(国际展望)欧洲导弹集团对地精确攻击武器发展

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 02:52:47

装有钻石背弹翼组件的美制JDAM联合直接攻击弹药

机翼下挂载的安装了钻石背弹翼组件的炸弹,其弹翼处于折叠收起状态。

美国海军装备的JDAM联合直接攻击弹药,美国防部已经决定为它配备钻石背弹翼,增大射程。

美国航母弹药库中存放在大量JDAM联合直接攻击弹药。
      九天奔霆--MBDA的对地攻击武器
  ¤前言:以防区外的名义
  如果说1991年第一次海湾战争拉开了精确制导武器大规模使用的幕布,那么世纪之交的数次局部战争则宣布了防区外打击时代的到来。美国空军为此专门开发的联合防区外打击武器(JASSAM)标志着以往精确制导的空地导弹+普通无制导航弹的装备使用模式的终结,近几年来美国空军的装备动态表明,美国空军试图将其装备的大量无制导航弹改装为可防区外发射的精确打击武器。普通航弹要实现防区外发射并准确命中,必须解决制导方式和增程方式两大问题。GPS全球定位制导模式的出现为廉价改装普通航弹提供了一条可行之路;而增加射程主要通过增大弹翼面积来实现,毕竟安装发动机不仅会使成本上升,而且会使炸弹结构面临大的改动,失去了改装的意义。
  欧洲北约国家多年来一直依赖于美国的空中支援,加上经费有限的客观条件,他们在空地精确制导武器方面一直不太重视。但随着欧洲一体化进程的加快,欧洲国家有需求也有能力来研制自己的空地精确打击武器。作为欧洲第一,世界第二的导弹生产商,欧洲导弹集团(MBDA)责无旁贷。近几年来,除了推出“风暴之影”巡航导弹外,欧洲导弹集团在无动力制导炸弹方面也屡有新作。其中最重要的研制项目有三个——钻石背滑翔弹翼套件、PGB精确制导炸弹和PGM精确制导弹药。
  ¤钻石背——空地武器滑翔套件
  对扩展了射程和机动性的制导炸弹或滑翔炸弹的需求在数年以来不断增长。但欧洲国家的国防预算使他们无法像美国那样专门研制JASSAM或JADM,欧洲导弹在这样的背景下推出钻石背滑翔弹翼套件不能不说是一个十分讨巧的商业行动,通过在普通航空炸弹上加装一个滑翔弹翼套件,将其射程提高数倍,不仅实现了防区外发射,而且成本极为低廉。钻石背的市场前景不可估量。
  钻石背弹翼组件采用独特的铰链串联弹翼设计,一对可折叠的骨架式弹翼平时状态时收拢在炸弹下部,在炸弹被投放后,钻石背弹翼套件将会自动弹开,炸弹会由于升力面积的增加而立即获得更好的空气动力性能,进而增大射程。这组近似菱形的弹翼组件可提供若干的好处:首先,增加的弹翼套件增加了翼面积,使炸弹拥有了更好的空气动力性能,从一枚普通的航空炸弹变成一枚滑翔炸弹,机动性和射程也相应获得大幅度增加;其次,由于弹翼套件结构非常紧凑,不会影响炸弹气动外形;再次,用如此简单的方法即可扩大射程,其价格仅在10000美元以内,改装成本十分低廉而作战效率倍增(当然,要想实现真正的防区外发射,还需要在制导上下工夫);弹翼结构坚固,关节机制可靠性高,不会因此而导致炸弹投放条件的变化(如果弹翼结构不够坚固可靠,过大的风速可能会吹断弹翼,严重影响作战使用,在投放炸弹时就肯定会考虑风速等问题的影响);骨架式的弹翼将组件重量降至最低限度,不会对炸弹本身重量造成影响。
  钻石背弹翼套件最大,也是最根本的一个优点就是提高了飞行员的战场生存率,因为安装钻石背滑翔弹翼组件的普通航空炸弹的射程获得了极大的扩展,最大射程可达65公里(高空投放)。这样的射程显然已在大多数防空武器的射程之外,飞行员无须驾机飞临目标上空投弹,极大降低了载机被防空武器击中的概率。这也是钻石背作为一种防区外发射武器改装方案存在的根本意义。
  欧洲导弹集团宣称,这种低成本,高性能的增程弹翼套件是专门设计用来与低成本的GPS制导空地武器相容的,而全球最大的GPS制导空地武器的制造者和拥有者就是美国,因此钻石背弹翼组件的目标客户主要针对:美国海空军装备多年并经历了实战检验的联合直接攻击弹药(JDAM)、正在进入研制关键阶段的小直径炸弹(缩写为SDB,供战机、轰炸机和无人机投放使用的250磅炸弹,可打击70公里外的目标,并能穿透1.2米厚的加固混凝土防护层)和风偏修正子母炸弹。根据欧洲导弹集团公布的数据,一枚GPS制导的炸弹,譬如联合直接攻击弹药,在25000英尺(7600米)高度投放时,其最大射程可达65公里,最小射程也在18.5公里以上。
  2001年7月,MBDA和波音达成协议,共同在全球销售联合直接攻击弹药(JDAM)武器家族极其衍生型号,譬如其增程型号(JDAM-ER)。协议还包括美国小直径炸弹(SDB)项目,后者最近已经被列入波音的下一个2年降低风险计划。JDAM-ER和SDB都决定使用MBDA钻石背弹翼套件以进一步增大其射程。
  在美国空军的赞助下,MBDA和波音已经成功地进行了JDAM和SDB的增程项目演示,2000年4月和9月,5套钻石背弹翼套件参加了测试。佛罗里达州伊格林空军基地和新墨西哥州白沙靶场的F-16战斗机被用来投放炸弹。测试中使用的炸弹是2000磅的JDAM-ER型和250磅SDB。飞行测试项目包括:安全分离、弹翼展开、控制的巡航飞行、目标跟踪锁定和末段俯冲,炸弹均准确命中预定目标。其中SDB炸弹由F-16挂载,完成了27次分离试验,10次制导飞行试验,其中3次加装了欧洲导弹集团生产的钻石背弹翼组件。而在JDAM上的测试表明,钻石背弹翼套件几乎将JDAM的射程提高了5倍,且完全不影响炸弹的精度。
  SDB项目系统研制与演示阶段定于2006年9月结束,随后将签订生产合同。在随后10年内,美国空军预计将采购约2.4万枚配用钻石背弹翼组件的SDB,首批炸弹定于2005年10月交付。SDB首先将装备F-15E战机,随后将装备F/A-22、F-35 、联合空中无人战斗系统,以及几乎其它所有的美国武器平台。其它可能购买SDB的客户有包括英国在内的其它F-35战机用户。
