国外兵组架射导弹武器系统的现状及发展趋势*
2016-07-21王俊凌丽
王俊,凌丽
(上海机电工程研究所,上海 201109)
国外兵组架射导弹武器系统的现状及发展趋势*
王俊,凌丽
(上海机电工程研究所,上海201109)
摘要:基于对瑞典RBS70、德国毒刺、俄罗斯“针-C”、以色列RedSky-2等几种具有代表性的兵组架射导弹武器系统的介绍,着重分析了兵组架射导弹武器系统在制导体制、抗干扰能力、自动化、信息化及协同作战和标准化、模块化、通用化设计等多个方面的发展趋势,并提出了其在未来发展中面临的挑战。
关键词:兵组架射; RBS70; 毒刺;针-C; RedSky-2;发展趋势;挑战
0引言
便携式防空导弹是超近程空间内拦截空袭兵器的主要防空兵器。自20世纪60年代以来,便携式导弹在多次局部战争中经受了考验,尤其是红外寻的便携式防空导弹,采用红外被动制导方式,其制导精度高、发射后不管、使用简便、机动灵活等特点,适于大量装备,已成为地面部队有效的低空、超低空防空兵器[1]。便携式防空导弹有单兵肩射和兵组架射2种作战方式,单兵肩射方式作战效率低、人员体力消耗大,不少国家将多联装便携式导弹安装在发射架上,配备光电系统、敌我识别器、通信电台等设备,并留有接入上级空情网的接口。由此构成的兵组架射导弹武器系统,由3~5名射手协同完成作战,极大地提高了武器系统作战性能。自20世纪70年代,国外许多国家如法国、瑞典、俄罗斯等,纷纷开始研制兵组架射导弹武器系统,在世界战争中发挥重要作用。本文描述了国外几个典型的兵组架射导弹武器系统,并对该类武器系统今后的发展趋势作着重分析与总结。
1国外发展现状
1.1基于激光制导便携式导弹的兵组架射系统
瑞典研制的RBS70是率先使用激光驾束制导的便携式导弹,由装筒弹、瞄准测控装置和发射架3部分组成,见图 1,行军时分别由3名战士背负携带,仅需30 s即可完成组装、准备就绪。
弹上装有制导控制系统、激光引信和以重金属弹丸为破片的杀伤型战斗部。装筒弹总重约24 kg。
瞄准测控装置含搜索雷达、光学瞄准镜和激光制导波束发射机等组合,夜间作战时配备夜视瞄准具。整个瞄准测控装置重约35 kg。
发射架用来支托装筒弹和瞄准测控装置,在方位360°、高低-10°~+45°方向转动以实现对目标的瞄准和跟踪。发射架总重约20 kg。
RBS70于20世纪70年代后期装备瑞典陆军,产量超过15 000枚,出口到多个国家,是兵组架射导弹武器系统的典型性代表之一。
图1 RBS70 导弹系统Fig.1 RBS missile system
1.2基于红外制导便携式导弹的兵组架射系统
1.2.1德国双联装毒刺
德国双联装毒刺导弹系统由装筒弹、三脚架、电子设备和前视红外仪组成[2]。如图2所示。
三脚架上装有座椅以及用于俯仰方向操控的手柄。电子设备带有微型控制器、方位角编码器和头盔式耳机,还可配备无线电目标数据显示器。
图2 双联装毒刺Fig.2 Two missiles of Stinger on launching tripod
毒刺导弹采用红外和紫外双色导引头和先进的算法来对抗各种干扰[3],可全天时作战,作战能力强。
双联装毒刺最大的特点是采用模块化设计,通过不同的组装模式及更换微处理器软件,可对付不同的目标。
双联装毒刺的三脚架重47 kg、电子设备(不含电源)重23 kg、前视红外仪重6 kg、2枚毒刺导弹重37 kg,武器系统分解重量不超过50 kg,可由车辆运输或由3人携带,在90 s内完成展开、架射、进入战斗准备。
双联装毒刺作战反应时间小于5 s、导弹再装填时间小于1 min,作战效率高,可自主作战,也可接受其他近程防空系统或雷达与红外搜索跟踪装置的目标信息,完成作战任务,也可安装于轻型车或小型舰船上。
1.2.2俄罗斯“针-C”导弹
“针-C”便携式导弹是俄罗斯的新一代便携式防空导弹系统,包括:装筒弹、发射筒外接一次性地面电源和冷却剂、可复用的发射机构、光学瞄准具,还配备夜视瞄准具。“针-C”导弹具备较强的抗干扰能力,能在两种红外波段上对目标辐射进行评估,在干扰背景上选择目标。
