第一篇:2015年度國外陸軍武器裝備發展動向綜述
總的來講,2015年度國外陸軍武器裝備發展動向主要體現在:陸軍裝備網絡化、精確化和無人化發展繼續得到大力推進;地面作戰車輛的體系化發展取得重大進展;防空反導裝備實彈攔截試驗捷報頻傳;陸軍航空兵裝備加強有人/無人協同作戰能力建設;陸軍部隊及相關裝備頻繁進行實戰演習、部署和使用。
陸軍裝備網絡化、精確化和無人化發展繼續得到大力推進
21世紀以來,網絡化、精確化和無人化是陸軍裝備發展的鮮明特點和總體趨勢,也是陸軍更好地適應未來信息化戰爭和一體化聯合作戰的物資基礎和必然要求,在2015年繼續得到大力推進。
網絡化
美國陸軍在2008年確定戰術通信網絡是其現代化建設的重中之重,認為未來每名分隊作戰人員都應具備通過戰術通信網絡共享和傳輸信息的能力,以獲得作戰優勢。為確保技術領先、縮短為部隊交付先進網絡裝備的周期,從2011年6月到2015年10月,美國陸軍已進行了10次每年兩度的網絡集成鑒定(nie)試驗。該試驗將多種獨立的網絡裝備集成在一起進行一體化試驗,不僅分別評估各種裝備的性能,還綜合評估其互聯互通能力,試驗后經過改進完善再在下次試驗中繼續進行驗證,并以“能力組件”形式逐步擴大初始列裝和使用范圍,加快了戰術通信網絡的成熟和一體化。
第十次網絡集成鑒定(nie16.1)試驗于2015年9月25日-10月8日在得克薩斯州布利斯堡進行,約1.2萬名美國陸軍(主要是第1裝甲師和第82空降師)和空軍官兵參加了試驗,參試部隊還有英國的1個旅、意大利的1個空降營和其他13個北約國家的大約800名官兵。第1裝甲師擔任多國部隊聯合司令部,第82空降師則實兵實裝遂行聯合強制進入作戰行動。試驗評估的新能力包括聯合網絡能力、遠征指揮能力、持續作戰能力和有人/無人協同作戰能力;評估的主要作戰和編制概念包括聯合強制進入作戰、空地偵察作戰、持續作戰、聯合火力與化生放核爆一體化作戰。
精確化
打擊精確化是陸軍在未來信息化戰爭中立足的基礎,而精確制導彈藥則是精確化作戰鏈條中的“利劍”,21世紀以來一直受到主要國家的高度重視,相關項目在2015年度繼續取得重大進展。
美國陸軍于2014年下半年開始列裝的最新型“神劍-1b”精確制導炮彈,除能使用m109a6/a7和m777a2榴彈炮發射外,還在2015年初使用老式m109a2/a3榴彈炮配用m119a2裝藥系統進行了成功發射。美國陸軍于2014年初開始低速初始生產的m1156精確制導組件(pgk)在2014年12月通過了初樣驗收試驗,在試驗中有些炮彈實現了10米以內的精度。在2015年4月使用m109a6榴彈炮進行的首批產品驗收試驗中,平均精度小于10米,可靠性達到97%。美國陸軍對pgk的總需求量超過10萬枚,并于2015年5月與主承包商軌道atk公司簽訂了1.2億美元的全速生產合同;該公司到2015年8月已生產約1.2萬枚pgk,并將于2016年初至2018年初完成向美國陸軍、海軍陸戰隊、澳大利亞陸軍和加拿大陸軍的交付工作。
意大利研制的最大射程達80千米的遠程型“火山”制導炮彈于2015年進入低速初始生產和定型試驗階段,計劃2016年底開始交付,2017年列裝的同時啟動全速生產。該彈采用gps接收機、慣性導航測量裝置,也可選裝激光導引頭,可使用52倍口徑和39倍口徑155毫米榴彈炮發射。該彈2014年12月在南非進行的一次發射試驗中,射程達到70千米,精度在10米以內;其發展目標是采用半主動激光/紅外導引頭,最大射程達到100千米,精度達到米級。
無人化
據預測,到2020年前后美軍戰斗力將有1/4來自以無人機為主的無人化平臺。美國陸軍已為旅戰斗隊和火力旅編配了rq-7b“影子-200”、rq-20a“美洲獅”、ra-11b“大鴉”無人機系統,為戰斗航空旅編配了mq-1c“灰鷹”無人機系統,并經歷了伊拉克和阿富汗實戰檢驗。“影子-200”無人機到2015年上半年已完成100萬小時作戰飛行,包括在敘利亞進行的反“伊斯蘭國”行動中的作戰飛行。所有這些都凸顯了無人機在當今和未來作戰中的重要性。
美國陸軍在2015年5月亞特蘭大國際無人系統協會年會上透露,將為“影子-200”無人機安裝新型發動機和改進型通信系統。根據設計,新型發動機平均重大故障間隔時間1000小時(現役發動機是269小時),平均大修時間500小時(現役發動機是250小時),并能使用重油燃料以簡化后勤負擔。2015年6月23日,美國陸軍授予通用原子航空系統公司19架改進型“灰鷹”無人機的全速生產合同,計劃2018年9月完成交付。改進型“灰鷹”采用205馬力del-120柴油循環發動機取代160馬力渦輪增壓柴油機,使續航時間從25小時增加到50小時。
在2015年2月的阿布扎比國際防務展上,韓國厚成有限公司宣布,將向韓國陸軍交付120套“遠眼002b”無人機系統(每套系統編配4架無人機)。該機為手持發射的固定翼無人機,通過氣囊系統回收,手持控制系統控制;翼展1.8米,長1.44米,最大起飛重量3.4千克,最大時速80千米,續航時間70分鐘,有效作用距離10千米;有效載荷為機鼻位置安裝的固定式光電/紅外裝置,可進行平面/傾斜掃描,用于提供近距離情報、監視、目標獲取和偵察能力。
美國陸軍還于2015年開始執行多項無人駕駛地面車輛的采辦計劃,包括“人力運輸機器人增量ⅱ”系統(mtrs,計劃2016年第二季度發布招標書)等,下一步將實施“單兵通用機器人系統”(crs-1,計劃2017年第一季度發布招標書)和“班組多用途裝備運輸車”(smet,計劃于2019-2022年開始工程與制造研發階段)。
地面作戰車輛的體系化發展取得重大進展
地面作戰車輛體系化發展起始于美國陸軍已下馬的未來戰斗系統(fcs)由8種車輛組成的有人駕駛地面車輛和已裝備的由10種車輛組成的“斯特賴克”系列裝甲車;經過前些年的不懈努力,世界主要國家陸軍地面作戰車輛體系化發展在2015年取得重大進展,并將逐步進入初始列裝使用階段。
m109a7自行榴彈炮系統成功采辦
2015年4月9日,美國陸軍正式接收了首批3套生產型m109a7“帕拉丁”綜合管理(pim)155毫米自行榴彈炮系統。該系統是現役m109a6“帕拉丁”自行榴彈炮系統的最新改進型,每套系統由1門pim白行榴彈炮和1輛pim野戰炮兵彈藥補給車組成,并于2014年6月被正式定型為m109a7和m992a3。m109a7系統在機動能力、戰場生存能力和后勤保障能力方面都有所增強,如在機動能力方面,功率/重量比從18.7馬力/噸提高到19.07馬力/噸,最大時速從56.3千米提高到64.4千米,使機動能力有了較大提高,能夠與現役“艾布拉姆斯”主戰坦克和“布雷德利”步兵戰車在戰場上保持同步。該炮將于2016年下半年進行作戰試驗鑒定,2017年2月開始大批量生產,到2027年采購580套,全部取代現役m109a6。
尤其需要強調的是,美國陸軍負責采辦、后勤和技術的陸軍助理部長(兼陸軍采辦執行官)熙若女士和地面作戰系統項目執行官巴賽特準將都認為,m109a7項目的成功采辦正在對陸軍裝備采辦方式轉變和一體化發展起到重要推動作用。在裝備采辦方式轉變方面:該項目促使陸軍將反恐作戰期間以滿足戰場緊急需求為特征的裝備快速采辦方式,向正常的傳統采辦方式轉變;熙若將m109a7形容為“一條被簡易爆炸裝置羈絆的漫長而曲折的發展道路”,認為采用傳統采辦程序的m109a7,通過將成熟技術有機集成到現有平臺進行升級改進以使其達到最佳技術狀態,有助于逐步實施“增量”改進方案并大大降低風險;陸軍其他地面作戰平臺,如“艾布拉姆斯”坦克,“布雷德利”戰車和“斯特賴克”裝甲車等,都將繼續采用這種采辦模式進行升級改進。在裝備一體化推進方面:該項目的成功有助于實現陸軍裝甲旅戰斗隊主戰平臺的一體化協同發展――m109a7是裝甲旅戰斗隊第一種采用這種機動和懸掛結構的主戰平臺,以后還將陸續裝備更多類似的能夠在裝甲旅戰斗隊內具有很強通用性的主戰平臺,如ecp2型“布雷德利”戰車改進項目和多用途裝甲車新研項目等;所以m109a7不僅是一種取得成功的最新改進型主戰平臺,它更是裝甲旅戰斗隊真正實現裝備現代化計劃的第一步。
美國陸軍還在2015年8月25日宣布,決定選擇奧斯科什防務公司為聯合輕型戰術車的單一承包商,并簽訂了67億美元的固定價格低速初始生產合同,使該車于2015年底進入低速初始生產階段。該車在防護性、機動性、有效載荷等方面都具有跨越式提升,將用于填補現役“悍馬”車與“姆拉普”防地雷反伏擊車之間的能力缺口,進而使陸軍輕型輪式車輛裝備呈現出體系化發展特征。
俄羅斯正在構建新一代陸戰武器平臺裝備體系
2015年5月9日,在莫斯科舉行的衛國戰爭勝利70周年閱兵式上,俄軍在紅場首次公開展示了由t-14“阿瑪塔”主戰坦克、t-15重型步兵戰車、“庫爾干人-25”履帶式步兵戰車、“回旋鏢”8×8裝甲車、“臺風”6×6裝甲車、2c35“聯盟-cb”152毫米自行榴彈炮等組成的新一代陸軍裝備體系。這些新型陸戰平臺均采用先進設計理念和大量新技術,綜合戰技性能和信息化水平比現役同類裝備有了跨越式提高。
在總體設計上,由“阿瑪塔”、t-
15、“庫爾干人-25”、“回旋鏢”組成的新一代裝甲突擊裝備體系,體現出更加重視防護性能和車族化、通用化和信息化發展的突出特點:均采用無人炮塔并安裝主動防護系統,尤其是“阿瑪塔”是目前世界上第一種采用無人炮塔的主戰坦克;裝甲車均采用動力裝置前置、載員艙后置和能提高防地雷能力的v形車底等西方總體設計思路,突破了俄軍坦克裝甲車輛的傳統設計理念。俄將于2016年開始對“阿瑪塔”進行國家試驗,一批“阿瑪塔”坦克、“回旋鏢”裝甲車和“庫爾干人-25”步兵戰車將陸續列裝。“聯盟-cb”是采用全新設計理念和工程技術的新一代自行榴彈炮,整體性能達到世界一流水平,將與2012年開始列裝的新型“旋風-g”遠程多管火箭炮、“伊斯坎德爾-m”戰術彈道導彈共同構成俄陸軍未來20~30年遠程精確打擊和壓制火力體系,滿足一體化聯合火力打擊需求。
