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小“弹”当家

2013-04-12谢瑞强

军事文摘 2013年3期

制导航空火箭弹篇

航空火箭弹是由载机空中发射,攻击空中或地面、海面目标的非制导火箭武器。非制导航空火箭弹具有价格低、火力猛烈、易于大量生产等优点。但由于航空火箭弹没有采用制导技术,它也存在命中精度差的缺点,只适合攻击集群目标,难以有效攻击点状目标。随着精确制导技术的发展,一些国家开始把精确制导技术运用于航空火箭弹,使之具备攻击点状目标的能力。现代制导航空火箭弹与空射反坦克导弹相比,其打击精度可以和空射反坦克导弹媲美,但其单价却只有空射反坦克导弹的1/5左右,优异的性能和经济可承受性使制导火箭弹成为近年来许多国家竞相发展的制导弹药。

在研制之初,制导航空火箭弹主要是为了填补制导炸弹和导弹之间的火力空白,其载机主要是武装直升机和固定翼有人驾驶作战飞机,随着无人作战飞机和无人攻击直升机的出现,制导航空火箭弹也成为无人作战飞机和无人攻击直升机的机载武器。弹径在100毫米以下的制导航空火箭弹口径较小,战斗部较轻,爆炸时附带毁伤小,已经成为无人机机载低附带毁伤弹药的新成员。本文主要介绍弹径10 0毫米以下的制导航空火箭弹,而诸如以色列的300毫米Extra制导航空火箭弹、俄罗斯的340毫米S-25L等大口径制导火箭炮将不列入本文的介绍范围。

漫长等待的收获——APKWSII

海湾战争中,美军发现其在战争中大量使用的“海尔法”反坦克导弹大部分不是用来攻击坦克装甲车辆,而是攻击无防护的运输车辆、碉堡、建筑物等软目标。由于使用昂贵的反坦克导弹攻击这些低价值目标效费比不高,而非制导航空火箭弹精度无法满足精确攻击点状目标的要求,为此美国陆军航空与导弹司令部所属的导弹研发与工程中心(MRDEC)于1996年提出了“先进精确杀伤武器系统”概念(APKWS),APKWS概念一经提出便引起了一些军工巨头的兴趣,纷纷提出了各自的研制计划。1999年,美国陆军航空与导弹司令部正式启动了为期三年的“低成本精确杀伤”(LCPK)先期技术演示计划。美国雷神公司和英国宇航系统公司(BAE)参加竞标,按照美国陆军的要求,两家公司都在美国现役的70毫米“九头蛇”非制导航空火箭弹基础上研制激光制导火箭弹。2000年,两家公司先后制造了若干枚制导火箭弹,经过多次的实弹发射试验,MRDEC选择了BAE系统公司的方案。

确定承包商后,MRDEC开始制导火箭弹的集成、试验和制造工作,并计划在2002年之前装备制导火箭弹,但由于经费短缺,研制工作无法正常运行,列装日期一推再推。2005年4月,陆军航空与导弹司令部终止了APKWS项目,主要原因是制导火箭弹的单位生产成本超过了预期。幸运的是,4个月后陆军航空与导弹司令部重启了APKWS项目,并命名为APKWSII,后来美国海军和空军也加入了这一项目。新的制导火箭弹同样在70毫米“九头蛇”火箭弹基础上研制,经过一番“厮杀”,BAE系统公司再次胜出。BAE系统公司的方案是在70毫米“九头蛇”火箭弹基础上增加了激光制导与控制组件,其制导和控制组件安装在战斗部和MK66 Mod4火箭发动机之间,光学采集装置分布在发射后弹出的4片控制舵面的前缘。APKWSII制导火箭弹重约16千克,最大射程6千米,打击精度在2米以内(CEP)。

2012年8月,美军授权BAE系统公司大规模生产APKWSII制导火箭弹,经过十余年的研制,APKWSII制导火箭弹经过漫长的等待终于有了收获。9月,美国海军授予BAE系统公司一份合同,为MQ-8B“火力侦察兵”无人攻击直升机集成APKWSII制导火箭弹。目前,美军正将该制导火箭弹集成在美军多款无人机上,增加无人机机载弹药的种类。

