分享

详解制导弹药种类威力特点及改造方案

 q1338 2016-10-15
 
专家详解制导弹药种类威力特点及改造方案(图)
炸弹表面都如树皮般粗糙

    主持人:蓝白

   作客专家:雷霆 张保田

  记:加装制导组件改为制导弹药,被普遍认为是库存常规弹药的最好出路。但是,拿美国来讲,其库存常规弹药大多仍为普通航弹、炮弹等,并未全部改为制导化,是否说明这种改装的效费比存在问题?用远比弹药昂贵的制导组件去搭配弹药,提升其效果,是否明智?

  雷霆(以下简称雷):是否将库存弹药全都改装,这是决策问题。1991年海湾战争中,美国总共投了20万颗炸弹,制导弹药在8%左右。这8%中,70%是制导炸弹,其它为空地导弹、反辐射导弹等。1999年科索沃战争中.98%为制导弹药。这98%中,仍是70%为制导炸弹,其它为空地导弹、反辐射导弹等。美国是否把更大比例的库存弹药改为制导,完全看战争前的计划和战争中的进展情况。之所以不全部改装,原因一是制导组件的寿命一般比炸弹本身短得多,一般普通炸弹库存寿命为20~30年甚至更长.因为它就是一壳体和装药.比较可靠。而制导组件是机电产品,寿命一般在10年左右。如果将全部库存都改完,若这10年中用不完,就要将制导组件全部作废,浪费太大。第二是制导技术更新较快,过几年,后续弹药会有更好的改进技术。

  比如美国一开始把常规炸弹加装卫星制导组件改为JDAM,这是20世纪90年代末的事。到2004年左右,美国引进了欧洲的“钻石背”制导组件来改造常规炸弹,高空投放距离达到60.70千米,远超过JDAM。所以库存的改装数量还是要看需求、经济承受能力和技术发展情况来综合决策。如果说一个国家库存弹药数量不是太大,作战又急需,也可以一下全部改完。

  美国制导组件大批量生产以后.价格基本不超过2万美元。像现在“宝石路”Ⅲ的激光制导组件约1.8万美元,JDAM的卫星制导组件(含一个惯性测量装置、GPS组件及任务计算机、电池及控制舵机等)是1-3万美元,而其常规炸弹本身一般仅为2000美元左右。另外要注意的是,不同技术水平的国家改装起来的成本概念是不同的。比如我们国家可能炸弹比美国便宜.但制导组件的价格要比之贵很多,原因就是基础工业的技术水平难以研制出低成本的组件.所以改装多少要视你的国情而定。

  上面谈的是改装本身的效费比.而军方关注更多的是使用上的效费比。各国普通航弹的命中精度约为CEP 40~50米,这还是在中低空,由水平较高的飞行员投放的。制导航弹的命中精度随制导体制不同而不同。卫星制导的JDAM为CEP 13米左右(即50%的概率要落在半径13米的圈内。根据公式同时可算出99%的概率要落在半径33米的圈内)。激光制导以前在CEP 6-7米.现在约CEP 3米左右。为摧毁一个目标,普通弹药的投放量一般要为制导弹药的50倍以上。制导弹药更重要的优点是使出动飞机架次大幅减少,可降低飞机战损率及航材油料的保障费。损失一架飞机,多少炸弹也换不回来.所以制导航弹的效费比是非常高的。现代战争中对设防严密的敌防空系统进行攻击,机群出动一次.回来损失30%很正常,你要出动50次,飞机的战损就难以承受。从这可看出制导航弹的作用.美国在战争前都是按计划需求将其全部配齐。

  记:一般适合航弹改装的制导方式是什么?

  雷:一般有光电成像(电视或红外)、半主动激光、惯性制导、惯性卫星制导(卫星制导必须附加在惯性制导之上,否则卫星给了炸弹坐标信号,而炸弹自身却没有坐标系来供对照)四种。

  记:为什么不像防空导弹那样用半主动雷达制导?