  钻石背滑翔弹翼的推出堪称欧洲导弹集团的一次巨大商业成功,简单的设计,极低的研制风险将其成本降到了最低限度,而美国空军的青睐使钻石背弹翼套件成功实现了平台依靠,以后只要买出一枚SDB,欧洲导弹集团就可收一套钻石背弹翼套件的钱,简直稳赚不赔。
  ¤PGB——英国版JADM
  英国皇家空军长期以来没有装备精确制导炸弹,这严重限制了皇家空军对地攻击能力的发挥。因此,近年来,英国国防部对于可全天候使用的高精密度、自主制导武器的需求与日俱增。为此,欧洲导弹集团研制了PGB精确制导炸弹满足皇家空军的需求,它被称为英国版的JDAM。
  由于欧洲导弹集团与波音公司有良好的合作关系,因此实际上,欧洲导弹集团几乎是将美国联合直接攻击弹药(JDAM)直接拿了过来,只不过采用的是其小型化后的成果,即战斗部为500磅的MK-82航空炸弹。
  美国波音公司研制的全球卫星定位系统(GPS)制导的全天候、自动寻的常规炸弹,全称“联合直接攻击弹药”,是在现役普通炸弹上加装惯性/卫星定位(INS/GPS)制导装置而成。1991年海湾战争之后,美军开始实施“恶劣天气用精确制导弹药”(AWPGM)计划,目的是针对第三代激光制导炸弹在战争中暴露出来的各种缺点,发展具有全天候、防区外、投射后不管、多目标攻击能力的第四代制导炸弹。联合直接攻击弹药(JDAM)就是最先研制成功的第四代制导炸弹,在1999年北约空袭南联盟的战争中首次使用。
  JDAM制导炸弹系列现有多种型号,代号为GBU-29/30/31/32,前两个为通用爆破型,后两个为专用侵彻型。还有一种弹重2270公斤(5000磅)的专用侵彻型,代号为GBU-37/B。上述型号仅是该制导炸弹系列中的第一阶段产品,采用了卫星定位/惯性导航组合制导作为全程制导,其设计的圆概率误差为13米,在靶场投弹时圆概率误差达到了10米。
  考虑到美国联合直接攻击弹药(JADM)的制导组件已经在美国三军服役多年,经受了实战考验,技术相对成熟可靠。因此,欧洲导弹集团直接将JDAM的制导组件几乎未作改进就移植到了MK-82低阻通用航弹上。其GPS/INS制导控制尾部装置在外形和尺寸上,与所取代的现役航空炸弹的尾翼装置相同。GPS/INS制导控制尾部装置由制导控制部件、炸弹尾锥体整流罩、尾部舵机、尾部控制舵面和电缆组件等构成。制导控制部件是制导炸弹的核心部件,包括GPS接收机、惯性测量部件(IMU)、任务计算机和电源模块。各集成电路装在截头圆锥体内,外部装上锥形保护罩,以防止电磁干扰和其他环境因素影响。GPS接收机采用2个天线,分别装在炸弹尾锥体整流罩前端上部(侧向)和尾翼装置后部(后向),以便在炸弹离机后水平飞行段和下落飞行段时截获并持续跟踪飞机上GPS接收机所跟踪的4颗卫星。
  惯性测量部件由2个速率陀螺和3个加速度计以及相应电子线路构成,是一种低成本的捷联式惯性测量装置。在结构上,IMU与GPS接收机采用紧藕合的结合方式,适用于具有较大机动过载和立体弹道的高动态使用环境,以保证获得更高的制导命中精度,从而使飞机具有多目标精确攻击能力。
  任务计算机根据来自GPS接收机和惯性测量部件的炸弹位置、姿态和速度信息,完成全部制导和控制功能的解算,并输出相应的控制舵面偏转信息,控制炸弹飞向预定攻击的目标。
  而久经考验的MK-82低阻通用炸弹作为战斗部;先进的引信赋予其触发延时和近炸功能。
  PGB精确制导炸弹几乎就是美国JDAM的翻版,只是在一些次要方面依照英国国防部的要求做了改动。直接移植美国的组件在节省成本,降低研制费用上有重大意义。
  欧洲导弹集团没有公布PGB的具体性能数据,包括作为防区外发射武器关键性的射程和圆周命中误差的数据,但根据JDAM制导炸弹现有型号的数字,我们可以大致做一个推测:PGB的高空投弹时的最大射程在75-110公里之间。而其圆周命中误差在13米左右。
  英国国防部已经订购了54000套PGB精确制导炸弹,其中20000套已经交付英国皇家空军。
  ¤智能弹药——PGM
  无论是在两次海湾战争,还是巴尔干半岛的冲突中,有两个趋势都越来越清晰的显现出来,那就是武装部队装备的炸弹和导弹必须具备很高的精度和一击必中的能力,尽可能的减少附带伤害。另一个明显的趋势是防区外打击武器将大行其道,战斗机和飞行员都希望能在敌军的防空武器射程之外发射导弹和炸弹,以获得最高的战场生存率。
  欧洲导弹集团显然意识到了这个趋势的存在,在通过钻石背滑翔弹翼套件和以JDAM为蓝本为英国皇家空军研制成功PGB精确制导炸弹后,欧洲导弹集团已基本掌握了防区外武器的一些基本技术,在此基础上,他们在90年代中期开始研制在技术上超越美国JDAM的防区外发射精确制导炸弹——PGM。
  PGM精确制导弹药在技术上最重要的创新之处在于引入了宽频大流量数据传输技术,这使得PGM拥有了前所未有的任务弹性和高度的智能化。
  对于制导空地武器而言,如果载机有一条数据总线,那么目标资料信息就可以在开火前的任何时间输入武器的制导系统。PGM使用的这一项观念提供二个好处:首先是提供弹性交战能力,可以在开火前对预先输入的目标信息进行修改,重新编程作战预案。其次,载机如果确认了新的目标并且在跟踪中获取了足够的参数,飞行员可将这些目标参数发送到PGM的制导系统内,转换攻击目标,执行新的攻击任务。
  考虑到有些载机没有数据总线,PGM武器系统能在载机起飞执行任务前使用一个手提式的数据载入组件将任务信息预先输入。这个能力使那些没有数据总线的飞机也可以装载和发射PGM武器系统。
PGM高精度空地弹药性能数据