阿联酋伸出“魔爪”

雷神公司在与BAE系统公司竞标美军APKWSII项目时铩羽而归,失败的主要原因是其设计的制导火箭弹的半主动激光导引头安装在火箭弹弹体的最前部,由于弹体前面的空间被导引头占用,70毫米“九头蛇”火箭弹原有的通用字母战斗部、箭形战斗部等多种战斗部就不能配用,引信也要重新设计,最终这种方案没有得到美军的认可。不甘失败的雷神公司开始寻找国外合作伙伴,2007年,美国政府批准雷神公司向阿联酋转让制导火箭弹技术。得到政府批准后,雷神公司导弹系统分部和阿联酋埃米尔先进投资公司(EAI)开始合作研制激光制导火箭弹,制导火箭弹命名为“魔爪”(Talon)。2009年9月,“魔爪”制导火箭弹在美国亚利桑那州尤马武器试验场完成首次试射,火箭弹成功击中目标,精度在1.5米以内(CEP)。

“魔爪”制导火箭弹弹径70毫米,最小射程1.2千米,最大射程可达6千米。该制导火箭弹采用半主动激光制导,可打击固定目标和移动目标。激光制导导引头安装在弹体的最前部,制导舱后部为战斗部,这样做的好处是火箭弹导引头在发射前就能锁定目标发射的激光信号(注:BAE系统公司的APKWSII制导火箭弹只能在发射后锁定激光信号),缺点是战斗部类型比较单一,导引头暴露在外面,砂石、昆虫的撞击或同一发射器的其他火箭弹发射时的尾烟会影响导引头的性能。2011年11月,“魔爪”制导火箭弹完成了在武装直升机上的作战使用演示试验。试验中,直升机发射了3枚“魔爪”制导火箭弹,分别打击固定目标和移动目标,试验结果满足所有预定目标。此次试验的成功标志着“魔爪”制导火箭弹已经达到了生产状态。

以色列灵敏战术先进火箭弹

以色列是一个军事工业非常发达的国家,新世纪以来一直保持着武器出口大国的地位。以色列在研制制导弹药上的造诣颇深,空空导弹、空地导弹、精确制导炸弹、反舰导弹……其几乎能生产所有类型的制导弹药。在此次研制制导航空火箭弹热潮中仍然有以色列的份。

当美国提出APKWS概念时,世界上最具商业头脑的犹太人马上嗅到了钱的味道,也开始发展制导航空火箭弹,以期在庞大的制导航空火箭弹市场中分得一杯羹。以色列制导航空火箭弹项目名称为“灵敏战术先进火箭弹”(STAR),主要承包商是埃尔比特公司。STAR并不是某一款制导航空火箭弹的名称,而是火箭弹制导组件的名称,STAR制导组件主要用于改造现役的非制导航空火箭弹,STA R制导组件不但可以改造北约国家68毫米和70毫米火箭弹,也可改造前华约组织国家的80毫米火箭弹,如S-8火箭弹。

STAR制导组件由半主动激光导引头、控制系统和电源等组成。半主动激光导引头安装在火箭弹弹体前部,控制系统包括4片鸭式舵面和伺服系统。STAR制导组件安装在火箭弹上时要采用专用的适配器连接装置连接,不同口径的火箭弹使用不同的专用适配器连接装置。以70毫米火箭弹为例,装备STAR制导组件后的火箭弹弹长1.6米,重14千克,最大射程6千米,打击精度可达1米(CEP)。为了增强自身在制导航空火箭弹市场的竞争力,埃尔比特公司和美国阿连特技术系统公司(ATK)在2008年签署了一份联合研制制导航空火箭弹(GATR-L)的合作协议,阿连特技术系统公司在研制火箭发动机、先进战斗部和引信等方面有很强的技术实力,而埃尔比特公司在研发激光制导弹药方面有丰富的经验,两家公司各有所长,优势互补。据悉,GATR-L是一种低成本的制导航空火箭弹,其可用于无人机、武装直升机、固定翼有人驾驶作战飞机等平台。

