹药发射领域得到广泛应用；在性能分析与仿真方面，具备了相对完善的发射技术试验验证和实施方法，形成了发射系统性能仿真、发射稳定性测试和评估体系等。技术、方法和能力的提升，使得智能弹药发射技术在低成本高效发射、快速反应密集发射、通用化模块化发射、新材料轻量化应用等领域取得重大成果和突破。
1 智能弹药发射技术特点
收起
发射技术的基础是发射动力，在发射动力的基础上，延伸发展出了弹药发射平台及发射姿态，智能弹药发射总体技术是智能弹药发射动力、发射平台和发射姿态3个要素综合形成的结果。智能弹药发射对动力、平台、姿态等的要求包括低成本高效发射、三化（通用化、模块化、系列化）发射、发射精确控制、快速反应发射、密集发射、轻量化发射等，这些要求使得智能弹药发射环境剖面和任务剖面复杂，智能弹药发射呈现独特的技术特点，具体包括如下几点。
（1）远程化要求高。弹药发射在强调精确化的基础上，逐渐对超远射程提出了更高要求。超远程发射技术是指对射程超过300 km弹药的发射，该类型弹药兼顾对点和对面的双重打击，弹药多样性和发射机动性对发射平台提出了更高的要求。中国制导火箭弹由远程发射平台发射，采用箱式发射技术，实现了多弹种共平台发射。该火箭炮的技术起点高、任务剖面广，可满足陆军几十千米至几百千米火力打击的需要，可发射各类火箭弹，射击精确度已经达到世界先进水平。
（2）机动性要求高。近年来，随着战争新态势的不断发展，对武器装备的机动性提出了新的更高要求。在火力机动性方面，要求发射平台的射击诸元调整、平台的运动、发射指令的下达等具有及时性；在战术机动方面，要求发射平台具备快速行战转换和撤收能力以及更宽泛的发射界限；在战略机动方面，要求发射平台具备陆路、水路和空运等多途径机动方式，尤其是空运和空投机动。
（3）发射能量要求高。智能弹药的发射一直以来都是借助于发动机的自力实现的，即弹药点火后依靠发动机推力产生运动加速度。该类型发射技术，受弹药重力的作用，发射初期发动机推力做功的主要贡献是克服弹药的惯性载荷。因此，对于不同质量的弹药，为保证相同初速，发动机所提供的推力是不同的。而对于倾斜发射方式，初速不足将导致弹体姿态变化，尤其是俯仰面内的角度和角速度。现有122火箭弹的推力加速度约为30 g，初速约46 m/s，但是对于质量2~3 t的智能弹药来说，达到同样的初速，需要更大的推力以保证加速度，此时发动机的推力类比推算将达600~900 kN，这对于发动机的结构设计不利，推进剂利用率也比较低[4]。
此外，在军事变革迅猛发展的今天，单兵已经成为未来信息化战争中最基本的作战平台。各国都想方设法增强士兵的生存能力、降低伤亡率。从现代战争和未来发展趋势看，各国研发单兵武器系统的目标大致相同，即负载更轻、火力更猛、视距更远、系统响应更快、防护性能更好、生存率更高、环境适应能力与作战能力更强。但是，对于单兵发射技术而言，受制于单兵武器燃气射流对士兵的危害，核心问题是如何为弹药提供更高的动能以及发射装置的通用性。高动能意味着更远的射程、更大的战斗部携带质量、更大的毁伤以及更高的精度；通用性将使单兵携带的无效质量降低，单具发射器可以发射更多类型和型号的弹药。
2 智能弹药发射技术发展历程
收起
由于弹药是对敌目标作战的有效载荷和直接承担者，因此国内外海陆空军发展的一个重要方面就体现在弹药的改进上。中国在历经几十年弹药的发展历程中，智能弹药逐渐成为一个主要的发展方向。先有镇国利器“东风”系列导弹，后有从20世纪80年代开始研制的各种灵巧弹药、末敏弹药、增程弹药等众多高性能指标的新型智能弹药，这些智能弹药装备使用后改变了战场态势。综合分析弹药的发展趋势可以发现，在弹药的威力、射程、精度3大指标中，射程、精度大幅提升了弹药的作战效能。近20年来，围绕射程和精度的智能弹药技术得到了迅猛发展，已经形成了系列化、多功能化的智能弹药。而在智能弹药发射技术领域，相关技术也得到了一定的发展和验证，以下将围绕发射动力、发射姿态、发射平台3方面展开论述。
