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弹丸的制造方法是什么技术(如何制造一枚百发百中的子弹?)

发布时间:2024-02-20 23:52:05 制造技术 856次 作者:装备制造资讯网

这是一项国防机密级的巨大突破:激光制导的智能子弹具备弹道修正的功能,百发百中!

枪命中数百米之外的目标,这几乎是只能出现在科幻小说中的场景。因为即便是百步穿杨的狙击手,使用最为先进的装备,在这个距离上也未必能保证弹无虚发。然而这种情况即将成为过去。2014年9月,作为美国国防部高级研究计划局(DARPA)极精确任务弹药项目(Exacto,2008年启动)选定的合作商,美国Teledyne公司宣布成功制造出首批自动制导的步枪子弹。在Darpa网站的相关视频中,我们见到了令人惊讶的一幕:故意射偏的子弹在飞行过程中自动修正了弹道,最终击中了目标。

弹丸的制造方法是什么技术(如何制造一枚百发百中的子弹?)

技术突破

尽管Teledyne公司与DARPA都以“军事机密”为由,谢绝提供更多相关资料,但根据这个官方视频,这无疑是个巨大的突破。

DARPADevelopsSmartBullet让枪弹百发百中究竟有多难?要知道,为了命中目标——它们有些远在1千米之外,神枪手必须考虑一系列因素:风力、风速、大气压力与环境温度……所以每一次击发前都需要计算弹道,耗时可长达两分钟之久。事实上,膛线枪管射出的子弹在飞行过程中进行着高速自转,这种旋转为弹丸带来了稳定性,但另一方面,它也使弹道更加复杂:出膛的子弹往往先是上升数米,并会向右漂移约15厘米。就连一名(使用重型狙击步枪的)专业枪手也承认,这种情况的发生概率高达75%,哪怕在理想的射击条件下。而Teledyne公司宣称,制导枪弹将能有效地消除因风力或瞄准误差造成的偏误。狙击手们的梦想终于实现了!虽然自1960年代以来,人们已发展出导弹与炮弹的激光制导技术——即通过激光束照射并锁定目标,但要想让长10厘米、直径12.7毫米(这是机枪和远距离狙击步枪子弹的典型规格)的子弹实现制导,则是全然不同的巨大挑战。

难点在于如何使光线探测器与飞行控制装置小型化,从而将它们装入纤小的弹体;而且这些精密的制导装置还应能承受弹丸离膛瞬间的巨大加速度。更不用说对制导炮弹而言,弹道修正装置需要应付的只是炮弹每秒仅数周的自转;而现在,摆在面前的是每秒数百转的子弹!大约三年前,专门从事武器研究的美国桑迪亚国家实验室率先研制出能够自行修正弹道的子弹。设计者表示,这种12.7毫米口径的枪弹内含激光制导装置,能够准确命中1千米之外的目标。这种子弹的秘密在于其尾端能够对飞行舵进行每秒30次高速修正的微型装置,以及位于弹体前部的“电子眼”——微型自动导向器,其任务是追踪照射在目标上的激光束,并向尾部飞行舵传达指令以锁定弹道。

然而问题是这种子弹与目前使用的狙击步枪并不兼容,膛线枪管无法发射这种带有尾翼的子弹。尽管存在这一致命弱点,但这次成功(采用一种特制的步枪)有力地证明了“智能子弹”是可以实现的。“对于这种尺寸的枪弹而言,修正弹道仍然是一大技术挑战。”法国内克斯特军工集团(Nexter)武器专家蒂耶里·布雷迪(ThierryBrédy)解释道,“因为这不但要求自动导向装置能承受激发瞬间极高的加速度(高达10万个重力加速度),还需让小小的子弹能够准确地探测到引导激光束的信号。”因此在惊鸿一现之后,桑迪亚实验室的智能子弹项目便陷入了沉寂。三年之后,Teledyne公司汲取了教训,并在技术上更进了一步:他们发布的自导子弹已经摆脱了尾翼——因为DARPA明确要求这种子弹必须与现有的枪支兼容。

这究竟是如何实现的?“强力校正。”蒂耶里·布雷迪推测,“通过位于子弹重心处的烟火发生或气体生成装置就能对弹道进行即时调整。”

精确到微秒

虽然这种技术此前已经在某些导弹上获得了应用,但对于高速自旋的步枪子弹而言,每一次弹道修正都必须在数微秒内完成,而且,调整弹道所需的力既要足以克服子弹的惯性,又不能过大以至影响弹道的稳定。这个要求虽然极为严苛,但并非全不可能,正如Teledyne公司为激光引导装置准备的替代方案。

“对于这种规格的弹丸而言,采用‘激光推送’技术是最合适的。”蒂耶里·布雷迪介绍说。其工作原理是向目标方向投射激光栅格——类似一个虚拟弹靶,弹体尾端的光传感器则确保子弹在飞行中始终处于栅格中心位置。虽然Teledyne公司严格保密,我们无法确切知道这种自导子弹究竟采用了哪些技术,但可以肯定的是,在不远的将来,智能子弹将令神枪手们如虎添翼。但他们也得省着点儿——智能子弹价格不菲。要知道,狙击子弹的单价已经达十数欧元之巨:为了确保性能,它们的火药量都经过精确计算,与同口径的机枪子弹相比,狙击子弹的加工也更加细致……但为了确保命中目标,哪个战士会拒绝这种神奇的子弹呢?

撰文FrédéricLert编译王师