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巡飞弹最新发展概述及展望

作者:jnscsh   时间:2021-06-30 09:10:17   浏览次数:

摘要: 基于对当前巡飞弹技术发展情况的分析,根据其功能,按侦察型、攻击型和电子战型三种类型讨论几款典型巡飞弹的结构参数、投送方式、作用过程和特点,预测巡飞弹的未来发展趋势。

关键词: 巡飞弹;子弹药;发展分析

中图分类号:TJ文献标识码:A文章编号:1671-7597(2011)0110001-02

0 引言

巡飞弹是传统弹药技术与航空技术交叉产生的高技术武器系统,与无人机几近相似,但又有别于无人机,作为当前精确打击类武器家族的新成员,集无人机与子弹药技术于一身。

巡飞弹的投放方式有两种:管式发射和子弹药形式投放。管式发射型巡飞弹用现役火炮、火箭发射架或储运发一体的发射装置发射,经一段弹道飞行,在预定弹道点实现“弹机”转换,启动飞行动力系统,以类无人机形态飞行,执行预定作战任务;子弹药投放型巡飞弹在飞行初期由母弹携带,到达预定开舱点被母弹抛出,“弹机”转换完成后,子弹药型巡飞弹以自身携带动力和预定航迹飞行,完成指定任务。

巡飞弹的突出特点有二,一是突防能力强,利用发射初期的弹道飞行或母弹的高速飞行,可以快速进入目标区,被拦截和摧毁的概率大大低于无人机系统;二是在目标区滞空时间长,可执行侦察、毁伤效果评估以及有效对付时间敏感目标。

巡飞弹根据其功能可分侦察型、攻击型和电子战型多种,侦察型巡飞弹携带昼/夜光电传感器、CCD摄像机等侦察、通信器材,在目标上方执行搜索、侦察、监视、指示等任务;攻击型巡飞弹兼有侦察型巡飞弹功能,在战场自主搜索、跟踪目标,在弹目交会的最佳时机以弹载毁伤元对目标实施攻击;电子战型巡飞弹执行通信中继或电子干扰等任务。

图1拉姆

1 巡飞弹的发展现状

从各国的研制发展情况来看,美国是最早研制巡飞弹的国家之一,无论是在研制水平,技术成熟程度、还是在装备的规模、数量、种类和实战经验上,都处于世界领先地位。当前,美国已发展的主要型号有:自主攻击弹药系统“洛卡斯”(LOCASS)、127毫米舰炮发射的前沿空中支援弹药(FASM)、155毫米榴弹炮发射的“快看”(Quicklook)侦察型巡飞弹、155毫米榴弹炮或127毫米舰炮发射的“炮射广域侦察弹”(WASP)、坦克炮发射的一次性多用途炮射巡飞弹、“网火”非直瞄火力系统发射的“拉姆”(LAM)巡飞弹(见图1)、“主宰者”(Dominator)巡飞弹、“低成本持续区域控制”(LOCPAD)小型弹药等。此外还有英国的“火影”(fireshadow),俄罗斯的“旋风”300毫米火箭弹投放的R-90巡飞子弹药等。

1.1 侦察型巡飞弹

当前,具有代表性的侦察型巡飞弹有美国的“快看”和俄罗斯的R-90。

1.1.1“快看”

美国陆军自1999年开始研制“快看”侦察型巡飞弹,计划于2010年装备,目的是用榴弹炮发射一种可进行与火炮射程相当的目标侦察和战斗毁伤评估飞行器,以增强旅或旅以下部队对目标实施有效打击毁伤的能力。

