BATS 靶弹射控系统介绍及运用效益探讨

提要一、为有效提升实弹射击训练成效，除不断提升官兵专业本职学能与精进靶场射击实务外，更要选用适切之射击靶标（含射控系统方能符合武器系统性能与射场环境需求，以达到防空部队战力验证与提升训练成效之目的。二、刺针飞弹靶标种类，可区分为一次性靶机（例如靶弹）与重复性靶机（例如红火蚁靶机），我省近几年刺针飞弹实弹射击靶标受限于靶机自主研发不易、委商制作或招标采购不顺等窒碍因素，仍系以BATS靶弹为主，为顺利完成BATS靶弹发射任务，除了射击场地检整（含掩体沙包堆栈）等阵地前置整备勤务外，核心的重要工作即是射控系统组装及火箭推进器火线结合作业，故射控系统系攸关BATS靶弹能否顺利发射的重要组件，现阶段此勤务（含射控系统保管、维护及组装）均系由海军教准部战训支援队（前身为海军靶工队）所负责，故良好的技术操作人员与射控器材乃攸关实弹射击靶勤任务成败之重要因素。三、BATS靶弹由中科院自立研发及生产，其性质为弹道性飞靶，可供我陆军野战防空部队檞树、复仇者及双联装刺针飞弹系统实弹射击或追瞄训练运用，构成组件有（一）BATS靶弹本体二）火箭推进器三）发射架四）射控系统。四、新式射控系统组件一）发射架点火控制单元二）电池模块供电单元；（三）配线转接盒单元四）火工点火输出单元。五、新式射控系统效益一）轻便易携带二）稳定性三）可同步监测火推状况四）精简操作人力。关键词：飞弹、靶弹、发射架、射控系统前言军队历年都有规划刺针飞弹的实弹射击训练，近几年射击的数量甚至由以往个位数跃升到十位数字的射量，防空部队每次实弹射击训练，从操演先期的缜密计划、辅导与训练，与操演中的测裁评鉴，乃至操演后务实的成效检讨，全程端赖防空各级干部各司其职、相互协调、全力以赴方能达成。为有效提升实弹射击训练成效，除不断提升官兵专业本职学能与精进靶场射击实务外，更要选用适切之射击靶标（含射控系统方能符合武器系统性能与射场环境需求，以达到防空部队战力验证与提升训练成效之目的。刺针飞弹靶标种类，可区分为一次性靶机（例如靶弹）与重复性靶机（例如红火蚁靶机而靶机与靶弹依詹氏分法，均属于靶机范畴，1我省近几年刺针飞弹实弹射击靶标受限于靶机自主研发不易、委商制作或招标采购不顺等窒碍因素，仍系以BATS靶弹为主，故笔者针对BATS靶弹火箭推进器、射控系统及发射架构型等分析探讨。BATS靶弹运用介绍目前我军所使用之BATS靶弹（含火箭推进器秉持国防自主理念，由中科院自立研发及生产，其性质为弹道性飞靶，可供我陆军野战防空部队檞树、复仇者及双联装刺针飞弹系统实弹射击或追瞄训练运用。一、BATS靶弹诸元性能介绍（一）BATS靶弹本体长5.2m、直径38cm、空靶重64kg（图一完成火箭推进器安装后，靶弹重约为74至80kg（MK66火箭推进器，单具约为3.2kg，单枚BATS靶弹最大量可装载5具火箭推进器）。（二）推进动力由2至5具火箭推进器所提供。（三）BATS靶弹飞行速度，由于可装载不同数量之火箭推进器，及调整不同之发射仰角，平均可获致275至550节之平均飞行速度。（四）发射仰角15至50度。（五）飞行距离约为5020公尺（3具火箭推进器、发射仰角50度）2二、BATS靶弹组件介绍（一）BATS靶弹本体：制造材质为铝合金，系良好之雷达反射体。（二）火箭推进器：可装载2至5，产生靶弹飞行动力（如图二）。（三）发射架：提供BATS靶弹承载及发射之用（如图三）。目前实弹射击BATS靶弹发射阵地均位于海边沙滩为主，为满足方便操作且无电力供应之因素，因此构型设计上系以轻巧而人力易于操控为主。3发射架组由发射导轨、发射架、支撑架、齿轮式拉紧器、导线架等组成。1.发射导轨：功能为承托BATS靶弹，于导轨中间具有导槽，于调整发射仰角时，可固定BATS靶弹于导轨上，避免BATS靶弹滑落地面，并具有BATS靶弹发射离架后之导引功能。