为阿联酋生产的F-16E战斗机翼下挂载的4枚PGM精确制导弹药。

PGM精确制导弹药宣传画。

法国空军幻影-2000-5战斗机挂载PGM,图中可以清楚看到PGM腹安装的火箭发动机。

法国空军幻影-2000战斗机正在投放阿帕奇巡航导弹。
      此外,PGM精确制导弹药没有采用GPS/INS复合制导,而是设计了三种不同的高精度、可互换的导引头模块(激光、电视和红外),提供24小时的全天候作战能力。激光制导型PGM的激光导引头可与包括北大西洋公约组织在内的所有标准地面或空中激光指示器兼容。电视和红外导引头可以向距离超过100公里的后方载机发送导弹飞行过程图象,直到命中目标。这使得载机和后方指挥部可以精确的评估杀伤效果。作为选择,图像也能传到第三者飞机或地面管制中心,由他们控制PGM武器系统的作战,而载机飞行员则可集中精力处理其他任务。这一点对于应付复杂作战环境的飞行员而言尤其重要,对他而言,在这种模式下,PGM是发射后不管的。投放炸弹后飞行员可交炸弹的控制交由地面控制中心或其他飞机处理。但当他认为需要重新恢复对炸弹的控制时,又可以通过一个切换程序重新恢复对PGM武器系统的控制——选择新的攻击目标或使其自爆。
  无论如何,PGM武器系统的弹道末端性能始终保持不变。PGM武器系统由大威力的PGM战斗部和三种可互换的制导模块(激光制导、电视制导和红外制导)组成,可确保全天候使用。由于拥有三种不同模式的制导方式和二种不同的战斗部(500磅和2000磅)选项,PGM在宽范围的现代战场上拥有战术优势。PGM可提供绝对的精确度,其圆周概率误差在1米以内(这比美国的JDAM要高的多)。这意谓着摧毁每个目标所必要的武器数量更少。
  ¤PGM武器家族
  PGM武器家族目前已经可以由F-16战斗机和最新型的幻影-2000战斗机装载使用。它还是这一级别武器中唯一可以整合到轻型战斗机上的——A-4、鹰式攻击教练机和F-5战斗机都可以发射PGM精确制导弹药。这对于开发第三世界国家市场具有重要意义。因为这些国家的空军装备了大量的轻型战斗机。
  所有的PGM家族各个型号都被设计成有相同的操作界面,这极大的降低了其使用成本——各种不同型号的载机无须对现有硬件进行改装即可装备PGM。而且相同的界面也使飞行员的训练变得更加简单。
  由于PGM武器系统在设计过程中充分考虑了攻击不同目标的能力、由不同载机携带的能力,因此广泛引入了模块化设计概念。在使用中通过更改任务模块使其可以被不同载机运载,具备不同的战术特性。PGM的模组化使得新的次系统能很快地被吸收扩充并符合客户的新需求。
  PGM精确制导弹药能用来摧毁各种地面目标,包括桥梁、建筑物、防空系统、雷达站、主战坦克、装甲人员输送车、指挥控制系统、通信设施和军队集结地等等。PGM对海军目标也非常有效。PGM拥有500磅或2000磅高爆破片战斗部。引信有触发和近炸两种。
  PGM-1A/2A/3A系列,使用固体火箭发动机,中途飞行由惯性制导系统导引,末端导引则有半主动激光(SAL)、电视或红外导引头可供选择。PGM-1A/2A/3A弹长3.6米,弹径0.35米,弹重300公斤,弹头为227公斤高爆弹,射程约20公里。PGM-1B/2B/3B系列仍采用固体火箭发动机、惯性导引系统与激光/电视/红外导引头,但其弹头换装为907公斤的高爆弹,弹重为1.12吨,弹长与弹径分别为4.6米与0.43米,射程提高到40公里。
  PGM-4A/B系列仍在发展中,准备换装飞马座或人马座涡喷发动机,射程较原先提高7.5倍,分别为150公里或300公里,其中途制导使用GPS/INS系统,末端导引则使用双模式主/波动毫米波雷达导引头。
  ¤AS-30北方激光制导空地导弹
  该弹是法国原北方航空公司、现宇航公司研制的北方超音速导弹系列中的第二代超音速多用途空地导弹型号,是由相应的AS-20第一代超音速空地导弹改进而来。北方航空公司根据法国导弹技术局的要求研制一种近程战术空地导弹,用来攻击地面点目标和水上舰船目标,其主要技术指标为射程不小于10公里、载机不必进入离目标3公里、圆概率偏差CEP=10米。该弹基本型命名为北方AS-30、编号为Nord-5401,1959年开始研制,1962年9月投产,随后开始服役;其改进型1968年开始研制,1973年投产,随后开始服役,除装备法国空/海军外,还向英国、联邦德国、南非、瑞士、以色列和印度等国出口,1977年停产,共生产3855枚,其中3000枚出口。
  该弹基本型采用与AS-20完全相同的、按比例放大的无尾式气动外形布局和划分为前、中、后3个舱段的弹体内部结构,以及采用目视瞄准跟踪、无线电指令人工制导体制。因此,在作战性能水平上,仍属第一代近距战术空地导弹范畴。
  该弹改进型则采用完全不同的正常式气动外形布局,除弹翼和内部舱段结构保持不变外,主要改进之处是1.在尾部2个水平配置的助推发动机尾喷管的两侧,加装4片小切梢三角形控制舵面,4片舵面在初始助推段处于向后折叠状态,在巡航段向前弹出,受燃气舵机操纵,用作巡航段飞行时控制导弹飞向目标,而原装在尾喷口处的4片燃气扰流片,则用作助推段飞行时控制导弹飞行方向。