英國正式宣布采購“埃阿斯”車族
2015年9月15日,英國在倫敦第九屆英國國際防務安全與裝備展上宣布,其正在研制的履帶式偵察專用車(scout sv)已正式更名為“埃阿斯”(ajax)偵察車,并展出了首輛炮塔式樣車。英國陸軍2014年9月授予通用動力英國公司35億英鎊(約54億美元)、589輛“埃阿斯”車族的生產合同,用于取代20世紀70年代裝備的cvr(t)履帶式裝甲偵察車。“埃阿斯”既是該車族的總體名稱,更是在洛克希德?馬丁公司炮塔上裝備了cta國際公司40毫米埋頭彈武器系統(ctas)的炮塔式偵察車的專用名稱。在589輛“埃阿斯”車族中,“埃阿斯”偵察車數量最多,為245輛。該車族中之前被統稱為“防護機動偵察支援車”(pmrs)的5種無炮塔式車輛也分別進行了重新命名:偵察支援車叫“阿瑞斯”(ares),訂購了93輛;指揮控制車叫“雅典娜”(athena),訂購了112輛;裝備維修車叫“阿波羅”(apollo),訂購了50輛;裝備救援車叫“阿特拉斯”(atlas),訂購了38輛;工程偵察車叫“阿耳戈斯”(argus),訂購了51輛。所有這些名稱都來自希臘神話中“各路英雄”的名字,暗喻英國陸軍對該車族寄予厚望。“埃阿斯”車族將于2017-2024年完成交付。
與采用30毫米非穩定式機關炮、僅12噸重的cvr(t)裝甲偵察車相比,“埃阿斯”偵察車的所有性能都將大幅提高。42噸的車重將使其具有很強的防護能力,40毫米ctas機關炮則大大提高了火力打擊能力。然而,“埃阿斯”偵察車的最大特點還是其功能強大的傳感器系統和車輛電子系統,不僅大大提高了車輛性能,還能將傳感器數據分發給其他車輛、友軍和上行指揮鏈,將大大增強英國陸軍的c4isr能力。
法國陸軍繼續推進“蝎子”計劃作戰車輛的研制和改進
在2014年12月5日簽訂7.52億歐元(9.29億美元)ebmr多用途裝甲車研發、制造和保障合同的基礎上,法國國防采辦局2015年3月5日正式授予奈克斯特系統公司“勒克萊爾”主戰坦克改進項目合同,因為改進200輛“勒克萊爾”是“蝎子”計劃第一階段的重要內容。該改進項目合同價值3.3億歐元(3.5億美元),其中包括改進18輛基于“勒克萊爾”底盤的dcl裝甲救援車,預計2020年開始交付。該項目將把“勒克萊爾”的使用壽命延長到2040年,并提高應對包括非對稱威脅在內的各種作戰環境的能力。改進后的“勒克萊爾”坦克和救援車分別被命名為“勒克萊爾-r”和dcl-r。主要改進包括:研制和安裝新的裝甲組件,以提高坦克對簡易爆炸裝置之類新威脅的防護性能;將坦克集成到sics數字化信息系統(即“蝎子”作戰指揮信息系統)中;安裝信息戰術數字無線電系統,該系統是“接觸”作戰電臺項目的組成部分。
作為“蝎子”計劃的有機組成部分,法國陸軍到2015年8月已為17個團裝備了“菲林”士兵系統,主要裝備作戰小組組長、班長、排長和特種作戰部隊等。法國陸軍共采購了18552套“菲林”系統,2019年完成交付。
2015年2月12日,法國中程導彈(mmp)反坦克導彈首次發射試驗取得成功,法國陸軍已訂購了400部發射架和2850枚導彈,計劃2017年開始交付。mmp導彈可以安裝在多種作戰車輛上,用于取代現役“米蘭”反坦克導彈。mmp配用雙模自動導引頭和140毫米串聯戰斗部及雙向數據鏈,具有“發射后不管”能力;采用人在回路和非視距發射模式,可直接攻擊也可頂部攻擊,還能夠從密閉空間發射。導彈最大射程4000米,是“米蘭”的2倍,而發射架和導彈重12千克,與“米蘭”相當。
其他相關國家比較重要的地面作戰車輛項目在2015年也取得了重要進展。2015年6月24日,德國陸軍正式接收首輛“美洲獅”步兵戰車,到2015年底共接收7輛。德國陸軍訂購了350輛“美洲獅”,將于2020年完成交付,用于取代1971年列裝的“黃鼠狼1”步兵戰車(最新改進型“黃鼠狼1a5”曾部署到阿富汗戰場使用)。德國陸軍正在形成由“豹2”主戰坦克、“美洲獅”履帶式步兵戰車、“拳擊手”輪式步兵戰車和pzh2000自行榴彈炮組成的地面作戰車輛體系。德國國防部長還于2015年5月底在德國議會宣布,計劃與法國合作啟動到2030年前后取代“豹2”的新型主戰坦克的研制,新型主戰坦克將采用萊茵金屬公司正在研制的130毫米坦克炮。
2015年7月16日,印度國防部邀請10家印度公司就拖延已久的未來步兵戰車項目提交設計方案。印度計劃自行研制生產2610輛可空運的兩棲型未來步兵戰車,用于取代老化的俄制bmp-1和bmp-2步兵戰車。印度要求該車重20~22噸,能攜載3名乘員和7名徒步士兵,安裝射程4~5千米的反坦克導彈、40毫米榴彈發射器和射程為2千米的輔助武器及7.62毫米同軸機槍,還要求具備核化生防護能力以及防地雷和簡易爆炸裝置的能力。
防空反導裝備實彈攔截試驗捷報頻傳
近幾年來,國外陸軍在壓縮部隊員額、精干編制體制、減少老舊裝備以推動陸軍向“少而精”發展的同時,還大力加強新型作戰力量建設,以搶占新的軍事競爭制高點。防空反導部隊屬于加強建設的新型作戰力量之一,防空反導裝備則在2015年的實彈攔截試驗中捷報頻傳,相關系統研發也取得較大進展。
2015年5月28日,美國陸軍正在研制的一體化防空反導作戰指揮系統(ibcs)在白沙導彈靶場成功進行了首次攔截試驗,參與試驗的“愛國者”pac-2系統成功攔截了彈道導彈靶彈,標志著歷時5年研制的ibcs系統已進展到飛行驗證階段。此次攔截試驗驗證了ibcs系統對pac-2系統攔截作戰全過程的指揮控制。致力于實現美國陸軍現役和未來防空反導系統一體化的ibcs系統,將對未來防空反導作戰產生重要影響:一是增強現有防空系統的網絡化作戰能力;二是增強現有防空系統的巡航導彈防御能力;三是實現戰區反導的立體多層協同攔截作戰能力。2015年11月12日和19日,“愛國者”pac-3系統在ibcs系統試驗中分別成功攔截了1枚巡航導彈靶彈和1枚模擬現代戰場環境中戰術彈道導彈的老式“愛國者”導彈。
2015年11月1日,美國陸軍“薩德”(thaad)末段高空區域防空系統和海軍的“宙斯盾”反導系統在西太平洋威克島附近海域進行了一次聯合反導試驗。在這次展示美軍多層聯合反導能力的復雜反導作戰試驗中,首先由c-17運輸機在威克島西南海域發射1枚近程空射靶彈飛向指定海域,隨后“宙斯盾”系統發射“標準-3”攔截彈進行中段攔截;在“標準-3”由于飛行初期失靈導致攔截失敗后,“薩德”系統則成功攔截并摧毀了處于飛行末段的靶彈。
2015年12月10日,美國分別在不同地點試射了陸基“宙斯盾”反導系統(發射“標準3”block ib攔截彈)、“愛國者”pac-3反導系統(發射最新改進型pac-3 mse導彈)、與以色列聯合研制的“箭-3”反導系統,均取得成功。其中,具備反低軌道衛星潛力的“標準3”block ib和“箭-3”為中段攔截試驗,pac-3 mse為末段攔截試驗。陸基“宙斯盾”系統當天在夏威夷考艾島太平洋導彈靶場進行的首次攔截試驗中,美國空軍c-17運輸機發射了1枚空射靶彈后,an/tpy-2前沿基地雷達捕捉并跟蹤到目標,隨后由an/spy-1雷達進行后續跟蹤,并指揮陸基“宙斯盾”系統發射“標準-3”block ib攔截彈,攔截彈的動能殺傷器成功捕獲目標靶彈的再入飛行器并進入其航線,隨后通過直接碰撞方式將其擊毀。當天在以色列進行的“箭-3”反導攔截試驗中,以空軍戰斗機發射的“先進銀麻雀”靶彈越過地中海向以色列飛行了5分鐘后,“箭-3”反導系統的預警雷達成功捕捉到靶彈,并從靶彈發射的多個假目標中識別出“真實”彈頭,隨后通過作戰管理控制系統對目標進行分析、跟蹤并制定攔截方案,“箭-3”攔截彈發射后成功按預定飛行軌跡在大氣層外低軌道上通過直接碰撞摧毀了目標。美國陸軍當天在白沙導彈靶場成功進行了“愛國者”pac-3 mse導彈攔截戰術彈道導彈的試驗,試驗中發射了2枚pac-3 mse導彈,第1枚就準確命中了目標。其他相關國家的防空反導武器系統在2015年也都取得了較大進展。俄羅斯陸軍的最新改進型“山毛櫸-m3”防空導彈系統于2015年4月交付部隊開始進行國家試驗鑒定,計劃2016年列裝。該系統最大射程70千米,比“山毛櫸-m2”提高25千米;具備反隱身目標能力,可在強電子干擾環境中對距離2500~70000米、高度15~30000米內的作戰飛機、巡航導彈、直升機和空地導彈等空氣動力目標具有高效攔截殺傷能力,并可攔截最大飛行速度3000米/秒的戰術彈道導彈。
2015年5月5日,印度陸軍舉行了“藍天”防空導彈系統的服役儀式,標志著陸軍型“藍天”正式列裝。2015年6月,德國國防秘書宣布決定采購中遠程防空系統,共計劃采購8~10個連套,以滿足其對tlvs戰術防空反導系統的需求。2015年8月24日,薩伯公司宣布英國再次購買4套最新生產型“長頸鹿”amb雷達系統(2008年已購買6套),計劃于2015~2018年交付,這些雷達系統計劃用于英國陸軍的未來區域防空系統。
陸軍航空兵裝備加強有人/無人協同作戰能力建設
陸軍航空兵是近幾年來國外陸軍正在加強建設的另一類新型作戰力量,尤其是美國陸軍在2015年繼續實施2014年初制定的陸軍航空兵重組計劃(ari),大力加強有人/無人協同作戰能力建設。