2.1 发射动力
从发射动力来看，智能弹药的发射主要有自力发射和助力发射两种。自力发射是借助于火箭弹自身推力发射弹药，发射过程简单，技术成熟，发射可靠性高，截至目前仍是大多数国家火箭、导弹所选择的发射方式[6]。而助力发射是指借助于其他能源来实现火箭弹的推动，包括了压缩空气、燃气和电磁力等。随着现代发射对发射初始参数、威力以及环境适应性等要求越来越高，助力发射必将成为未来智能弹药新型发射方式的选择之一。
2.2 发射姿态
发射姿态是指弹药发射时，其几何纵轴与大地的夹角。现代火箭发明以来，常用的发射姿态有3种，即与大地夹角约90°的垂直发射姿态、与大地基本平行的水平发射姿态、与大地呈一定夹角的倾斜发射姿态。垂直发射主要用于地地、潜地弹道导弹，某些地空、舰空导弹和巡航导弹等；水平发射多用于空空导弹、反坦克导弹和鱼雷管发射的导弹等；倾斜发射主要用于地空导弹、舰空导弹、反潜导弹和巡航导弹等。
2.3 发射平台
综上所述，智能弹药发射方式随着科学技术的发展、作战使用的需要和弹药系统性能的改进而不断发展变化。第二次世界大战后期，德国的V-1、V-2导弹，分别采用地面固定倾斜和垂直发射的方式。战后，一些国家的战略导弹多采用这两种发射方式。从20世纪50年代末起，为提高战略导弹在核环境下的生存能力，采用了地下井发射方式。20世纪60年代，远程陆基弹道导弹几乎都采用地下井发射方式，潜地导弹则采用冷发射方式。20世纪70年代后期，随着空间侦察技术的不断发展，导弹命中精度的不断提高和分导式多弹头的出现，靠加固地下井已不能确保导弹的生存能力。因此，在进一步加固地下井的同时，一些国家先后研究和改进了各种机动发射方式。随着导弹系统小型化、自动化技术的不断提高，导弹的发射方式将日趋多样化，向着机动、快速、隐蔽的方向发展。
3 智能弹药面临的技术挑战与未来研究方向
收起
智能弹药发展经验和未来发展需求分析表明，制约智能弹药发射技术和应用水平，对智能发射研制有重大影响的关键技术问题主要包括智能弹药发射与平台一体化设计技术，远程发射技术，通用化、模块化、系列化发射技术，发射精度控制技术，快速反应技术，密集发射技术，发射环境适应性技术和轻量化技术8方面。
3.1 智能弹药发射与平台一体化设计技术
3.1.1 背景与挑战
评价一款智能弹药武器平台，不仅要看它射程多远、威力多大、精度多高，更多的时候还要关注弹药的快速反应、生存能力以及持续作战能力。开展发射平台与智能弹药结构一体化、控制一体化、能源一体化设计，兼容变载荷条件下行驶稳定性与发射稳定性，实现发射技术的优匹配与强适应，是高品质智能弹药武器系统研发的前提。
3.1.2 研究方向
1）自适应底盘升降技术
超远射程弹药的质量和几何尺度较中小射程而言有了大幅度的提高，单枚弹药的质量可达数吨。在满装和空装状态下的平台载荷变化很大，行驶过程中底盘重心的变化使得智能弹药发射平台在越野等复杂路况下的行驶稳定性、可靠性降低。采用自适应底盘升降技术，可根据不同路况、不同负载，自适应调整智能弹药武器系统重心，实现变负载行驶的稳定性。
2）大变负载发射系统结构优化与振动控制技术
发射过程，大质量弹药在轨（定向器内）运动时间长，发射平台易产生刚度以及强度方面的问题。通过采用结构优化方法和合理刚度设计原则，可解决大变负载发射系统的结构问题，满足平台对多弹种的共架发射需求。发射过程中，发射系统的振动对弹药的影响主要体现在起始扰动上，因而如何有效控制起始扰动一直以来都是一个重要的问题。对于大质量、大惯量弹药，高功率、大惯量控制技术能够实现对智能弹药动作频率和幅值的控制，也可利用发射平台与被发射弹药之间的动态特性关系，采用被动控制结构设计技术，保证发射过程弹药的良好姿态和较弱的扰动影响[4]。