2.发射架：为发射架组之主要结构，为求减轻重量，构型设计系采用铝合金圆管和U型铝合金材质焊接成结构体。3.支撑架：位于发射架前面两端，当BATS靶弹调整发射仰角后，可提供发射导轨坚固之支撑力量，以利BATS靶弹可以稳定发射。4.齿轮式拉紧器：位于发射架组后端，采人工手摇方式来调整BATS靶弹发射仰角，当发射仰角调整至定位后，结合支撑架之固定螺栓于锁住位置，以稳定发射导轨避免松脱。5.导线架：位于发射架后端，功能为发射架、BATS靶弹与射控系统间之点火线路连接界面。（四）射控系统：12V（50A）直流电瓶两个、电源缆线、接线板及发射控制板，以闸刀式控制开关，提供火箭推进器或曳光器击发所需电源。图一BATS靶弹示意图图二BATS靶弹火箭推进器外观图图三BATS靶弹发射架构造示意图三、BATS靶弹MK66与D70火箭推进器差异比较历年刺针飞弹系统实弹射击或追瞄训练所使用之MK66火箭推进器，已逐年运用消耗完毕，自102年神弓操演实弹射击迄103-3三军联合精准弹药射击，以开始采用中科院自力研发制造之新式火箭推进器D70，4以下本文就MK66与D70火箭推进器的性能差异分析比较，探讨其对实弹射击可能造成的影响。（一）弹重：MK66所装载之BATS靶弹弹体重量为74KG，而D70所装载之BATS靶弹弹体重量则增加为84KG；另MK66火箭推进器单具重量为3.2KG，D70火箭推进器重量则因火药药量改变，增加为7.2KG，故若以单枚BATS靶弹配载3具火箭推进器计算，现行BATS靶弹（配备D70火箭推进器）总重量将会增加22KG（如表一）。（二）火箭推进器推力：如前述所示，BATS靶弹总重量（含火箭推进器）大幅增加22KG，对BATS靶弹发射后之飞行初速与滞空时间所造成之影响，依实弹射击所获数据显示，飞行初速因新式D70火箭推进器已增加火药药量，故推进效果可满足BATS靶弹本体所增加之物理重量，故飞行初速与MK66火箭推进器并无太大差异，惟BATS靶弹滞空时间则因火箭推进器火药燃烧完毕后，自最高点呈现惯性自由落体下降时，因物体重量增加因素，将会加速下降效果，相较于MK66火箭推进器，BATS靶弹整体飞行滞空时间约略减少1-2秒。表一BATS靶弹火箭推进器比较表追击、甚至命中，故些许差异的1-2秒成为可否顺利命中BATS靶弹之关键因素。四、小结BATS靶弹为移动快速之弹道飞行目标，BATS靶弹的推进系统为D70火箭推进器（旧式为MK66可依作战环境需求调整安装火箭推进器之数量，安装数量越多，BATS靶弹的飞行速度越快。然须考量火箭推进器的燃烧特性，当火箭推进器一点燃后，其燃烧时间于1秒钟之内将火药全部燃烧完毕，故BATS靶弹在飞行期间的热源是依靠火箭推进器所燃烧的余热维持，因此BATS靶弹的热源消耗，是随着时间迅速地递减，相对的对飞弹而言也就难以锁定、追击、甚至命中，故些许差异的1-2秒就成为可否顺利命中BATS靶弹之关键因素。射控系统功能介绍为顺利完成BATS靶弹发射任务，除了射击场地检整（含掩体沙包堆栈）、帐篷架设、通信线路布置及发射架放列等阵地整备勤务外，核心的重要工作即是射控系统组装及火箭推进器火线结合作业，故射控系统系攸关BATS靶弹能否顺利发射的重要组件，现阶段此勤务（含射控系统保管、维护及组装）均系由海军教准部战训支援队（前身为海军靶工队）所负责，笔者以下就海军战训支援队所使用之射控系统与中科院研制的新型射控系统予以介绍。一、旧式射控系统靶弹击发电源系采用一般商规汽车电瓶（DC24V由电源缆线连接发射控制板（图四）及接线板（图五以闸刀开关分别控制电瓶电源输出、输入及热焰弹点火。