隨著oh-58d“基奧瓦勇士”武裝偵察直升機的逐步退役(計劃至2017年3月全部退役),美國陸軍已決定組建有人/無人混編陸航營,為現役師屬戰斗航空旅的攻擊直升機營編配24架最新改進型ah-64e“阿帕奇?衛士”攻擊直升機和1個mq-1c“灰鷹”無人機系統連,為重型攻擊偵察營編配24架ah-64e和3個rq-7b(v2)“影子”200無人機系統排。首個重型攻擊偵察營已于2015年3月組建完畢,計劃到2019財年完成10個營的組建,并全面具備有人/無人協同作戰能力。從2007年開始到2015年10月,陸軍航空兵已進行了585萬小時的有人/無人協同訓練飛行和作戰飛行。有人/無人協同作戰能力亦稱為互操作等級(loi),共分為5級:第1級(loi 1)是指有人機能接收和傳輸無人機的輔助圖像或數據;第2級(loi 2)是指有人機能直接從無人機接收圖像或數據;第3級(loi 3)是指有人機能控制無人機的有效載荷;第4級(loi 4)是指有人機能控制無人機的起降,從而減少無人機的起降次數;第5級(loi 5)是指有人機能全面控制無人機包括起降在內的所有功能。到2015年10月,美國陸軍有人/無人協同作戰能力達到的水平是:在實戰中達到了loi 2級水平,即“阿帕奇”機組人員能通過非戰術通用數據鏈的一體化多頻帶數據鏈,接收無人機系統傳感器的視頻流,并能轉發給其他類似的“阿帕奇”直升機或裝備有單系統遙控視頻終端(osrvt)的地面部隊;在試驗中則達到了loi 3級和loi 4級水平,所有安裝戰術通用數據鏈的無人機系統均可由ah-64e機組人員在50千米外的地方進行控制,直升機可直接接收無人機傳感器數據并傳輸至100千米外的地面站,大大提高直升機機組人員和地面指揮官的態勢感知能力、目標探測能力,進而提高網絡中心戰能力。
2015年9月28日,印度與波音公司和美國政府簽訂了22架ah-64e直升機及機載設備和15架ch-47f“支奴干”重型運輸直升機的采購合同(價值30億美元),交付工作將于2018年9月-2020年3月完成。合同中的直升機平臺屬于印度與波音公司的直接商業銷售,而機載武器、傳感器、雷達、訓練設備及各種其他部件屬于印度與美國政府的對外軍售協議,包括812枚agm-114l-3“長弓?海爾法”反坦克導彈、542枚agm-114r-3“海爾法ⅱ”反坦克導彈、242枚block 1-92h“毒刺”空空導彈、12部an/apg-76火控雷達。波音公司確認,印度還可能再訂購11架ah-64e和7架ch-47f。
另外,印度自行研制的輕型戰斗直升機在2015年進行了各種環境試驗:2015年1月,該機進行了高海拔寒區試驗;6月,在沙漠地區進行了低海拔熱區試驗,當時駕駛艙外溫度為42℃,駕駛艙內則高達近60℃;8月底,該機裝備了光電設備吊艙、火箭彈發射器、炮塔和空空導彈發射架進行了高海拔熱區試驗,當時試驗地區海拔3200~4800米,溫度13℃~27℃。根據計劃,該機將于2016年中進行攜載武器的發射試驗,2016年12月具備初始作戰能力,2017年初開始為印度陸軍訂購的114架和空軍訂購的65架進行系列生產。
陸軍部隊及相關裝備頻繁進行實戰演習、部署和使用
2015年的世界安全形勢整體仍算大體平穩,但卻暗流涌動且局部熱戰不斷:朝鮮半島持續緊張,日本加緊擴軍備戰,美軍直接攪局南海,烏克蘭危機持續無解和敘利亞上演多方混戰并引發美、俄、歐明爭暗斗,極端組織“伊斯蘭國”巴黎恐襲,土耳其擊落俄羅斯戰機,阿盟出兵也門空襲“胡塞”反政府武裝等等,可謂令人眼花繚亂。為了應對危機和熱戰,主要國家對陸軍部隊及其裝備進行了頻繁的實戰化演練部署,還多次在實戰中進行作戰使用,而反政府武裝的一些“戰果”也總是為人們所“津津樂道”。2015年1月15日,美國和韓國正式成立由駐韓美軍第2步兵師和韓國1個裝甲旅組成的美韓聯合陸軍師,目的是培養適應能力以制止和擊敗未來挑釁,提高韓國的防御能力。該師的成立將突破《美韓共同防御條約》的框架,使駐韓美軍不僅是遏制朝鮮的“地方軍”,更是美國在東亞地區追求戰略目標的“機動部隊”。美國國防部長還于2015年3月20日批準向駐扎在韓國凱西兵營的美軍增派一個m270a1多管火箭炮營。m270a1能發射最大射程70千米的m31制導火箭彈和最大射程300千米的陸軍戰術導彈,具有很強的且被實戰驗證的遠程精確打擊能力。
2015年12月1日,美國陸軍宣布計劃從2015年12月開始,將其儲存在德國科爾曼基地用于美軍輪換部隊訓練的裝甲裝備的一部分預置到羅馬尼亞、保加利亞和立陶宛等東歐國家的前沿陣地,以支持“害怕”俄羅斯的東歐盟國應對諸如烏克蘭之類的危機。美國陸軍儲存在德國的裝甲裝備被稱為“歐洲行動套件”(eas),是一系列適合裝甲旅戰斗隊使用的裝甲裝備,主要包括最新改進型m1a2 sep v2“艾布拉姆斯”主戰坦克、m2a3/m3a3“布雷德利”步兵/騎兵戰車和裝甲旅戰斗隊使用的其他裝備。eas裝備在東歐的首批預置地點是羅馬尼亞的一個空軍基地、保加利亞的一個訓練基地和立陶宛的一個基地,未來還計劃在其他東歐國家進行裝備預置。美國陸軍透露:計劃在羅馬尼亞預置約700件裝備,在保加利亞預置約500件,在立陶宛預置約200件;在德國的科爾曼基地將保留約8000件裝備,在德國的格拉芬沃爾基地將保留約2000件裝備。
俄羅斯國防部于2015年11月17日發表視頻顯示,俄軍已在敘利亞部署了地面炮兵部隊,有6門2a65 152毫米牽引榴彈炮在為敘利亞政府軍試圖擊退is攻勢的作戰提供火力支援。該炮發射底排彈最大射程29千米,最大射速7發/分,持續射速2發/分。2015年10月23日,敘政府軍使用俄提供的tos-1“日炙”重型噴火坦克(也稱溫壓多管火箭炮)轟擊叛軍陣地。
2015年9月19日,日本安倍政府安全保障相關法案獲得通過,日本防衛省則著手構建所謂面對安保環境變化的全覆蓋對應機制,加快建立所謂“離島遭受武力攻擊”的應對力量。日本陸上自衛隊已于2014年11月決定采購52輛美制aav7a1水陸兩棲突擊車,2016年底交付完畢,并計劃在2017年完成組建負責離島登陸和奪取作戰、裝備aav7a1突擊車的“水陸機動團”。離島登陸和奪取作戰任務目前由西部方面隊約700人的普通科連隊承擔,“水陸機動團”將以該連隊為基礎組建,建立時近2000人,并計劃增加至3000人,達到旅的規模。日本還正在研制更先進的兩棲突擊車,該車使用改進型主戰坦克發動機及新的噴水推進技術,比已有40年歷史的aav7a1擁有更好的水上機動性和更快的行駛速度,全尺寸原型車已于2015年上半年進入水池測試階段。
最后值得一提的是,2015年11月23日,英國政府發布新版《國家安全戰略及戰略防務與安全審查》報告。該報告提出的“2025年聯合部隊”構想對英國陸軍的規劃如下:陸軍保持現役8.2萬人不再縮減;編制2個裝甲步兵旅、2個打擊旅、1個空中突擊旅(即第16空中突擊旅,而不是16個空中突擊旅)、6個步兵旅,1個混合作戰旅,1個情報/監視/偵察旅,4個“阿帕奇”直升機中隊、4個“野貓”直升機中隊、3個“守望者”無人機連,2個“美洲豹”直升機中隊、3個“支奴干”直升機中隊、2個“默林”mk2直升機中隊;賦能部隊,包括炮兵部隊、工兵部隊、后勤部隊。與2013年7月發布的修訂版《陸軍2020計劃》相比,該報告將陸軍的裝甲步兵旅和步兵旅各減少1個,但新增了2個打擊旅,每旅5000人,將裝備已訂購的589輛“埃阿斯”車族和籌劃中的約300輛新型8×8步兵戰車,并決定不采購美制ah-64e,而是改進現役ah-64d“阿帕奇”武裝直升機。
第二篇:國外陸軍精確制導彈藥發展分析
國外陸軍精確制導彈藥發展分析
打擊精確化是陸軍在未來信息化戰爭中立足的基礎,精確制導彈藥的發展、列裝及實戰使用受到世界主要國家陸軍的高度重視。美國陸軍列裝的精確制導彈藥已在伊拉克和阿富汗戰爭中得到實戰檢驗,并正在發展能打擊移動目標的更先進的精確制導彈藥。
發展現狀
精確制導彈藥已多次在近期的實戰中成功應用
美國陸軍目前已建成了由APMI精確制導迫擊炮彈(最大射程6.3千米)、“神劍”精確制導炮彈(射程7.5千米~40千米)、M31制導火箭彈(射程15千米~70千米)、Block IA型整體戰斗部陸軍戰術導彈(射程70千米~300千米)組成的間瞄火力精確打擊體系,精度都在10米以內。
美國陸軍最早研制成功的M30制導火箭彈也稱制導火箭彈“增量1”,于2003年3月進行了小批量初始生產,但由于其子彈藥的啞彈率無法降到國防部要求的1%以下,美國陸軍決定不進行裝備使用。配用單一戰斗部的M31制導火箭彈稱為“增量2”,為滿足伊拉克應急作戰需求研制的“增量2a”采用雙模(觸發/延遲)引信,共生產約1200發,全部用于裝備駐伊美軍及盟軍進行作戰使用(2005年8月首次成功進行了作戰使用);配用三模(觸發/延遲/近炸)引信、具有彈道選擇能力的“增量2b”已于2008年12月開始進行全速生產(目前生產仍在進行中),共有2500多發“增量2b”在伊拉克和阿富汗戰爭中進行了作戰使用。目前仍在研制中的替代戰斗部(AWP)制導火箭彈稱為“增量3”,將用于取代M30制導火箭彈配用的雙用途改進型常規子彈藥(DPICM)子母戰斗部;“增量3”于2013年5月22日在白沙導彈靶場進行了工程與制造研發階段的首飛試驗,它對裝備和人員的殺傷力優于DPICM子母戰斗部,覆蓋范圍相近,且不會像DPICM那樣在戰場遺留未爆子彈藥,能大大降低附帶損傷;2014年初,美國陸軍使用M270A1火箭炮發射4發“增量3”,分別命中17千米距離上的各自目標,成功完成第2次質量認證試驗;2014年7月,“增量3”使用M142“海瑪斯”火箭炮成功完成了發展試驗與實用試驗(DT/OT)階段的全部試驗。主承包商洛克希德·馬丁公司在2008年前后還曾提出過最大射程為120~130千米的增程型M31制導火箭彈和最大射程為150千米、采用半主動激光/毫米波雷達/紅外成像三模復合制導方式、能打擊機動目標的制導火箭彈Ⅱ的研制計劃,但近幾年并未見到相關報道,可能是因為沒有被美國陸軍采納而不了了之。