3.2 远程发射技术
3.2.1 背景与挑战
从俄乌冲突几个阶段来看，火力打击的远程化是俄军炮兵“洗地”的基础。可见，非接触式打击将是现代及未来战场的主要作战模式之一，如何实现智能弹药的远程发射，是实现火力打击远程化的主要途径。目前传统远程发射的主要技术途径是增加装药量和多级点火。如何进一步提升远程发射能力，是各个国家研究的热点。
3.2.2 研究方向
1）燃气助推弹射技术
发射过程，尤其是身管内运动期间，燃气射流被定向器约束，只能沿定向器流出，这些燃气具有一定的能量。同时经定向器流出的燃气对地面的冲击还会对火箭炮带来一定的危害，并对发射系统的设计产生一定的影响（例如，定向器大射角时的最小离地高）。将管尾流出的燃气射流压缩储能，并通过机构动作实现下一发智能弹药的助力弹射。实现这一技术，可将目前燃气射流的消极影响转化为主动力而用来做功，这将是又一种新型的助力弹射技术。
2）结构式主动导流与减阻技术
发动机燃气对于发射系统而言，一直以来都是百害而无一利的，一般是设计导流形式的结构以减小其对发射系统的冲击。自动武器的导气式自动机、火炮的炮口止退器等的作用都是将燃气废物利用，并转而将其应用于发射系统。燃气射流对于智能弹药发射的作用，发生在管内运动时期和管口冲击阶段，可针对这两个阶段燃气射流的流动特点，通过结构设计改变燃气流动的规律，实现主动导流，达到有效减阻的目的。
3.3 通用化、模块化、系列化发射技术
3.3.1 背景与挑战
现代战场需要打击的目标种类繁多，有履带和轮式车辆等地面装甲目标，有武装直升机、固定翼飞机、无人机和导弹等空中目标，有敌指挥所、观察所、雷达站、交通通信枢纽等高价值信息化装备。这些目标特点各异、复杂多变，如何在战场上实现可靠、多任务作战，是研制现代智能弹药武器系统需要思考的问题。
此外，随着现代战场对智能弹药武器系统低成本、高可靠指标的追求，通用化、模块化、系列化的需求逐渐成为解决上述问题的重要技术途径，如单炮管发射多类型弹药、单平台实现多种武器集成等。
3.3.2 研究方向
1）多弹兼容发射或共架发射技术
现代弹药集成化、通用化程度越来越高，弹药发射技术也向着共架发射方向发展。共架发射是指发射架同时具备多联装能力和通用化能力。多联装能力可以提高密集火力，通过发射控制系统、保障设备和燃气流排导空间的共用节约了大量安装空间，在不改变发射架轮廓尺寸的情况下可以装载更多数量的导弹[12]。
2）多武器单平台柔性发射技术
多武器单平台柔性发射技术最典型的应用是遥控武器站。遥控武器站指可以安装在多种平台上的、相对独立的，模块化、通用化武器发射控制系统，一般由全电驱动的无人炮塔和操控单元两大部分组成。通过采用作战任务管理系统、智能化火控系统、综合电子系统等技术，遥控武器站的各类电子、电气设备通过分布式网络体系结构进行信息共享和功能综合。从操作任务配置、功能清单确定、流程逻辑制定、显控操控界面、人机融合环境、威胁信息识别库、任务数据库文件、网络结构与总线架构等系统顶层，进行体系规划和架构安排，实现了设备硬件体系、软件模型系统、接口协议标准、数据规格规范、智能化算法体系、电气系统的综合化。采用智能配电系统可对所有用电设备状态进行全自动控制，实现了车辆电源管理的数字化。
3）智能头盔集成发射技术
随着智能化技术和人工智能技术取得新发展、新突破，新型智能头盔可逐步实现自动全天候目标搜索，且能够自适应发射制导装置，使得单兵武器系统能更多地实现功能集成化，目前已开展单兵智能穿戴式发射技术的研制。
3.4 发射精度控制技术
3.4.1 背景与挑战