“快看”弹体长990毫米,重36~41千克,由图像采集系统、GPS/INS/电视导航制导系统、推进系统、控制装置(含弹翼)、稳定装置(含尾翼或降落伞)等五部分组成,采用了最新的复合材料技术,微电子技术、伞弹回收系统技术、小型大功率发动机技术、信息传输技术、制导导航和控制技术、充气式机翼技术等。它可由155毫米榴弹炮发射,发射时需要承受300~2800g的过载。在炮膛内“快看”的形态与普通弹丸相同,发射后,通过弹载计算机的控制,在上升段展开控制面;当飞到弹道顶点时,降落伞打开进行减速、减旋和稳定弹体,从而使充气机翼安全打开,并使弹载设备(发动机和电子设备等)成功启动;随后,降落伞与弹体分离,弹体在GPS导航下,向目标区俯冲,10分钟后到达目标区上空。

“快看”携带昼夜传感器,可在距发射点50千米远处巡飞约30分钟,扫描39平方千米区域内的目标,并将目标信息实时传输给地面指挥中心,按指令执行战场监视、侦察等任务。在其他精确制导弹药攻击目标后,“快看”可对毁伤效果进行评估。

“快看”的目标造价为40,000$。与“快看”同时开始的项目还有为海军研制的“前沿空中支援弹药”(FASM)。

1.1.2 R-90

俄罗斯“合金”精密仪表设计局在研制多管火箭炮时,为了缩短系统射击反应时间,研制了由300毫米“旋风”多管火箭炮(射程70千米)发射的R-90侦察型巡飞弹,现已列装。该型弹的成功研制,使火箭武器系统指挥、打击、毁伤效果评估形成了闭环。

R-90弹长1.42米,翼展2.56米,重42千克,目前只有“旋风”这样的300毫米大口径火箭弹能够装下。R-90采用M44D脉冲式喷气发动机,持续飞行时间为30分钟,飞行高度200-600米。在飞向目标区域的过程中,R-90可接收俄罗斯Glonass-P星定位系统或美国GPS系统的导航信号,也可采用双G模式,同时还有备份的惯导系统。而在抵达目标区域后,R-90自动进入盘旋状态,弹上陀螺稳定摄像机进行光学/红外双模侦察,根据需要也可以采用红外/紫外或单一的毫米波模式。

在作战时,R-90的航路规划和机载设备的检测在火箭弹装入发射车之前已经完成;机载摄像机将目标区域的图像及目标坐标传回火箭炮发射阵地,指挥车进行信号处理,判断目标种类并校正射击诸元;战斗结束后,R-90可继续向指挥所传送目标区图像,炮兵分队指挥员可据此评估打击效果。R-90借助“旋风”火箭炮发射,优点是突防能力强,可在最短的时间内到达敌最大纵深处,可以保证对敌重要目标实施全面的空中侦察,支援其他打击兵器的作战。

目前,俄罗斯国防技术部门针对R-90的改进工作已经展开,正在积极研制用于“旋风”火箭炮发射弹药的自动导引头。据称,这种导引头可以将R-90和攻击火箭弹的投放精度提高80%以上。

1.2 精确打击型巡飞弹

目前,具有代表性的精确打击型巡飞弹有美国的“拉姆”(LAM)和英国的“火影”(Fireshadow)。

1.2.1 “拉姆”

“拉姆”(LAM)巡飞弹是美国洛马公司和雷锡恩公司共同开发的“网火”非直瞄火力系统的组成部分,非直瞄火力系统包括LAM、PAM和箱式垂直发射单元。

LAM长约1570mm,直径约180mm,重量约54千克,采用小型涡轮喷气发动机和用于在独立平台发射系统上垂直发射的固体助推器、多模式战斗部和空/地/延时三模式引信、自主目标识别装置和激光雷达导引头,利用GPS/INS进行导航,利用双向数据链路进行战场信息传输。LAM所采用的发动机具有体积小、成本低和容易装配等优点,其空中启动由机载电动机实现。执行作战任务时,LAM从发射单元中垂直发射升空,依靠安定翼保持在助推段和机翼展开段的弹体平衡。