1998年開始研制的“神劍”是世界上第一型用身管火炮發射的精確制導彈藥。“神劍”由于伊拉克戰后維穩作戰的急需而加速了研制,初始型Block IA-1型“神劍”研制成功后裝備駐伊美軍M109A6 155毫米“帕拉丁”自行榴彈炮,于2007年5月5日在伊拉克戰場成功進行了實戰使用。它還可以配用美國陸軍裝備的M777A2 155毫米輕型牽引榴彈炮。Block IA-1型“神劍”最大射程為24千米,戰斗部重50磅(約22.7千克),實戰使用可靠性為85%。加裝慣性測量裝置和底排裝置的改進型Block IA-2型“神劍”的最大射程增加到40千米,可靠性提高到98%,已于2010年11月裝備部隊。截止到2014年3月,美國陸軍和海軍陸戰隊已經在伊拉克和阿富汗戰場上發射了大約700發“神劍”,并因其精度高被稱為40千米距離上的“阻擊手”,在實戰中使野戰炮兵可以向被支援部隊前方75米處發射炮彈。2010年8月25日,美國陸軍與雷聲公司簽訂了一項價值2200萬美元的Block IB型“神劍”研制合同。Block IB型“神劍”的最大射程也是40千米,已于2012年底研制成功并進入小批量初始生產階段。與Block IA-2型“神劍”相比,Block IB型“神劍”的零部件數量大幅減少,且可靠性更高、價格更低。美國陸軍已與雷聲公司簽訂了2個小批量初始生產合同,一個是2012財年的819發Block IB型“神劍”生產合同,另一個是2013年8月簽訂的價值5400萬美元、用于生產765發Block IB型“神劍”的2013財年生產合同。
在2013年秋季進行的鑒定發射試驗取得成功后,美國陸軍于2013年12月對生產型Block IB“神劍”進行了“檢驗品試驗”(FAT),使用M109A6和M777A2榴彈炮在7千米~38千米的距離上發射了30發“神劍”,以檢驗其性能和可靠性。在試驗加入振動和高溫等苛刻條件情況下,30發炮彈的平均精度達到1.6米。2014年1月30-2月7日,美國陸軍在尤馬靶場對Block IB“神劍”進行了初始作戰和鑒定試驗,陸軍試驗與評估司令部已經評定“該彈可以由士兵安全使用”,并已于2014年下半年進入批量生產和列裝階段。美國國防部于2014年7月向國會申請2870萬美元的追加預算,用于采購“神劍”炮彈,使其2014財年的采購預算由7730萬美元增加到1.05億美元,采購數量從929發增加到1332發,增加的403發全部是Block IB“神劍”炮彈。雷聲公司透露,到2015年上半年,已有大約770發“神劍”炮彈在實戰中進行了作戰使用,對精確測定的目標進行打擊時,圓概率誤差(CEP)常常小于1米——即被發射炮彈有50%落入以精確測定目標為圓點、半徑為1米的圓周范圍內。
德國的PzH2000 155毫米自行榴彈炮和瑞典的“弓箭手”155毫米車載榴彈炮也能夠發射“神劍”炮彈。由于這兩種榴彈炮都采用52倍口徑身管,所以PzH2000在發射試驗中對Block IA-2型和Block IB型“神劍”各發射10發,最大射程達到48千米,其中2發的精度小于1米;“弓箭手”在發射試驗中的最大射程則達到了50.7千米。
俄羅斯陸軍成功研制精度在30米以內的“伊斯坎德爾-M”導彈并進行了初步列裝,還對“伊斯坎德爾-M”導彈進行改進,并于2011年12月上旬在演習中首次試射了1枚裝備新型制導系統的“伊斯坎德爾-M”,使用圖像制導方式使精度達到約2米,能更有效地應對美歐在歐洲部署的反導系統。2015年1月,俄羅斯在其與波蘭接壤的飛地加里寧格勒部署了能攜載核彈頭的“伊斯坎德爾-M”戰術彈道導彈系統。
印度“普拉哈爾”戰術彈道導彈使用固體燃料,戰場反應速度快,緊急情況下只需2~3分鐘即可完成發射準備,并于2013年7月在位于奧里薩邦昌迪普爾的綜合測試靶場進行了飛行試驗,可能于2014年服役。該導彈采用四聯裝輪式發射車,彈長7.3米,彈徑420毫米,彈重1280千克,最大彈道高35千米,最大射程150千米,攻擊140千米外目標所需時間約250秒。印度還以“普拉哈爾”為基礎研制了新型“普拉蓋蒂”戰術彈道導彈,并于2013年10月底在韓國首爾國際航空防務展上展出。“普拉蓋蒂”采用單級固體火箭發動機,射程60~170千米,精度10米(印度宣稱),與“普拉哈爾”有95%的硬件通用。
英國、法國、德國陸軍除參與研制并裝備美國制導火箭彈外,德國陸軍已研制裝備了155毫米“斯瑪特”靈巧炮彈,即“炮兵傳感器引信彈藥”(其子彈藥采用毫米波/紅外尋的頭),法國和瑞典已聯合研制裝備了“博尼斯”制導炮彈(其子彈藥采用雙譜紅外成像尋的頭)。德國和意大利于2013年7月初在南非試驗場使用PzH2000榴彈炮對“火山”精確制導炮彈開展了為期1周的發射試驗,演示了其良好精度:如果采用GPS制導,“火山”炮彈可落入離目標20米以內的范圍;若采用GPS/激光半主動復合制導,則可命中33千米處2米×2米的靶板。最大射程達80千米的遠程型“火山”制導炮彈已研制成功,該彈采用GPS接收機、慣性導航測量裝置,也可選裝激光導引頭,可使用52倍口徑和39倍口徑155毫米榴彈炮發射,計劃于2015年進行低速初始生產和定型試驗,2016年底開始交付,2017年列裝的同時啟動全速生產。該彈于2014年12月在南非阿爾肯特潘試驗場進行的一次發射試驗中,射程達到70千米,精度達到米級。該彈的目標是采用半主動激光/紅外導引頭,最大射程達到100千米,精度達到米級。
彈道修正引信已進入初始生產和列裝階段
雖然國外陸軍重視精確制導彈藥的研制,然而其高昂的成本也使美國感到“技術雖好,但用不起”,因為常規炮彈單價約為1500美元,而精確制導炮彈則高達到3~10萬美元(美國陸軍2014年1月采購的216枚“神劍”的單價為7萬美元,最終將降至5萬美元,而它在2007年5月剛列裝時的單價則高達15萬美元),彈道修正技術便應運而生。近年來,導航與微電子技術的發展使GPS接收機和數據傳輸設備小型化程度不斷提高,且加固技術也使GPS器件能夠承受火炮發射時所產生的高達15000克的加速過載,致使以GPS導航技術為基礎的彈道修正技術得到長足發展。目前,美、英、法、德、以、南非等國都正在研制基于彈道修正技術的彈道修正引信,該引信可將大量的現役常規炮彈轉化為精度為30米左右的準精確制導炮彈,精度提高3倍以上,且1發彈道修正彈的價格僅為5000多美元。彈道修正彈實際上是以先進的信息技術對常規彈藥進行改造的產物,是一條低成本、高效益的炮兵彈藥精確化發展之路,對提高炮兵武器在未來戰爭中的適應性和作戰效能具有重要意義。
作為這種彈道修正引信的代表,美國陸軍即將大量裝備的集成了GPS接收機、電子制導裝置、控制翼的XM1156“精確制導組件”(PGK),能將常規155毫米炮彈在最遠射程時267米的圓概率誤差縮減到30米以內(即PGK的設計精度是小于30米)。PGK已成功將120毫米迫擊炮彈改進成精確制導迫擊炮彈,并于2011年3月裝備駐阿美軍進行實戰試用。安裝PGK的155毫米炮彈于2013年4月21日進行成功試射,兩個炮兵連發射的5發炮彈的落點間距在5米以內,且距離目標不超過25米。在美國2014財年國防預算中,PGK單價為13500美元,但陸軍計劃到2025年以前共采購102921枚PGK,平均單價可能降至7342美元。主承辦商ATK公司計劃未來將PGK推廣應用到105毫米火炮及其他炮兵武器。
PGK已于2015年1月通過了檢驗品驗收試驗(FAAT),在試驗中有些炮彈實現了10米以內的精度。美國陸軍在2015年3月簽訂了PGK小批量初始生產合同,交付工作將于2016年初開始。ATK公司于2015年6月宣布,PGK于2015年4月底在尤馬靶場使用M109A6榴彈炮成功完成了首次產品批次驗收試驗(LAT),評估了一些設計改進的可靠性,為接收首批次的小批量初始生產的PGK鋪平了道路。該批次驗收試驗對PGK進行了各種環境條件(熱區、寒區、震動、碰撞)試驗,使其不僅能滿足精度要求,還要符合引信安全標準。試驗表明,PGK的可靠性估計達到97%,在發射試驗中使用的42枚PGK引信中,有41枚100%達到了設計的安全標準,且精度小于10米。另外2輪批次驗收試驗已于2015年5月和6月完成,美國陸軍將根據試驗結果確定PGK是否于2015年底進入全速生產階段。
BAE系統公司下屬的以色列羅卡公司正在研制“銀彈”(SILVER BULLET)彈道修正引信,它使用基于GPS的制導方式,配用于標準155毫米彈藥后,能將其精度提高到20米以下。BAE系統公司2015年5月11日宣布,以色列與韓國國防承包商在2015年2月合作對“銀彈”進行了實彈試驗,向幾個用戶展示了性能。在幾年的研制過程中,有超過150枚的“銀彈”在陸地和海上的各種條件和環境中,分別使用美國陸軍的M109A6榴彈炮發射M795炮彈和韓國陸軍的K9“雷鳴”155毫米自行榴彈炮發射K307炮彈進行了試驗。試驗表明,“銀彈”設計成熟,可靠性高,且大多數炮彈的精度達到10米以內。另外,以色列研制的227毫米彈道修正火箭彈最大射程為40千米,全射程精度提高到50米。