  2.将尾部目视跟踪瞄准用的曳光管改为红外曳光管,使得载机上的红外跟踪装置能对其实施自动跟踪。因此,该弹的改进型在性能水平上,才是名副其实的第二代超音速近距空地导弹型号,即采用目视瞄准、自动跟踪、无线电指令半自动制导体制,飞行员只需目视瞄准目标,即保持瞄准具十字线对准目标,由机载红外跟踪装置自动跟踪飞行中的导弹尾部的曳光管,一旦导弹偏离目标就产生相应的角偏差修正信号,并自动经机载火控雷达的发射机将控制指令传输给导弹,使其飞向该目标。
  该弹采用X-12和X-35大型战斗部,重量240公斤,约占导弹全重的一半,分别为爆破和半穿甲爆破战斗部,前者装触发引信,后者装触发延时引信,能穿透2米厚的混凝土墙,在其内爆炸。中舱段内装1台固体火箭发动机和1台固体火箭助推器,前后串联配置,主发动机在前,采用浇铸双基装药,药柱长584毫米,直径329毫米,装药重73公斤,工作时间21秒,使导弹获得450米/秒(M1.32)的巡航速度,其长喷管穿过其后的起飞发动机和制导控制舱。起飞发动机在后,采用聚氯乙烯、高氯酸铵、铝粉复合装药,药柱长540毫米,直径330毫米,装药重57公斤,工作时间2秒,总冲10700千牛,使导弹获得200米/秒的离机速度,其2个喷管对称配置在主发动机尾喷管的两侧。主发动机在助推发动机点火1秒后由其燃气点火工作。主发动机尾喷口处的4片燃气扰流片在初始助推段为导弹提供气动控制力,在巡航段则由4片全动式尾翼为导弹提供气动控制力。
  ¤阿帕奇巡航导弹
  阿帕奇防区外撒布器是法国研制(由于玛特拉公司已并入欧洲导弹集团,因此阿帕奇的后续研制和销售工作均由欧洲导弹集团接手)的新一代远距防区外通用战术空地武器,取代现役各种子母炸弹、制导炸弹和空地巡航导弹,攻击战区纵深坚固设防的固定和活动目标,如通信枢纽、指挥中心、机场跑道、防空导弹阵地、坦克和装甲战车,以及有生力量等,装备法国、德国和其他北约国家所有现代化作战飞机。其名称“阿帕奇”为“抛射子弹药的动力推进武器”(Arme Propulsee A Charges Ejectables)的法文缩写的音译。
  阿帕奇基本上是一种介于巡航导弹和撒布器之间的空地武器,发射全重1230公斤,全长5.1米。由于整合了全新的弹头、制导系统、动力系统和抗红外线、电磁波隐身技术,堪称世纪之交的空对地武器典范。
  阿帕奇拥有长方形截面的弹体,采用独特的上单翼、5尾翼气动布局和推力矢量控制方案。一对向后折叠、向前展开、后掠矩形、窄翼弦平板弹翼位于弹体中部上表面;一对切梢三角形、常规后掠水平安定面及其升降舵位于弹体尾部两侧正中处;一对切梢三角形、常规后掠垂直安定面及其方向舵位于弹体尾部上表面;一对后掠矩形、8字型配置尾翼位于弹体尾部下表面。隐身设计是阿帕奇的技术特点,特殊的外型能够分散雷达波的反射,弹体采用雷达波吸收材料制造,动力系统加强抑制热信号技术,加上攻击过程采用超低空突防,本身微弱的雷达反射波容易被地面杂波掩盖。
  阿帕奇内部为模块化舱段结构,分为前、中、后3个舱段:导引头舱、战斗部舱和发动机舱。前舱内装导引头、制导计算机和雷达高度表。该弹采用中、末段复合制导体制,基本型采用惯性导航+航路点修正中段制导、主动毫米波雷达末段制导。中段舱内装战斗部,顶部有加强硬背,其上装弹耳和折叠式上单翼,内部装多种类型的战斗部,包括带多种类型小弹的子母式/单一式战斗部。多类型的弹头使得阿帕奇拥有极佳的任务弹性,可攻击机场、防空导弹阵地、指挥通讯中心、雷区和装甲车辆等软硬目标。
  阿帕奇基本型采用KRISS反跑道战斗部,由马特拉公司和TDA公司研制,用来攻击机场跑道,使之瘫痪而不能迅速修复。每一枚阿帕奇基本型可装10颗KRISS反跑道子弹,其弹体呈圆柱形,头尾钝平,战斗部为锥孔空心装药,采用可变延时引信,内装1台固体火箭发动机,带稳定用降落伞,虽然弹重仅52公斤,但其破坏威力与185公斤重的迪朗达尔反跑道炸弹相当。此外,还将采用反坦克型、反地下掩体型和布雷型等小弹。单一式战斗部为攻击地下坚固掩体和指挥部等重要目标。后舱前段内装动力装置,采用由微涡喷公司研制的TRI60-30涡喷发动机,其进气道设计成流线型,从中舱段开始融入后弹体,减少雷达反射面积和红外信号特征,其进气口为三角形,发射前罩上堵盖;后舱尾段外装5片尾翼,内装伺服舵机。
  由于具备精密导航系统和极佳的终端精确性,使得阿帕奇成为一种高效率的机载空对地武器,而在经过周密的任务安排后,这种武器更能以最佳弹道有效避开敌军的防空火网,其超过140公里的射程也能保障载机和飞行员的安全。阿帕奇是马特拉公司迎向新世纪的重要武器,是欧洲制造的第一种实用化防区外撒布器,在过去13次试射中达到百分之百的命中率。法国空军已经在1997年签订一份15亿法郎的合约,采购约100枚阿帕奇撒布器,将配备在幻影-2000D和阵风战机上。□ 张晓强
AS-30基本战斗技术性能


