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深度解析无人机机载导弹

发布时间:2016-03-02浏览次数:
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“蝎子”轻型滑翔制导弹药

 

随着空中力量在现代战争中作用的不断提高,无人机开始迅速发展并大量装备使用,其功能也逐渐由最初的战场监视侦察、通信中继转向侦察攻击一体化方向。21世纪初,美国“捕食者”无人机在阿富汗战场发射了两枚“海尔法”导弹,开创了无人机执行对地攻击任务的先河。随后的20年间,无人机载弹药发展迅猛,得到各国(特别是美国)的高度重视,从而催生着无人机载武器的快速发展,以完成近空火力压制、对敌防空系统压制、战术甚至战略打击等作战任务。

 

国外无人机载武器发展现状

 

21世纪初,美国、英国、俄罗斯等世界军事强国开始研发无人机载武器,其中美国发展最为快速,以色列、韩国、土耳其、南非、阿联酋等国家也加入研究行列。无人机载武器主要有空面导弹(反坦克导弹、多用途导弹、巡航导弹)、空空导弹、制导炸弹(含制导布撒器)、火箭弹(制导型,少量非制导型)、制导迫击炮弹、灵巧子弹药、小型战术制导弹药(重10千克以内的制导弹药)、新概念武器(含激光武器)等类别,已初步构成500千克以上级、250千克级、100千克级、50千克、25千克、15千克、10千克以及5千克以下级等重量级别体系,实现对地面、海面以及空中目标的有效打击。

 

装备现状 

 

现装备中的无人机机载弹药大部分由现役弹药改进而成,重量大,一般在45~250千克之间,主要用于大中型无人机携带,已在战场中使用,这是无人机载弹药初始发展的一条重要途径,如AGM-114P“海尔法”反坦克导弹、GBU-49增强型“宝石路”Ⅱ制导炸弹、GBU-38 JDAM制导炸弹等。一些重量在10~20千克的小型弹药也开始装备使用,如“海德拉”火箭弹、“毒蛇”制导弹药等。其中,制导炸弹凭借其技术成熟、价格低廉、库存充分,已成为大中型无人机理想的空投武器,而已发展成熟的激光半主动制导和GPS/INS制导是采用的主要制导方式,战斗部以破甲战斗部为主,“毒蛇”子弹药外敷预制破片层。

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研制现状

 

目前,在研的弹药主要集中在100l磅级(45.36千克)以下,大部分产品甚至小于10l磅(4.54千克),重量轻、体积小、附带毁伤低,适于中小型无人机挂载,如美国通用空投布撒器(U-ADD)、“军刀”小型炸弹、“圣火”小型战术弹药、“短柄斧”(Hatchet)、阿联酋的Namrod轻型防区外制导弹药以及南非“班图武士”导弹等。为其他作战飞机新研制的一些弹药未来也可由无人机携带,如美国的SDB小直径炸弹Ⅱ、先进精确杀伤武器系统Ⅱ(APKWSⅡ)等。积极研制无人机载新概念武器,以满足2030年前后的作战需求,如欧导公司2012年启动发展的CVS301无人机载导弹系统,可使无人机具备察打一体化防区外打击能力。未来,美国导弹防御局还计划在“死神”等长航时无人机上搭载激光武器,对助推段弹道导弹进行拦截。此外,美国还在积极筹划高空高速无人机载武器发展,以实现对地、对海战术/战略目标的打击能力。

 

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“捕食者”无人机携载着“海尔法”导弹

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M299导弹发射器和AGM-114K Ⅱ“海尔法”导弹和直升机载“长弓海尔法”导弹

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美国雷声公司“圣火”小型战术弹药

 

发展之路

 

从无人机作战任务使命出发,国外无人机载武器发展遵循“侦察-攻击-察打一体”的发展思路,走“改进与新研”并举的发展之路,“低成本精确打击”是无人机载武器发展遵循的永恒主题。

 