M31制導火箭彈、“神劍”精確制導炮彈和PGK彈道修正引信都已在伊拉克戰爭和阿富汗戰爭中進行了成功使用,使美國陸軍和相關北約盟國陸軍初步具備了精確打擊能力。
發展趨勢
大口徑精確制導彈藥向打擊移動目標發展
陸軍現役精確制導彈藥只能精確打擊固定目標,還不具備精確打擊機動目標的能力。美國陸軍正在研制的數字式半主動激光制導(dSAL)“神劍”炮彈(“神劍-S”)則具備對機動目標遂行精確打擊的能力,將進一步完善其精確打擊體系。半主動激光制導技術的優點是抗干擾能力強,命中精度高(可控制在1米之內)。“神劍-S”能夠在彈道末段將制導模式從INS/GPS模式切換為半主動激光制導模式,像長了“眼睛”一樣盯著逃離了瞄準點的機動目標,不但能夠攻擊機動目標和在炮彈發射后位置改變了的目標,而且能夠改變彈著點以避免人員傷亡和附帶傷害。“神劍-S”將使美國陸軍旅戰斗隊指揮官具備建制內精確打擊機動目標的能力,減少對空中火力支援的依賴。2014年6月15日,“神劍-S”首次成功進行了發射試驗。該炮彈在飛行過程中連續不斷搜索和接受GPS衛星數據,當GPS衛星數據受到干擾時,可轉換使用半主動激光制導,其飛行路線采用非彈道式,可沿偏離火炮軸線90度方向飛行,能夠打擊山背后的目標,躲避敵炮兵雷達偵察。實彈射擊試驗表明,16發“神劍-S”可摧毀一個標準自行榴彈炮連。
美國陸軍已經啟動研發射程更遠的制導火箭彈“增量4”計劃,還計劃研制能打擊機動目標的“增量5”。“增量4”將采用靜態工作噴射器沖壓發動機,彈道末段以垂直彈道攻擊目標時最大射程達到250千米,以常規彈道攻擊目標時達到300千米,主要用于在復雜地形有效打擊遠距離面目標,打擊效果類似于Block IA型陸軍戰術導彈。計劃于2022-2024財年啟動研發的射程更遠的“增量5”將配用毀傷效能可控戰斗部,具備動能/非動能和致命/非致命等多種殺傷效果,能夠對付復雜地形和城區更多的目標;它還能夠在飛行中重新瞄準目標,以打擊時敏機動目標和隱藏目標。
BAE系統公司還正在研制一種能在155毫米陸軍榴彈炮和127毫米海軍艦炮上通用的“多軍種標準制導炮彈”(MS-SGP)。MS-SGP采用了為海軍新型DDG 1000驅逐艦首艦“朱姆沃爾特”號研制的155毫米遠程對地攻擊炮彈(LPLAP)的技術,可用127毫米艦炮發射的同時,加裝軟殼后還可用155毫米榴彈炮發射,使用模塊化炮兵裝藥系統4號裝藥時的最大射程達100千米。MS-SGP彈長1.5米,重50千克,采用GPS/INS制導系統和光電導引頭并裝配有數據鏈路,截止2015年初已完成150多次發射演示試驗,技術成熟度達到7級,即樣彈已在作戰環境中進行了演示驗證。美國陸軍、海軍和海軍陸戰隊正計劃使用Mk45艦炮和155毫米榴彈炮進行打擊移動目標的演示試驗。
俄羅斯也宣布正在研制能夠發射改進型制導火箭彈的新型遠程多管火箭炮,預計射程將達到200千米。
精確制導技術正在向小口徑彈藥應用發展
目前,120毫米迫擊炮彈藥和155毫米榴彈炮彈藥的精確化技術逐步向小型化武器發展,使得廣泛應用于機載、車載以及艦載武器系統的口徑介于12.7毫米~60毫米之間的步兵武器彈藥,通過采用簡易彈道修正技術、新型彈藥炸點控制技術、新型彈藥結構設計、簡易末制導技術等,不斷提升精確性、殺傷力和使用靈活性,并逐步填補原有輕武器與火箭推進類武器之間的空白。如果小口徑精確打擊彈藥的成本能夠得到有效控制,其發展前景將會非常光明。美國桑迪亞國家實驗室于2012年1月展示了一種用于滑膛武器的12.7毫米激光制導子彈樣品。該子彈長102毫米,前部配有激光傳感器,采用電磁驅動翼片對子彈姿態進行修正,能精確命中2000米外的目標,目前已完成了仿真和野外測試,下一步將進行工程開發和市場推廣。仿真結果顯示,在相同條件下射擊1000米外的目標,非制導子彈偏離目標9米,而制導子彈僅偏離0.2米。
美國陸軍已研制成功的XM25反遮蔽目標作戰系統,可發射25毫米可編程彈藥,能根據射程、環境因素和士兵輸入的確定引爆點,精確殺傷目標,最大射程700米。它專用于打擊點目標和遮蔽目標,具有通過按鈕計算距離的目標捕捉系統,并能將計算所得數據傳輸至電子引信,使25毫米空中爆炸高爆彈在目標上空爆炸,將大量彈片射向敵人,據稱其殺傷力比現役班用武器系統高3倍。美國陸軍計劃采購10876支XM25系統,用于為每個步兵班配發2支,為每個特種部隊小組配發1支。該系統計劃于2014年8月開始低速初始生產,但美國國會在2014財年撥款法案中砍掉了該系統的5800萬美元的預算。
啟示與思考
精確制導彈藥與已經實現了信息化的炮兵作戰平臺的有機結合,不僅能使作戰平臺具備應有的火力和機動力,還能使其具有強大的信息力——準確的偵察探測能力、實時的信息處理傳輸能力和精確的火力打擊能力,在提高炮兵作戰效能、增強靈活性、減輕后勤負擔的同時,還正在引起炮兵作戰方式和裝備作戰功能及編配等方面的重大變化。
第一,正在推動以大面積火力壓制為基本任務的炮兵向精確打擊戰斗兵種轉型,從而促使炮兵作戰方式發生重大變化。“神劍”和制導火箭彈較遠的射程、很小的附帶損傷和小于10米的精度,使炮兵在遂行火力支援任務時能夠在距友軍200米、甚至更近的范圍內進行支援,在遂行火力打擊任務時具備前所未有的精確打擊能力,將逐漸改變炮兵通過向距友軍很遠的地方發射大量彈藥完成任務的作戰方式,并進而改變被支援部隊和整個陸軍的作戰方式。
第二,精確制導炮彈不但提高了榴彈炮的精度,還擴展了它的實戰功能,使其成為一種有效的反裝甲武器,改變了火炮遂行反裝甲作戰只能使用專用直瞄反坦克炮的歷史。例如,“斯瑪特”靈巧炮彈和“博尼斯”制導炮彈都能用于擊毀地面裝甲目標。美、俄陸軍裝備的155/152毫米榴彈炮配用激光末制導炮彈和末敏彈等反裝甲彈藥后,具備對堅固點目標的精確打擊能力和對集群裝甲目標的高效毀傷能力。
第三,作戰平臺和彈藥的編配數量將大幅度減少。隨著精確制導彈藥的大量列裝和作戰效能的大幅度提高,將來一門炮和一發彈藥的作戰效能就相當于傳統炮兵的數門炮和數十發甚至數百發彈藥。未來炮兵武器平臺的編配數量將大幅度減少,彈藥需求量也將成倍下降。例如,根據編制需要,美國陸軍原計劃裝備1100門各型多管火箭炮,但由于制導火箭彈的應用,將使這一數量減少到約600門。
從整體上看,精確制導彈藥已經成為彈藥的重要發展方向,但由于作戰需求、科技水平和國防預算等原因,這并不意味著未來各國陸軍將裝備清一色的精確制導彈藥,更不意味著常規彈藥將被淘汰殆盡。在2012年倫敦未來炮兵年會上,與會專家認為:炮兵部隊應具備在復雜環境中對目標進行精確打擊的能力,同時還要保持對更廣區域的火力壓制能力;受預算縮減制約,在絕大多數情況下炮兵必須實現精確打擊與區域壓制能力的平衡。美國陸軍認為,當需要摧毀幅員較大的面積目標時,常規彈藥仍是最適合也是最便宜的武器。美國陸軍裝備發展的中期目標之一是使精確制導彈藥上升為彈藥主體,所以并沒有全部淘汰常規彈藥的計劃。
第三篇:畢業論文-淺談國外橋梁發展的動向和趨勢
淺談國外橋梁發展的動向和趨勢
摘要: 隨著公路建設的高潮,我國橋梁的技術也得到了飛速發展,但是不可否認,很多發達國家橋梁技術的發展比我們早幾十年,了解那些發達國家橋梁發展的動向和趨勢,對于指導我國目前橋梁的發展有很重要的意義。
關鍵詞:橋梁
1、跨徑不斷增大
目前,鋼梁、鋼拱的最大跨徑已超過500m,鋼斜拉橋為890m,而鋼懸索橋達1990m。隨著跨江跨海的需要,鋼斜拉橋的跨徑將突破1000m,鋼懸索橋將超過3000m。至于混凝土橋,梁橋的最大跨徑為270m,拱橋已達420m,斜拉橋為530m。
2、橋型不斷豐富
本世紀50~60年代,橋梁技術經歷了一次飛躍:混凝土梁橋懸臂平衡施工法、頂推法和拱橋無支架方法的出現,極大地提高了混凝土橋梁的競爭能力;斜拉橋的涌現和崛起,展示了豐富多彩的內容和極大的生命力;懸索橋采用鋼箱加勁梁,技術上出現新的突破。所有這一切,使橋梁技術得到空前的發展。
3、結構不斷輕型化
懸索橋采用鋼箱加勁梁,斜拉橋在密索體系的基礎上采用開口截面甚至是板,使梁的高跨比大大減少,非常輕穎;拱橋采用少箱甚至拱肋或桁架體系;梁橋采用長懸臂、板件減薄等,這些都使橋梁上部結構越來越輕型化。
以下分別就各種橋型,進行簡述。
梁橋
梁橋仍然是最常用的一種橋型,目前,國外跨徑在15m以下,用鋼筋混凝土梁橋;以上則用預應力混凝土梁橋;跨徑25-40m,往往用結合梁橋或預彎預應力梁橋。從50年代德國首次采用平衡懸臂施工法修建跨徑114.2m的Worms橋以后,混凝土梁橋也用于大跨徑橋梁。最大的混凝土梁橋,國外是跨徑270m的巴拉圭Asuncion橋。
鋼梁橋一般用于大跨徑,尤其是桁架梁,用于特大跨徑。最大的鋼桁梁橋,是跨徑549m的加拿大魁北克橋,為懸臂梁橋,公鐵兩用。
1、混凝土連續梁和連續剛構橋有了快速發展。
交通運輸的迅速發展,要求行車平順舒適,多伸縮縫的T型剛構已經不能滿足要求,因而連續梁和連續剛構得到了迅速發展。
連續梁的不足之處是需用大噸位的盆式橡膠支座,養護工作量大。連續剛構的結構特點是梁保持連續,梁墩固結。既保持了連續梁行車平順舒適的優點,又保持了T型剛構不設支座減少養護工作量的優點。
2、預應力應用更加豐富和靈活
部分預應力在公路橋梁中得到較廣泛的采用。不僅允許出現拉應力,而且允許在極端荷載時出現開裂。其優點是,可以避免全預應力時易出現的沿鋼束縱向開裂及拱度過大;剛度較全預應力為小,有利于抗震;并可充分利用鋼筋骨架,減少鋼束,節省用鋼量。
