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  美国是开展120毫米制导迫击炮弹研制工作最多的国家。早在20世纪80年代末，美国陆军就启动了120毫米光纤制导迫击炮弹（FOMP）项目，由波音公司负责演示验证制导光纤能否承受迫击炮发射时的高过载。1994年，波音公司开始为陆军生产少量FOMP制导迫击炮弹，供试验使用。但随后，这一个项目的进展情况就鲜见报道。《简氏防务周刊》消息称，该项目有可能已被终止，因为FOMP制导迫击炮弹的射程不够远，而且采用电视导引头，不具有自主攻击能力。

  为满足迫击炮部队对精确打击能力的需求，美国陆军随后又于1994年，启动了XM395精确制导迫击炮弹药（PGMM）项目。然而该项目的发展也颇为不顺，其间经历了两次重大调整，可谓是一波三折，直到2011年3月才开始装备部队。而炮弹上最关键的制导组件，MGK，结构非常之精巧，调整弹道的方式很独特。

  最初提出PGMM项目时，美国陆军曾计划采用“螺旋式发展”方案，分阶段装备性能不断的提高的制导炮弹。第一阶段，要求最大射程达到7.2千米；第二阶段，进一步增加射程；第三阶段，增加炮弹的杀伤威力，并使其具备打击移动目标的能力，最大射程提高到12千米。

  1994年10月，美国陆军分别与洛克希德·马丁/迪尔公司团队和阿连特技术系统（ATK）公司牵头的团队签订了先期部件演示合同，竞标研制PGMM。后来洛克希德·马丁/迪尔公司团队在1995年6月被选定继续研制，1997年底和陆军签订价值1 080万美元的PGMM先期技术演示合同，生产7枚样弹，供随后试验使用。此后样弹数量又增加到10枚。

  美国PGMM制导迫击炮弹项目的第一轮中，洛克希德·马丁公司研制的样弹，外形看起来更像导弹

  当时虽然苏联已解体，但美国陆军的战略思想还不可避免地保留着不少的冷战思维惯性，重视大规模装甲集群的地面战。因此在PGMM项目的要求中，强调“发射后不管”的自主精确打击移动目标的能力。为实现这些性能要求，洛马公司的设计的具体方案较为复杂：弹体上加装弹翼，采用红外/半主动激光双模导引头。这种导引头的研发难度大，最后导致炮弹成本过高。

  到了2004年，PGMM项目发生了戏剧性的转变：美国陆军与阿连特技术系统（ATK）公司签订合同，改由该公司负责研制和生产。洛马丁公司对这个决定提出了抗议，但随后通过第二轮评审，美国陆军维持了这个决定。

  此时，由于“9·11”事件、反恐战争等因素的影响，美国陆军的作战思想也发生了一些改变。具体到PGMM项目中，改为强调对点目标的精确打击能力，“发射后不管”的自主作战不再要求了。于是接替洛马开始后续研制工作的ATK公司，采用了激光半主动+横向脉冲推力控制系统。

  随着在伊拉克及阿富汗战场的作战行动继续开展，美国陆军曾加快了PGMM项目的研制工作。然而到了2008年，对该项目的审查发现，其实际单价已超越2万美元，远超于了预期的1万美元。美国陆军随即决定终止为PGMM项目拨款。

  ATK公司接手PGMM项目后设计的XM395， 采取了激光半主动制导方式，横向脉冲发动机控制弹道是其最大特点

  LCCC上，也采用了横向脉冲发动机控制弹道的方法。右图下面是LCCC的导引头部分和小型脉冲发动机阵列

  可是驻阿富汗美军士兵经常要在复杂地形条件下作战，目标也很混杂，急需低附带毁伤地精确打击目标的能力。为此，美国陆军于2009年启动了“加快部署精确制导迫击炮弹计划”（APMI）项目。

  虽然项目名变了，可研制的制导迫击炮弹型号仍旧沿用了PGMM项目的，那就是XM395。它在因为成本原因，经历了中途换将风波后，第三次开始了。

  这次，美国陆军是出于战场需求而展开了一个紧急项目，也就是强调“加快部署”。因此在性能要求上，和前两次过程中有很大区别：重新提出了“发射后不管”的自主作战能力要求；对“点”目标的精确“打击”能力，变成了对“面”目标的“准”精确“压制”能力。