装有钻石背弹翼组件的美制JDAM联合直接攻击弹药

机翼下挂载的安装了钻石背弹翼组件的炸弹,其弹翼处于折叠收起状态。

美国海军装备的JDAM联合直接攻击弹药,美国防部已经决定为它配备钻石背弹翼,增大射程。

美国航母弹药库中存放在大量JDAM联合直接攻击弹药。
      九天奔霆--MBDA的对地攻击武器
  ¤前言:以防区外的名义
  如果说1991年第一次海湾战争拉开了精确制导武器大规模使用的幕布,那么世纪之交的数次局部战争则宣布了防区外打击时代的到来。美国空军为此专门开发的联合防区外打击武器(JASSAM)标志着以往精确制导的空地导弹+普通无制导航弹的装备使用模式的终结,近几年来美国空军的装备动态表明,美国空军试图将其装备的大量无制导航弹改装为可防区外发射的精确打击武器。普通航弹要实现防区外发射并准确命中,必须解决制导方式和增程方式两大问题。GPS全球定位制导模式的出现为廉价改装普通航弹提供了一条可行之路;而增加射程主要通过增大弹翼面积来实现,毕竟安装发动机不仅会使成本上升,而且会使炸弹结构面临大的改动,失去了改装的意义。
  欧洲北约国家多年来一直依赖于美国的空中支援,加上经费有限的客观条件,他们在空地精确制导武器方面一直不太重视。但随着欧洲一体化进程的加快,欧洲国家有需求也有能力来研制自己的空地精确打击武器。作为欧洲第一,世界第二的导弹生产商,欧洲导弹集团(MBDA)责无旁贷。近几年来,除了推出“风暴之影”巡航导弹外,欧洲导弹集团在无动力制导炸弹方面也屡有新作。其中最重要的研制项目有三个——钻石背滑翔弹翼套件、PGB精确制导炸弹和PGM精确制导弹药。
  ¤钻石背——空地武器滑翔套件
  对扩展了射程和机动性的制导炸弹或滑翔炸弹的需求在数年以来不断增长。但欧洲国家的国防预算使他们无法像美国那样专门研制JASSAM或JADM,欧洲导弹在这样的背景下推出钻石背滑翔弹翼套件不能不说是一个十分讨巧的商业行动,通过在普通航空炸弹上加装一个滑翔弹翼套件,将其射程提高数倍,不仅实现了防区外发射,而且成本极为低廉。钻石背的市场前景不可估量。
  钻石背弹翼组件采用独特的铰链串联弹翼设计,一对可折叠的骨架式弹翼平时状态时收拢在炸弹下部,在炸弹被投放后,钻石背弹翼套件将会自动弹开,炸弹会由于升力面积的增加而立即获得更好的空气动力性能,进而增大射程。这组近似菱形的弹翼组件可提供若干的好处:首先,增加的弹翼套件增加了翼面积,使炸弹拥有了更好的空气动力性能,从一枚普通的航空炸弹变成一枚滑翔炸弹,机动性和射程也相应获得大幅度增加;其次,由于弹翼套件结构非常紧凑,不会影响炸弹气动外形;再次,用如此简单的方法即可扩大射程,其价格仅在10000美元以内,改装成本十分低廉而作战效率倍增(当然,要想实现真正的防区外发射,还需要在制导上下工夫);弹翼结构坚固,关节机制可靠性高,不会因此而导致炸弹投放条件的变化(如果弹翼结构不够坚固可靠,过大的风速可能会吹断弹翼,严重影响作战使用,在投放炸弹时就肯定会考虑风速等问题的影响);骨架式的弹翼将组件重量降至最低限度,不会对炸弹本身重量造成影响。
  钻石背弹翼套件最大,也是最根本的一个优点就是提高了飞行员的战场生存率,因为安装钻石背滑翔弹翼组件的普通航空炸弹的射程获得了极大的扩展,最大射程可达65公里(高空投放)。这样的射程显然已在大多数防空武器的射程之外,飞行员无须驾机飞临目标上空投弹,极大降低了载机被防空武器击中的概率。这也是钻石背作为一种防区外发射武器改装方案存在的根本意义。
  欧洲导弹集团宣称,这种低成本,高性能的增程弹翼套件是专门设计用来与低成本的GPS制导空地武器相容的,而全球最大的GPS制导空地武器的制造者和拥有者就是美国,因此钻石背弹翼组件的目标客户主要针对:美国海空军装备多年并经历了实战检验的联合直接攻击弹药(JDAM)、正在进入研制关键阶段的小直径炸弹(缩写为SDB,供战机、轰炸机和无人机投放使用的250磅炸弹,可打击70公里外的目标,并能穿透1.2米厚的加固混凝土防护层)和风偏修正子母炸弹。根据欧洲导弹集团公布的数据,一枚GPS制导的炸弹,譬如联合直接攻击弹药,在25000英尺(7600米)高度投放时,其最大射程可达65公里,最小射程也在18.5公里以上。
  2001年7月,MBDA和波音达成协议,共同在全球销售联合直接攻击弹药(JDAM)武器家族极其衍生型号,譬如其增程型号(JDAM-ER)。协议还包括美国小直径炸弹(SDB)项目,后者最近已经被列入波音的下一个2年降低风险计划。JDAM-ER和SDB都决定使用MBDA钻石背弹翼套件以进一步增大其射程。
  在美国空军的赞助下,MBDA和波音已经成功地进行了JDAM和SDB的增程项目演示,2000年4月和9月,5套钻石背弹翼套件参加了测试。佛罗里达州伊格林空军基地和新墨西哥州白沙靶场的F-16战斗机被用来投放炸弹。测试中使用的炸弹是2000磅的JDAM-ER型和250磅SDB。飞行测试项目包括:安全分离、弹翼展开、控制的巡航飞行、目标跟踪锁定和末段俯冲,炸弹均准确命中预定目标。其中SDB炸弹由F-16挂载,完成了27次分离试验,10次制导飞行试验,其中3次加装了欧洲导弹集团生产的钻石背弹翼组件。而在JDAM上的测试表明,钻石背弹翼套件几乎将JDAM的射程提高了5倍,且完全不影响炸弹的精度。
  SDB项目系统研制与演示阶段定于2006年9月结束,随后将签订生产合同。在随后10年内,美国空军预计将采购约2.4万枚配用钻石背弹翼组件的SDB,首批炸弹定于2005年10月交付。SDB首先将装备F-15E战机,随后将装备F/A-22、F-35 、联合空中无人战斗系统,以及几乎其它所有的美国武器平台。其它可能购买SDB的客户有包括英国在内的其它F-35战机用户。
