武警工程大学 邮编:710086
摘要:近年来地区冲突不断增加,为实现低成本精确打击,巡飞弹得到了快速发展。巡飞弹的使用允许操作人员脱离危险的一线战场,同时进行有效的侦察和打击。从近年来巡飞弹的发展状况入手,分析先进型号特点,提出巡飞弹发展趋势,为相关人员提供参考借鉴。
关键词:巡飞弹;侦察;打击
精确打击是各国关注的重点,可以说军事技术的差距很大程度上是精确打击技术的差距。巡飞弹是一种诞生于上世纪末,将弹药技术与无人机技术相结合的精确打击弹药,由于其在攻击目标时,采取的是与目标“同归于尽”的方式,所以也被称作“自杀式无人机”,相比于传统的巡航导弹,巡飞弹具有成本低、突防能力强、通用性好、机动能力强等优点[1-3]。察打一体无人机虽兼具侦察和打击能力,但成本高昂、空中生存能力弱,加之在纳卡冲突、俄乌冲突中有大量的察打一体无人机被击落,因而,成本相对低廉的巡飞弹逐渐进入人们的视野。在俄乌战争中,双方展开了大规模的巡飞弹攻防战,并且发布了多个巡飞弹攻击人员、车辆、防空系统、建筑物等目标的影像,可以说互有胜负。由于巡飞弹在战争中的特殊表现,引起各国的不断关注。
巡飞弹自上世纪九十年代诞生以来,已在多个地区冲突与战争频繁出现,其展现的优势促使各国持续深入研制,以应对可能发生的战争。当前,局部战争仍然是人类社会不可避免的重大问题,在世界百年未有之大变局之际,局部战争频繁爆发,军事科技仍然是捍卫国家安全的利剑。
1国外巡飞弹的发展状况
1.1 美军巡飞弹的发展状况
美军巡飞弹发展时间长,技术先进,实战经验丰富。
1.1.1 “郊狼”巡飞弹
“郊狼”巡飞弹由美国雷神公司于2007年首次推出,其基本型弹长0.91m,翼展1.5m,重量5.9kg,矩形弹翼和V形尾翼均可折叠,依靠尾部电机驱动的双叶螺旋桨推动,通信距离达93km,续航时间超过1h,巡航速度为102km/h,最高速度可达130km/h,飞行高度可达9100m,发射方式为管式发射器发射,指挥控制采用“人在回路”控制系统,可在撞击目标前终止任务回收巡飞弹。“郊狼”使用现有商品化零件或技术降低成本,价格低至1.5万美元,为适应战场任务需要,已陆续推出多个批次。
图1 “郊狼”巡飞弹
1.1.2 “弹簧刀”巡飞弹
“弹簧刀”巡飞弹由美国航空环境公司于2011年首次推出,已有“弹簧刀”300 、“弹簧刀”600等型号。“弹簧刀”300旨在为美军提供背包式空中支援武器,基础型自重2.5kg,长约50cm,翼展约70cm,机翼可以折叠,头部安装有白光和红外摄像头,可通过数字链路与操作员进行图像交互,实时监视战场态势。动力由处于尾部的电机驱动的双叶螺旋桨提供,一般航速为101km/h,俯冲攻击时可达160km/h,飞行高度可达4500m,续航时间不超过15min,航程最远可至30km。战斗部直径40mm,通过遥控触发或近炸引信引爆,内有40-90g黑索今和TNT熔铸成的B炸药,带有紫铜药形罩,具有一定破甲功能,并可杀伤7m范围内的无防护人员。发射和飞行控制由一个5人小组操作,发射采用筒式发射,由火药燃气推动,整个过程可在10min内完成。飞行根据预先装订的轨迹信息飞行,同时传回彩色视频,识别目标后进行稳定跟踪,由操作人员选择目标并解开保险,调整飞行姿势进行攻击,也可临时拉起终止攻击,使用较为灵活,“弹簧刀”的毁伤效果最终由协同的“美洲狮”侦察无人机进行评估。由于“弹簧刀”采用透波壳体且飞行噪音小,所以不易被发现,整体上来看“弹簧刀”具有优良的侦察能力、打击精度以及成本优势,但受诟病的是“弹簧刀”300的威力较小,杀伤力不足。 “弹簧刀”600属于破甲型号,自重23kg,弹长1.3m,续航时间40min,航程40km,采用串联战斗部,一级战斗部引爆反应装甲,二级战斗部进行破甲。破甲能力大致相当于“标枪”导弹。
图2 “弹簧刀”300巡飞弹及其发射筒
1.1.3“阿尔提乌斯”巡飞弹