  重提“发射后不管”，是因为阿富汗武装分子经常隐蔽在山脊岩石后，用激光半主动制导方式时，前沿士兵要用指示器照射目标，很容易处在危险境地。而美军对伤亡情况越来越敏感，因此极力要把这种危险降到最低。技术进步也为实现这一要求提供了成熟的基础，就是GPS制导。

  美国陆军对XM395制导迫击炮弹的精度要求，则比以前低多了：圆概率误差小于10米。这个标准，显然不足以准确命中坦克车辆这样的点目标，只能算是打面目标的精确度比以前准了很多。因为普通迫击炮弹，圆概率误差（CEP）都在100米以上。即便是用以色列最新研制的，拥有软后坐系统的120毫米迫击炮发射，也只能达到30米。

  对于XM395，并还有其它一些要求：最小射程500米，最大射程要达到7千米；仍采用M734A1式多选择引信；与现役火控系统兼容，如轻型便携式迫击炮弹道计算机；可用现役120毫米迫击炮发射；单价3 000~5 000美元。

  这其中，价格很重要。前两次的PGMM项目中，主要是因为整个炮弹都是全新研制，采用的新技术也较多，结果成本超标，洛马公司和ATK公司先后“落马”。前车之鉴，后事之师。这次参与投标设计的三个团队，都不约而同地选择在现役M934A1式120毫米迫击炮弹的基础上，进行制导化改造。

  雷锡恩公司和以色列军事工业公司组成了一个团队，而且以后者研制的“纯心”激光半主动制导系统为基础，集成了GPS接收机和惯性测量装置后，研制出“匕首”精确制导迫击炮弹。它的制导控制部分体积较大，装在炮弹前端，有四片弹出式舵面。张开式尾翼很可能采用无偏转的设计，以降低弹丸的旋转速度，避免增加制导系统的设计复杂度。由于尾翼和鸭式舵在飞行过程中提供了额外升力，“匕首”的最大射程可达到8.5千米。但它对现役迫击炮弹的改动较大，不足以满足快速交付部队使用的要求。而且采取了激光半主动+GPS/INS复合制导系统，成本要比另外两个竞争对手高。

  雷锡恩公司和以色列军事工业公司研制的“匕首”精确制导迫击炮弹。显然，它的制导控制部分体积较大，对战斗部、弹体的改动很大，无法直接用到现役的制式迫击炮弹上

  通用动力公司推出的是，滚转控制制导迫击炮弹。它的制导组件能像普通引信一样安装在炮弹头部，里面集成有一体式引信、小型化GPS接收机、微控制器，以及最关键的滚转控制固定式鸭式舵。整个制导组件内，移动部件数量少，而且复杂度低。它只采用了GPS制导系统，成本低，精度上也能满足规定的要求。不过和最后胜出的方案比，它的体积还是偏大。

  上面是通用动力公司的竞标方案，滚转控制制导迫击炮弹。它可以直接装到制式迫击炮弹上使用，但和下面ATK公司的方案放到一起，我们很容易比较出两者在尺寸上的区别

  最后被美国陆军选中的，是ATK公司的设计的具体方案。因为它体积最小，在获得足够精度的同时，对制式炮弹的影响最小，包括射程、战斗部载荷等方面。最重要的是，这个方案是以ATK公司正在研制的XM1156为基础设计的，90%的零部件通用，大批量生产时成本能控制到5 000美元以下。XM1156，是为155毫米榴弹炮设计的一种精确制导组件，2006年开始研制，2011年底进行了测试。如果测试成功，并且各项技术指标均达标，XM1156将朝设计定型、生产装备的目标迈进，未来两年内装备美国陆军。

  所以要介绍XM395的技术特点和渊源，就得先讲讲XM1156的来历，即应用于身管火炮155毫米炮弹的“精确制导组件”（PGK）。

  2005年8月8日，美国战斗弹药系统（CAS）项目管理办公室发布了一份采购公告，征询关于应用于各种口径身管火炮弹药的“精确制导组件”（Precision Guidance Kit，PGK）概念的信息。随后，ATK公司、BAE公司、雷锡恩公司都纷纷组建了自己的团队，参与PGK的竞标。

  雷锡恩公司研制的PGK制导套件,利用一对隔栅翼来改变飞行阻力,从而控制射程、弹丸落点

  ATK公司的工业小组成员有罗克韦尔·柯林斯公司和Draper实验室。2007年2月，ATK公司成功完成了低成本PGK的制导飞行试验，超过了当初关于射程、精度和成本方面的要求。最终ATK公司击败另外两个竞争对手，进入PGK的系统开发与演示阶段，5月18日和美国陆军签订为期18个月的系统演示与开发合同。在2008年初的一系列飞行测试中，PGK装在M795榴弹上进行首次“制导-命中”演示验证。炮弹按预定程序进行了持续20秒的机动，然后开始制导飞行，最后落在距目标17.5米处，射程14千米。ATK公司称，这一精度已经很好地满足了计划要求。