  雷:雷达对地探测杂波太多,难以分辨目标反射信号。JDAM III准备装合成孔径导引头,但它的中制导仍然是惯性卫星制导,加装导引头只能提高命中精度,但作用距离近,不能作为全程制导。比如说合成孔径导引头只提供制导组件中的控制系统视线角偏差量.具体修正偏差还是由控制系统控制舵面来进行,合成孔径导引头不能控制。任何制导武器都有一个稳定回路和控制回路,稳定回路是控制姿态的,控制回路是根据传感器信息制导的,普通炸弹这两者都没有,甚至没有尾翼,扔下去姿态完全不受控。

  张保田(以下简称张):制导炸弹的稳定性是保证其正常工作的前提,但过于稳定就会降低操纵能力.所以要处理好这两者的关系。

  记:电视制导比之激光制导谁更适合航弹改装?如果说电视制导在天气不良及浓雾等情况下效果很差,那么激光制导在这些条件下同样穿透力很差,但为什么各国大多数制导航弹都用激光制导,只有俄罗斯KAP一1500KP、KAP一500KP等采用电视制导?

  雷:至于为什么激光制导比电视制导在炸弹上应用广泛,第一个原因是由作战来的。美国在越战中首先用的是电视制导的“白星眼”炸弹,但效果不理想,因为那时电视制导技术尚不完善。后来用激光制导炸弹效果较好,包括攻击清化大桥行动中都体现出这点,所以美军形成了这种先入为主的概念.认为激光制导比电视制导好。现在美空军的炸弹改进基本不用电视制导。美海军有GBU一15电视制导炸弹,美空军不用,它自己搞了AGM一130空地导弹.是电视制导的,这是作战体会和观念不同导致的。

  第二个原因,电视制导是激光制导价格的2~3倍。半主动激光制导,弹上设备只有一个激光接收测角器和陀螺,而电视制导则要有电视摄像机、高精度稳定平台及电视跟踪处理器等。尤其是电视跟踪处理器比较贵,因为它需要大规模图像处理计算。第三个原因是半主动激光比电视制导精度稍高,所以在炸弹改装上用得广泛。不良天气对两种方式确实都有影Ⅱ向,但对电视制导影响更大。因为如果天气原因导致难以发现和锁定目标时,将构不成电视制导发射条件,导弹禁止发射。而激光制导炸弹此时仍可以发射.只不过会因云层、雾、水汽等吸收和折射而造成偏差量增大。电视制导也有优点.它用在炸弹和近程空地导弹上可以发射后不管.但用在中远程导弹上还是需要通过数据链,由人工遥控指令制导。

  张:电视制导的炸弹一般只能在昼夜能见度不小于9千米、目标有良好对比度的情况下用。投弹时战斗机要顺着阳光方向进入,对飞机俯冲角、速度也有要求。

制导弹药地照方式要比空照方式命中精度略高

WCMD风偏修正弹药尾部控制组件

  记:航弹采用激光制导存在问题。战斗机的目的就是远程前出打击,如果再派地面先遣人员到达目标区进行照射,将很危险也不太可能,用战斗机照射又有被击落的危险。以色列打巴勒斯坦时收买了不少巴奸并派了特务,让他们将以军空投的引导器材放置目标附近,但这种方法也不是很可靠。对此如何看?

  雷:在大规模高强度战争中,用战斗机照射(术语叫空照空投)方式较多,因为你不好派人去从地面接近目标。但在小规模特种作战中,应用地面照射(术语叫地照空投)方式较多。地照空投方式要比空照空投方式命中精度略高,因为地面照射在目标上的光斑较稳定,战斗机照射在目标上的光斑会来回晃动。

  记:一般用本机照射还是友机照射?

  雷:都有,用得多的是友机照射。因为投弹时要俯冲接近目标,要做反高炮及脱离规避导弹跟踪动作等,兼顾照射不方便.还是任务单一好,这样照射机可在中空盘旋,安全一些。

  张:本机照射一般只有双座机才能完成。投弹时飞行员看不到目标,投弹后.飞机拉起并侧向转弯才看到目标.激光指示吊舱这时才开始跟踪和照射目标。地照空投方式适合高性能单座飞机。

  记:TDAM用惯性加GPS制导的原因是什么?美国为何对其制导弹药有选择地采用不同制导方式?

  雷:惯性加GPS制导的优势是同时具有三个优点:投放高度高,全天候使用.发射后不管。别的制导方式可能具有其中某点优势,而惯性加GPS是同时具有.而且便宜。适合大量改装。所以是最新的一种炸弹制导体制。但缺点是命中精度低些。为什么要对炸弹改装不同的制导方式?因为每种制导体制都有不同的使用条件和优缺点,比如激光制导炸弹,精度高,但只能中低空投放,载机风险大.所以一般在完全夺取制空权以后使用,或者由隐身飞机投放。电视或红外制导的炸弹可以在中高空投放,但对能见度要求高。纯惯性制导的炸弹可以中高空投放,但精度更差。

  记:航弹的制导组件可能已包含了引信,所以在改装时是否要把原有引信取下?炸药是否也要先取出来以便改装?