  钻石背滑翔弹翼的推出堪称欧洲导弹集团的一次巨大商业成功,简单的设计,极低的研制风险将其成本降到了最低限度,而美国空军的青睐使钻石背弹翼套件成功实现了平台依靠,以后只要买出一枚SDB,欧洲导弹集团就可收一套钻石背弹翼套件的钱,简直稳赚不赔。
  ¤PGB——英国版JADM
  英国皇家空军长期以来没有装备精确制导炸弹,这严重限制了皇家空军对地攻击能力的发挥。因此,近年来,英国国防部对于可全天候使用的高精密度、自主制导武器的需求与日俱增。为此,欧洲导弹集团研制了PGB精确制导炸弹满足皇家空军的需求,它被称为英国版的JDAM。
  由于欧洲导弹集团与波音公司有良好的合作关系,因此实际上,欧洲导弹集团几乎是将美国联合直接攻击弹药(JDAM)直接拿了过来,只不过采用的是其小型化后的成果,即战斗部为500磅的MK-82航空炸弹。
  美国波音公司研制的全球卫星定位系统(GPS)制导的全天候、自动寻的常规炸弹,全称“联合直接攻击弹药”,是在现役普通炸弹上加装惯性/卫星定位(INS/GPS)制导装置而成。1991年海湾战争之后,美军开始实施“恶劣天气用精确制导弹药”(AWPGM)计划,目的是针对第三代激光制导炸弹在战争中暴露出来的各种缺点,发展具有全天候、防区外、投射后不管、多目标攻击能力的第四代制导炸弹。联合直接攻击弹药(JDAM)就是最先研制成功的第四代制导炸弹,在1999年北约空袭南联盟的战争中首次使用。
  JDAM制导炸弹系列现有多种型号,代号为GBU-29/30/31/32,前两个为通用爆破型,后两个为专用侵彻型。还有一种弹重2270公斤(5000磅)的专用侵彻型,代号为GBU-37/B。上述型号仅是该制导炸弹系列中的第一阶段产品,采用了卫星定位/惯性导航组合制导作为全程制导,其设计的圆概率误差为13米,在靶场投弹时圆概率误差达到了10米。
  考虑到美国联合直接攻击弹药(JADM)的制导组件已经在美国三军服役多年,经受了实战考验,技术相对成熟可靠。因此,欧洲导弹集团直接将JDAM的制导组件几乎未作改进就移植到了MK-82低阻通用航弹上。其GPS/INS制导控制尾部装置在外形和尺寸上,与所取代的现役航空炸弹的尾翼装置相同。GPS/INS制导控制尾部装置由制导控制部件、炸弹尾锥体整流罩、尾部舵机、尾部控制舵面和电缆组件等构成。制导控制部件是制导炸弹的核心部件,包括GPS接收机、惯性测量部件(IMU)、任务计算机和电源模块。各集成电路装在截头圆锥体内,外部装上锥形保护罩,以防止电磁干扰和其他环境因素影响。GPS接收机采用2个天线,分别装在炸弹尾锥体整流罩前端上部(侧向)和尾翼装置后部(后向),以便在炸弹离机后水平飞行段和下落飞行段时截获并持续跟踪飞机上GPS接收机所跟踪的4颗卫星。
  惯性测量部件由2个速率陀螺和3个加速度计以及相应电子线路构成,是一种低成本的捷联式惯性测量装置。在结构上,IMU与GPS接收机采用紧藕合的结合方式,适用于具有较大机动过载和立体弹道的高动态使用环境,以保证获得更高的制导命中精度,从而使飞机具有多目标精确攻击能力。
  任务计算机根据来自GPS接收机和惯性测量部件的炸弹位置、姿态和速度信息,完成全部制导和控制功能的解算,并输出相应的控制舵面偏转信息,控制炸弹飞向预定攻击的目标。
  而久经考验的MK-82低阻通用炸弹作为战斗部;先进的引信赋予其触发延时和近炸功能。
  PGB精确制导炸弹几乎就是美国JDAM的翻版,只是在一些次要方面依照英国国防部的要求做了改动。直接移植美国的组件在节省成本,降低研制费用上有重大意义。
  欧洲导弹集团没有公布PGB的具体性能数据,包括作为防区外发射武器关键性的射程和圆周命中误差的数据,但根据JDAM制导炸弹现有型号的数字,我们可以大致做一个推测:PGB的高空投弹时的最大射程在75-110公里之间。而其圆周命中误差在13米左右。
  英国国防部已经订购了54000套PGB精确制导炸弹,其中20000套已经交付英国皇家空军。
  ¤智能弹药——PGM
  无论是在两次海湾战争,还是巴尔干半岛的冲突中,有两个趋势都越来越清晰的显现出来,那就是武装部队装备的炸弹和导弹必须具备很高的精度和一击必中的能力,尽可能的减少附带伤害。另一个明显的趋势是防区外打击武器将大行其道,战斗机和飞行员都希望能在敌军的防空武器射程之外发射导弹和炸弹,以获得最高的战场生存率。
  欧洲导弹集团显然意识到了这个趋势的存在,在通过钻石背滑翔弹翼套件和以JDAM为蓝本为英国皇家空军研制成功PGB精确制导炸弹后,欧洲导弹集团已基本掌握了防区外武器的一些基本技术,在此基础上,他们在90年代中期开始研制在技术上超越美国JDAM的防区外发射精确制导炸弹——PGM。
  PGM精确制导弹药在技术上最重要的创新之处在于引入了宽频大流量数据传输技术,这使得PGM拥有了前所未有的任务弹性和高度的智能化。
  对于制导空地武器而言,如果载机有一条数据总线,那么目标资料信息就可以在开火前的任何时间输入武器的制导系统。PGM使用的这一项观念提供二个好处:首先是提供弹性交战能力,可以在开火前对预先输入的目标信息进行修改,重新编程作战预案。其次,载机如果确认了新的目标并且在跟踪中获取了足够的参数,飞行员可将这些目标参数发送到PGM的制导系统内,转换攻击目标,执行新的攻击任务。
  考虑到有些载机没有数据总线,PGM武器系统能在载机起飞执行任务前使用一个手提式的数据载入组件将任务信息预先输入。这个能力使那些没有数据总线的飞机也可以装载和发射PGM武器系统。
PGM高精度空地弹药性能数据