法国LGR68制导航空火箭弹

2002年,法国陆军提出研制68毫米制导航空火箭弹计划,承包商为法国TDA公司旗下的比利时泽布勒赫冶金公司(FZ),火箭弹命名为SYROCOT(法语“火箭弹弹道修正系统”的字母缩写),对外宣称的名称为LGR68(68毫米激光制导火箭弹)。LGR68是在法国现役“斯纳布”68毫米非制导航空火箭弹基础上研制的制导火箭弹,该型火箭弹是法国汤姆逊·布朗特公司研制的非制导航空火箭弹,广泛装备法国各型战斗机、攻击机、直升机。LGR68制导火箭弹最重要的组成部分是FZ公司研制的PEKET制导组件。PEKET制导组件长350毫米,重3千克,制导组件包括半主动激光导引头、控制系统等。LGR68制导火箭弹弹长1.35米,弹重9.4千克,最大射程达6千米,能够攻击4000米外以100千米/小时速度移动的目标,打击精度2米以内(CEP)。

PEKET制导组件还可用于改造法国现役的70毫米非制导航空火箭弹,改造后的70毫米非制导航空火箭弹长1.9米,弹重13.6千克,最大射程达6千米,精度与LGR68制导火箭弹相同。相关资料显示,FZ公司发展了两种制导方式的PEKET制导组件,除了采用半主动激光制导的PEKET组件外,该公司还发展了GPS制导的PEKET制导组件,使用GPS制导组件的火箭弹具备全天候作战能力,但打击精度有所降低,只有10米(CEP)。从目前掌握的消息来看,法国陆军更青睐采用激光制导的火箭弹。从2007年1月起,法国武器装备总署开始为LGR68拨款以促进制导火箭弹的研制,LGR68制导火箭弹在2009年进行了地面发射试验,可行性研发和研制工作于2010年年底完成。

一弹多“头”的GRV7-PG

许多国家在发展制导航空火箭弹时通常把成本控制放在重要位置,其制导方式也一般采用廉价的半主动激光制导,如上面介绍的APKWSII、“魔爪”、LGR68都采用半主动激光制导,但也有些特例,比如挪威和加大拿联合研制的GRV7-PG制导火箭弹。2006年法国萨托利防务展期间,挪威康斯堡防务宇航公司与加拿大麦哲伦宇航公司签订了合作研发与生产CRV7- PG制导火箭弹系统的协议。CRV7-PG制导火箭弹在加拿大麦哲伦宇航公司的C RV 7“克尔夫”70毫米非制导航空火箭弹基础上研制,CRV7火箭弹广泛装备北约各国。2009年,CRV7-PG制导火箭弹项目被加拿大国防部、加拿大国防研究与发展部(DRDC)列为持续进行的技术验证项目,进一步促进该制导火箭弹的发展。

CRV7-PG制导火箭弹弹长1.6米,弹重16千克,采用制导火箭弹通常采用的鸭式气动布局,但其只有3片鸭式舵面,而大多数制导火箭弹拥有4片鸭式舵面。CRV7-PG制导火箭弹可选用不同制导方式的导引头,其可在半主动激光导引头、红外成像导引头、反辐射导引头中选择,丰富的制导方式增加了用户选择的空间。半主动激光制导打击精度较高,可达1米以内(CEP);红外成像导引头使GRV7-PG具备发射后不管和全天候作战的能力,该技术源于挪威NSM反舰导弹的红外成像技术;反辐射导引头则使GRV7-PG成为反辐射火箭弹,具备攻击雷达的能力。GRV7-PG制导火箭弹的最大射程可达15千米,而同级别的制导火箭弹射程通常在6千米左右,若采用战斗机发射,其射程可增至20千米。GRV7-PG制导火箭弹除了可装备直升机、固定翼有人驾驶飞机等平台,还可装备在无人机上。