射击前整备工作需确认电瓶电源输出（23±1V）、电接线板阻值及闸刀开关保险丝作用是否正常，确认完毕后，再由各个操作手分工完成整备作业（表二5以利配合操演指挥部射管程序待命发射；以上各个操作节点均由各员分层负责，缺点为无法透过电子设备全般自侧或检视（如灯号判读功能需透过人工逐一验证，较易因人员素质、或疏忽而发生危安事件，且靶勤工作整备上也较耗时。表二BATS靶弹射控系统各员操作手任务职掌熟悉靶勤作业流程及规定并配合操演单位评估风熟悉靶勤作业流程及规定并协助组长贯彻执发射架操作手熟悉并操作BATS靶发射架俯仰动作射控系统架设（含量测）手熟悉电工原理、电瓶使用及维护要领并协助计时靶弹由发射前至发射离架后被命中、落海或靶弹故障未离架。记录靶弹由发射前至发射离架后被命中、落海或靶弹故障未离架。发射手 图四BATS靶弹发射控制器及直流电瓶示意图直流电瓶直流电瓶发射控制器发射控制器图五BATS靶弹发射接线板示意图火箭推进器接点火箭推进器接点二、新式射控系统BATS靶弹射控系统，原有之点火方式系采用汽车电瓶（DC24V）以闸刀开关直接点火，每次只能点火一枚靶弹火箭推进器，中科院为配合射场天候环境变化与军种饱和攻击需求，变更射控系统设计，除以飞弹之储能式点火电路设计外，并以模块化射控点火方式，以同时执行一至五枚BATS靶弹火箭推进器及火燄弹点火控制，不仅可有效发挥射击效率，更增加射控装备自测功能，降低危安因素肇生机率，提升装备可靠度。其系统功能方块图（图六）及各模块功能叙述如后。（一）发射架点火控制单元（如图七具备五组独立之发射架点火开关、充电显示灯、电池弱电显示灯、紧急断电开关及电压转换器（市电AC110V转DC24V并可依射击环境弹性选择输入电源。（二）电池模块供电单元（如图八利用二个DC12V通用商规电瓶串连成DC24V，作为射控系统电源及点火电路之能量。（三）配线转接盒单元（如图九将射控单元电缆线组分配成五组发射架控制线组。（四）火工点火输出单元（如图十具备电路自测（BuildInTest；BIT）、点火能量输出及残电量测等功能。经由输出接头切换可执行点火系统自测及点火输出，在进行火工作业前，亦可透过残电量测点确认电路有无残电，避免因残电而肇生火箭推进器误击危安事件。图六BATS靶弹射控系统功能方块图示意图图七发射架点火控制单元示意图图九配线转接盒单元图八电池模块供电单元示意图图十火工点火输出单元新旧式射控系统效益探讨及发射架研改建议一、射控系统效益探讨目前陆军无BATS靶弹系统技术能量与相关人员编制，历年的实弹射击任务，6均系委由海军教准部战训支援队支援相关勤务，为提升射击管制程序制定弹性度7与实弹射击任务顺遂，陆军已规划派员至海军教准部战训支援队受训，以获得技术能量与合格签证，若未来能于本军建立自主靶勤能量，并且采购新式BATS射控系统，可有轻便易携带、稳定性高、同步监测功能、精简操作人力及提升整备效率等效益，分述如后。（一）轻便易携带：新式BATS靶弹射控系统，系采用模块化设计原理，简化海军战训支援队现行较为复杂组装方式与配件，将相关所需组件予以整合（含线、电瓶及发射控制器等除可利于操作人员使用及携带（图十一至发射阵地组装测试时，并可降低各员操作手工作负荷及肇生危安机率。图十一空中弹道靶弹射控系统（二）稳定性：新式BATS靶弹射控系统，控制模块操作界面简化，具备灯号警示判断功能，操作者可轻易判断操作过程中异常征候，另操作程序简化单纯且故障率低，同时系统内具备自我测试功能（BIT），可于射击前先期实施装备自测，确保装备妥善率，降低突发故障状况产生。（三）可同步监测火箭推进器质量：BATS靶弹能否顺利发射且达到预期的射程（高其影响的关键因素之一，乃系火箭推进器之良窳。在操演整备阶段期间，中科院技术代表会先期将火箭推进器予以检整，确保其质量及妥善率后，拨交操演指挥部库储及使用，若库储期间有药包受潮、线路氧化或导通不良等意外突发状况，则非常有可能于发射时肇生迟发、不发火及射程效率不佳等情形，8干扰射管程序进行及影响操演任务遂行。