如图3所视,“针-C”便携式防空导弹系统与“骑手”三角架发射装置结合在一起,组成一套性能更优的兵组架射武器系统。该武器只需一人操作,它的齐射能力独一无二,在齐射时能够确保目标命中概率平均提高50%,并可选配目标指示设备、光学瞄准具、敌我识别等设备,也可根据客户要求改装为车载、舰载及机载等不同型别。
图3 “针-C”导弹三脚架架射系统Fig.3 Tripod-launched missile system of Igla-C
1.2.3以色列RedSky-2
以色列自2000年开始研制RedSky-2防空导弹系统,其最大特点是组成模块独立、外形紧凑、简单、轻便,武器系统总重量为98 kg。该系统有4个组成单元:跟踪发射单元,红外扫描单元,指挥、控制和通信单元及供电单元,线控连接,见图4。
跟踪发射单元,采用两联装发射架,发射架上安装激光测距机和红外探测系统,以实现对目标的跟踪。跟踪发射单元可以在红外扫描单元控制下跟踪目标,也可以依靠自身探测设备独立自动跟踪目标。
红外扫描单元,通常置于高地进行探测,实现方位360°,俯仰-10°~+70°的机械扫描范围,能够在扫描范围内形成全景图像,提供全被动的昼夜探测。
指挥、控制和通信单元(C3)是一个用于综合信息处理的便携计算机,其功能是进行图像处理、目标识别、导弹发射前的操作,还能够接收外部雷达或指挥单元指令。指挥、控制和通信单元可外接用于控制转塔的操作手柄,用于控制发射架转向以实现搜索、跟踪目标。
RedSky-2导弹系统作战布阵如图 5所示。
RedSky-2发射架兼容性强,可装载如美国“毒刺”,俄罗斯“箭”、“针”系列导弹等多种不同类型的红外制导导弹。
该系统可认为是基于RBS70、“毒刺”等兵组架射导弹武器系统的扩展与改进,采用红外搜索与人机监视系统、自动操控装置,在保证便携、机动性的前提下,更好的体现了人性化设计、自动化操作、信息化作战的优点,非常适于前沿阵地的快速部署,并可在多种平台使用。
图4 RedSky-2导弹系统作战单元Fig.4 Battle units of RedSky-2 missile system
图5 RedSky-2导弹系统作战布阵图Fig.5 Battle disposition of RedSky-2 missile system
1.3小结
通过对上述几种兵组架射导弹武器系统的介绍,可归纳该系统存在下述几个方面的共同点:
(1) 便携性
系统总重一般控制在100 kg以内,并且可将武器拆分为几个部分,便于若干名士兵行军背负,使兵组架射导弹武器系统具有便携性、机动性特点。
(2) 具备接入上级空情信息的能力
系统一般由射手操作,搜索空域内来袭目标,并预留接入上级空情信息的接口,使武器系统提前获取来袭目标信息、争取充裕的时间做好攻击准备,获得作战的有利时机。
(3) 配备光电,指挥控制等设备
由于便携式导弹早期的单兵肩射作战方式存在安全隐患大、值守压力大、作战风险高等缺陷,因此兵组架射导弹武器系统引入了红外、电视及指挥控制等辅助设备,利用这些先进的科技化设备,弥补了单兵肩射作战的不足,提高了武器的自动化程度,提升了作战成功的概率。
2未来发展趋势及挑战
兵组架射导弹武器系统作为单兵便携式导弹的扩展应用,以其卓越的性能,得到了世人的公认,在现代战争承担至关重要的角色。但随着军事科技日新月异的发展,信息化、综合化作战需求日益突出,战场环境复杂程度加剧,兵组架射导弹武器系统也需要进一步发展。
(1) 制导体制的发展
目前,便携式导弹的制导方式主要有红外寻的制导、激光驾束制导和无线电指令制导等[1]。无线电指令制导技术成熟,但制导体制复杂且易受电磁干扰和反辐射导弹的攻击;另外,为保证制导精度,在导弹发射、控制过程中,武器系统不能转移火力,难以实现多目标作战功能。激光制导导弹,雨雪、烟雾、灰尘对其使用影响较大[4],不能全天候作战;另外,要求在导弹命中目标前,需要全程激光照射,不能转移火力,不具备对付多目标的能力,增加了射手的操作难度与安全隐患。红外寻的制导导弹具有被动探测、自寻的功能,对系统探测精度要求低,发射后不管,能实现多目标作战功能,且具有全天时作战能力,但存在迎头探测距离近,易受红外诱饵弹干扰等缺点。
