激光制导炸弹,利用激光技术获得导引信息自动导向目标的滑翔式航空炸弹,具有命中精度高、抗电磁干扰能力强等特点。投射时,它是利用载机上的激光照射器,先向目标照射激光束,经目标反射后,由装在炸弹头部的激光导引头接收,再经光电变换形成电信号,输入炸弹控制舱,控制炸弹舵面偏转,导引炸弹飞向目标。激光制导炸弹在普通气象条件下捕获目标率高,但遇有雨、雾、灰尘、水等干扰时,命中精度将出现下降。 基本信息
结构 激光制导炸弹通常由激光寻的头、控制装置、普通炸弹弹体构成、引信和较大的弹翼组成。激光寻的头是一部激光发射器,接受目标反射回来的激光散射信号。激光经过透镜聚焦在光敏元件位差信号板上,形成像点。当摄像点中心落入信号板的某个象限内时,就表示炸弹偏离瞄准点,产生了飞行偏差信号,经放大后送入控制装置。控制装置由带微处理器的自动控制系统、舵机以及其操纵系统组成,计算机可将象限内的偏差信号传送给控制系统,并经机械操控系统使舵机产生偏转以消除偏差信号,直至像点进入信号中央盲区,使航空炸弹准确飞向目标。炸弹弹体、引信以及弹翼与普通炸弹相似。 制导方式 激光制导炸弹主要有三种制导方式:半主动制导、全主动制导以及波束制导。 半主动制导:由地面或飞行器携带的激光目标照射器发射的激光束照射目标,被制导的炸弹上装有导引头,能自动跟踪从目标反射回来的激光信号,将炸弹导向目标。半主动制导命中率较高,且允许地面人员对炸弹进行激光引导。 全主动制导:激光目标照准器寻找寻找的头在同一炸弹上。这种方式可以实现发射后不管,但弹体的技术含量更高,而且每次轰炸都会消耗掉激光器。 波束制导:被制导的炸弹沿机载激光器发射的激光波束飞行,直至命中目标。但波束制导炸弹在投放后,需要飞机一直保持对目标的照射,在进入敌军防空火力攻击区域时载机易受攻击。 原理战例 作为一种机载精确制导武器,激光制导炸弹是在上世纪六十年代中期开始发展起来的。激光制导炸弹,顾名思义,就是与常规自由落体炸弹相比,这种炸弹利用激光的直线传播特性进行制导,以增强炸弹落点的精确度。具体过程为,载机借助于“激光目标指示器”,把激光束投射到目标上,激光束在目标表面产生漫反射,总会有一部分激光反射到激光制导炸弹上,被炸弹的“寻的器”所接收,然后通过控制系统进行换算,再控制炸弹的飞行舵调整炸弹航向,直至精确命中目标。这种激光制导的方式,就像给各种炸弹安上了“眼睛”和“大脑”,就像放出猎狗追兔子一样,紧紧盯住目标,穷追不放,直到将目标摧毁。激光制导炸弹首次投入使用,是在越南战场上。据统计,整个越南战争期间,美军共投掷激光制导炸弹25000枚,炸毁重要目标1800个,其中还包括普通航弹难以摧毁的桥梁106座。其中,美空军空袭越南清化大桥是激光制导炸弹运用的典型战例。清化大桥位于河内以南112千米处,是从河内通往越南南部的铁路、公路必经之处,在1965~1968年的4 年里,美空军曾出动数百架次飞机对其进行轰炸,结果“赔了夫人又折兵”,桥梁不仅没有完全被摧毁,却损失飞机10多架。直到1972年,美空军仅仅出动了几架飞机,投掷了十几枚激光制导炸弹,就使得清化桥梁被彻底摧毁。1986年,美军飞机利用夜幕长途奔袭利比亚,用激光制导炸弹准确地对卡扎菲总部和驻地实施精确轰炸,取得了辉煌的战果。海湾战争中,以美国为首的多国部队运用激光制导炸弹摧毁了大量伊拉克经过严密加固的固定目标,包括五分之四的交通设施。 激光制导炸弹虽然有许多优势,但是劣势也不可避免。例如,激光制导炸弹不能在复杂的气象条件下使用,云雾雨雪都会严重影响激光传播,烟雾、水幕、沙尘都会衰减激光能量,影响激光制导炸弹的正常使用。另外,激光制导炸弹是一种“点穴式”的精确打击武器,难以进行大面积轰炸。非编码激光制导炸弹攻击聚集在一起的多目标时,同时发射的激光会互相干扰,往往会出现误炸、重炸、漏炸,所以激光制导炸弹往往是出动小编队,单独使用,这就使火力强度不足,编队容易遭到数量优势的敌人进攻。而激光制导炸弹投下后,激光照射飞机不能离开,必须在目标上空盘旋,使用激光指示器照射目标,这也使得激光照射飞机极易遭到攻击,载机生存率降低。 