激光探测和 GPS 指导这款新迫击炮以更高的精度瞄准目标

它被称为“铁刺”。
A 120mm mortar fires from a military vehicle.
2017年,一门传统的美国陆军120毫米迫击炮正在发射。Killo Gibson / US Army

迫击炮是最简单的火炮。射手将迫击炮的炮管调整到合适角度,将炮弹放入,然后炮弹就会像火箭一样射出,以高弹道弧线飞越射手与目标之间的任何防护墙。以色列Elbit Systems公司制造的一种新型迫击炮弹——“铁刺”,旨在比以往任何时候都更精确地投送这个小爆炸。

“铁刺”于3月14日发布,被誉为微型化精确制导系统的胜利,为士兵提供了前所未有的精确火力,尤其是在相同的尺寸和成本下。

虽然迫击炮作为一类武器可以追溯到几个世纪前,但现代化的迫击炮通常是一个简单的带支架的倾斜炮管,底部有一个击针。迫击炮被调整角度以发射向目标,炮弹被投入,触发爆炸性推进剂,将小炮弹向上抛掷,然后向下落在它所瞄准的任何建筑物、人或车辆上。

由于攻击角度,迫击炮是一种间接火力武器,可以让人在掩体后躲藏,向敌人投掷炮弹。这有助于迫击炮射击者避免反击。这也意味着他们必须相信射击的准确性,以及为将武器调整到合适角度所做的快速计算。

军事上有一种特殊的统计分析方法,用于解释炸弹在以特定方式投送时击中给定目标的可能性。它被称为“圆概率误差”(CEP),在弹道学中,它表示从目标到炸弹落点的距离,在这个距离内,可以合理地预期从给定武器发射的所有炸弹有一半会击中目标。CEP以目标半径外的概率区域表示,因此 CEP 为 100 英尺的武器意味着,射击目标的炸弹有一半会落在距目标点 100 英尺的圆圈内。半径越短,武器越精确。

2000年代,美国陆军认为,120毫米迫击炮弹在最大射程内的 CEP 接近 450 英尺。这意味着射击目标的炸弹有一半的精度不如距目标 450 英尺的精度。

“铁刺”在其 120 毫米迫击炮弹设计中增加了两种不同的制导系统,这两种系统都能缩小迫击炮射击的 CEP。第一种是 GPS。正如美国陆军在 2010 年代发现的那样,将 GPS 用于 120 毫米迫击炮弹可以将 CEP 半径缩小到 32 英尺以内,而“铁刺”在这方面没有不同。

第二种改进的制导系统是惯性测量单元和激光读取二极管。如果有人,无论是使用小型无人机、飞机还是手持激光指示器,将激光指向目标——例如一个特定的混凝土掩体——迫击炮的激光二极管就会看到被照射的目标,然后通过内部计算移动其尾翼,以引导炮弹飞向掩体。使用这种系统,Elbit 声称“铁刺”的 CEP 半径小于 3 英尺。

所有这些工作都是为了在约 0.66 英里到 7.5 英里的距离内投送约 24 磅的炸药。粗略比较一下,迫击炮的有效载荷大约是美国库存中最小的飞机投弹的 1/10。尽管体积小,但根据公司手册,“铁刺”的战斗部能够穿透双层钢筋混凝土。

Elbit Systems陆地部门总经理Yehuda Vered在一份声明中说:“这种激光和 GPS 制导弹药的引入,将迫击炮系统从一种统计火力转变为一种精确火力系统。”

在其他条件相同的情况下,炸弹击中目标通常比不击中目标更好。然而,即使在这种计算中,也只能减少一部分误差和潜在的附带损害。如果军方错误地识别了建筑物或车辆,那么无论精度多高,炸弹都无法击中它本应击中的目标。较小的误差半径减少了机器的误差,而不是整个瞄准过程的误差。

这些区别在常规军队之间的战场上很重要。它们在与民兵或非国家行为者的非正规冲突中尤为重要,这些冲突经常发生在平民中间——并且往往会走向悲剧。

美国陆军库存中有许多 120 毫米迫击炮,并且据报道正在考虑在 2021 年晚些时候演示“铁刺”,这可能会启动将该武器纳入美国武器库的进程。

在一场视频演示中,用于发射“铁刺”的 120 毫米迫击炮被安装在装甲车内。“铁刺”的出现,更重要的是,意味着过去只有飞机才能提供的精确空袭,现在可以由步兵部队携带的装甲卡车发射。这是一种微型空军的力量和责任,被压缩在一系列致命的炮管中。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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