人工智能在精确制导弹药低成本的研发与设计

军工资源网 2025年05月27日

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一、主要应用领域


AI技术正在改变精确制导弹药的设计、开发和部署方式,尤其在低成本设计中发挥重要作用。以下是AI在PGM中的主要应用领域:


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二、AI如何实现低成本设计


AI技术通过以下方式显著降低PGM的设计和生产成本:


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三、案例


1. BAE Systems RAZER系统


BAE Systems的RAZER系统是一种低成本、模块化的精确制导套件,用于将40-50公斤的非制导弹药(如155毫米炮弹或小型航空炸弹)升级为高精度武器,适用于无人机、直升机和地面发射平台。该系统是澳大利亚“主权弹药”计划的一部分,旨在通过本地化生产和智能化设计降低对海外供应链的依赖,同时满足现代战场对低成本、高效能武器的需求。RAZER通过整合GPS和惯性导航系统(INS),实现复杂环境下的精确打击,特别适合资源有限的中小型军事力量。BAE描述的Razer系统,包括机翼/机身套件和尾部单元,配备了GPS/INS指导控制和导航系统,可从无人机和旋翼机上操作。


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RAZER


RAZER的核心在于其AI驱动的制导和优化算法。公开资料显示,RAZER使用“机器学习技术”和“高级算法”来增强制导系统的性能。具体而言,AI算法通过实时分析传感器数据(如GPS信号、地形信息和敌方电子干扰),动态调整弹药的飞行路径,从而提高命中精度并减少对昂贵激光制导系统的依赖。此外,澳大利亚国防科技集团(DSTG)提到,RAZER的“智能制导算法”能够根据环境变化优化弹道,例如在强风或电子战环境中保持稳定性。这些算法通过预训练模型处理低成本传感器的数据,弥补了硬件性能的不足,使RAZER能够在成本受限的场景下实现高精度。


RAZER的低成本设计得益于其模块化架构和AI优化。模块化套件允许将现有“哑弹”快速升级为精确制导武器,无需全新开发,从而大幅降低研发和生产成本。BAE Systems强调,RAZER的本地化生产进一步减少了物流和供应链成本。AI的应用通过减少对高分辨率传感器和复杂硬件的依赖,降低了单枚弹药的制造成本,同时提高了抗干扰能力,延长了系统寿命。RAZER的CEP(圆概率误差)可达10米以内,性能媲美更昂贵的传统PGM,但成本仅为后者的几分之一。


2. 美国陆军精确制导套件(PGK)


美国陆军的精确制导套件(PGK)是一种附加到155毫米炮弹的低成本制导装置,旨在将传统非制导炮弹升级为精确制导武器,显著提高火炮系统的作战效能。PGK通过GPS制导技术将炮弹的圆概率误差(CEP)从175米缩小到50米,最新版本(LR-PGK,远程精确制导套件)进一步提升了射程和抗干扰能力。该系统广泛应用于M777榴弹炮和M109A7自行火炮,适用于城市作战和远程火力支援场景。PGK的开发目标是通过模块化设计和智能化技术,以较低成本实现传统火炮的现代化。


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LR-PGK


PGK的制导系统依赖AI驱动的算法来优化弹道和抗干扰性能。PGK使用“自适应算法”实时分析GPS信号、风速和环境干扰数据,动态校正炮弹的飞行路径,确保高精度命中。LR-PGK版本整合了“高级计算算法”,能够在敌方电子战干扰下保持制导可靠性,这些算法通过处理低质量传感器数据弥补硬件限制。此外,PGK的开发过程中使用了“人工智能驱动的建模和仿真”技术,通过数字孪生优化设计参数,减少了物理测试的成本。这些AI应用使PGK能够在低成本硬件平台上实现接近高端PGM的性能。


PGK的成本效益源于其模块化设计和AI优化。模块化套件可以快速安装到现有155毫米炮弹上,无需更换火炮系统或开发全新弹药,显著降低了升级成本。PGK的单枚成本远低于传统精确制导弹药(如Excalibur炮弹),使其适合大规模部署。AI通过优化制导算法,减少了对高精度GPS接收器或复杂传感器阵列的依赖,进一步降低了生产和维护成本。例如,AI驱动的抗干扰技术使PGK能够在GPS信号受限的环境中保持精度,减少了额外的硬件升级需求。PGK的广泛应用使美国陆军能够在预算受限下显著提升火力精确度。


3. 土耳其Kargu无人机


土耳其STM公司开发的Kargu无人机是一种轻型、四旋翼的自主巡飞弹药,设计用于侦察和精确打击任务。Kargu重量仅7公斤,携带1公斤弹头,能够在战场上自主识别目标并可“发射后不管”。该系统已在利比亚、叙利亚和纳卡冲突中得到实战验证,因其低成本和高灵活性受到广泛关注。Kargu支持群体协同作战,多个无人机可通过AI协调执行复杂任务,适用于城市作战和反恐行动。


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Kargu


Kargu的核心优势在于其AI驱动的目标识别、自主导航和群体协同能力。开发商STM明确指出,Kargu使用“人工智能算法”处理光学和红外传感器数据,实现实时目标识别和跟踪。Kargu的“深度学习模型”通过预训练数据识别敌方目标(如车辆、人员),即使在复杂环境中也能保持高准确率。此外,Kargu的群体协同能力依赖于“AI驱动的分布式决策系统”,允许多架无人机共享传感器数据并协调攻击策略。这些AI技术使Kargu能够自主选择目标并优化攻击路径,减少了对地面操作员的依赖,从而降低了操作复杂性和成本。


Kargu的低成本设计得益于其轻量化结构和AI优化。相比传统大型PGM,Kargu的制造成本极低,适合大规模生产和部署。Kargu通过AI实现目标识别和导航,减少了对昂贵传感器和高性能计算硬件的需求,使单机成本仅为数千美元。AI驱动的群体协同进一步提高了作战效率,多个Kargu无人机可以通过协同作战完成复杂任务,减少了所需弹药数量。例如,Kargu的集群攻击能力使单次任务的成本远低于传统导弹。此外,Kargu的模块化设计支持快速维护和升级,进一步降低了长期运营成本。


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