“阿尔提乌斯”巡飞弹由美国艾里埃尔公司于2011年提出概念,旨在获得同等体型巡飞弹中更远航程。“阿尔提乌斯”600巡飞弹长约1m,翼展2.54m,重量12.25kg,巡航速度60km/h,最大速度90km/h,续航时间4h,最远航程超过440km。该弹配备了先进的ISR系统和电子战系统,智能化程度高,抗干扰能力强,并可在地面、空中、海上多个平台通过筒式发射。“阿尔提乌斯”700于2022年推出,其体型更大,最大航程为500km左右,可安装约16kg的战斗部,续航时间超过2h。
图3 “阿尔提乌斯”600巡飞弹
1.2 以色列巡飞弹发展状况
以色列在小型精密武器方面非常发达,最早成功研制出了巡飞弹,如今已经开发出多种巡飞弹,是巡飞弹的重要出口国。
1.2.1 “哈比”巡飞弹
“哈比”巡飞弹由以色列航空工业公司于1990年首次推出,定位为反雷达系统自主攻击无人机。该弹采用三角形机翼,弹长约2.1m,自重135kg,其中战斗部重量32kg,动力由尾部的汽油活塞发动机驱动的双叶螺旋桨提供,发射时使用火箭助推,续航时间2h,航程可达400km。“哈比”配备先进的红外自导弹头、反雷达感应器、计算机系统和GPS定位系统,在按照预定轨迹飞往目标区域后,先在上空盘旋,发现陌生雷达信号后即可自主进行攻击,否则选择返回基地。“哈比”2巡飞弹也称“哈洛普”自杀式无人机,是“哈比”的升级版本,于2009年推出,其弹长2.5m,战斗部23kg,续航时间6h,航程达1000km。“哈比”NG巡飞弹于2016年推出,弹长2.1m,自重160kg,其中战斗部15kg,可在4500m的高空以120km/h的平均速度飞行9h,其探测雷达信号的带宽得到进一步扩大,并且滞空时间更长,意味着探测敌方雷达的能力更强。“哈比”系列巡飞弹智能化程度高,性能先进,精度高,生存能力强,在战场上创下了击毁多台雷达防空系统的战绩。
图6 “哈比”2巡飞弹
1.2.2 “英雄”巡飞弹
“英雄”系列巡飞弹由以色列UVision Air与莱茵金属的意大利子公司RWM Italia合作制造,包含多个型号,覆盖了不同的航程。“英雄”20、“英雄”30、“英雄”70、“英雄”120属于单兵携带巡飞弹,采用筒式发射,发射后由电机驱动的螺旋桨提供动力,航程在10-40km,主要针对有生目标和轻型薄装甲。“英雄”250、“英雄”400、“英雄”400EC、“英雄”900、“英雄”1250属于较远程巡飞弹,航程在150-200km,具备反坦克能力。“英雄”系列巡飞弹具有低噪声、低热信号的特点,十字星机翼可有效增加这种武器的巡航时间、爬升能力和机动性,提升对移动目标和狭窄环境中的目标的精确打击能力。其配备的光电/红外ISR载荷,具有双向数据链,可按人工选择目标或按预编程GPS坐标自主飞行,具备人在回路进行或取消攻击的功能,可在地面、海上、空中平台发射。
图7 “英雄”400EC巡飞弹
1.2.3 Orbiter巡飞弹
Orbiter系列巡飞弹是由以色列航空防御公司研发,一个显著的特点是采用后掠式大展弦比机翼,可以提高升力,增加载荷和滞空时长,目前主要有三个型号:Orbiter 1K、Orbiter 3、Orbiter 4。Orbiter 1K巡飞弹于2015年推出,是将Orbiter 2侦察无人机的光电/红外载荷更换为了战斗部,其弹长1m,翼展2.9m,自重6.5kg,战斗部2kg,续航时间3h。Orbiter 3具有光电载荷,采用电力驱动,续航时间达到7h。Orbiter 4体积更大,使用一台小型内燃机驱动,总重量在十几千克,但是载荷能力竟达到了12kg,续航时间达24h,作战半径150km,其具备先进的图像处理能力、自动起飞和回收能力。
图8 Orbiter 1K巡飞弹
1.2.4 “天空袭击者”巡飞弹