为降低前述状况肇生率，新型射控系统于火工点火输出单元模块中设计了测试接点，可供操演部队于发射阵地安装火箭推进器时，再次测试检查火箭推进器良窳，杜绝BATS靶弹迟发、不发火及射程效率不佳等状况，期使操演任务顺利遂行。（四）精简操作人力：BATS靶勤任务人员编组及职掌可区分安全管控组、发射架组、靶弹搬运组及射控组等编组，编组成员计有组长、副组长、发射架操作手、推进器装填手、靶弹搬运手、射控系统架设（含量测）手、电瓶维护手、观测手、计时手、纪录手、发射手及火线组装手等12员操作手。历年实弹射击操演靶勤整备勤务，BATS靶弹发射架整备架数基本量均为五架，于103年起为因应射击量增加、天候状况变化及灵活运用射击管制程序等因素，甚至增加BATS靶弹发射架至六架，若以射控组为探讨因子，BATS靶弹发射架一架次需编组操作手2员，若整备6架次，则需12员操作手，惟若以新式BATS靶弹射控系统整备，仅需7员操作，可精简5人次人力负荷。二、发射架研改建议鉴于科技发展日新月异与未来战争型态改变，世界各先进国家与我省国防人力运用趋势，莫不系朝向适量、质精方向转型，颠覆大量运用人力之传统思维，基于此转型趋势，BATS靶弹发射架若研改为电力控制与驱动，9不仅可减少劳动人力派遣，并可缩短靶勤整备所需时间，以利因应射场天候变化及弹性调整射击管制程序，配合争取最佳射击时机。10（一）发射架构型设计种类，具有手动、电动及油压启动等三类构型，各类构型介绍如后。1.手动驱动构型：现行BATS靶弹发射架发射方位角及俯仰角均为固定机械转动构型，须以人员徒手转动棘轮把手（图十二藉由齿轮带动俯仰调整器升装火箭推进器之数量，安装数量越多，靶弹的飞行速度越快。历年刺针飞弹实弹射击为主，射程、射高与滞空时间(约略为28秒)均可满足武器系统训练需求。9近几年实弹射击操演，BATS靶弹发射均需1名发射架俯仰启动器操作手，待火线手区间)，此过程约略须3~5分钟。测器）的基本运作原理，自然界中太阳不仅是红外线的主要来源，更是背景红外线辐射的造因，因此实弹射击的阵地布署与射向配置、射击时序都应妥慎规划，避免朝向日光与云层等，避免影响训练成效与射击命中率，相当程度之落差。降所需仰角，待升降至所需仰角之后，再由安全军官使用量角规量测是否满足、有无误差（图十三因操作全程均为人力徒手操作，故所需整备时间较为耗时。2.电力驱动构型：复仇者飞弹系统发射架及火蚁三型靶机发射架（图十四均系采电力调整发射架所需发射角，11藉由系统电瓶电力带动相关方位及俯仰驱动总成（图十五调整发射架所需方位角及俯仰角，因不须操作手徒手调整，故整备时间相对较短，优点为可实时因应射场变化、迅速配合调整射击角度。3.液压驱动构型：天弓飞弹武器系统机动发射架藉由液压动力源组（图十六电动马达及液压泵等液压动力机构产生液压动力，以提供机动发射架系统操作与控制之所需动力源，系统油箱容量33加仑，使用MIL－H－5606E液压油，润滑性及防锈性佳，启动后压力可达正常2300±150PSI，以满足发射架射向调整所需动力来源。图十二BATS靶弹发射架手动调整示意图图十三量角规示意图11复仇者飞弹系统发射架藉由系统28V般状态速率可达每秒60度，备便状态可达每秒30度，并将调整角度显示于控制显示终端机面板上。图十四火蚁靶机发射架示意图动力驱动总成图十五火蚁靶机发射架电力驱动结构示意图动力驱动总成直流电瓶直流电瓶图十六天弓飞弹武器系统机动发射架液压动力源组示意图（二）小结：综上所述，手动、电动及液压等三类驱动构型，以电动较为适切及符合整备需求，其构型设计与造价均相对便宜且简单，具备质量轻、易维保、机动力较高、启动快速、仰度精准及操作人力节省