发展现状 激光制导炸弹与其他精确制导弹药相比,最明显的优势就是廉价,激光制导炸弹是最廉价的精确制导武器之一。从成本来看,虽然一枚激光制导炸弹是普通航弹的3~4倍,但是从效费比来看,反倒比常规航弹要高。以美国空军为例,在二战中,要摧毁一个钢筋混凝土永备工事需要10000枚炸弹,而在越南战争期间,要用300枚,而现 在,同种重量下,只需要一枚激光制导炸弹便可完成任务。另外,由于激光炸弹的出现减少了飞机出动的架次,停留在目标上空的时间缩短,这无形中又减少了被击落的可能,从而大大节约了边际成本。最后,激光制导炸弹一般都用常规航弹改装而成,比如加装制导组件,这使得激光制导炸弹的制造成本大为降低。现代战争耗费巨大,有人统计,在海湾战争、科索沃战争、伊拉克战 争中,除少量“战斧”导弹外,精确制导武器里使用最频繁的就是激光制导炸弹,相对于“战斧”,激光制导炸弹的成本要低的多,这也许也是其大量被使用的原因。 俄罗斯 鉴于美国在越战中成功运用电射制导炸弹,位于莫斯科的GNPP 局在 1972 年研制同类的武器系统,从它的寻的头构形推测,其技术层次已超过美国在越战中使用的激光制导炸弹。KAB-500L 是第一种俄制激光制导炸弹,整体外形与美制“宝石路”炸弹相似,其激光寻标套件能用来修改自由落体炸弹,但它没有“宝石路”的弹体前、后大型稳定控制翼,运动路径由尾翼的控制面控制。之后俄罗斯在激光制导炸弹的基础上发展了电子光学制导,研制成功了KAB1500系列精确制导炸弹,具备了自主目标跟踪能力。特别是KAB—1500L/Kr精确制导炸弹,重达1500公斤。 中国 中国最新研制出LS-6(雷石-6)激光制导炸弹,在珠海航展上进行过展出,其性能接近于美军的GBU-12-3(宝石路-3)型激光制导炸弹。 美国 美军使用的“宝石路”系列炸弹几乎参加过自越战以来所有的作战行动。历次实战证明了“宝石路”系列制导炸弹是一种费效比很高的武器,在“沙漠风暴”空袭发起时美军投下的第一枚炸弹就是F-117A携带的GBU-27,并准确的摧毁了巴格达市中心的电话电报大楼;F-111F战斗轰炸机曾在一次行动中出动46架,每架携带4枚GBU-12,创下了摧毁132辆坦克及装甲车的记录。“宝石路”(Paveway,又称“铺路”)激光制导炸弹是目前世界上生产数量最大的精确制导炸弹系列,“宝石路”已经发展了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三代,而且每代都有多种型号,如“宝石路”Ⅰ有GBU-10MB、GBU-11MB、GBU-12A/B,“宝石路”Ⅱ有GBU-10C/D/E/F/G/H/J、GBU-12D、GBU-16A/B,“宝石路”Ⅲ有GBU-22/B、GBU-24/B、GBU-24A/B、GBU-27/B、GBU-28MB等。各种型号在结构上基本相似,都是由Mk82、Mk83、Mk84或BLU-109、BLU-113等普通航空炸弹加装制导装置和稳定尾翼改造而成,且都采用半主动激光制导,因此具有较高的命中精度。 英国 激光制导炸弹 法国 法国的“模块式空对地武器(AASM)”计划,是法国开始自行研发精确制导武器的一项措施。通用机械电气公司生产的模块式空对地武器,是一种在防空区外发射的动力空对地武器,计划取代法国空军装备的AS30L激光制导炸弹。AASM以250千克级普通航空炸弹为基础,基本型采用GPS/INS制导,命中精度在10米左右,后续型可能增加红外成像导引头,届时命中精度有望达到激光制导的水平。最引人注目的是,AASM不但利用弹翼组件增大滑翔距离,而且将安装火箭发动机来提供飞行动力。其高空投放时射程预计可达50千米,低空投放时可达15千米,足以在防区外发射使用。法国空军总共订购了3000枚AASM,计划从2006年开始装备“幻影”2000D和“阵风”战斗机。 以色列 LIZARD激光制导炸弹 南非 “猛禽”Ⅱ用的激光制导炸弹 伊朗 2007年8月伊朗国防部的一份声明称,伊朗已成功研发了一种重达2000磅(900公斤)的“精确制导炸弹”。这一名为“信使”的炸弹装备了制导系统,它是由伊朗国防部的专家研制的,已进入了作战状态,伊朗的F-4和F-5战斗机可以投射这种炸弹。 对抗方法 了解了激光制导炸弹的特点与软肋后,就可以避实击虚,创造出诸如被动防护、主动对抗等多种方法。 激光制导炸弹的对抗方法与反对抗手段