结 语

除上述几个国家研制了制导航空火箭弹外,俄罗斯、乌克兰、波兰、土耳其等国家也已经研制成功或正在研制制导航空火箭弹,由于这些国家基本上未装备无人作战飞机,其研制的制导航空火箭弹主要装备于直升机,限于篇幅,这里就不再赘述。制导航空火箭成本低、精度高、附带毁伤小,是一种“天然”的机载低附带毁伤弹药,它的出现进一步丰富了无人机机载对地打击弹药的种类。

总结篇

近几场高科技局部战争表明无人机的作战作用越来越重要。在未来的高技术战争中,无人机用于作战的比例会不断提高,无人机的拥有程度、无人机的性能和无人机的运用能力将成为一个国家军事现代化的重要标志,也将成为一个国家取得战争胜利的关键因素。伴随着研制无人作战飞机热潮的兴起,作为无人作战飞机完成作战使命的关键组成部分——机载武器的发展也呈现出方兴未艾的势头。反恐战争等非典型战争形态的出现则使无人机机载低附带毁伤弹药(以下简称机载低附带毁伤弹药)成为近年来热门发展的机载武器。

发展机载低附带毁伤弹药的动因

无人机武装化是机载低附带毁伤弹药发展的根本原因

随着无人机技术的发展,无人机的作战任务进一步扩展,从支援保障性任务向执行攻击性作战任务方向延伸,不少无人机已经成为名副其实的杀伤性平台,现在无人机武装化已经成为无人机的一个重要发展方向。海湾战争之后,“非接触作战”理论、“零伤亡”思想、反恐战争的出现促使军事强国投入更多的资源研制包括无人作战飞机在内的各种无人作战平台。军事强国依靠自身在电子技术和航空工业的优势引领着无人作战飞机的发展趋势,在这种趋势的影响下,其他国家也陆续研制无人作战飞机。在这条道路上,在战术无人侦察机基础上发展而来的简单无人作战飞机——“察打一体”无人作战飞机最先投入使用。

战术无人侦察机技术相对简单,能够研制战术无人侦察机的国家数量远超具备研制先进有人驾驶作战飞机能力的国家。理论上讲,只要能够挂载武器的无人机都可以成为无人作战飞机。虽然现役许多无人作战飞机由普通战术无人侦察机改装而来,其在飞行性能、战场生存能力、自主攻击能力等方面存在不足,但并不妨碍无人机武装化潮流的兴起。因为,无人侦察机已经成为现代战争不可或缺的侦察平台,若能为其加装武器,使之成为“侦察-打击”一体的平台,让无人机在执行侦察任务的同时,可以攻击一些“时间敏感目标”,岂不是一举两得的事情。无人机武装化潮流的兴起带动了无人机机载武器的发展,因此,无人机武装化是机载低附带毁伤弹药发展的根本原因。

减少附带毁伤的需求是机载低附带毁伤弹药发展的主要原因

实战中,精确制导弹药的广泛使用使空袭附带毁伤降到较低水平。在常规战争中,为获得较好的毁伤效果,精确制导弹药通常配备大威力弹头,但这些为常规战争准备的精确制导弹药在反恐战争或城市战中出现“水土不服”的状况。以近年来实战中无人作战飞机使用最多的AGM-114“海尔法”II系列导弹为例,该导弹重约为48千克,战斗部重约9千克,战斗部类型包括串列装药、温压、高爆等。在城市战或反恐战争(注:反恐战争中经常出现敌我短兵相接的情况)中使用大威力的“海尔法”导弹经常造成平民伤亡,有时甚至危及己方作战力量的安全,造成许多不必要的附带毁伤。

为了满足反恐战争或城市战降低附带毁伤的要求,有着多年反恐战争和城市战经历的美英等国开始为无人作战飞机研制低附带毁伤弹药,其他国家在这种大趋势下也开始发展机载低附带毁伤弹药。这些新研制的弹药战斗部较轻,通常为杀伤爆破战斗部,有些也使用温压战斗部,主要用于攻击有生力量、轻型装甲车辆、民用车辆等防护能力弱的目标。低附带毁伤弹药可以其较高的精度和较小的威力,显著减少附带毁伤,提高了弹药运用的战术灵活性。

