精确制导炸弹攻击大范围分布目标的控制方法研究(2)
到目标附近后弹体打开，将子弹在更大区域散布，以达到更大的破坏面积和效果。集束炸弹
是为了造成广泛分布的毁伤而设计的，常被用来摧攻击装甲集群、部队集结地等集群目标，
或机场跑道等大面积目标。集束炸弹在第二次世界大战中被德军首次使用，美国空军曾经在
海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大量使用集束炸弹。但是集束炸弹因为
其分弹头的分布不易精确控制无法达到较优的毁伤效果而且容易造成较大的附带损伤[2]。
精确制导武器（Precision guided munitions,PGM）或者说智能炸弹在越南战争中首次被使
用。越战后的几次较大规模战争中，PGM 的投弹量占总投弹量的比例从海湾战争中的 3—9%
显著增长到阿富汗战争中的60—70%，这主要是由于 PGM的高命中率，相对较低的平民（非
战斗人员）伤亡率和较少的附加破坏。但是 PGM 目前仍以单枚炸弹摧毁单个点目标的作战
模式为主，将多枚 PGM 组成一个作战系统去于防区外联合攻击大范围面状目标的方法仍待研究。
为了解决当前对于防区外投弹并精确且高效的毁伤大范围分布目标的需求，本文借鉴多
智能体中协调控制和编队控制的思想，将多个装备 GPS/INS 的制导航弹视为一个多智能体系统[3][4]
。制导航弹群可由战机于防区外投射，首先引导航弹群汇聚到目标区域上空，而后再使
得各航弹的弹着点合理的散布在目标区域中。使用这种方法，既可以将炸弹聚集进目标区域，
减少平民伤亡和附加伤害；同时在目标合理的分布破坏能量，使摧毁效果最大化；并且投弹
战机处于防区外，保障了战机安全。1.2 制导炸弹的发展与研究现状
精确制导炸弹又称“智能炸弹”[5]
，它是在普通航空炸弹基础上加装制导装置和气动力
控制面制成的。它的特点是，比普通航弹射程远、制导精确，比空地导弹价格便宜。由于这
些特点，美国在海湾战争，科索沃战争和伊拉克战争中频频使用全球定位系统制导武器，取
得了很高的作战效能。
制导炸弹最早出现在二次大战期间，德国空军用2 枚无线电指令制导的滑翔弹击沉了意
大利军舰“罗马”号。在同一时期内，美军也开始研制电视制导的炸弹，但尚未投入使用战
争就宣告结束了。从 20 世纪 70 年代开始，制导炸弹的发展经历了四代。第一代主要解决攻
击精度问题，包括激光制导炸弹和电视制导炸弹；第二代主要解决近距防区外投放问题，仍
分为激光制导炸弹和电视制导炸弹; 第三代综合解决防区外投放、 攻击精度和夜间使用问题，
分为激光制导炸弹和图像制导炸弹; 第四代重点解决全天候、低成本和防区外攻击问题，包
括卫星制导炸弹和滑翔制导炸弹[6]。
图 1.1 和图 1.2 分别是某型号制导炸弹的实物图和结构示意图。该型号制导炸弹质量
93kg，弹径 150～180mm，弹长1760mm，翼展 1680mm，最大投放距离超过 100km。其头部
为钝形透明头锥，主要是为了满足三模导引头中红外和激光制导方式的要求，采用刀形翼。
仪器舱在弹体头部后段， 前半部分为 GPS/IMU 单元， 后半部分为三模导引头的电子设备单元。
上部为弹出式空气涡轮发电机，可以利用高速飞行产生的气动力带动微型发电机为三模导引
头供电，减轻对弹载热电池的要求。弹体中部为战斗部舱。战斗部后部为引信，与尾舱的任
务计算机相邻。战斗部的爆炸效果和时刻由弹载任务计算机计算得出。任务计算机后为弹载