  BAE公司PGK制导套件调整弹道，特别是完成侧向修正的方式很独特。在飞行过程中，制导组件会适时伸出大小两对减速板，增加弹丸的飞行阻力，以此来实现纵向修正。侧向修正则靠四片旋转减速板。弹丸飞行时处于一种复杂的动力平衡状态，涉及到攻角、章动等很多复杂概念。简单地说，右旋的炮弹在前飞时，会受到一点向右方的力作用，因此弹道会向右扭曲，产生的横偏位移被称为“偏流”。旋转越快，偏流越大。上面那个制导组件是利用这一现象来修正弹丸的横向偏差：发射时，火炮射向会比用传统炮弹时稍稍偏右；弹丸飞出后，在适当时机张开旋转减速板，加快炮弹旋转速度的衰减，由此减少偏流，最终命中点就会向左修正；需要修正多少，就在相应的时间打开旋转减速板。

  根据美国陆军2007年1月22日制定的发展规划和技术方面的要求，PGK项目将分为三个阶段。第一阶段，计划在2010财年形成初始作战能力。性能上要求：精度不低于50米的CEP，争取达到30米；可靠性不低于92%，争取达到97%；能配用到M107、M795、M549A1等155毫米榴弹上；由M777A2牵引式榴弹炮和M109A6“帕拉丁”自行榴弹炮发射；引信具备触发、近炸功能。第二阶段，计划2013财年形成初始作战能力。性能上的提高之处是：精度超过30米CEP；缩短插入部，这样能用到105毫米榴弹上，并争取能配用105、155毫米子母弹；至少还能用于M1193式105毫米火炮，并争取能用于“未来战斗系统”的NLOS火炮（它们的初速要更高）；加入延期和定时功能。第三阶段，于2016财年形成初始作战能力。性能上的主要提高是加固，以便能用NLOS火炮发射，同时精度争取达到20米CEP。三个阶段研制出的制导组件都能像传统引信那样装到炮弹前端，因此分别被称为PGK-1、PGK-2、PGK-3引信。

  虽然BAE系统公司的PGK制导组件很独特,但与ATK公司的这个设计的具体方案相比,就不够简洁,因此最后胜出的还是ATK

  从迄今为止透露的消息看，PGK项目没有完全按照上述三个阶段进行。首先是第二阶段缩短插入部的工作已经被提前完成了，ATK公司在2008年11月直接把用于155毫米炮弹的PGK-1引信，装到了105毫米炮弹上进行演示试验，根据结果得出它也能很好地控制105毫米炮弹，满足性能要求。其次，原本第三阶段的加固工作被提前到了第二阶段。

  在很多试验中，PGK的一些性能都达到甚至超过了当初的要求。比如2009年，在理想试验条件下（预计射击误差最小的条件）进行了PGK-1引信的试验，装在M549式155毫米火箭增程榴弹上发射，射程20.5千米（最大射程的2/3处），脱靶量仅为13~21米，已达到第二阶段的精度要求。2010年的厂商引信鉴定试验，是根据军标MIL-STD-331C的要求做的，测试内容有极冷/极热温度条件下的存储试验，冷热气温条件下的运输、振动、热冲击、2.1米高处跌落试验，结果为安全性100%、可靠性100%。所有的样件在经过跌落试验之后，均可成功通过改进型便携式炮兵引信感应装定器装定。ATK公司还透露，在以26千米射程、5号模块化发射装药发射，安装了PGK的M549A1式155毫米火箭增程榴弹中有90%达到了圆概率误差低于17米的水平，其中多数炮弹的脱靶半径为3~7米，比仿真的结果还好。

  ATK公司研制的PGK，其实只有手掌大小，比传统的炮弹引信只大一点点。那它为什么能在如此小的空间里完成制导任务？

  猛一看到装了XM1156，也就是PGK的155毫米炮弹弹丸，你很有可能会说：它好像就是一个装了四片鸭式舵的炮弹，不过这鸭式舵确实很小巧。可当你再凑近一点看，就会发现这鸭式舵跟导弹上常见的那种完全不一样：它的根部没有转轴，而是和下面的一个外壳死死“焊”在一起。不能转动！那如何修正弹道？难道要靠别的东西？