为阿联酋生产的F-16E战斗机翼下挂载的4枚PGM精确制导弹药。

PGM精确制导弹药宣传画。

法国空军幻影-2000-5战斗机挂载PGM,图中可以清楚看到PGM腹安装的火箭发动机。

法国空军幻影-2000战斗机正在投放阿帕奇巡航导弹。
      此外,PGM精确制导弹药没有采用GPS/INS复合制导,而是设计了三种不同的高精度、可互换的导引头模块(激光、电视和红外),提供24小时的全天候作战能力。激光制导型PGM的激光导引头可与包括北大西洋公约组织在内的所有标准地面或空中激光指示器兼容。电视和红外导引头可以向距离超过100公里的后方载机发送导弹飞行过程图象,直到命中目标。这使得载机和后方指挥部可以精确的评估杀伤效果。作为选择,图像也能传到第三者飞机或地面管制中心,由他们控制PGM武器系统的作战,而载机飞行员则可集中精力处理其他任务。这一点对于应付复杂作战环境的飞行员而言尤其重要,对他而言,在这种模式下,PGM是发射后不管的。投放炸弹后飞行员可交炸弹的控制交由地面控制中心或其他飞机处理。但当他认为需要重新恢复对炸弹的控制时,又可以通过一个切换程序重新恢复对PGM武器系统的控制——选择新的攻击目标或使其自爆。
  无论如何,PGM武器系统的弹道末端性能始终保持不变。PGM武器系统由大威力的PGM战斗部和三种可互换的制导模块(激光制导、电视制导和红外制导)组成,可确保全天候使用。由于拥有三种不同模式的制导方式和二种不同的战斗部(500磅和2000磅)选项,PGM在宽范围的现代战场上拥有战术优势。PGM可提供绝对的精确度,其圆周概率误差在1米以内(这比美国的JDAM要高的多)。这意谓着摧毁每个目标所必要的武器数量更少。
  ¤PGM武器家族
  PGM武器家族目前已经可以由F-16战斗机和最新型的幻影-2000战斗机装载使用。它还是这一级别武器中唯一可以整合到轻型战斗机上的——A-4、鹰式攻击教练机和F-5战斗机都可以发射PGM精确制导弹药。这对于开发第三世界国家市场具有重要意义。因为这些国家的空军装备了大量的轻型战斗机。
  所有的PGM家族各个型号都被设计成有相同的操作界面,这极大的降低了其使用成本——各种不同型号的载机无须对现有硬件进行改装即可装备PGM。而且相同的界面也使飞行员的训练变得更加简单。
  由于PGM武器系统在设计过程中充分考虑了攻击不同目标的能力、由不同载机携带的能力,因此广泛引入了模块化设计概念。在使用中通过更改任务模块使其可以被不同载机运载,具备不同的战术特性。PGM的模组化使得新的次系统能很快地被吸收扩充并符合客户的新需求。
  PGM精确制导弹药能用来摧毁各种地面目标,包括桥梁、建筑物、防空系统、雷达站、主战坦克、装甲人员输送车、指挥控制系统、通信设施和军队集结地等等。PGM对海军目标也非常有效。PGM拥有500磅或2000磅高爆破片战斗部。引信有触发和近炸两种。
  PGM-1A/2A/3A系列,使用固体火箭发动机,中途飞行由惯性制导系统导引,末端导引则有半主动激光(SAL)、电视或红外导引头可供选择。PGM-1A/2A/3A弹长3.6米,弹径0.35米,弹重300公斤,弹头为227公斤高爆弹,射程约20公里。PGM-1B/2B/3B系列仍采用固体火箭发动机、惯性导引系统与激光/电视/红外导引头,但其弹头换装为907公斤的高爆弹,弹重为1.12吨,弹长与弹径分别为4.6米与0.43米,射程提高到40公里。
  PGM-4A/B系列仍在发展中,准备换装飞马座或人马座涡喷发动机,射程较原先提高7.5倍,分别为150公里或300公里,其中途制导使用GPS/INS系统,末端导引则使用双模式主/波动毫米波雷达导引头。
  ¤AS-30北方激光制导空地导弹
  该弹是法国原北方航空公司、现宇航公司研制的北方超音速导弹系列中的第二代超音速多用途空地导弹型号,是由相应的AS-20第一代超音速空地导弹改进而来。北方航空公司根据法国导弹技术局的要求研制一种近程战术空地导弹,用来攻击地面点目标和水上舰船目标,其主要技术指标为射程不小于10公里、载机不必进入离目标3公里、圆概率偏差CEP=10米。该弹基本型命名为北方AS-30、编号为Nord-5401,1959年开始研制,1962年9月投产,随后开始服役;其改进型1968年开始研制,1973年投产,随后开始服役,除装备法国空/海军外,还向英国、联邦德国、南非、瑞士、以色列和印度等国出口,1977年停产,共生产3855枚,其中3000枚出口。
  该弹基本型采用与AS-20完全相同的、按比例放大的无尾式气动外形布局和划分为前、中、后3个舱段的弹体内部结构,以及采用目视瞄准跟踪、无线电指令人工制导体制。因此,在作战性能水平上,仍属第一代近距战术空地导弹范畴。
  该弹改进型则采用完全不同的正常式气动外形布局,除弹翼和内部舱段结构保持不变外,主要改进之处是1.在尾部2个水平配置的助推发动机尾喷管的两侧,加装4片小切梢三角形控制舵面,4片舵面在初始助推段处于向后折叠状态,在巡航段向前弹出,受燃气舵机操纵,用作巡航段飞行时控制导弹飞向目标,而原装在尾喷口处的4片燃气扰流片,则用作助推段飞行时控制导弹飞行方向。