  雷:对于航弹改装,还用原来的引信和战斗部。一般是用新的制导组件尾舱替换原来的尾舱,头部再加装导引组件。有的像卫星制导炸弹就不用加装头部导引组件。然后在弹的中部捆绑一些弹箍或滑翔翼,经测试后就可以使用。组装过程都可以在部队完成。

  记:航弹装控制舵面时是否要在弹体表面开口?施工时钻孔是否易引爆炸药?弹体内有无安装控制机构及弹翼折叠空间?卡在弹体表面的弹箍是否结实?

  雷:弹翼和控制舵面一般都在新的尾舱内.旧的尾舱不再用.所以不存在在弹体表面开口施工的问题。电动控制机构也都在做好的尾舱内。卡箍像马鞍一样套在弹体上,一般是通过两点以上的环状固定装置.就像几根皮带一样在弹体表面走一圈.然后把接口处拧紧,弹体一般不是圆柱形的,都有弧度,所以卡住后不会前后滑动。大量试验和实战证明这种固定方式是可靠的。

  有的卡箍上带有折叠弹翼,用于增加升力,提高射程,如欧洲的“钻石背”制导组件。

  记:“钻石背”用的是菱形展开弹翼,有的炸弹及导弹增程组件用的是格栅翼,它们有什么区别?

  张:格栅翼相当于将一组并列薄板安装在一个框架内.它能产生较大的法向力,而且马赫数越大效果越好。菱形弹翼收缩时位于炸弹腹下,展开时可使弹翼的压力中心位于炸弹的重心处,并在高速状态下提供扰动阻力。这种弹翼具有较大的升阻比,提高了炸弹的射程和横向机动能力。

  炸弹加装这种弹翼后要经过计算分析、吹风试验及结构强度校核,实弹飞行验证等,等于重新设计一个飞行器。

  记:顺便问一下,美国很多制导航弹表面如树皮般粗糙,有的好像蒙了一层毯子,有什么用?

  雷:各国对炸弹表面处理的要求都不高.有的国家的炸弹表面还有锈迹,都不影响使用。没必要花代价做表面处理。但是空地导弹等都需要做相关处理。

  张:以前的炸弹外壳都是铸钢的,做喷砂或投丸等表面处理后就是这个样子.就像59坦克炮塔表面那样。它没必要再做进一步处理。空地导弹则要保持飞行精度,表面光洁度必须高。

常规炸弹改制导弹药人工组装是省不了的工作

GBU-12的中部很粗糙像是蒙了一层毯子

  记:制导航弹好像美国和欧洲习惯用库存弹大量改装,俄罗斯好像都是重新设计生产的,什么原因?

  雷:俄罗斯的情况不太清楚。但俄罗斯很多老式炸弹没有尾舱,没有可供新尾舱与弹体连接的部位,难以安装。另外老式炸弹制造精度低,质量、质心散布大.同轴度和对接面精度较低,难以改造成制导炸弹。

  欧洲的常规炸弹基本都是采购美国的制式系列,所以都可以改成制导炸弹。

  记:如要对库存的弹药都改装,是否都要一枚一枚拿出来改?如果这样那工作量就太大,成本也很高。

  雷:为作战需要,工作量再大也值得,不是部队的人干就是工厂的人干。从头造新弹也省不了人工组装这一步。

  记:制导航弹和近程空地导弹的效能和成本对比?一般的近程空地导弹射程也就几十千米,而像“钻石背”射程已达70余千米,制导航弹是否能取代近程空地导弹?

  雷:制导航弹结构更简单,成本通常为近程空地导弹的1,3~1/2,有效载荷通常可达全弹重量的80%以上,毁伤威力比近程空地导弹(此指标只有30%~40%)大。近程空地导弹更适合打机动目标.如坦克装甲车辆等,因为它带动力,机动性好。制导航弹控制响应慢,适合打击固定目标或低速机动目标。随新的制导增程技术发展,制导航弹打活动目标能力在增强,射程在增加,从技术上说有取代近程空地导弹的趋势,但能否取代还要实战验证。

  记:一次性空投的机载撒布器和以前的集束炸弹有何区别?似乎只是换了个名称,此外无非就是外形一个像箱子,一个像炸弹。如英国的lP233叫机载撒布器,美国的CBU87/B叫集束炸弹,而CBU97/B改名叫传感器引爆武器,这些换名有何意义?