发射精度可以理解为智能弹药在特定位置偏离理想弹道的程度。发射装置对发射精度的影响，主要是指智能弹药滑离发射装置瞬时的初始瞄准误差和初始扰动使智能弹药偏离理想弹道的程度和偏离趋势。发射装置对发射精度起很大作用，有时甚至起决定性的作用。对于简易制导或者无控的智能弹药来说，发射装置甚至决定了最终的打击精度。
3.4.2 研究方向
1）高精度稳定与跟踪技术研究
为了满足伺服性能，需要研究满足工程实际的伺服控制策略，目前位置环使用的控制器，增大位置环增益，会导致稳定裕度下降等问题。同样地，提高速度环增益，可以增强伺服系统的动态响应和抗扰性能，但速度环带宽的增加也会导致相角裕度降低，使伺服系统的稳定性变差，容易受到传感器噪声和机械谐振等影响。目前主要开展内模原理、扰动观测器（Disturbance Observer, DOB）、龙伯格（Luenberger）观测器和自抗扰控制技术、高精度感知技术、预测滤波与补偿技术等研究。
2）行进间发射精度控制技术研究
现代战争攻防对抗，尤其是陆战领域近距离的攻防对抗，对武器系统的瞄准及跟踪精度要求极高，这就需要智能弹药在发射初始状态有一个良好的发射姿态，行进间发射精度控制一直是智能弹药发射的难题，急需开展发射平台环境特性，行进间发射理论、原理及影响因素等研究，建立行进间发射模拟及测试系统，获得行进间发射的时机、策略、发射系统设计要点，开展行进间发射控制模式的优化设计研究，建立行进间发射智能控制方法。
3.5 快速反应技术
3.5.1 背景与挑战
武器系统的快速反应能力是指发现目标后能迅速发射导弹的能力，通常用发现目标到弹药发射出去的时间长短（即系统反应时间）来衡量，一般为几十秒，最短的甚至只有几秒。现代战争的攻防对抗节奏越来越快，这对智能弹药发射的快速反应能力提出了更高的要求。
3.5.2 研究方向
1）大功率伺服快速控制技术
重点考虑伺服阀动态、输入饱和、滞环、死区、泄漏、环境变化等因素，建立电液伺服系统的特征模型，研究参数大范围变化和强扰动耦合作用下电液伺服系统的状态和扰动同时精确估计，开展基于扰动补偿和强化学习的电液伺服系统自适应跟踪技术研究，通过快速响应的大功率伺服系统来缩短系统反应时间。倾斜发射装置通常采用该技术。
2）垂直发射技术
垂直发射是智能弹药纵轴线与发射点大地水平面相互垂直的一种发射方式。垂直发射技术具有发射装置结构简单紧凑，推重较小情况下智能弹药也能正常起飞，弹药在大气层中飞行时间短、动力损失小，燃气流排导较容易，有害作用区域小，对发射场地的空间要求不高，减少发射盲区等优点，无须带弹调转、跟踪就可以发射弹药，大幅提高了系统快速反应能力。
3.6 密集发射技术
3.6.1 背景与挑战
密集发射是指单位时间内智能弹药武器系统可以发射出足够多的弹药数量。随着现代战争集群目标的出现，以及对局部战场多目标火力精确打击的需求，密集发射技术正成为智能弹药发射的一种重要方向。如何尽可能提升火力发射密度，是衡量火力是否猛烈的核心指标。
3.6.2 研究方向
1）箱式发射技术
通过储运发箱集成技术、非金属定向管的结构优化技术、定向管前后密封技术，可实现箱式智能弹药的储存、运输和发射，提高互换性和箱炮结合后的总体性能。箱式发射可在几乎瞬间发射多枚制导炮弹、制导火箭弹，实现智能弹药武器系统对付集群目标的能力。
2）蜂群发射技术
无人机群在使用时主要采用陆上发射和空中发射两种方式。其中，陆上发射是由士兵或者地面车辆使用专用发射装置连续发射，短时间内在指定空域形成数量可观的无人机集群对目标实施密集的火力侦察、打击；空中发射是由运输机、战斗机搭载，从防区外安全投放，或者由巡航导弹携带大量无人机，在突入对方防御纵深后迅速投放，采用空中投放方式，对目标实施密集的火力侦察、打击。
3）满足火力打击密度的自主式快速再装填技术