现役常规无人作战飞机的缺陷是发展机载低附带毁伤弹药的原因之一

现役常规无人作战飞机通常由战术无人侦察机改装而来,即使是航空工业高度发达的美国在发展无人作战飞机上也是走常规无人作战飞机和高性能隐身无人作战飞机并重的道路,更遑论其他国家。在战术无人侦察机基础上发展无人作战飞机,技术难度较低,风险较小,研制周期短,可在短时间内研制出成熟的无人作战飞机。当下我们比较熟悉的无人作战飞机,如美国MQ-1L“捕食者”就是在RQ-1L无人侦察机基础上发展而来的无人作战飞机,MQ-1L在机翼中段增加了两个外挂点,对翼梁和铝制挂架进行了加强,加装了相应的发射控制系统,可使用AGM-114系列导弹和“毒刺”空空导弹。

“捕食者”无人机服役后表现不俗,尝到甜头的美国竟然在“猎人”、“影子”200、“杀人蜂”等尺寸更小的无人侦察机基础上发展出了无人作战机。美国的举动引来了许多国家的效仿,纷纷推出了自己在战术无人侦察机基础上发展的无人作战飞机,如以色列的“苍鹭”TP和“赫尔墨斯”450、法国的“云雀”MK2、伊朗的“死亡使者”等等。战术无人侦察机为了追求长滞空时间通常采用大展弦比平直机翼和低油耗的活塞式发动机或涡桨发动机,在战术无人侦察机基础发展而来的无人作战飞机体积和载荷都比较小,只能携带少量体积和重量都较小的弹药,还是以“海尔法”导弹为例,该导弹重约48千克,只能由MQ-1L、“苍鹭”TP较大型的无人机携带,其携带数量也只有两枚,火力持续性弱,一些体积较小的无人机,如“猎人”、“影子”200都无法携带“海尔法”导弹。研制重量和体积更小的弹药不但可以用于小型无人作战飞机,而且还可以增加体积较大的无人作战飞机的弹药携带量,增强火力的持续性。

降低战争成本和任务成本的要求推动着机载低附带毁伤弹药的发展

大量使用精确制导弹药已经成为现代战争特征之一,高精尖武器的大量使用也使战争成本越来越高。以阿富汗战争为例,美国经常使用价格高昂的精确制导弹药打击恐怖分子,一枚GBU-37制导炸弹单价23.1万美元,一枚“海尔法”导弹单价6.5万美元,用这些弹药确实能把目标炸得“粉身碎骨”,但这并不是一种经济有效的方法,因为这些昂贵的弹药经常用于攻击民用车辆、帐篷、简易工事等低价值目标,若动辄使用高达几十万美元的制导弹药攻击数百美元且可能无人居住的帐篷是一件非常不划算的事。为此,英美等国实施了一系列降低武器成本的计划以降低战争成本,其中研制机载低附带毁伤弹药也被列入计划。

由机载反坦克导弹改装而来的空地导弹重量大,无人作战飞机载荷有限,只能携带少量导弹。阿富汗战争中,“捕食者”无人机经常遇到小股恐怖分子,仅携带两枚“海尔法”导弹的“捕食者”用完自身携带的2枚导弹后陷入无武器可用的窘境,只能呼唤其他有人驾驶战机前来支援。若当时美军装备了重量在10千克左右的机载低附带毁伤弹药,通过采用复合挂架,原先挂载一枚48千克“海尔法”导弹的挂架就可以携带4枚10千克左右的弹药,那么“捕食者”总共就可以携带数量多达8枚左右的弹药,在攻击有生力量或低防护目标时,目标数量较少的情况下就不必呼叫其他空中支援,降低单次任务的成本。