  ATK公司的PGK结构图。中心部分是多个电路板，包括带GPS接收机的制导系统，无线电炸高探测器，弹载计算机。11是引信衬套，连接到弹丸上。它的内部是可变负载系统（22）。旋转舵片和操纵舵片固定在壳体上，壳体内是永磁体（24），通过前轴承（13）、后轴承（15）套在引信衬套外，因此能自由旋转。20是转子线）相对旋转后，就能发出电，送到可变负载系统（22）

  不，就是靠它们。你再走近一点，仔细看看四片鸭式舵的角度，会发现一个区别：一对鸭式舵的偏转方向是反的，也就是差动式偏斜，在炮弹飞行时的气流作用下，会产生一个左旋的扭力，叫做“旋转舵片”；另一对的偏转方向相同，气流吹动它们后会产生一个侧向力，我们叫它“操纵舵片”。修正弹道的奥妙就在这个偏转角度，以及组件内部的一套精巧结构上。简单地说，可以把它们形容为一个小小的“发电机”。

  鸭式舵和它们下面的那个圆台形外壳，是可以旋转的，而且外壳内有一圈永磁体，相当于“发电机”的外圈。这个旋转部件叫作“头部组件”，里面套着的是“引信套”。引信套的后部是标准螺纹，能和普通引信一样，旋接到弹丸顶端。因此在弹丸发射后，这个引信套将跟着弹丸一起旋转。标准螺纹的前面，是控制弹丸运动的核心部件，有一圈转子线圈，我们大家可以把它看作“发电机”的内圈。弹丸飞行时，外圈的头部组件在那对差动式偏斜鸭式舵，也就是旋转舵片的作用下，会向左旋转，而内圈的引信套随着弹丸本体向右旋转，结果就像发电机一样产生电压和电流，送到一个负载系统中。这个负载系统中，有一个可调电阻。“发电机”中电压、电流的大小，与旋转舵片上受到的气动力矩，内外圈的相对转速，还有负载系统中的电阻大小，都有关系。电阻增大，“发电机”的转速就会提高；反之，调小电阻就会降低转速。通过实时、连续调整电阻，就能控制外圈的头部组件的转速，让它和弹丸的旋转速度相同。可这两者的旋转方向是反的，因此这时从外界看炮弹，就会发现头部组件是不旋转的，固定在某个角度。这样的一个过程也可以叫做“消旋”。

  消旋后的头部组件上，还有一对偏转方向相同的操纵舵片，它们会让弹丸向某个方向偏转，也就是改变它的攻角。攻角一变，气流作用到弹丸上的力也会变，从而改变弹丸的飞行轨迹。因此，PGK修正弹道的秘籍，就是通过控制旋转弹丸头部的一个“发电机”，把一对操纵舵片转到它所需要的角度，从而控制弹丸向左右上下方向“拐弯”，修正弹丸落点。它不仅能在射程远近上修正，还能在左右方向上修正，因此属于二维弹道修正。而现在研制的弹道修正引信，大多还属一维弹道修正引信，主要是通过种种减速装置，改变弹丸的飞行阻力，从而在射程这一个方向上实现修正。

  这种制导迫击炮弹采用的鸭式舵,在根部有转轴,因此其控制方式与导弹上的各种舵面很相似,内部需要一套作动机构

  当然，除了这个“发电机”，PGK里还有其它必要的核心部件，包括GPS天线、弹载计算机等。它们负责接收GPS信号、确定弹丸位置、结合实际弹道进行解算，然后把弹丸落点和预先装定的目标点相比较，产生操控指令，送到那个“发电机”里。至于这些电子设备工作时所需要的电源，当然不用发愁了。

  介绍到这里，你们可以看出，ATK公司的PGK里只有一个运动部件，两个轴承，移动部件非常少。而传统的、导弹那种样式的控制管理系统，不仅需要几个舵面转轴、作动器等很多小机构，还得配备电源等辅助器件。谁大谁小，价格高低，很容易比出优劣了。当然，这么简单、便宜的制导组件，也不会是样样都好，在修正范围、精度上肯定会比其它精密复杂的制导组件差一些。可整个PGK项目对精度的要求不是很高，并不追求“铜斑蛇”那样的打坦克能力，ATK公司的这套PGK已能胜任。