  雷:“撒布器”和“集束炸弹”的名称容易引起歧义,学名还应该是“子母炸弹”。现在的子母炸弹做成方箱形(如JP233)或圆柱形(如CBU97/B、CBU87/B).可以更有效地利用母舱空间,放置抛撒机构和子弹药。做成方箱形后,前面还是尖的,迎风阻力没增加。“集束炸弹”的概念其实是二战时把一些小炸弹捆扎在一起(直接暴露在挂架下)而得名的,后来子母炸弹也经常被叫做了“集束炸弹”。CBU97/B的全称仍然叫传感器引爆子母炸弹。

  记:子母炸弹在子弹药抛撒结构设计上有时过于复杂。比如CBU97/B没像CBU87/B那样直接把子弹药放入母弹舱内,当CBU97/B从飞机上抛出来时,先分裂出很多BLU一108/B子弹药,BLU一108/B在飞行中再分裂出子弹药,搞这么复杂有必要么?

  雷:是子弹药的特性不同决定了它们的抛撒方式。CBU87/B装的是综合效应(杀伤、爆破、燃烧)子弹药,它没有末制导.可以直接抛撒出去。CBU97/B装的是BLU一108/B子弹药,它带有红外探测器,抛撒后要探测到目标以后再发射4个射弹攻击坦克顶部。

  记:CBU97的BLU一108/B子弹药是用小伞减阻,而CBU87的子弹药像是用气囊减阻,有何区别?

  张:CBU87的子弹药是在母弹舱旋转时甩出来的,白色物体不是气囊,三角形是用于保持子弹药飞行姿态的稳定,减阻不是它的主要目的,而且这种子弹药速度不高,没必要减阻。它是破甲弹,弹筒长度即为炸高,落到坦克项部即引爆射流。BLU一108/B是为了探测目标,所以要用小伞减阻。

  记:机栽撒布器多为反复使用的,这样抛撒的子弹药射程很近,栽机很危险,而且撒布器始终留在挂架上会加大载机阻力及反射面积,为何不搞成一次性空投的?

  雷:类似于JP233这种撒布器在子弹药抛撒后可以带回,也可以根据需要抛弃。没有遇到威胁的情况下就不用抛掉,从而节约了成本。载机危险的问题确实存在,不过不是你说的挂着箱子增大反射面积和影响机动性的原因。1991年海湾战争时英国“狂风”战斗机挂载JP233攻击伊拉克机场时.在6天里损失了6架。因为JP233装的是反跑道子弹药,攻击时需要低空通过机场上空(飞高了子弹药撒布面太广),所以受高炮和低空近程导弹威胁很大。

  记:美军绝大部分制导航弹和炮弹如GBU38、39等都将加装数据链,以便在飞行途中随时攻击时效性活动目标。这些数据链部件在外观上是什么形态?是一块电路板还是别的什么零部件?别的国家是否可以跨过美国的两步发展阶段,将数据链和制导组件统一安装?

  雷:数据链设备有单向和双向之分。一般作为一个设备组件存在.包括电源、电路板、外壳和收发天线等。全部装在弹体尾舱内,天线一般和弹体表面共形。GPS的接收天线也是和弹体表面共形,这两种天线一般人从外观上看不出来。

  从技术上说,数据链和制导组件统一安装是可行的。但是数据链设备的加装不仅仅是弹本身的事.还涉及到载机显控和火控系统的更改,更根本的是还涉及到全军数据链的统一规划和考虑。加装数据链后对信息的实时保障和传送要求很高,一般的国家做不到。它需要有大量;隹确的战场信息来源,如各种侦察卫星和无人机等战场实时监控系统。数据链好比一条高速公路,它本身不提供信息,只负责传送,相当于电话线或网线,只不过是高速无线传输的。

制导弹药有局限今后战场还需要无制导弹药

英国的JP233机载撒布器

  记:二战时战斗机之间的话机通话与现在的数据链有什么本质区别?