综合上述分析,单一的制导方式已不能满足复杂的现代军事战争的作战需求,需要研究新型的制导方式。
(2) 抗干扰能力要求的提高
随着现代军事科技化水平的提高,各种电子设备应用于战争,使得电磁环境日益复杂,对导弹武器系统的正常作战造成了极大的干扰。同时,应用高科技手段研制的干扰源、干扰机也层出不穷,对导弹武器系统也存在极大的威胁[5]。
因此,为了稳固兵组架射导弹武器系统在现代战争中的地位,提升其作战性能,必须研究应对各种干扰的技术,提高武器系统的抗干扰能力。
(3) 兵组架射导弹协同作战技术
现代军事战争不再是单个单元的独立作战,需要充分融合可利用资源,在上级指挥控制系统或者火控系统的指挥下,协同作战,提高武器系统综合作战能力。随着通信技术的提高,可对多个兵组架射火力单元进行组网部署[6-7],网络内部通过无线通信设备互通信息、协同作战,能够增强作战火力、有效提高拦截多目标的能力。另一方面,一旦网络中某个火力单元打击目标失败,可快速通知网络内其余节点,使其余节点快速转移火力以拦截目标,提高拦截成功的概率。因此,研究兵组架射导弹系统组网协同作战技术具有重要意义。
(4) 自动化、信息化作战,提高快速反应能力
军事的进步离不开科技的支撑,现代军事战争正朝着信息化战争趋势发展。因此在武器系统设计中要融入科技信息元素,提高武器系统信息化、自动化作战能力。现有的一些兵组架射导弹武器系统,如RBS70、“毒刺”、俄罗斯“针-C”等,由于需要人眼观瞄或者射手操纵激光制导,使得射手操作压力大、安全隐患高、快速反应性差。伴随着技术进步,以RedSky为例,对该类兵组架射导弹武器系统进行技术改革,通过指挥、控制和通信系统与监视系统相结合,实现自动化/半自动化作战,系统的快速反应能力得以提高,同时缓解了人员操作与值守压力、降低了人员操作的安全隐患。
(5) 实现标准化、模块化、通用化设计
兵组架射导弹武器系统实现模块化、通用化、标准化设计,提高可移植性,可在地面、车载、舰载等多种平台使用,以节省人力、物力、财力,减少科研费用,强调一弹多用,具有重要的军事意义和明显的经济意义。
剖析兵组架射导弹武器系统的发展趋势,其中面临着几个方面的技术挑战:
(1) 以红外寻的制导为主体的多模复合制导
由于现今作战需求对作战空域、抗干扰能力要求等的日益提高,单一的制导体制已无法满足现代军事战争的需求。
随着多元成像导引头和红外抗干扰[8]等技术的进一步成熟,红外寻的制导导弹作战空域可提升至10 km以上,抗红外诱饵能力也会有质的提高。因此,采用红外寻的制导和其他制导体制交替制导,在飞行前段使用其他制导方式,末段使用红外寻的制导和其他方式的复合制导[9],或在飞行全程以红外制导为主,辅以其他方式的制导,既增大了武器系统的作战空域,保证制导精度,又能一定程度提高抗红外诱饵干扰的能力。
无论是红外制导与其他制导体制的交替制导,或是红外制导辅以其他制导体制,都需要对这种复合制导的方式做可行性论证,充分研究不同制导体制的优缺点,对2种制导信息做融合,综合判断、分析、佐证,以有效提高制导性能。
(2) 抗干扰能力
一般情况下,兵组架射导弹武器系统都可接入上级空情信息,向武器系统提供目标的方位、距离信息,探测距离远远大于便携式导弹,以增强武器系统发现目标的能力。雷达等作为上级空情信息的主要提供者,在搜索目标时发射电磁波信息,容易暴露自身,平时侦查时容易被侦察到,易受干扰,抗干扰能力差[10]。因此研究雷达的抗干扰措施[11]非常亟须且意义重大。目前国内外在雷达抗干扰技术方面[12]的研究主要集中在时域、频域、空域、极化域及多域联合等范围,具体的抗干扰技术措施[13-14]应用于雷达的主要分系统,如天线、发射机、接收机、信号处理机中。表1描述了几种常见的抗干扰措施对付各种干扰类型的得益效果。表中“+”表示雷达方获益,“-”与“+”相反,数值表示得益程度。根据表1在设计时可以选择雷达针对某一具体干扰得益最大的抗干扰措施。例如,对于捷变频来说,对付扫频干扰和瞄准式干扰是十分有效的。从表1中还可以看出各种抗干扰措施都是有针对性的,有各自的局限性,没有一种措施是万能的,所以各种抗干扰措施应该组合使用,综合考虑抗干扰效益与算法运算时间[15],以有效地对付来袭的各种干扰措施。另一方面,光电搜跟装置由于其更远的探测距离、更广的视野,也被用于提供空情信息。目前光电搜跟装置比较成熟的波段有红外波段、可见光波段、紫外波段。由于战场背景的复杂性、干扰源的多变性,研究针对于3种波段的抗背景干扰、抗干扰源干扰[7]的措施具有重大的应用价值。
