所謂巡飛彈,就是一種能在目標區上方進行“巡弋飛行”,“待機”執行多種作戰任務的新概念彈藥。它由戰斗部、制導裝置、推進系統、控制裝置(含彈翼)、穩定裝置(含尾翼或降落傘)等組成,可承擔監視、偵察、戰斗毀傷評估、空中無線中繼以及攻擊目標等任務。自1994年美國開始研制低成本自主攻擊彈藥(LOCASS)以來,該彈藥就引起廣泛關注。美國在該領域獨領風騷,已開始發展各種平臺攜帶的巡飛彈,主要有:前沿空中支援彈藥、“快看”偵察型巡飛彈,炮射廣域偵察彈、一次性多用途炮射巡飛彈、 “拉姆”(LAM)巡飛彈、“洛卡斯”(LOCASS)自主攻擊彈藥系統、“主宰者”巡飛彈、“低成本持續區域控制”(LOCPAD)小型彈藥等。除美國外,俄羅斯、以色列、英國等國家也加入巡飛彈藥的研制行列:俄羅斯研制了“旋風”300mm火箭彈投放的R-90巡飛子彈藥,英國在研制低成本巡飛彈(LCLC),以色列在研究單兵使用的巡飛彈等。
特點與分類
巡飛彈有許多優越之處。與無人機相比,它可以像常規彈藥一樣,由多種武器平臺發射或投放,可配用到各軍兵種,能快速進入作戰區域,突防能力強,戰術使用靈活;與常規彈藥相比,它多出一個“巡飛彈道”,留空時間長、作用范圍大,可發現并攻擊隱蔽的時間敏感目標;與巡航導彈相比,它成本低(不到后者的1/10)、效費比高,尺寸小、雷達截面積小、隱身能力較強,能承受極高的過載;與電視偵察彈相比,它偵察時間長、面積大,發現目標的概率大;與制導炮彈相比,它能根據戰場情況變化,自主或遙控改變飛行路線和任務,對目標形成較長時間的威脅,實施“有選擇”的精確打擊,并實現彈與彈之間的協同作戰。采用單一或多功能戰斗部,可搭載彩色電視攝像機、化學或生物探測傳感器、氣象儀器、非致命性裝置和殺傷戰斗部等載荷,具有目標搜索、目標監視與定位、戰斗毀傷評估、空中無線中繼以及攻擊目標等多種能力,增加了對付目標的靈活性。
按主要功能可劃分為偵察型巡飛彈和攻擊型巡飛彈。
偵察型巡飛彈 該彈攜帶晝夜光電傳感器、CCD攝像機等偵察/通信器材,在目標上方執行搜索、偵察、監視、指示、監控、中繼通信以及毀傷評估等任務。可長時間監視與指示戰場目標(尤其是時間敏感目標),并把獲取的信息及時告知己方指揮系統。彈藥的飛行軌跡包括彈道段、巡飛段兩部分,在攜帶的燃料燃盡后自毀。如美國的“快看”155mm偵察型巡飛彈、俄羅斯的R-90偵察型巡飛子彈藥和以色列的單兵偵察型巡飛彈等。
美軍研制的“快看”155mm偵察型巡飛彈攜帶晝夜傳感器,在50km遠處的巡飛時間為30分鐘,可掃描39km2區域內的目標,并將目標信息傳輸給地面指揮中心,在其它精確制導彈藥攻擊目標后,“快看”偵察型巡飛彈可對毀傷進行評估。以色列的“隕石”單兵巡飛彈是一種筒式發射的便攜式偵察型巡飛彈,彈翼在發射后快速展開為飛行狀態,可利用穩定式攝像頭大范圍和定點地監視目標。該彈重6.5kg,直徑120mm,翼展1.7m,作戰范圍10km,可在目標區域上方巡邏飛行60分鐘以上,提供目標的實時圖像并直接支援作戰部隊。
攻擊型巡飛彈 該彈不僅可在目標上方執行監視、目標指示和毀傷評估等任務,還攜帶著不同類型的戰斗部,能尋找最佳時機對目標進行精確打擊。它可在敵方目標上方長時間巡飛,隨時可以下手攻擊,使其不敢輕舉妄動。彈藥的飛行軌跡包括彈道段、巡飛段和攻擊段三部分,主要采用多模戰斗部,可根據目標類型采用不同的起爆模式,如美國的“拉姆”和“洛卡斯”。
精品巡飛彈
“洛卡斯”(LOCASS)巡飛彈 美軍的低成本自主攻擊系統是一種小型巡航導彈,可用SUU-64戰術彈藥布撒器等多種發射平臺發射。LOCAAS被發射到預定區域上空后,用激光探測和測距器發現、識別和鎖定目標,并在恰當的時機和準確的地點起爆自身裝載的多模戰斗部。其在計算機存儲器中存有多種軍事目標,可將目標呈現為實時三維圖像。自動目標識別處理器將這些圖像用來探測和識別目標。低成本自主攻擊系統可有效毀傷裝甲目標,亦可對機動發射架之類的目標實施軟壓制以及對雷達制導的防空導彈之類的目標進行戰術作戰。其攜帶的ATK多模戰斗部,可以根據目標的防護能力來決定形成聚能射流、爆炸成型彈丸或是破片。LOCASS內部有自毀裝置,當不能發現目標或燃油耗盡及發生故障時便啟動自毀裝置。在制導方式上,LOCASS采用GPS/INS導航系統。在飛行過程中飛行器之間可以通過數據鏈路進行通訊。按照設計要求,它在搜尋目標時可以飛行長達185km,能夠以最低消耗盤旋于戰場上空,并自主搜索和摧毀目標。它可對100km遠處的50km2區域進行搜索。LOCASS將使作戰人員具備搜索感興趣的區域、定位特殊目標、提供作戰識別并摧毀高價值目標的能力。