  像很多新技术一样，PGK也会面临一些技术难关，特别是炮射制导弹药们都会碰到的一个大问题：过载。PGK里的电子器件，都要能承受炮弹发射时的巨大过载。美国过去的“铜斑蛇”制导炮弹的最大射程只有16千米，而普通的155毫米榴弹最大射程近30千米。俄罗斯的“红土地”能达到20千米，但也是通过火箭增程方式实现的。究其原因，就是因为过载不能太大，所以弹丸初速受到限制。现在的PGK要用到普通炮弹上，最大射程要基本保持不变，而且今后还将用到初速更高的弹丸上，所以它在抗过载能力方面的要求更高。

  也正是因为在这方面遇到了一些问题，PGK项目没能满足上述分阶段计划中的时间节点要求，至今还没有装备部队。和155毫米榴弹相比，120毫米迫击炮弹的发射过载要低很多，因此在这个PGK基础上发展出的MGK，也就是“迫击炮弹制导组件”（Mortar Guidance Kit），反倒先装备部队，变成全球上率先采用的二维弹道修正引信。

  由于美国步兵急切地盼望能轻松的获得“建制、响应迅速的精确打击火力”，因此美国陆军专门起草了一份用于120毫米迫击炮的PGK需求声明，要求其精度达到10米甚至更小，单价在3 000~5 000美元之间。也就是我们前面说的2009年启动的“加快部署精确制导迫击炮弹计划”（APMI）项目。当时美国陆军与不同厂商进行了接触，要求他们在2009年5月份进行演示。ATK公司随后就利用现成的PGK-1，装到制式M934式120毫米迫击炮弹上，做出了自己的竞争方案，称为“迫击炮弹制导组件”（MGK）。他们还在M934迫击炮弹的尾翼上加装了折叠弹翼。我们从前面有关“发电机”的介绍中已经知道，PGK必须在弹丸旋转时才能工作，所以要通过加装弹翼，使本不旋转的普通迫击炮弹转起来。

  在平时存储中，XM395炮弹的头部需要盖上一个鸭式舵盖，以保护鸭式舵，并且协助将编程数据装定到引信中。配套开发设备中还有M32轻型手持式迫击炮弹道计算机，M150/M151非车载迫击炮火控系统，以及用于设定目标位置和制导信息的XM701精确轻型通用迫击炮弹装定系统。XM701系统中嵌入了为“神剑”155毫米精确制导炮弹研发的M1155A1改进型便携式感应炮兵引信装定器（EPIAFS）。这些改进工作均由美国陆军武器研发与工程中心完成。

  除这些特殊部件、配件，XM395就与普通迫击炮弹差不多了。弹体仍为制式M934A1，内部装药也一样，都是B炸药。弹尾子部件还是制式基本药管、4个发射药包和4片尾翼。

  ATK公司的XM395迫击炮弹之所以能迅速实现部署，主要是因为他们借鉴了PGK的技术，因此在设计上有很多相似之处。两者的零部件中有90%相同，ATK公司的PGK生产线也能完成MGK的生产任务，这大幅度的降低了研制、部署整个环节中的风险和成本。

  2011年3月26日，驻阿美军101空降师4旅506步兵团1营C连，在库沙蒙德前沿作战基地首次发射了一枚XM395迫弹，结果落在了离目标不到4米的地方。这个旅曾在2008年发射过第一枚“神剑”制导炮弹，这次试验是XM395作战评估试验的内容之一。

  M1155A1改进型便携式感应炮兵引信装定器（EPIAFS）,可以为多种制导炮弹的引信装定数据

  2011年6月，美国陆军首次在作战中使用了XM395。战后的初步报告数据显示，该弹在首次作战使用中达到了预定精度，且作用过程符合可靠性指南中的要求，取得了良好的效果。也就是说，XM395制导迫击炮弹在实战条件下的性能与测试条件下的性能一样优异。

  步兵营级指挥官长期以来都依靠建制迫击炮实现火力打击。到目前为止，迫击炮系统在精度上的提高主要源自火控的改进。XM395的设计的具体方案可以将现有120毫米普通迫击炮弹升级成精确制导弹药，命中精度提高到10米以内，使得局部战场上的指挥官也具备建制精确打击能力。XM395不会完全替代所有制式120毫米迫击炮弹，但它提供的迅速而精确的打击能力，对于火炮及直射火力无法攻击的目标（如山区或特定城区作战环境中）来说尤其重要。

  XM395迫击炮弹不仅是世界上最先装备的GPS制导迫击炮弹，也是率先采用二维弹道修正引信的弹药，标志着弹道修正引信已正式部署并初步形成作战能力。