LAM主要用于打击地面目标,兼具搜索、监视、毁伤效果评估、空中无线中继等功能,可在距发射点70千米远处巡航约30分钟,能够搜索80平方千米内的目标。操作人员可以在发射前将任务数据输入到巡飞弹中,也可以在飞行过程中变更数据,这些数据包括LAM的飞行路线、目标特性、攻击标准等。LAM在战场上空搜索目标时,控制指令和目标图像信息通过弹载双向数据链传送,在将实时的目标坐标和图像传输给地面指挥部后,由指挥部决定使用LAM、PAM还是其他弹药来攻击目标。弹载激光雷达发现与识别目标的精度可保证精确有效的火力打击,降低附带损伤。在30分钟的巡飞寿命末期,当一个优先打击目标出现时,LAM可以由搜索模式转入攻击模式对目标实施打击,也可以根据指挥者的命令攻击其他目标。

随着支持“网火”非直瞄火力系统的前国防部长拉姆斯菲尔德的下台,同时也因为成本和技术成熟度等原因,原本计划于2008年服役的“拉姆”的研制和生产陷入停止阶段,前景不甚明朗。

1.2.2 火影

为了对付塔利班武装人员的伏击战术,由英国国防部牵头、MBDA公司领导的研发团队研制了能够在最佳时机打击目标的“火影”巡飞弹,它是英国国防部间接发射精准打击计划的一部分。

“火影”长约3.66米,重量低于200千克,战斗部当量约22.7千克,打击误差小于1米。弹体横截面接近方形,上侧安装有向后弹出的弹翼,这种前掠式弹翼不仅提供必要的升力,还在长航时与末段攻击所需的高机动性之间取得了很好的平衡,“火影”尾翼面呈“×”形分布。该弹采用1台串联固体火箭助推器,由安装在弹体尾部的汪克尔(wankel)转子发动机(发动机在发射前启动,但螺旋桨在助推器脱离后工作)提供动力;该弹发射装置安装在6轮卡车上,每辆卡车最多可携带12枚;该弹制导方式多样,可由地面部队的激光信号、飞行器的地面操作人员和无人机实施制导。

“火影”可处于网络联系中,并通过诸如英国“守望者”等型号的无人机系统进行目标瞄准,并装配多种导引头(人在回路中控制)及战斗部。“火影”射程超过150公里,可在3000米高空盘旋长达10小时,围绕目标伺机打击,或在地面部队上空随时听从命令,提供保护。发射后,“火影”能从地面部队、友军飞行器或无人机处接收目标实时信息。由于“火影”能在空中伴随地面部队,当地面部队发现目标时,可在数秒内引导它飞向目标。如果非战斗人员突然出现在杀伤范围内,引导“火影”的操作人员可在最后时刻命令它放弃攻击,降低目标误伤和间接损害的风险。火影是一次性使用的巡飞弹,一经发射,便不可回收,若在行动中没有找到合适的目标实施攻击,它将在燃料耗尽后,由地面人员操控自毁。

“火影”项目在2008年后期启动,其研制生产期是3年。目前,研制团队正在探索可能的开发路线,争取在2014年前为国防部提供产品。

1.3 电子战型巡飞弹

当前,具有代表性的电子战型巡飞弹是美国的“电子攻击巡飞弹”

(LEWK)。

1999年科索沃战争后,由于北约军队在空袭行动中经常遭受塞而维亚地对空导弹的威胁,美军在对战争进行总结后提出了“电子攻击巡飞弹”(LEWK)。LEWK是五角大楼新概念技术演示验证项目的一部分,由美国空军领导,陆军、海军、海军陆战队参与,美国驻欧洲司令部研究其在战场上的操作与作战模式。美国空军最有可能成为LEWK的客户。