被动防护 激光制导炸弹 遮障 激光制导炸弹 为了提高遮障的效率,就有必要采用烟雾、水幕、沙尘自动施放系统。所谓自动施放系统,就是设置综合告警装置并与计算机自动控制系统、施放装置相连。具体就是计算机控制系统将和预警系统,或者布置在重要目标外围的硬杀伤防御系统(比如高炮,导弹)的预警指挥系统相连,当预警系统告警或者激光感应器侦测出目标受到激光束的照射时,会按照程序启动点火施放装置,迅速地形成有足够浓度的遮障。美国研制的XM—57型发烟机和英国研制的SG—18型发烟机,其遮障效果就非常好。在很短时间内,这种发烟机就可在战场上形成一道高50米、宽30米,持续时间几分钟到几十分钟的烟雾笼罩地域,并能有效的使受保护目标避开目视和所有的热成像仪、光学侦查以及激光瞄准,极大地提高了目标的生存能力,成为一种高费效比的现代软防御手段。而苏联坦克更有一项绝技,除了坦克炮塔上火炮两侧的烟幕发射管以外,苏联坦克还可以通过向发动机排气管中喷射柴油来产生滚滚的烟雾。这都是有效的防御手段。 有源干扰 致盲式干扰法是一种重要的有源干扰(又称积极干扰),它是利用强光束直接瞄准对方激光接收系统中的“眼睛”——传感器,干扰其工作或者令其无法工作,甚至将其摧毁。一般来说,光电设备上的光敏元器件通常比较脆弱,所能承受的光强度有一定限制,一旦超出上限,则会使光敏元器件过载、失灵,甚至造成不可修复的损坏,从而使整个光电设备瘫痪。而致盲式干扰就是利用光电设备的这一弱点,趁虚而入。用强激光束照射激光制导炸弹,使炸弹上的光电探测器件失效,最终使炸弹致盲失控。 激光制导炸弹 打击干扰 激光制导炸弹的战术运用有双机协同作战和单机作战两种方式。但是这两种方式都有一个共同的缺点,就是炸弹投下后,照射机必须持续地对目标进行照射,直到激光制导炸弹命中,不能“投了就走”。这使得照射飞机在目标区内滞空时间过长。比如飞机进行中空轰炸时,投弹高度为5000米,那么无动力炸弹投下后,需要在空中飞行40秒左右才能命中目标,在这段时间内,飞行员不但要不停的将激光指示器对准目标,还要顾及地面威胁,这对飞行员的心理素质无疑是一个巨大的考验。这当然也是一个打掉它的良机,如果使用猛烈的防空火力进行轰击,会给飞行员施加巨大的心理压力,使其不能专心瞄准。海湾战争中,美军一个F-117飞行员,在攻击巴格达附近的一个导弹阵地时,遭到了地面防空炮火的猛烈射击,虽然这些纷飞的弹片对其构不成威胁,但是还使其惊恐万分,匆忙投下两枚激光制导炸弹之后,就立马溜之大吉,根本没有考虑炸弹是否命中目标。看来,这就是为什么有了防空导弹,还要配置大量高炮的原因,密集的炮火即使不能打下空中目标,起码也是对飞行员的心理震慑。 发展趋势 世界是矛盾的集合体。有矛就有盾,矛与盾总是相互促进发展的。有了对抗激光制导炸弹的方法,自然也会有如何破除对抗的方法。反干扰,使激光制导炸弹能够更准确、更有效率的摧毁目标是各国积极研究的方向,有些成果也已经进入实用化。 激光编码 激光制导炸弹 防护镜 为了避免激光制导武器的导引头受到外界强激光的照射而损坏光敏元器件,不少国家都在研究在光学仪器上配备变色镜,当强激光照射到透镜上时,透镜能在短时间内自动析出大量的银质粒子,对来袭强激光产生强烈的反射作用而阻止其通过,而当强激光小的时候,透镜又恢复到透明状态。 复合制导 激光制导炸弹 为了对付烟雾、水幕、沙尘遮蔽,也为了适应复杂的气候条件,激光制导炸弹可以采用“复合制导”,“复合制导”是指采用多种制导方式对制导武器进行制导,当某一种制导方式失效后,另一种制导方式可以自动接替工作,继续将导弹引向目标。而且,由于复合制导可以采取目标不同的特征值来判定真假。因此,复合制导还具有一定对真假目标的分辨能力。在此方面,美军装备的“铺路-1”型激光制导炸弹采用的就是复合制导。 火箭助推 激光制导炸弹 |
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