體外預應力得到了應用與發展。體外預應力早在本世界20年代末就開始應用,70年代后應用多了起來。體外配索,可以減小截面尺寸,減輕結構恒載,提高構件的施工質量;力筋的線型更適合設計要求,其更換維修也較方便。加固橋梁時用體外索更是方便。著名的美國Longkey橋,跨徑36m,即是采用了體外索。
大噸位預應力應用增加。現在不少橋梁中已采用每束500t的預應力索。預應力索一般平彎,錨固于箱梁腋上,可以減小板件的厚度,減輕自重,局部應力也易于解決。
無粘結預應力得到了應用與發展。無粘結預應力在國外50年代中期廣泛用于建筑業,美國目前樓板中,99%采用現澆無粘結預應力。無粘結預應力結構施工方便,無需孔道壓漿,修復容易,可以減小截面高度;荷載作用下應力幅度比有粘結的預應力小,有利于抗疲勞和耐久性能。
雙預應力,即除用預張拉預應力外,還采用了預壓力筋,使梁的載面在預拉及預壓力筋作用下工作。簡支梁雙預應力梁端部的局部應力較大,后來日本將預壓力筋設在離端部一定距離的上緣預留槽中,而不是錨在梁端部,使局部應力問題趨于緩和。
國外還較多應用預彎預應力梁。預彎預應力梁是在鋼工字梁上,對稱加兩集中力,澆筑混凝土底板,卸除集中力,這樣底板混凝土受到預壓,然后再澆筑腹板和頂板混凝土。有的國家如日本已有澆筑好底板的梁體作為商品供應。
3、箱梁內力計算更切合實際
對于箱梁,必要時需考慮約束扭轉、翹曲、畸度、剪滯的內力。由于剪滯的影響,箱梁頂底板在受彎情況下,其縱向應力是不均勻的,靠箱肋處大,橫向跨中處小。配筋時要用有效寬度。目前已按試驗結果,將縱向應力按多次拋物線分布,得出實用結果。
箱梁溫差應力的計算。箱梁由于架設方向及環境的不同,會承受不同的溫差。溫差應力必須考慮,在特定的情況下,溫差應力很大,甚至超過荷載應力。因此,必須按照現場可能出現的溫差,計算內力,加以組合,進行配筋。
按施工步驟計算恒載內力。按結構的最終體系計算恒載內力,往往并不是實際的內力。必須按照施工順序,逐階段地進行計算,在計算中考慮混凝土齡期不同的徐變收縮影響。這樣,既得到了各施工階段的控制內力,又得到了結構形成時的內力和將來的內力。
同樣,也必須考慮施工順序步驟計算撓度,并反算得到預拱度。
4、施工方法豐富先進
近年來懸臂施工法中懸拼的應用有所增加。各節段間帶有齒檻,涂環氧,使連接良好,并增大抗剪能力。可以縮短工期,特別是利用吊裝能力大的浮吊時,可加大節段長度,則更能加快施工進度。國外懸拼最大的橋為跨徑182.9m的澳CaptainCook橋。頂推施工法也處在不斷發展過程,一開始是集中頂推,兩則各用一個千斤頂推動,而且用豎向千斤頂以使水平千斤頂回程。以后發展成為多點頂推,使頂推力與摩阻力平衡,使頂推法可用于柔性墩,同時也不使用豎向千斤頂。在這以后,又有下列發展:
(1)用環形滑道,不必喂氟板。
(2)支座設在梁上,不需頂推后重行設置。
(3)拉索錨具可自動開啟或閉鎖。梁前進時錨定,千斤回程時自動開啟。
(4)在橫向中央設一個滑道,避免兩側滑道時必須兩側同步,特別適用于平曲線梁的頂推。
目前,頂推施工法不僅用于直線梁,而且用于豎曲線上的梁,以及平曲線上的梁。香港曾把頂推法成功地使用在處在切線、緩和曲線和R=430m圓曲線的梁上,把線形用最接近的圓曲線來模擬,其差值藉調整箱頂板的懸臂長度來補償。同時因為超高的不同,箱梁腹板的高度也是變化的;在處于3%縱坡和豎曲線的梁,則使板底保持同一個縱坡而改變箱高。因此,箱梁幾何尺寸、澆筑平臺的模板系統大為復雜,但勝利建成,為頂推法提供了新的經驗。
80年代,逐跨拼裝法在國外得到較多的應用。美國LongKey橋101孔,每孔36m,用可移動桁架,用浮吊將梁塊件放在桁架上就位,一次張拉,完成整孔,每周完成三孔。
斜拉橋
自1955年瑞典建成第一座現代斜拉橋--跨徑186.2m的Stromsund橋以來,至今已有40多年了,斜拉橋的發展,方興未艾,具有強烈的勢頭,并開始出現多跨斜拉橋。結構不斷趨于輕型化;從初期的鋼斜拉橋,發展為混凝土梁、結合梁和混合式斜拉橋。跨徑不斷增大:已建成最大跨徑斜拉橋為跨徑856m法國Normandy橋,跨徑890m的日本多多羅橋正在建設中,跨徑1000m以上的斜拉橋在不久的將來即會出現。
1、斜拉橋的發展階段
斜拉橋的發展,經歷了以下三代:(1)用環形滑道,不必喂氟板。
(2)支座設在梁上,不需頂推后重行設置。
(3)拉索錨具可自動開啟或閉鎖。梁前進時錨定,千斤回程時自動開啟。
(4)在橫向中央設一個滑道,避免兩側滑道時必須兩側同步,特別適用于平曲線梁的頂推。
目前,頂推施工法不僅用于直線梁,而且用于豎曲線上的梁,以及平曲線上的梁。香港曾把頂推法成功地使用在處在切線、緩和曲線和R=430m圓曲線的梁上,把線形用最接近的圓曲線來模擬,其差值藉調整箱頂板的懸臂長度來補償。同時因為超高的不同,箱梁腹板的高度也是變化的;在處于3%縱坡和豎曲線的梁,則使板底保持同一個縱坡而改變箱高。因此,箱梁幾何尺寸、澆筑平臺的模板系統大為復雜,但勝利建成,為頂推法提供了新的經驗。
80年代,逐跨拼裝法在國外得到較多的應用。美國LongKey橋101孔,每孔36m,用可移動桁架,用浮吊將梁塊件放在桁架上就位,一次張拉,完成整孔,每周完成三孔。
橋梁基礎
基礎尤其是大跨徑橋梁的深水基礎,往往需要解決施工技術上的許多難點,也往往是控制整個橋梁工程進度的關鍵工程,其費用也占橋梁造價相當大的比重。
近年來,國外都修建了不少跨越大江大河、甚至跨越海灣的深水基礎,取得了很大的成績與不少新經驗:大直徑鋼管樁、大直徑混凝土灌注樁和空心樁、復合基礎均得到較廣泛的采用,地下連續墻已開始在橋梁基礎中采用,超大的沉井也已經出現并順利設置或下沉。這一切都標志著,橋梁基礎工程技術已取得了很大的發展。
下面按基礎的主要類型進行介紹。
1、大直徑鋼管樁、柱
具有施工工藝簡便、速度快,可沉入很深土層等優點,近年來發展很快,日本大量采用。
大直徑鋼管樁用作摩擦樁,經歷兩個階段:初期一般在管內澆筑混凝土,以防止鋼管的銹蝕。這樣做也會帶來一些不利影響:需在管內取土,而對提高樁的承載能力作用不大;增大了樁的剛度,在地震時使樁頂受力增大;增加了施工難度與造價。
以后逐漸傾向于管內不填混凝土,由于管內土存在閉塞效應,因此鋼管樁的承載能力比鋼管外壁土壤摩阻力要增大不少。而閉塞效應的機理目前還不很清楚,因此往往通過靜載試驗來確定其承載力。具體實例如,日本跨徑240m的濱名大橋每主墩采用49根直徑1.6m鋼管樁,組成水上承臺。
在沖刷深、復蓋層較薄時,往往將鋼管樁沉至巖面鉆孔嵌巖,成為管柱基礎。這時往往用混凝土填實。如日本主跨為220m及185m的內海大橋,水中四個深水墩均采用直徑2m的鋼管柱基礎
2、大直徑鉆孔灌注樁
大直徑灌注樁具有承載力大、剛度大、施工快、造價省的優點。國外很多采用直徑2~4m的大直徑鉆孔樁;而且往往采用擴孔方法,直徑可達3~4m,而在日本橫濱港橫斷大橋-跨徑460m的鋼斜拉橋的基礎中,將多柱基礎嵌巖擴孔至直徑10m,是目前世界最大的嵌巖直徑。
在連續結構、尤其是連拱或連續斜拉橋設計中,剛度起關鍵作用,以減少下部構造的水平位移,減少由此引起的附加內力。這時樁基水平向承載力不控制設計,而是剛度控制設計,大直徑灌注樁具有非常明顯的優勢。
3、沉井
沉井基礎承載能力大,剛度大,可以適用于深水,但體積龐大,隨著樁基的廣泛采用,沉井的應用范圍有所減少。不過在特大跨徑的橋梁中,沉井仍為主要基礎型式之一。
在大跨徑橋梁的深水基礎中,底節多采用浮式鋼殼沉井,用雙壁空心結構,浮運至墩位,灌水落床,再澆筑混凝土,接高下沉,直至設計標高。日本明石海峽大橋,最大施工水深60m,兩主塔分別采用直徑80m和78m、高70m和67m的浮式鋼殼沉井,壁厚12m,分為16個艙,是目前規模最大的橋梁沉井基礎。其特點是設置沉井,用大型抓斗挖泥船開挖至海底支承地基,整平巖基,再用切削機磨平,然后設置沉井,在其周圍拋石進行沖刷防護,最后沉井內進行水下混凝土施工。日本瀨戶大橋也用同樣方法施工。
4、復合基礎
將樁或管柱與沉井組合的一種深水基礎。沉井下到一定深度,封底,然后鉆孔,將沉井內的樁嵌巖,沉井封底與樁或柱共同受力。
其優點是:
i)可以降低承臺的高度。
ii)可提供樁的施工場地。
iii)適應性強,尤其適應在巖面標高差異很大以及落差較大的河流。
iv)沉井可作防撞設施,保護樁及墩身。
日本跨徑420m的公鐵兩用斜拉橋--柜石島橋3#墩巖面傾斜,水深近20m,采用46×29×30.5m鋼殼設置沉井與16根4m直徑的灌注樁組合的復合基礎。
第四篇:國外專利檢索報告的現狀和發展動向
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國外專利檢索報告的現狀和發展動向
目前,專利檢索報告使用最多的當屬各國的專利行政機構。國際上一些專利申請量較多的國家,如日本、美國,每年發明專利的申請量都高達十萬件以上,其中提出專利實審的也不在少數,其出具的專利檢索報告每年都多達十數萬件,但由于這些報告主要是在專利局內部使用,因而除與專利直接相關的人員外,外界能夠獲得的機會較少。
目前外界能夠從公開渠道得到的專利檢索報告,主要有世界專利合作條約組織(簡稱PCT)專利和歐洲專利局(簡稱EPO)專利兩種。這兩個國際性專利組織在它們公布的每一件發明專利文獻中除另有規定的以外差不多都附有檢索報告。透過檢索報告,我們不僅可了解有關發明與現有技術的相關性,還可了解檢索報告本身的現狀和發展趨勢。
1.世界知識產權組織使用的專利檢索報告簡介