LEWK弹体长约3米,直径约0.3米,质量低于1000磅,飞行速度为185~277.8公里/小时,LEWK最大巡航时间为8小时,飞行高度在30~4572米之间。它携带电子干扰装置、诱饵和一枚依靠重力投放的致命载荷,可以由陆、海、空等武器发射平台发射。LEWK像炮弹一样发射出去后,充气机翼展开,涡轮螺旋桨发动机启动,从常规炸弹形态转变成无人飞行器,充气机翼展开后由GPS导航,并通过数据链和机载传感器接受指令。

根据任务的不同需要,LEWK可以是可回收的或者是不可回收的。

LEWK可以覆盖一千英里的战场纵深,能携带200磅的有效载荷,可提供低成本的电子干扰以压制敌防空系统,并为其他电子战装备提供支援。同时它还可装载光电/红外传感器、电视摄影机或机载武器,完成任务后打开降落伞返回地面。LEWK按预定程序执行飞行任务,也可通过地面站和机载数据链,在飞行中接受新的任务。

LEWK单价大约在40,000$,美军驻欧洲司令部在2005年决定是否继续该项目,目前项目具体情况不得而知。

2 巡飞弹发展趋势分析

2.1 投放平台多样化

鉴于不同的作战任务要求和复杂的战场环境,未来的巡飞弹在投放方式上应具备较强的通用性,能够由陆、海、空军主要武器系统投放。同时,随着单个巡飞弹执行多样化作战任务能力的增强,投放平台的替换和改进也会越来越频繁。

2.2 察、打一体化

在功能上,多用途将是其发展趋势:首先,具备进行侦察、监视、指示和毁伤效果评估的能力;其次,具备对目标进行精确打击的能力,或将二者结合起来,实现察打一体化,有效打击运动目标、时间敏感目标,提高作战效率,节省作战资源。

2.3 滞空时间长时化

较长的续航时间可有效保证巡飞弹作战效能的最大化。在攻击阶段,巡飞弹可为各类作战平台提供目标指示,亦可直接参与对地攻击;攻击后,巡飞弹执行战场毁伤效果评估。

2.4 通信技术完善化

数据链是巡飞弹最脆弱的一环:首先,容易被干扰;再者,通信距离远时,信道相互干扰严重,容易造成通信中断;最后,因通信带宽不够,导致同时控制多枚巡飞弹困难。未来的巡飞弹应向着数据通信方式多样化、数据传输抗干扰化和通信宽带化等方向发展。

2.5 机载传感器更先进

目前已有的巡飞弹在巡飞段主要采用GPS/INS和激光雷达导引头制导方式,制导方式决定精度,精度有赖于传感器,未来的巡飞弹将主要使用精度更高的调频/连续波激光雷达和闪光型激光雷达导引头,毫米波/红外成像技术等其他探测与制导技术的发展也值得重视。

2.6 弹与弹协同化和弹体隐身化

未来的战争是信息化战争,巡飞弹作战趋于网络化,弹与弹之间可互通信息,进行作战任务合理分配,提高作战效率,避免重复作业。巡飞弹的隐身性是发展的必然趋势之一,可采取的措施有:

1)采用复合材料制造,例如玻璃纤维加强合成树脂、石墨与环氧树脂、以芳纶纤维为基础的雷达吸波材料。

2)采用隐身外形设计,弹体表面尽量设计得圆滑,减少缝隙,采用简单进气道、扁平狭缝状固定尾喷管、无尾布局等。

3 结语

巡飞弹技术是当前精确制导武器发展的前沿,系统地研究外军巡飞弹技术的发展现状与趋势,对于我国巡飞弹技术的发展,对于提高我国巡飞弹技术研究的针对性和有效性,具有重要意义。

参考文献:

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[4]钱立志、陶声祥,炮射巡飞弹及其关键技术[J].炮兵学院学报,2007(4):56~59.

[5]郭美芳、范宁军、袁志华,巡飞弹战场运用策略[J].兵工学报,2006,27(5):944~947.

作者简介:

程锋(1986-),男,江苏沭阳人,北京航空航天大学硕士生,研究方向:飞行器总体设计。

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