(3) 信息化作战[16]的协调
随着科技水平的发展,越来越多的高科技设备应用于武器系统中。但是武器系统作战性能的提高,并不是对诸多高科技作战设备技术性能的简单累加,更为重要的是解决如何协调武器系统中的诸多作战设备,充分利用各自的优点、融合各方作战信息、不同阶段协同作战[17],使武器系统总体作战效能[18]得到飞跃性的提高。
表1 各种抗干扰对干扰类型的得益
3结束语
本文介绍了现有的几种具有代表性的兵组架射导弹武器系统,并比较各自的优缺点,详细描述了今后兵组架射导弹武器系统的发展趋势以及面临的关键技术挑战。本文认为兵组架射导弹武器系统由于其与生俱来的便携性、机动性、操作简便性,非常适合于野外作战、定点布防,因此在军事战争中仍然占有一席之地;但是,常规的兵组架射导弹武器系统由于人员操作对作战性能的限制及存在的安全隐患,必须加以改进,以提高武器系统的自动化作战能力,适应现代战争自动化、信息化的需求;另一方面,对兵组架射导弹武器系统进行标准化、通用化设计,可移植到车载、舰载等多种场合使用,极大提高武器系统的作战能力,扩展了应用范围。
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Development Status and Trend of Abroad Tripod Launched Missile Weapon System by Several Soldiers
WANG Jun, LING Li
(Shanghai Electro-Mechanical Engineering Institute, Shanghai 201109,China)
Abstract:Some typical tripod-launched missiles by several soldiers as Swedish RBS70, German Stinger, Russian Igla-C and Israeli RedSky-2 are introduced. The developing trends of guidance mode, antijamming capability, automating, information, cooperative combat, standardization, modularization and generalization of these missiles are specially analyzed. In the end the challenges of missile weapon systems are put forward.
Key words:tripod-launched missiles by several soldiers; RBS70; Stinger; Igla-C; RedSky-2; developing trend; challenge
*收稿日期:2015-02-01;修回日期:2015-07-07
作者简介:王俊(1978-),男,江苏宜兴人。高工,硕士,主要从事便携式旋转导弹扩展应用研究、弹炮结合武器系统应用研究及遥控架射导弹武器系统应用研究。
通信地址:201109上海市闵行区元江路3888号上海机电工程研究所E-mail:18917940061@189.cn
doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2016.02.002
中图分类号:TJ761.1+3
文献标志码:A
文章编号:1009-086X(2016)-02-0010-07
空天防御体系与武器