在现役弹药基础上,通过技术改进来实现无人机使用    这是快速满足无人机武装化紧急作战需求的重要实现途径,最早装备使用的无人机载弹药大多采用了这条技术途径。主要体现在:在现有弹药上加装挂弹架或发射装置,一般采用改装现有装置或研发新型发射装置来实现,如GBU-12“宝石路”Ⅱ制导炸弹;改进激光导引头性能,增大搜索范围,如AGM-114P“海尔法”反坦克导弹将激光半主动导引头视场由8°增加到90°;改进战斗部并加装激光半主动导引头,如GBU-44/B“毒蛇”制导弹药;加装GPS/INS制导装置,增强远距离作战能力,如“毒蛇”E子弹药。⑤加装灵巧制导组件,对制式迫击炮弹改造实现无人机投放,如美国在制式81毫米迫击炮弹基础上,通过加装灵巧制导组件而成的制导弹药。

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挂载在“猎人”无人机下方的“毒蛇”子弹药

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“毒蛇”GPS制导弹药结构剖视图

 

利用激光半主动和已有技术的集成,发展新型无人机载弹药  自2005年开始,各国开始研制全新的无人机机载弹药,以实现对机动、隐蔽、时敏目标的有效打击。在制导技术方面的主要技术实现途径是:采用激光半主动制导技术,发展新型无人机载制导弹药,如美国“影鹰”导弹;采用GPS/INS制导与激光半主动复合制导技术,提高弹药的全天候、远距离精确打击机动目标的能力,命中精度达2米以内,如美国雷声公司的“圣火”小型战术弹药;采用现役弹药技术和在研弹药技术的集成,发展新型制导弹药,如南非“班图武士”的激光半主动导引头为“黑曼巴”空对地导弹用导引头,多用途战斗部为“猎豹”反坦克导弹的衍生品,并配用了“闪电”空对地导弹的数据链。

 

采用通用接口技术,使在研弹药具备有人/无人机载使用能力    国外极为重视新型弹药的多平台化应用,主要采用了模块化的共用接口技术,无需对主要平台进行重新设计和改装就能集成新传感器、武器和通信能力。例如,联合空对地导弹主要供直升机及固定翼飞机使用,未来无人机也将挂载使用;先进精确杀伤武器系统最初是为“科曼奇”攻击直升机而开发,改进后主要供大中型无人机使用。

 

利用成熟技术的综合集成,降低无人机载弹药成本    无人机载弹药的发展主要采用现役弹药的改进和已有成熟技术的综合集成开发,这些技术实现途径成本低、研发周期短,能满足无人机快速发展和作战使用需求。如,无人机载弹药采用的主要制导技术是激光半主动导引头以及激光半主动与GPS的复合制导技术,这些均是已有弹药使用的成熟技术,已在现役弹药中大量使用;“销钉”导弹的光电导引头借鉴了“长钉”导引头技术,采用了柯达公司现成的图像感应器和现役“小牛”导弹的影像处理、跟踪软件和惯性测量装置,选用了锡奥科尔推进系统公司研制的微烟发动机,通过对无人机挂弹架和无人机载设备做少量改进,适应无人机挂载使用等方式,大大降低了“销钉”无人机载弹药的研发成本。

 

积极探索新概念无人机载武器,满足未来作战需求    研制无人机载激光武器,用于有效拦截弹道导弹。美国导弹防御局试图在“死神”等长航时无人机上搭载激光武器,对助推段弹道导弹进行拦截。发展新概念无人机载武器系统,使无人机具备防区外察打一体打击能力。欧洲导弹公司(MBDA公司)在2012年英国范堡罗航空展期间,展出了CVS301无人机载导弹系统,将于2030年前后具有作战能力,可保证无人机从防区外打击目标。

 

发展趋势

 

向轻量化方向发展,50lb级以下弹药成为发展重点    近几年,各国开始积极发展501磅级(22.68千克)甚至更轻的10l磅级(4.54千克)无人机载弹药。例如,南非迪奈尔公司推出质量为25千克的“班图武士”小型化无人机载弹药、美国洛·马公司推出质量不超过16千克的“蝎子”以及欧洲推出质量4.54千克的“军刀”小型炸弹等。这些弹药不仅可满足小型无人机武装化需求,同时可增加大型无人机的挂弹量,显著提高其每架次的作战能力,成为近年来无人机载弹药发展的重点和方向。

 