为了确保高强度的火力打击密度，迫切需要快速再装填技术作为支撑，而未来火箭炮武器系统的少人化/无人化作战，需要自主式再装填技术的不断成熟和提高。发展自主式快速再装填技术必须突破装填目标的准确识别、相对坐标关系的精准定位、多自由度装填机构创新性设计、约束条件下的自主轨迹规划、高度自动化装填控制系统、末端定位与锁紧技术等多方面技术。
3.7 发射环境适应性技术
3.7.1 背景与挑战
传统智能弹药热发射存在发射噪声大、后喷严重、危险界大、系统较重等缺点，对平台观瞄系统、人员配置等影响较大。此外，大推力智能弹药在发射时，后坐力高达几吨、几十吨，这对平台的抗后坐能力带来了巨大的压力。智能弹药发射环境的改良，有助于提升智能弹药武器系统的综合性能。
3.7.2 研究方向
1）“四微”软发射技术
微烟、微焰、微声、微后座（简称“四微”）软发射技术，可显著改善智能弹药发射环境。近几年中国新研制的某轻型反坦克导弹武器系统就是“发射后不管”的新一代便携式轻型反坦克武器，具备微烟、微焰、微声、微后座软发射和全天时作战能力，采用曲射攻击和直射攻击方式，主要用于攻击主战坦克、装甲战斗车辆和坚固工事等目标。
2）减振缓冲技术
3）电磁动力弹射冷发射技术
将电磁技术引入智能弹药的发射，可解决发射初期发动机的瞬时能量释放问题，发动机在此基础上的结构与装药形式将发生革命性的变化，为低成本发动机的实现奠定基础。
3.8 轻量化技术
3.8.1 背景与挑战
武器系统的机动能力，一般采用展开和撤收时间、最大行军速度、最大行军里程及越野性、可运输性等参数描述。如何实现平台的发射轻量化和行驶轻量化，是智能弹药发射技术亟待解决的问题，尤其在未来城市战、巷战等小微平台及单兵发射模式下，解决这个问题更加重要。
3.8.2 研究方向
1）轻量化材料技术应用
近几年随着工业水平的不断提高，钛合金、镁铝合金、碳纤维等新材料技术的变革与工程化应用的实现，使得智能弹药武器系统设计越来越轻便，大大增强了系统射程、毁伤能力、机动性与操作性。
2）结构拓扑优化
结构拓扑优化是实现结构轻量化的重要手段之一，通过对结构的拓扑优化，可以找到最合理的拓扑结构。通过分析智能弹药发射工况和边界条件，确定智能弹药发射平台拓扑优化的基本性能指标，围绕结构刚度、强度以及低阶频率等关键性能指标，明确拓扑优化的设计变量，区分要优化的设计区域以及非设计区域，确定约束条件以及目标函数，实现智能弹药发射平台的轻量化设计[4]。
4 中国弹药发射技术发展建议
收起
开展弹药智能发射与安全控制机理研究，构建弹药发射专家系统，攻克模块化储运发射箱、智能单兵武器发射、柔性自主武器站控制与发射、弹药自动装填、发射系统健康监测与故障诊断等技术，形成基于深度学习的现代控制与发射理论，突破智能单兵总体、多源信息感知与目标自主识别、新型人机交互与辅助决策、动态精确密集打击、发射动力学仿真与测试等技术，支撑武器发射系统突出呈现“网络信息基础架构、作战数据先导条件、战场态势统一认知、作战决策自主计算”等功能特征，使作战环路观察—判断—决策—行动（Observation-Orientation-Decision-Action, O-O-D-A）以及各环节中的智能要素，由传统上的“以人为主”向“人工智能、机器学习、人机协同”发展[15,16]。中国弹药发射技术建议重点考虑以下几点。
4.1 模块化箱式发射技术
模块化箱式发射以其诸多优点开始成为世界火箭炮发展的主流，BM-21型122 mm火箭炮和BM-30型300 mm火箭炮技术的输入，促成了中国火箭炮发射技术的快速发展，但是模块化箱式发射技术仍有一些问题亟待解决。
