透视美国LRSO“远程防区外巡航导弹”
2018-01-05李梅
李梅
近日,美国空军向洛马和雷锡恩公司授予了LRSO“远程防区外巡航导弹”合同,LRSO将取代现役的AGM-86B成为美国空军新一代核巡航导弹(ALCM)。目前,该项目的保密程度超过了新型洲际弹道导弹计划,那么这种将成为美国“三位一体”战略核力量空基骨干的神秘导弹面目如何?该计划又面临着怎样的困难和挑战呢?
LRSO的发展
冷战后,美国空基核武器发展长期停滞,而随着AGM-129核巡航导弹的退役,美国不得不考虑新一代空射核武器的发展。LRSO首次正式出现是在2009年美国的2010财年国防预算中,当时对LRSO的要求为兼具较远射程、较高的生存能力、较高的可靠性和较高的威慑可信度。2010年3月,奧巴马政府向美国国会提交的2011财年预算披露,美国空军计划耗资8亿美元研发轰炸机发射的核巡航导弹,新导弹将取代375枚老化的AGM-86B机载巡航导弹。美国国防部估计,整个替换过程将耗资13亿美元。空军的一份预算文件表明,“目前的导弹系统的部分组件正在老化,导弹部件和辅助设备已不能满足需要。”为此,空军原计划在2013~2015财年增加核武器研发资金,当时预计仅2015年LRSO资金就达5亿美元。此后,美空军启动了该项目的技术论证,但该项目受到多方质疑,甚至被迫推迟。
备受质疑的“新一代核导弹” 进入2012年后,由于奥巴马政府大幅度削减军事投入,新型核力量发展也备受质疑。从设计之初,空军考虑LRSO用于装备B-2A、B-52H及下一代“远程攻击轰炸机”(LRS-B),最终替代逐渐老化的AGM-86B空射巡航导弹。但在2012年3月美国空军全球打击司令部司令官柯瓦斯基中将和美军核事务空军参谋组组长钱伯斯少将在美国国会众议院武装部队委员会作证时透露,美国空军在2013财年预算申请中将LRSO导弹项目的启动时间由2013财年推迟到了2015财年,这为5年预算计划节省了3 940万美元。此后美国内不断对新巡航导弹的资金问题、作战有效性问题以及是否可用JASSM-ER等现有导弹代替问题争论不休,最后关于新导弹是否应该具备隐身性也成为讨论的内容。这一情况直到2013年8月美国空军发布了《空军核事业飞行规划》文件才逐渐平息。
方案难卜的“空射巡航导弹” 虽然2013年8月以后美国空军确定了LRSO发展计划,但是具体技术方案却难以确定。首先是高速性。2015年2月26日,美国空军开始招标LRSO所用的发动机,并提出将目前的亚音速发动机燃料消耗降低5%、研发比目前的亚音速发动机燃油效率提升20%的新型发动机或规格与目前发动机相近的超音速发动机三个方案。其次是核弹类型。美空军提出了三种备选核战斗部方案,即现役AGM-86空射巡航导弹使用的W80弹头、B61核航弹和曾搭载在BGM-109G陆基巡航导弹(已退役)上的W84弹头。第三是现有导弹改进。国会提出将现有AGM-158B轻型隐身空射巡航导弹改进为核导弹进行论证。上述方案不但决定了LRSO的最终性能,也决定了美国未来空基核力量的发展方向,还涉及到其它军种和军工企业的利益,因此上述方案长期难以确定。这种情况一直持续到2017年。
重整旗鼓的LRSO 2017年8月,美国防部、美空军全球打击司令部宣布,美空军核武器中心授予洛马公司、雷锡恩公司各一份为期约5年总额均为9亿美元的LRSO项目“技术成熟与风险降低”阶段合同。两家公司将在2022年之前完成研发。新导弹计划在2026年投产,2030年前入役。按计划,LRSO导弹将配装美空军 B-21“空袭者”、B-2A和B-52H轰炸机。该导弹寿命15年,最大特点是具备突破先进防空系统进行战略打击的能力。该导弹在2030年前应取代延寿改进过的全部现役AGM-86B空射巡航导弹。LRSO导弹将服役至2060年,美国空军计划采购1 000~1 100枚。研发和采购该型导弹将耗资250亿美元。
性能特点
目前,美空军透露的LRSO导弹性能指标非常有限,但从目前已公开的信息推测,LRSO将具有以下特点。