  雷:数据链的实质是把全军作战装备紧密联系在一起,实现信息的集中控制和传输。二战时战斗机之间的语音传输只能算一种两点之间的信息交流。比如原来的坦克和战斗机之间,和舰艇之间不可能实现联系.现在的数据链就有一个统一的信息接口要求,按此要求研制的信息终端设备可实现互联.传送语音、指令、数据等各种数字化信息.并实现集中控制。这是网络中心战的基础。

  记:以前地面引导战斗机进行空战也是将指令传输给战斗机,是否也算是一种数据链?

  雷:可算是一种专用数据链.就像一条等级不高的公路一样,只能跑低层次的非标准的数据,而且只能实现它们两者之间的联系。现在的数据链完全是体系化和标;隹化的,实现广泛的互联互通。

  回到刚才说的,一般国家都没有大量的准确的信息保障能力,也没有实现全体系的互联互通,具体到打击目标的实时信息,很难实现实时侦察和传送.也就没必要在弹上加装数据链设备了。应说明的是,数据链对于作战的影响是广泛而深远的,改装制导弹药仅是其应用的很小一部分。

  张:双机作战时,有时双座机是挂装数据链吊舱。数据链吊舱的作用距离可达100千米以上,远大于激光吊舱的作用距离(一般在10千米左右).所以可在防区外远距离攻击,安全性好。

  记:发达国家今后生产的弹药是否全部为制导弹药?普通非制导弹药是否还有必要生产?今后战场上是否还需要大量投放无制导弹药?

  雷:目前各国常规炸弹仍在生产。还没一个国家从今往后只生产制导弹药。常规弹药在今后战场的用处还是很多的。像打击兵力集结地、后勤设施等面目标时,同时投放大量非制导武器,效果芝制导弹药差别不大,甚至更好。如2003年的伊拉克战争,美军在空袭中仍使用大量常规炸弹。另一方面,制导炸弹也难以完全替代常规炸弹。战场情况复杂多变,尤其是近距空中支援和召唤打击时,航弹、火箭、航炮依然有一定优势,因为很多情况下来不及也得不到信息保障。像卫星制导炸弹必须获取目标准确坐标,否则就难以使用,那么当你得不到目标准确坐标时,攻击难道还就不能进行了?又如电视制导炸弹,比如飞机上挂了4个,但一次进入只能控制发射一个,打击一个目标,绝不能同时把4个都发射出去。因为目前的电视制导是靠飞行员搜索、识别和锁定目标,电视制导只能去跟踪目标。所以飞机若还想打这个集群目标中的其它目标,则需再次进入,再次瞄准,很多时候可能就错过机会。而非制导武器就可抓住这些机会,进行齐射齐投。此外,在大规模战场对抗中,地毯式轰炸的心理震撼效果比精确打击好得多。

  记:最后谈谈战斗部的问题。我感觉现在的炸弹威力比二战下降了。二战纪录片中,遭袭的无论苏联城市还是德国、英国城市,其建筑群最后都只剩一排排的骨架或山墙。反观1990年底以来的各次战争,伊拉克建筑的受损程度绝无二战严重(伊拉克的建筑强度不可能超过二战时的苏联、德国、英国建筑强度,从唐山大地震中唯一未塌的是一座英国建筑可见一斑)。其实美英对伊某些地区某些时段的空袭强度绝不亚于二战,但给人感觉是一枚枚导弹和炸弹只不过给楼房穿了大洞,很难见到建筑整体倒塌的场面。这是什么原因?

  雷:这应该是错觉。弹药威力是在提高的。但同时随着文明的发展.对城市的狂轰滥炸已越来越少。二战时对城市的反复地毯式轰炸是司空见惯的.造成建筑破坏严重。原来的轰炸都是一两百架遮天蔽日,如越战中对河内也是地毯式轰炸。海湾战争以后的战争.对城市的空袭都是对重点目标的精确打击,只是在战场上有反复轰炸的情况。

  目前的空袭模式,首先是中远程精确打击和隐身飞机突击.摧毁和瘫痪敌方的指挥和防空系统,而后是用较廉价的制导炸弹有重点地摧毁军事目标,再后是用制导炸弹或非制导弹药打击重要的能源、电力和工业目标、交通设施(如桥梁等),达到其政治目的。

图文:美制CBU87集束炸弹剖析图

美制CBU87集束炸弹剖析图
图文:未加组件的CBU87集束炸弹剖析图
图文:CBU87子弹药白色装置可保持飞行稳定
CBU87子弹药尾后的白色三角形装置主要不是为减阻,而是为了保持飞行的稳定姿态
 

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多