模块化发射箱的设计要求结构尺寸和体积在满足火箭弹装填的要求下，要尽可能地简单紧凑、质量轻，以便于整体吊装；模块化发射箱由于采用发射/贮运一体化设计，必须具备良好的气密性、防潮性及电磁屏蔽性，以减小后勤压力；模块化发射箱的强度和刚度要能够承受火箭弹发射和装填运输时产生的振动和冲击载荷；模块化发射箱与发射平台之间的匹配连接要有能够满足使用要求的接口，并实现快速可靠的定位以及闭锁；模块化发射箱吊装到发射架上时，箱架之间的电气接口要快速、准确、可靠地结合；模块化发射箱吊离发射架时，箱架之间的电气接口要能快速、安全地分离。
4.2 柔性武器站智能控制与发射技术
面对遥控武器站发射亟待解决的核心技术问题和共性基础性问题，重点开展以下技术研究。
1）柔性武器站通用化、模块化设计技术
用模块化、组合化、通用化设计思路，根据功能需求进行模块划分，通过接口、协议等标准化研究，在通用化设计的基础上，对制导武器和无控武器构成的武器族系进行功能分析和结构分解，开发通用机械、电气及软件等接口系统，将通用性较强的单元划分设计，形成具有独立功能和结构，可组合、可通用的标准模块（单元），实现不同射程覆盖、不同用途和不同威力的战斗部类型的合理搭配，快速形成轻重兼得、近中远程兼具、点面结合的系列化武器站。
2）目标智能感知与自动跟踪技术
完善和改进运动目标的识别算法，采用多特征信息融合目标识别架构与方法，建立军用目标库；采用遗传算法和深度学习方法等，对其进行大量的小样本学习，提高目标识别概率。研究弱小目标信息的捕获方法，降低虚警率。开展基于多传感器融合的自动目标识别算法研究，克服单一传感器系统的缺陷，采用基于局部鲁棒性特征的目标识别算法，识别出目标的局部要害位置作为跟踪点，获得精确打击部位识别；对面目标跟踪算法进行研究，以适应目标的外观变化。
3）最佳打击策略智能生成技术
武器站在作战过程中，有同时打击多目标的需求，也有对单一目标实施多层次复合手段的打击需求。指挥控制系统通过构建目标类型识别数据库、武器系统设计能力数据库，综合考虑需要打击目标类型及数量、毁伤机理，兼顾高效毁伤与持续作战需求，实时响应战场变化，建立多变量在线效能评估及策略寻优模型，快速迭代以获得最优效能下的枪弹炮复合手段的最佳打击策略。有效解决枪弹炮结合打击等复杂多样作战通道的高效组织及智能控制难题，可大幅提升武器系统的作战效能。
4）智能发射控制技术
重点开展智能发射控制专家系统、健康检测技术、基于模型和数据驱动的自动分析技术、数据分析技术以及智能控制等研究。研究适合于发射与控制系统的分布式决策方法，建立集中式全局目标算法、耦合约束条件处理方法和分布式决策方法，掌握发射测试控制系统中复杂对象的特征分析、建模与控制方法，实现发射自动化、智能化测试控制与决策。
4.3 单兵武器智能发射技术
智能单兵武器发射系统以机器人外骨骼技术为支撑，将各型轻量化弹药的发射“可穿戴”化，形成一种新型的单兵发射系统。研究内容有单兵发射总体技术、单兵外骨骼技术、数字头盔技术、战术接口技术。建立单兵便携式发射火线与瞄准线数学模型，解决导弹单人装填技术、密闭空间发射技术和远程击发技术等关键技术问题；开展关于外骨骼仿生设计与系统集成技术研究，解决单兵机动能力问题，使单兵具有全域高速机动能力；开展以数字头盔为载体的战场态势感知与显示技术研究，使单兵具备较强的战场图像侦察能力；开展新型战术接口技术的研究，满足未来信息化单兵设备接入要求，最终解决智能单兵“结构一体化”“穿戴人性化”“人机结合化”及“发射智能化”问题。
4.4 发射系统健康状态智能识别与故障预测技术