  2.将尾部目视跟踪瞄准用的曳光管改为红外曳光管,使得载机上的红外跟踪装置能对其实施自动跟踪。因此,该弹的改进型在性能水平上,才是名副其实的第二代超音速近距空地导弹型号,即采用目视瞄准、自动跟踪、无线电指令半自动制导体制,飞行员只需目视瞄准目标,即保持瞄准具十字线对准目标,由机载红外跟踪装置自动跟踪飞行中的导弹尾部的曳光管,一旦导弹偏离目标就产生相应的角偏差修正信号,并自动经机载火控雷达的发射机将控制指令传输给导弹,使其飞向该目标。
  该弹采用X-12和X-35大型战斗部,重量240公斤,约占导弹全重的一半,分别为爆破和半穿甲爆破战斗部,前者装触发引信,后者装触发延时引信,能穿透2米厚的混凝土墙,在其内爆炸。中舱段内装1台固体火箭发动机和1台固体火箭助推器,前后串联配置,主发动机在前,采用浇铸双基装药,药柱长584毫米,直径329毫米,装药重73公斤,工作时间21秒,使导弹获得450米/秒(M1.32)的巡航速度,其长喷管穿过其后的起飞发动机和制导控制舱。起飞发动机在后,采用聚氯乙烯、高氯酸铵、铝粉复合装药,药柱长540毫米,直径330毫米,装药重57公斤,工作时间2秒,总冲10700千牛,使导弹获得200米/秒的离机速度,其2个喷管对称配置在主发动机尾喷管的两侧。主发动机在助推发动机点火1秒后由其燃气点火工作。主发动机尾喷口处的4片燃气扰流片在初始助推段为导弹提供气动控制力,在巡航段则由4片全动式尾翼为导弹提供气动控制力。
  ¤阿帕奇巡航导弹
  阿帕奇防区外撒布器是法国研制(由于玛特拉公司已并入欧洲导弹集团,因此阿帕奇的后续研制和销售工作均由欧洲导弹集团接手)的新一代远距防区外通用战术空地武器,取代现役各种子母炸弹、制导炸弹和空地巡航导弹,攻击战区纵深坚固设防的固定和活动目标,如通信枢纽、指挥中心、机场跑道、防空导弹阵地、坦克和装甲战车,以及有生力量等,装备法国、德国和其他北约国家所有现代化作战飞机。其名称“阿帕奇”为“抛射子弹药的动力推进武器”(Arme Propulsee A Charges Ejectables)的法文缩写的音译。
  阿帕奇基本上是一种介于巡航导弹和撒布器之间的空地武器,发射全重1230公斤,全长5.1米。由于整合了全新的弹头、制导系统、动力系统和抗红外线、电磁波隐身技术,堪称世纪之交的空对地武器典范。
  阿帕奇拥有长方形截面的弹体,采用独特的上单翼、5尾翼气动布局和推力矢量控制方案。一对向后折叠、向前展开、后掠矩形、窄翼弦平板弹翼位于弹体中部上表面;一对切梢三角形、常规后掠水平安定面及其升降舵位于弹体尾部两侧正中处;一对切梢三角形、常规后掠垂直安定面及其方向舵位于弹体尾部上表面;一对后掠矩形、8字型配置尾翼位于弹体尾部下表面。隐身设计是阿帕奇的技术特点,特殊的外型能够分散雷达波的反射,弹体采用雷达波吸收材料制造,动力系统加强抑制热信号技术,加上攻击过程采用超低空突防,本身微弱的雷达反射波容易被地面杂波掩盖。
  阿帕奇内部为模块化舱段结构,分为前、中、后3个舱段:导引头舱、战斗部舱和发动机舱。前舱内装导引头、制导计算机和雷达高度表。该弹采用中、末段复合制导体制,基本型采用惯性导航+航路点修正中段制导、主动毫米波雷达末段制导。中段舱内装战斗部,顶部有加强硬背,其上装弹耳和折叠式上单翼,内部装多种类型的战斗部,包括带多种类型小弹的子母式/单一式战斗部。多类型的弹头使得阿帕奇拥有极佳的任务弹性,可攻击机场、防空导弹阵地、指挥通讯中心、雷区和装甲车辆等软硬目标。
  阿帕奇基本型采用KRISS反跑道战斗部,由马特拉公司和TDA公司研制,用来攻击机场跑道,使之瘫痪而不能迅速修复。每一枚阿帕奇基本型可装10颗KRISS反跑道子弹,其弹体呈圆柱形,头尾钝平,战斗部为锥孔空心装药,采用可变延时引信,内装1台固体火箭发动机,带稳定用降落伞,虽然弹重仅52公斤,但其破坏威力与185公斤重的迪朗达尔反跑道炸弹相当。此外,还将采用反坦克型、反地下掩体型和布雷型等小弹。单一式战斗部为攻击地下坚固掩体和指挥部等重要目标。后舱前段内装动力装置,采用由微涡喷公司研制的TRI60-30涡喷发动机,其进气道设计成流线型,从中舱段开始融入后弹体,减少雷达反射面积和红外信号特征,其进气口为三角形,发射前罩上堵盖;后舱尾段外装5片尾翼,内装伺服舵机。
  由于具备精密导航系统和极佳的终端精确性,使得阿帕奇成为一种高效率的机载空对地武器,而在经过周密的任务安排后,这种武器更能以最佳弹道有效避开敌军的防空火网,其超过140公里的射程也能保障载机和飞行员的安全。阿帕奇是马特拉公司迎向新世纪的重要武器,是欧洲制造的第一种实用化防区外撒布器,在过去13次试射中达到百分之百的命中率。法国空军已经在1997年签订一份15亿法郎的合约,采购约100枚阿帕奇撒布器,将配备在幻影-2000D和阵风战机上。□ 张晓强
AS-30基本战斗技术性能