制导方式复合化、战斗部模块化多用途    目前发展的无人机载弹药多数采用激光半主动制导方式,命中精度高,但激光半主动制导弹药作战使用时易受天气影响,为提高全天候作战能力,后来发展了GPS/INS制导的弹药。但是,GPS/INS制导系统的离轴作战能力有限,单独使用时,需要无人机机动并面对目标,其机动瞄准目标难以实现,因此,无人机载弹药尽量避免只采用GPS/INS制导方式,而使用激光半主动+GPS/INS复合制导。因此,这类复合制导的弹药成为无人机载弹药未来的发展方向。此外,国外新研制的无人机载小型弹药通过采用模块化、多用途战斗部技术,可实现对多类目标的打击能力,如美国的“蝎子”导弹、南非“班图武士”导弹分别配用了模块化、多用途战斗部,可在最大限度控制附带毁伤的情况下对多类目标执行精确打击任务,成为未来弹药研发重点。

 

打击精确化,并朝远程化、网络化方向发展    在保证精确命中目标的前提下,无人机载弹药正在朝更远程打击的方向发展,未来还将可能利用计算机指令控制和双路数据链路,随时改变飞行中弹药的作战任务指令,具备“人在回路”控制能力,以适应目标任务变化和完成复杂战场作战任务需求。例如,阿联酋Adcom公司2011年11月披露的Namrod轻型防区外制导弹药,它采用中段+末段复合制导方式,中段采用卫星制导+惯性制导系统。其中,卫星制导系统目前可以使用GPS和GLONAAS两种信号,将来还可利用“伽利略”系统的信号;末制导采用红外和昼间光电复合方式。导引头与载机有双路数据链,既可以将视频上传至载机,又可以接收操作人员的指令,具备人在回路网络化控制能力。该弹药最大速度可达1000千米/时,最大射程可达60千米,由“联合”40无人机挂载使用。

 

使用载机向高空高速打击方向发展    目前,无人机正向着高机动速度、强挂载能力、大机动范围方向发展,如美军X-47B无人战斗机等。这类无人机大大提高了空中执行任务的范围和能力,其挂载的武器成为目前及未来无人机载弹药发展重点。

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阿联酋为“联合”40无人机研制的Namrod制导弹药

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阿连特技术系统公司“短柄斧”小型制导弹药

 

关于国内发展的启示

 

体系化发展思路值得借鉴    随着无人机的体系化发展,与之相适用的无人机机载弹药体系也成为规划重点,以适应无人机武装化的作战需求。美国已制定了无人机发展路线图且每年更新修订,并将无人机机载弹药初步分成三大重点发展系列:100l磅(45.36千克)以上级,以现有制导炸弹、反坦克导弹等弹种改造为主,适应大、中型无人机的作战需求;100l磅以下级弹药,改进和新研相结合,以适应中、小型无人机的作战需求;高空高速无人机机载弹药,拓展无人机作战能力,实现对地、对海战术战略目标的有效打击。

 

采用现成产品改装,优选低成本激光半主动制导技术    将现有制导航空火箭弹和直升机载反坦克导弹直接改装成无人机机载弹药,是无人机机载弹药快速发展最直接的途径,例如,“海尔法”导弹、“毒蛇”子弹药等。同时,国外现役及新研无人机机载弹药的制导体制首选技术最为成熟、价格相对低廉的激光半主动制导技术,尽可能采用现货供应的GPS/INS器件技术以及模块化设计方法,不仅满足无人机快速对付战场内多样化目标的作战需求,而且具有效费比高的优势。在当前各主要国家日益重视装备经济可承受性的大趋势下,激光半主动制导无疑是发展无人机机载弹药的优先选择。

 

50l磅以下级别的小型无人机机载弹药值得发展和重视    各国军方对无人机武装化执行攻击任务需求的日益增多,促进了无人机对小型精确弹药发展的需求,50l磅(22.68千克)以下级别的小型无人机机载弹药值得关注和重视,如美国小型战术弹药、“短柄斧”小型制导弹药等,能促进小型弹药技术的发展,同时演变成为制导子弹药。因此,这类弹药的研究将达到“一举两得”的效果,将带动微动力、微毁伤、微机电加工等一批微小型技术的开发研究,值得关注和重视。

 

来源:国科环宇