射程远 从前期各方讨论的方案看,无论采用何种发动机,LRSO导弹的射程都定义较远。美国空军全球打击司令部司令表示,LRSO将超过联合防区外空对地增程型导弹JASSM-ER的926千米射程,与当前空射巡航导弹的射程接近。如果采用的先进发动机能提高20%的燃油效率,则射程将超过现役AGM-86B的2 500千米射程,达到2 500~3 200千米,而如果采用高超音速导弹技术,射程可能超过5 000千米。
速度高 最初LRSO确定采用亚音速发动机,平均飞行时速为800千米/小时,但这不利于导弹突防,为此美空军增加了超音速和高超音速方案,超音速发动机尺寸与现有弹用发动机相当。新发动机将使LRSO飞行速度达到3~4马赫,成为美国飞行速度最快的巡航导弹。
隐身强 美空军在2013年6月发布的《空军核事业飞行规划》声明中指出,LRSO必须应对“最具挑战性的区域拒止环境”,可从防区外突破先进的综合防空反导系统,包括最新一代的地对空导弹和下视下射拦截弹。为实现这些目的,LRSO采用了独特的气动外形和结构布局,从而具备低空机动飞行能力,同时采用了隐身设计。
制导精 LRSO的飞行控制系统很可能是复合型,包括“导航星”天基无线电导航系统、激光陀螺惯导系统、PTAN型精确目标辅助导航系统和末制导系统。据评估,采用这种控制系统组合将使LRSO的打击精度达3~5米。其中,天基无线电导航系统可将波束指向多颗卫星并消除干扰,并接收加密的卫星信号。此外,由于目前巡航导弹应用的惯性测量单元多数只能维持约20秒的精确定位数据,未来导弹要确保实现精确打击,需要在无GPS信号环境中维持3分钟甚至高达20分钟的定位精度。为此,美国近期主要推动两种不依赖GPS的导航技术,一是利用原子钟等新型技术增强惯导系统精度,二是研发基于低成本成像导引头的图像导航技术。这两种技术会很快应用到LRSO上。
威力活 2013美国国家核安全管理局和美空军已要求桑迪亚、洛斯阿拉莫斯和劳伦斯利弗莫尔国家实验室审查可能用于LRSO的3种现有核弹头,并最终确定了延寿翻新W80-1作为LRSO的核弹头,代号W80-4,将于2027年开始交付。整个项目预期耗资100~200亿美元。美国共制造了近2 000枚W80-1,其中目前有528枚用于现役的AGM-86B。这一方案与美国核军工管理局正在推进的“3+2”核弹头现代化战略保持了一致,该战略旨在将美军所有现役核弹头统一为5种型别,其中包括将现役5型核航弹和巡航导弹核弹头统一为B61-12(核航弹)和W80-4(巡航导弹核弹头)。W80-4核弹头与AGM-86B导弹携载的W80-1两级式热核弹头类似,但具有当量可调、装药安全可靠和效能高的特点。原先AGM-86B使用的W80弹头只有5千吨和150千吨两个爆炸当量档位可选,5千吨当量无疑是由裂变初级爆炸引发的,150千吨无疑是由裂变初级和热核聚变次级共同引发的。这种可变当量方式与现在W80-4的拨盘式方案在选择范围和便捷性方面有很大不同,拨盘式方案甚至当量可以选择小于5千吨,这在军事上是有需求的,而且还可以通过提高精度满足威力要求。
可重新瞄准 重新瞄准是LRSO可能的又一新能力,这也是美国空军最感兴趣的功能之一。现有的AGM-86B依赖于惯性导航和地形匹配,但LRSO除此之外还可以在飞行中通过数据链接收和发送信息以重新瞄准目标,使得空基核力量具备了更大的作战使用灵活性。
发展动因
虽然成本高昂,且国内反对声不绝于耳,但美国仍坚持发展LRSO,这既有着其无可奈何的一面,也有其继续保持军事优势的野心。
现有系统老化难以为继 随着AGM-129隐身巡航导弹在2012年4月退役,目前美国空军机载核力量中,只有B-52H轰炸机携带了可实施防区外打击的AGM-86B空射核巡航导弹。其射程超过2 400千米,使轰炸机发射时可保持在离目标很远的安全距离内。但AGM-86B于1982年首次服役,当时预期的使用寿命为10年。在其预定退役期之后的第6年即1998年,空军开始了该型导弹的延寿计划,预期可服役至2030年,但由于AGM-86B设计基础并不支持大规模的信息化改造升级,因此难以进行适应当下作战体系的升级,而且美国国防部仍然没有排除下述可能性,即首批服役的该型导弹在2030年之前可能会因零部件老化而发生故障。为此,美国空军才于2009年不得不提出发展LRSO替代AGM-86B。