机载低附带毁伤弹药的发展前景

机载低附带毁伤弹药具有体积小、成本低、命中精度高、附带毁伤小等优点。目前,不少国家已经列装了机载低附带毁伤弹药,有些弹药还投入实战,经受了实战的考验,一些发展中国家也加入了发展机载低附带毁伤弹药的行列,促进了该弹药的繁荣发展。据预测国际集团分析,未来5年(2012~2016年),无人机机载导弹的总产量将达到197795枚,无人机机载导弹市场价值总共达到595亿美元,在此期间价值可能会略有增加。上面的预测仅仅是无人机机载导弹方面,若加入制导炸弹和航空制导火箭,其市场价值总额会进一步增加,但要注意的是这是无人机机载导弹,不是单纯指我们介绍的低附带毁伤导弹,而是包括“海尔法”、“长钉”等这一级别的导弹,而且这一级别导弹占了大部分市场价值。虽然目前机载低附带毁伤弹药采购量还比较低,但其市场会稳步增长。

虽然美国在伊拉克的作战行动已经结束,在阿富汗的作战行动也接近尾声,但反恐战争不会在短期内结束,各国对无人机机载低附带毁伤弹药的需求仍会持续,反海盗、打击武装贩毒等新的作战行动也增加了对这种弹药的需求。机载低附带毁伤弹药体积小,重量轻,平台兼容性好,目前正在发展或已服役的弹药已经不是单纯的无人机机载弹药,其不但可以挂载到无人机上,还可以装在地面车辆或轻型舰艇上,甚至单兵携带。比如,本刊上期《导弹篇》文章中我们介绍的“怪兽”导弹,该导弹的A型和B型都是机载导弹,但雷神公司后来发展地面发射型“怪兽”导弹,装有该导弹的发射筒集成在“悍马”高机动车上,使之成为陆基多用途导弹。2012年2月,地面发射型“怪兽”导弹进行了首次试射并成功击中4千米外的静止目标。宽范围、多平台部署已经是机载低附带毁伤弹药的另一特点,这样也进一步促进机载低附带毁伤弹药的发展,有利于机载低附带毁伤弹药市场的稳步增长。

上面我们提过,除航空制导火箭外,其他机载低附带毁伤弹药都是在伊拉克和阿富汗战争之后,随着小载荷无人作战飞机的投入应用和对低附带毁伤弹药需求的增长而出现的一种新型弹药,这也意味着这种应时而生的新型弹药主要用于满足特定时代的战争需求,其主要适用于打击有生力量、民用车辆、轻型装甲车辆等目标,缺乏对正规战场坦克、加固掩体等目标的攻击能力。毋庸置疑,机载低附带毁伤弹药将成为机载武器的重要一员,其市场将会持续增长,但这种特定时代的战争产物无法取代那些为正规战争而研制的弹药,站在舞台中央的仍是类似JADM、“海尔法”、“小牛”等这样级别的弹药,机载低附带毁伤弹药只是为这个舞台增光添彩的配角,这也是为什么近年来机载低附带毁伤弹药蓬勃发展,但其采购量一直较少的主要原因。上面提到的其市场会持续增长也是相对于以前无人机机载低附带毁伤弹药市场价值总量比较低而言的。MQ-9、X-47B、“神经元”等大型无人机的出现表明,大型化和隐身化是无人作战飞机发展的主要趋势,各国更青睐能携带适应正规战争弹药的无人作战飞机。总而言之,在未来的一段时间,许多国家仍会有对机载低附带毁伤弹药的需求,其市场也会稳步增长,但其采购量可能仍保持一个比较低的数量。

国外机载低附带毁伤弹药发展对我国的启示

国外发展机载低附带毁伤弹药的途径主要有两种,一是研制全新的弹药,这种情况在研制导弹方面出现比较多;二是在现有小型弹药上加装制导装置发展而来,制导炸弹和制导航空火箭弹通常在弹药基础上增加制导装置,使之成为机载低附带毁伤弹药。在现役弹药基础研制低附带毁伤弹药成本低、周期短、风险小,如通用动力公司研制的空投制导迫击炮弹就是在普通81毫米迫击炮导弹基础上增加了GPS制导组件,让其“摇身一变”,变成为了一款性能先进的制导炸弹,而在现役航空火箭弹上增加制导装置,让其成为低成本导弹。因此笔者认为,我国发展机载低附带毁伤弹药可采取第二种途径,以较少的投入,发展出自己的机载低附带毁伤弹药,丰富机载弹药种类,满足不同客户的需求,有助于提高无人作战飞机的国际竞争力。