结合弹药系统动力学特性和系统响应模型，配置有限节点传感器，使其测量的信号能够充分包含系统运行状态信息，并基于监测数据和随机响应模型，实现机、电、液多源信息不同维度数据的深度融合表示，以稀疏因子为依据确立状态特征与系统运行状态的关联关系，建立状态监测指标与系统运行状态的映射关系，实现系统运行状态的精准识别。针对基于模型的系统健康状态智能识别与故障诊断及预警问题，基于深度学习模型评估传感器重要性，实现在役工况下有限传感器配置，有效感知系统信息；基于数据分析与故障特征挖掘技术，研究基于模型响应和有限传感信息的状态/故障特征提取和定量表示技术，结合故障机理与故障判定准则，实现多模式故障的精确诊断与预警；研究基于监测数据流的故障诊断模型更新方法，提高深度模型对新生故障类型的适应性和有效性。
4.5 小型战术导弹智能装填技术
弹药智能装填技术主要针对高效率、无人化弹箭武器系统在战场弹药补给的需求，实现智能弹药全自动装填，为智能化装备提供持续火力，重点研究弹种识别及弹位实时监测、位置状态感知及自动扫描定位、刚柔结合的导弹抓取等技术，突破平台自适应避障、弹种及在位状态实时监测、机械手自适应技术、弹药自动解锁/锁定、有限空间下装填系统布局规划技术等，最终实现多型弹药的全自动装填，提高弹药保障效能，增强装备实施多批次、多手段攻击的作战能力。
5 结束语
收起
近年来，中国在智能弹药发射技术方面取得了长足进步，然而为了适应未来战争多任务低成本打击、弹道末端精确打击和蜂群智能打击等多样化作战模式，亟需进一步开展新型发射理论与关键技术攻关，尤其在三化发射、低成本发射、远程超远程精确打击、有人无人协同发射、快速反应密集发射等技术领域亟待突破。智能弹药发射技术正在改变着中国的弹药序列，影响着当前和未来智能化战争的作战模式，意义重大，军事影响深远，值得弹药发射技术人员沉浸钻研，共拓辉煌。
文献
收起
参考文献
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2022年第1卷第4期
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文章信息
doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.009
- 接收时间：2022-10-24
- 出版时间：2022-12-20
- 发布时间：2023-01-17
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表12种不同金属材料的力学参数
| 科 Family | 属数 Number of genus | 种数 Number of species | 占总种数比例 Percentage of total species (%) | 属 Genus | 种数 Number of species | 占总种数比例 Percentage of total species (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 鹅膏菌科Amanitaceae | 2 | 11 | 5.26 | 鹅膏菌属 Amanita | 10 | 4.78 |
| 小菇科 Mycenaceae | 2 | 12 | 5.74 | 丝盖伞属 Inocybe | 5 | 2.39 |
| 多孔菌科 Polyporaceae | 8 | 14 | 6.70 | 蜡蘑属 Laccaria | 5 | 2.39 |
| 红菇科 Russulaceae | 3 | 23 | 11.00 | 小皮伞属 Marasmius | 6 | 2.87 |
| 小菇属 Mycena | 11 | 5.26 | ||||
| 光柄菇属 Pluteus | 5 | 2.39 | ||||
| 红菇属 Russula | 17 | 8.13 | ||||
| 栓菌属 Trametes | 5 | 2.39 |
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