满足新一代轰炸机需要 虽然LRSO计划装备到美空军当前和未来的三型战略轰炸机上,但美空军目前设想的首要用途是满足B-2的装备升级计划,旨在提升其打击目标的种类范围,包括移动目标及加固的深埋目标。此外,国防部的下一代轰炸机B-21“突袭者”预计于2025年服役,最终替代B-52和B-1轰炸机。作为一种突防型轰炸机,该机设计为可对抗任何防空环境。因为预计该轰炸机可长时间滞空和随时待命,因此也被称为“持久”轰炸机。B-21轰炸机设计搭载核炸弹、核巡航导弹及常规弹药。B-21携带LRSO使得1架轰炸机就能用多枚巡航导弹对多个目标同时发起攻击。
新一代防空威胁不断提高 美国军方预测在2030年前俄罗斯等对手的防空能力将大幅提升,将严重削弱轰炸机的隐身能力,因此防区外打击能力将成为战略轰炸机执行核攻击任务的必备能力。尽管AGM-86B目前仍然可靠有效,但突防能力受到严重挑战。为此,美空军曾于1985年研发了AGM-129先进巡航导弹,弹体涂有吸波材料,并采用了红外信号较低的涡扇发动机。但是随着冷战结束,威胁不复存在,而且该导弹单价高达673.4万美元,令美空军难以接受,因此该弹在生产了460枚后在1993年停产,并在2007年全部退役。而进入新世纪后的现实是像俄罗斯S-400和S-500这样的防空系统使AGM-86B变得脆弱不堪,因此必须有一种更加隐身的防区外巡航导弹。
发展有针对性的“订制威慑”能力 LRSO具备的隐身、重新瞄准和弹头威力可调能力,是美国近年强调针对对手的“订制威慑”核战略思想的实践。这一思想的核心就是根据多重任务需要订制核武器性能,而不是只满足一种任务。拨盘式当量调整、重新瞄准等技术改进,使之无需发展更多类型的武器即可填补战争升级阶梯中的空白。LRSO和具备钻地能力的B61-12核弹,将使决策者灵活订制打击方案。
维持核基础设施和部队能力 近年来,随着核武器的削减,美国核基础设施资金严重不足,核部队士气低落,为此美国空军正采取多种措施提高空军核部队的士气,比如对发射设施进行改进,提高设施的可靠性和可维护性。美国防部还计划在2020年前给核导弹部队增加10%的预算。洛马公司的LRSO团队目前分布在美国11个州,该系统一旦服役,维护费用也将大幅增加,对提振美国核基础设施能力和部隊士气将起到促进作用。
面临的问题
发展成本高 在未来五年,预计LRSO的设计和研发成本将超过10亿美元。除了导弹本身的成本,核弹头的生产成本可能会更高。空军并没有设计一种新弹头,而是计划使用现有弹头的延寿改进型,预计与其它弹头的延寿计划“一掷千金”相似,LRSO弹头的升级计划可能也要耗资数十亿美元。美国空军在2013财年预算申请中将该项目的启动时间推迟两年就是为了平衡预算,此后在2017年预算案中再次遭遇困难,这一情况无法保证以后不出现。增加开发和维持经费将成为该项目的致命问题。地位可替代 在众多反对声中,有批评指出LRSO是不必要的,因为美军已经有像JASSM-ER这样的常规巡航导弹能打击LRSO针对的目标。JASSM-ER是一种具有高生存能力的亚音速隐身巡航导弹,具有全天候、全天时发射后不管的精确制导能力,可以由载机在防区外发射,用于突防下一代防空系统,攻击地面、地下各种运动和固定目标。美军正在实施的JASSM-ER增程计划是在导弹基本型的基础上研制新型空射巡航导弹AGM-158B,携带核或常规战斗部,用于替换AGM-86。新导弹保留了基本型的尺寸和质量,发射距离不小于1 300千米。为此,计划优化弹体布局、增加燃料携带量、减小战斗部质量以及用威廉姆斯公司的F107发动机替换现有发动机。按照JASSM-XP超远程计划,还将验证发射距离增加到2 000千米的可行性。但是美空军近期明确指出,可由轰炸机和战术飞机搭载的AGM-158B轻型隐身空射巡航导弹不能作为LRSO导弹的替代方案,原因是后者的生存力要求比前者高很多。