世界知識產權組織管理的重要國際條約之一的專利合作條約(PCT),是一個非開放性公約,只對巴黎公約成員國開放,其宗旨是簡化國際間專利申請手續和程序,加快技術信息的傳播和利用。截至2008 年 1月1日,全世界已有138個國家與地區加入該條約。
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世界知識產權組織將專利申請分為兩個階段:國際階段和國內階段。世界知識產權組織主要處理專利申請的國際階段,即只受理國際專利申請,進行文獻檢索和初步審查;而國內階段則由專利申請提出的指定國最終決定專利是否授權。因此,世界知識產權組織只出版經文獻檢索和初步審查后的國際 申請說明書及其檢索報告。
世界知識產權組織檢索報告的特點:
世界知識產權組織國際申請檢索報告列出檢索發現的所有與發明有關的“在先技術”,并表明兩者之間的相關程度。除此以外,還具有下列顯著的特點:
1)PCT專利檢索報告具有最廣泛的國際性
PCT組織國際專利申請可使用多國文字,由申請人選用英、德、日、法、俄、中、西班牙七種文字中的任意一種在PCT成員國的本國專利局提出國際申請,這種申請可以是發明,也可以是實用新型。
向PCT提出的國際申請必須經過國際檢索,由其指定的專利局,即由中國、美國、俄羅斯、日本、加拿大、芬蘭、澳大利亞、奧地利、西班牙、瑞典、韓國11個國家的專利局及歐洲專利局擔任國際檢索
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_______________________________________________________________________________ 單位,進行檢索并出具檢索報告。這種由多種文字、12個國際檢索單位出具的檢索報告使其具有最廣泛的國際性。
2)PCT專利檢索報告具有最普遍的公開性
根據PCT規定,對國際申請專利形式審查、專利檢索后,公開出版時國際申請說明書應附有檢索報告。這種將檢索報告作為說明書一部分加以公開的專利說明書的文獻識別代碼為A1;而當檢索報告不與說明書一起出版時則可分別出版,此時說明書的識別代碼為A2,單獨出版的檢索報告的識別代碼為A3;A1文獻附有的檢索報告和A3檢索報告在申請文件初審合格后在該組織的互聯網上公開,任何人在網上都能方便地閱讀觀看,這使得PCT檢索報告成為世界上最普遍公開的專利檢索報告之一。
3)PCT專利檢索報告公開數量大
自1978 年世界知識產權組織開始受理國際申請,到 2007 年 1月25日止,已受理國際申請1219601件。根據PCT的規定,每件公開發表的國際申請都應附有檢索報告(申請人不愿公開或申請文件不符合要求的除外),因此可以認為,世界知識產權組織迄今已公開了差不多120萬份檢索報告,其與歐洲專利局一起,成為世界上公開專利檢索報告數量最多的機構。
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4)PCT專利檢索報告為專利國際申請進入國家階段提供了一個評估機會
根據國際檢索報告,申請人在國際申請階段,還有一個選擇的機會:可以考慮是否將下一步國內階段的專利申請繼續下去,如果申請人認為值得在成員國繼續尋求專利保護的話,就可將專利申請程序進入指定國的國家階段,繼續申請;如若不然,則可選擇暫時中止或停止程序,確定下一步對發明進行改進的方向或是撤回專利申請,避免造成被駁回的不良后果。
2.歐洲專利局使用的專利檢索報告
歐洲專利局是依據 1978 年開始生效的歐洲專利公約成立的專利工作機構,經過近30 年的發展,至2005 年 1月1日,已擁有31個成員國,并且經其批準的專利還可延伸到立陶宛等其他9個國家,一個具有強大的專利檢索、審查、復審制度的地區性國家間專利合作組織由此形成。
與國際合作條約組織(PCT)不同,它是目前世界上唯一具有受理、審查、授權功能的區域性專利組織,但其不具備對歐洲專利的維持、行使、保護以及他人請求宣告歐洲專利無效的功能,這些功能均由專利
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_______________________________________________________________________________ 的各授權國依照各自的國家法進行。
自1978 年成立以來,至2007 年 2月15日,歐洲專利局已受理和公開了1 753 284份專利申請。根據歐洲專利公約規定,在發明申請經過專利形式審查后都要對其新穎性和創造性進行檢索,因而公開出版的專利說明書一般都附有檢索報告。根據這一點,迄今為止其出具的專利檢索報告至少已有170多萬份,其中尚不包括該局受理、檢索的PCT專利國際申請。
檢索報告通常作為歐洲專利說明書的一部分出版,當不能一起出版時則單獨出版,分別以文獻類型識別代碼A1、A3 表示。普通公眾可通過互聯網在其網站上方便地進行查閱。
歐洲專利局專利檢索報告的特點:
與PCT公開發表的專利檢索報告相比,歐洲專利局公開的檢索報告還具有一些獨特的特點。
1)對PCT國際申請檢索報告,并不是簡單地一味認同,在其認為有必要的情況下,如專利權項的變動超出了PCT國際申請檢索的范圍時,還要進行補充檢索,這種補充檢索報告文獻類型識別代碼A4,表明其對專利檢索的嚴肅態度和重視程度,以及相對嚴格的要求。
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2)據 2005 年出版的“國際專利制度PCT 審查”報道,歐洲專利局作為PCT的檢索單位,在2005 年共出具 65 075份國際檢索報告,占PCT該國際檢索報告總量的51.3%。更重要的是,在PCT存在12個國際檢索單位和9個國際初審單位的情況下,70%的PCT 申請人要求歐洲專利局為其國際申請出具檢索報告和初步審查報告。這說明了歐洲專利局的專利檢索水平及其審查方式已廣泛得到申請人的認同。
3)歐洲專利檢索報告同歐洲專利局其他申請文件一樣,使用的法定文字為英、德、法三國文字,如果申請文件不是使用上述三國文字的話,則可任選其中一種。
從總體來看,PCT組織和歐洲專利局出具的專利檢索報告,都體現了當前國際上專利檢索報告多國使用、網絡化、公開化的發展趨勢。
國外雖然也有各種從事專利檢索的機構,其使用的專利檢索報告林林總總、不一而足,但由于這些民間機構出具的專利檢索報告都有特定的用戶,通常是作為直接用戶的專利申請人和作為最終用戶的相關各國專利局,因而外界絕大多數普通用戶一般都不能從公開渠道得到。
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_______________________________________________________________________________ 3.國內專利檢索行業和專利檢索報告發展現狀
國內使用專利檢索報告起步較晚,但發展很快。特別是自1985 年 4 月1日我國實施專利制度后,國內的專利申請、專利檢索日漸增多,有力地推動了專利檢索行業的發展和專利檢索報告的完善。
1)概況
從目前國內整個專利檢索行業從業人員組成來看,基本上也分成兩大部分:一部分是國家知識產權局內從事專利審查的人員,這是業內的主流部分;另一部分,則是由專利局外部各類檢索機構的從業人員所構成。通過兩類機構的相互配合,為專利管理機構或申請人提供專利檢索服務。
2)中國國家知識產權局專利檢索報告
據國家知識產權局發布的“2006 年專利申請與授權狀況綜述”報道,截至2006年12月1日,國家知識產權局共受理三種專利3334374件,其中國內發明、實用新型申請的數量分別為1089 521件和1289868件,占總申請量的32.1%和38.9%,而其授權量分別是296507件和838227件。
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_______________________________________________________________________________ 由此可見,到那時為止,國家知識產權局在審查專利時出具的專利檢索報告就將近30萬份。
國家知識產權局提供的專利檢索報告,原來主要用于該局發明專利的專利性審查。但在2001 年 7月1日起實施的
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_______________________________________________________________________________ 3)國內專利檢索行業及其檢索報告
與此同時,國內各地的專利檢索機構為申請人提供專利檢索的業務也在快速成長起來。其通過檢索出具的專利檢索報告可為發明申請提供專利性的文獻證據。在專利申請前還可為申請人撰寫、修改申請文件提供幫助,在遞交申請文件后,又能為國家知識產權局審查員實審提供參考。
巨大的專利檢索需求促使專利檢索機構如雨后春筍,遍布全國各地,形成了一個具有一定規模的專利檢索行業,也出現了一批在國內起步較早、已取得一定業績的檢索單位,它們在長期的工作實踐中,形成了符合專利新穎性、創造性審查使用要求、各具特色、較為成熟的專利檢索報告。