“天空袭击者”巡飞弹由以色列埃尔比特系统公司于2016年推出,弹头重量5-10kg,续航时间1-2h,轨道发射,电机驱动,航程超过40km,具备光电/红外导引头,通过卫星/惯性制导,采取人在回路方式进行攻击。该弹性能先进,已被阿塞拜疆、土库曼斯坦、印度等国采购。
图9 “天空袭击者”巡飞弹
1.4 俄罗斯巡飞弹发展状况
俄罗斯自主研制的巡飞弹比较有代表性的有“立方体”和“柳叶刀”,“立方体”由俄罗斯扎拉航空基团在2015-2018年根据叙利亚战场经验研制,翼展1.21m,弹长0.95m,高16.5cm,滑轨发射,电机驱动,可携带3kg战斗部,续航时间30min,航程达40km,具备卫星导航和人在回路控制模式,造价低,精度高,整体上达到了西方国家比较先进的经济型巡飞弹水平。“柳叶刀”是在“立方体”的基础上发展而来,同样由扎拉基团生产,其外形与以色列“英雄”系列巡飞弹类似,是为了获得更大的俯冲速度和更好的转向机动性。“柳叶刀”配备白、微/红外成像设备和AI图像识别系统,可以自主发现目标并发起攻击。“柳叶刀”1自重5kg,战斗部1kg,航时30min;“柳叶刀”3自重12kg,战斗部3kg,航时40min,航程40km。“柳叶刀”在俄乌战场上创造了不错的战绩,但是其许多部件需要向西方国家采购,受到制裁后,产能已经难以为继了。
图11 “立方体”巡飞弹
图12 “柳叶刀”3巡飞弹
2 国内巡飞弹发展状况
我国巡飞弹研发起步较晚,但是经过国内军工企业的不懈努力以及军民融合的深入推进,巡飞弹技术发展较快,并且已经打开海外市场,获得了国际认可。
2.1 CH-901巡飞弹
CH-901巡飞弹由中国航天科技集团于2012年推出,弹长1.2m,重9kg,电机驱动,滞空时间2h,航程15km,携带小型追踪摄像机,可对2km范围内目标进行搜索。CH-901采用筒式发射,既可以单兵携带使用,也可以通过车载“蜂群”发射器一次发射多枚。
2.2 WS-43巡飞弹
WS-43巡飞弹由中国航天科技集团于2014年推出,弹长3.4m,重220kg,战斗部20kg,有杀爆、反辐射、多种弹头可以更换,航时30min,航程可达60km。
图15 WS-43巡飞弹
3 总结与展望
巡飞弹的应用不仅在于精确打击和减少人员伤亡,甚至可以影响战局的发展。随着微电子、计算机、高储能等技术的发展,巡飞弹将在未来智能化战争中显现更重要的作用。从目前较先进的巡飞弹来看,巡飞弹可能呈现以下发展趋势。
1)隐蔽性
巡飞弹不仅要做到不易被雷达发现,还需要减小噪声,防止被目标发现而躲避,目前普遍使用电机驱动,但是一些远程巡飞弹仍然使用内燃机,一旦高储能电池得到突破,必然引起远程巡飞弹的更新换代。
2)通用性
目前先进的巡飞弹既可以进行战场侦察,又能实行打击,而且能通过陆海空多平台发射,甚至可以水下发射,集成多种功能并且可以多平台发射的巡飞弹具有更强的战场适应性。
3)抗干扰
电子干扰成为击落巡飞弹的一个很大因素,巡飞弹要想提高战场生存能力,保证打击精度,需要提升抗电磁干扰性能。
4)大火力
随着巡飞弹导引部分不断向微型化发展,将腾出更多容量增强火力。
5)集群作战
通过组网集群,由单个平台一次发射多个巡飞弹打击目标更能增大突防与打击的成功率。
6)智能化
基于AI图像处理,由巡飞弹自主识别目标进行攻击可在信号彻底丢失后成为保底手段,甚至可以将操作人员从危险的战场解放出来。
7)低成本
目前较为先进的巡飞弹成本仍然不菲,但是无论技术含量高或者低的巡飞弹,都希望通过结构的优化、材料的替代等方式降低成本,提高战时的生产能力。
参考文献:
[1] 卢莺,张安,何海峰.图像制导导弹落角约束的制导律设计[J].弹箭与制导学报,2011,31(5):57—60.
[2] 郑志强,耿丽娜,李鹏,等.精确制导控制原理[M].北京:国防科技大学出版社,2011.
[3] 谭晓军,陈伟,孙传杰,等. 巡飞弹带落角约束制导律修整与方针研究[J]. 测控技术,2016,35(12):66—70.