如筆者所在的上海科學技術情報研究所,自上世紀80 年代中期開展專利檢索業務以來,經過二十多年的實踐,在精心研究、注重總結的基礎上,不僅每年完成大量課題,而且逐步形成了自己頗具特色的專利檢索報告。并在實踐中總結、形成了構筑專利檢索報告的一些基本要素。
第五篇:自動檢測技術的發展動向
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自 動 檢測 技 術 的 發 展 動 向
河南信陽市空軍第一航空學院 703(464000)楊文杰 夏遠飛
摘 要: 自動檢測技術的發展概況、基本任務、主要技術指標及發展方向等。關鍵詞: 自動檢測技術 性能測試 故障診斷 人工智能
自動檢測技術是隨著計算機的發展而發展起來的 一門新興學科。自動檢測使技術要求極高、難度極大、耗時極長的檢修工作, 可在分、秒級甚至毫秒級的時間 內完成。我們把由計算機控制對系統、設備、部件進行 的性能檢測與故障診斷的技術稱之為自動檢測技術。自動檢測技術被廣泛應用于設備出廠前的性能測試、維修中的定期測試以及使用過程中的連續監測, 它還 可用于設備的故障檢測和故障定位。自動檢測技術作 為可靠性工程的一個重要分支, 日益受到人們的重視。
(1)故障檢測
故障檢測又稱故障探測, 其目的在于發現故障。它 是根據測試的結果, 按照一定的邏輯進行推理, 而判斷 系統是否發生故障。(2)故障定位 故障定位又稱故障隔離。發現故障后, 找出故障的 具體部位稱故障定位。故障定位的等級隨診斷的目的 不同而不同。2 自動檢測技術的分類
按檢測對象分, 自動檢測系統可分為: 有電系統的 自動檢測和非電系統的自動檢測。在電系統的自動檢 測中, 又可按照信號形式分為數字檢測和模擬檢測;按 檢測系統與被測系統的相互關系分: 有主動檢測和被 動檢測;聯機檢測和脫機檢測;原位檢測和離位檢測。所謂主動檢測, 是指檢測系統向被測系統注入一定的 測試信號, 以便觀察和分析它對測試信號的響應;而被 動檢測時, 不注入測試信號, 而是從被測系統的關鍵檢 驗點上測量所需的信號, 然后進行分析和判斷。聯機測 試又稱為在線檢測, 測試時不中斷系統的正常工作;脫 機檢測又稱為離線檢測, 在測試時需中斷系統的正常 運行。原位檢測中不對被測系統進行拆卸和分解, 而離 位檢測需對被測系統進行拆卸和分解。自動檢測的主要任務
自動檢測技術是一門跨學科的技術, 凡是需要進 行性能測試和故障診斷的系統、設備、部件, 均可采用 自動檢測技術。它既可適用于電系統, 也適用于非電系 統, 它在軍事和民用方面都得到了廣泛的應用。其基本 任務主要是進行性能測試和故障診斷。111 性能測試
性能測試主要包括產品出廠前的性能檢驗 設備維修、過程中的定期檢測 系統使用過程中的連續監測等等、。(1)出廠前的性能檢驗 產品出廠前或設備翻修后在出廠前都要進行性能 測試。采用自動檢測技術, 不僅可以提高產品的檢驗質 量、降低檢驗人員的勞動強度, 而且可以提高工效。因 此自動檢測技術是質量檢驗的主要手段。(2)維修中的定期測試 設備在使用一定的時間后, 都必須按有關技術要 求進行性能測試, 以檢查設備的工作狀態。因此自動檢 測技術又是保證設備使用可靠性的重要手段。(3)使用過程中的連續測試 連續測試又稱狀態監測, 它屬于被動聯機測試。在 系統工作過程中, 對其主要性能進行連續地或周期地 測量和監控, 當被監控系統出現故障時即發出告警信 號, 并可自動切換到備份單元, 使系統繼續工作或中止 系統的運行。因此自動檢測也是保證設備可靠使用的 不可缺少的手段。112 故障診斷 故障診斷主要包括故障檢測和故障定位, 它是自 動檢測的一個重要分支。自動檢測系統的性能指標
自動檢測系統的性能指標隨檢測系統的任務不同 而不同, 但它的故障檢測率、故障隔
離率、誤報率、分辨 率、檢測時間以及它的可靠性和經濟性指標卻是基本 相同的。311 故障檢測率 F d
故障檢測率是指自動檢測系統發現故障的能力。若被檢測系統可能出現的故障數為 N , 自動檢測系統 可能發現的故障數為 n, 則故障檢測率可用下式表示: n ×100% Fd= N 312 故障隔離率 F i 故障隔離率表示自動檢測系統的故障定位能力。若自動檢測系統發現的故障數為 n, 能夠隔離到規定 層次的故障數為 m , 則故障隔離率可用下式表示:
《微型機與應用》 1997 年第 7 期
誤報率表示自動檢測系統診斷故障的準確程度。若自動檢測系統指示的故障數為 n i, 其中有 W 個誤報 故障, 則誤報率可用下式表示: W ×100% Fa= ni 314 分辨率 Ρ 在可能發生的故障中, 如果某幾故障的特征相近似, 以至自動檢測系統不能將它們分開, 造成診斷中的 “模糊” 現象, 分辨率就是表示自動檢測系統對特征相 似的故障的分辨能力的物理量。分辨率通常以最大的 不可分辨的故障數來表示。315 檢測時間 td 完成一個檢測周期所需的時間稱檢測時間, 應根 據不同的應用條件和被測系統的復雜程度, 對自動檢 測系統提出不同的技術要求。對于一個成功的自動檢測系統來說, 通常它的、i 均應大于 95% , F d 應小于 1%~ 2% , Ρ 不應大于 Fd F3 個。~
現在有許多個人或單位正在聯入國際互聯網即 In 2 ternet 網, 但由于各種原因, 許多用戶在聯入 In ternet 網 的過程中遇到了許多問題, 下面為本人在連接 In ternet 網過程中所遇到的一個故障以及其排除的方法。雖然本單位與學校網絡中心的網絡連線接好了, 但是在調試的過程中卻碰到了這樣的一個問題: 想要 聯入 In ternet 網的那臺計算機在 DO S 環境下時可以 正常地上 In ternet, 而在 W indow s 環境下不能上 In 2 ternet 網, 用網絡測試程序 P I G 與學校的主服務器 N 連接, 結果失敗(在 W indow s 環境下)。這臺計算機的 軟硬件配置為:(1)硬件配置: CPU 為奔騰 100, 內存為 16 , 網卡采用的是 N E-2000 兼容卡;(2)軟件配置: M DO S 采用 6122 西文版, W indow s 采 用 W indow s fo r W o rkgroup 3111, 上 網 的 基 本 軟 件 為 N ovell 公 司 的m ×100% n 313 誤報率 F a F i=
316 可靠性 經濟性指標
自動檢測系統的可靠性應大于被測系統的可靠 性。一般要求其可靠性應高于被測系統可靠性一個數 量級。除此以外, 自動檢測系統應盡可能降低成本, 通 常其造價應低于被測系統的 10%。自動檢測系統的發展方向
自動檢測技術主要經歷了第一代、第二代的發展 歷程, 正在向第三代過渡。●經驗介紹
連入 In ternet 網過程中的故障排除一例
武漢市華中師范大學計算機系(430079)謝鶴宜
N aviga to r Go ld 310 版。
《微型機與應用》 1997 年第 7 期
第一代自動檢測技術的主要特征是計算機作為系 統的控制器, 對設備或系統進行測試和故障診斷。它存 在的主要問題是: 計算機和被測機件之間、計算機與測 試儀器之間以及測試儀器之間的接口沒有標準化, 成 為組建通用或專用自動檢測系統的主要障礙。與第一代相比, 第二代自動檢測系統的主要特征 是采用標準化接口系統, 使自動檢測系統的設計與構成 大大簡化, 把自動檢測系統的結構特征變成了積木式結 構, 可根據被測對象的特定要求, 靈活、方便地設計與構 成相應的自動檢測系統。但是無論是第一代還是第二代 自
動檢測系統, 計算機只是作為控制器使用, 其任務是 “控制” 系統各部件協調工作和進行數據處理, 而測試系 統所需的信號源及測量儀器本身則由相應的儀器進行, 顯然計算機的巨大潛力并未能充分發揮。隨著計算機技術的不斷發展, 發展中的第三代自 動檢測系統將充分開發和利用計算機的資源, 采用特 定的軟件算法和技術, 進行信號的分析、測量和激勵信 號的形成, 從而能在硬件顯著減少的條件下, 極大地提 高測試功能, 使自動檢測系統的控制器不僅僅只是控 制系統的協調工作, 而且能直接參與信號的產生, 完成 被測系統性能參數的測量等任務, 充分發揮計算機的 巨大潛力。自動檢測技術的另一個發展方向就是人工智能原 理在故障診斷系統中的應用。它能根據各類專家所提 供的特殊領域的知識、經驗進行推理和判斷, 來排除需 要專家們才能解決的特殊問題。隨著人工智能計算機 的開發和應用, 定能使第三代自動檢測系統產生一個(收稿日期: 1996212212)大飛躍。
deviceh igh= c;w fw IFSHL P.SYS 我想看看這一行對故障是否有影響, 于是在這一行的 最前面加上 R EM , 從而使本行命令失效, 然后將修改 后的文件 CON F IG.SYS 存盤, 再重新啟動計算機, 此 時在 DO S 環境和 W indow s 環境下都能上 In ternet 網 了, 并且其它程序運行正常, 至此故障得以排除。
(收稿日期: 1997204230)
L an W o rkP lace412 版, 瀏 覽 器 為 N etscap e 公 司 的既然在 DO S 環境下能上 In ternet 網, 這說明網絡 連線接好了, 硬件應該沒有什么問題, 問題可能出在軟 件 上, 于 是 我 仔 細 地 查 看 了 系 統 的 配 置 文 件 AU 2 TO EXEC.BA T 和 CON F IG.SYS, 結果發現在配置文 件 CON F IG.SYS 中有 1 行命令為:— 3 —