“拉姆”巡飛彈 美軍的“拉姆”巡飛彈采用小型渦輪噴氣發動機、多模式戰斗部和空/地/延時三模式引信、自主目標識別裝置和激光雷達導引頭,利用GPS/慣性系統進行導航,利用雙向數據鏈路進行戰場信息傳輸,具有搜索、監視、毀傷評估、空中無線中繼以及攻擊目標的功能,可以在空中盤旋45分鐘,搜索并攻擊100km距離內的軟目標,或向其它精確制導武器及常規武器發送火力呼喚,也可執行戰斗毀傷評估任務。
“拉姆”巡飛彈的特點是:采用具有目標自動識別能力的激光雷達導引頭,可進行目標識別與定位并為戰斗毀傷評估提供覆蓋范圍分別為直徑150m和500m的圖像;GPS與慣性導航系統將保證對固定與運動目標的精確攻擊,數字化傳輸系統將提供目標坐標和戰斗毀傷評估數據,并能在導彈飛行中改變任務;具有靈活的殺傷能力,較小的破甲殺傷戰斗部既可攻擊輕型裝甲車,也可攻擊軟目標;動力系統采用助推火箭和微型渦輪噴氣發動機。
“黛利拉”巡飛彈 以色列“黛利拉”巡飛彈是一種可以在空中巡飛的先進空對地防區外動力型無人飛行器,也稱為反輻射巡航導彈。該彈也可攜載不同的有效載荷,利用飛機、直升機或地機發射裝置發射,以執行各種縱深打擊任務,能夠攻擊移動目標,并進行實時毀傷評估。彈體采用標準模塊結構,由頭錐艙段(內裝反輻射導引頭和GPS天線)、電子戰設備艙段(內裝戰斗部及其引信)、后艙段(內裝油箱、發動機、伺服控制機構)和電源4部分組成。整個彈體呈圓柱形,鈍形彈鼻,彈體中間偏后部分安裝一對短的截稍梯形彈翼,尾部有4片矩形控制翼,呈X形布局。發動機進氣口位于彈體中部的下方。
“黛利拉”-1空射巡航導彈全長2.743m,彈徑0.33m,翼展1.15m,尾翼展0.82m,發射重量181.44kg,有效載荷50kg,使用1臺威廉姆斯J-400-WR-401發動機為動力,推力0.76kN。導彈發射后沿著預定的路線以高亞音速飛行,最大射程400km,初段為慣性加GPS制導,末段改為雷達制導,命中精度在91m之內。
“黛利拉”導彈典型的攻擊過程是:導彈發射后,彈上的飛行控制計算機利用其傳感器和導航分系統提供的方向和高度信息,不斷計算并存儲目標的相對位置。隨著導彈不斷接近目標,目標的相對位置也越來越精確。如果目標不斷輻射射頻信號,“黛利拉”巡航導彈就跟蹤并摧毀目標。假若目標情況有變或信號中斷,導彈會像飛機一樣在固定高度上作水平圓圈低速飛行,以發現射頻信號,并通過數據鏈將目標情況報告給指揮部,聽從指揮官指揮。如果沒有人指揮,導彈可由自身計算機界定攻擊。彈上尋的器具有自動跟蹤目標能力,哪怕目標移動了也能追蹤攻擊,而且還能像“戰斧”巡航導彈那樣對目標毀傷情況進行評估。
關鍵技術
巡飛彈是多種高新技術集成的產物,涉及的主要關鍵技術有:
小型低推力長航時動力技術
巡飛彈的低速長航時飛行對動力裝置和電源系統提出了嚴格要求。動力裝置一般是微小型渦輪噴氣發動機,渦扇發動機、脈動發動機以及新型推進劑發動機是未來的主要動力裝置,彈載設備的電力主要由鋰電池供應,銀鋅電池、燃料電池以及太陽能電源裝置是彈載電源研制的主要方向,要求它們要能夠承受10萬倍的重力加速度。
遠距離抗干擾雙路通信鏈路技術 巡飛彈的射程可達150km左右,而彈體長度一般在1m左右,這對信息傳輸裝置提出了更高的要求。為了獲得遠距離、高數據率、高質量的通信,必須研究高功率的數據發送機,要采用圖像壓縮技術以降低對寬帶的要求,要在信號處理過程中進行加密,以實施保密通信,要采用雙路通信鏈路傳遞和接收信息,必要時還要建立通信中繼站。
多模式戰斗部技術 多模式戰斗部是指根據目標類型而自動選擇不同作用模式的戰斗部。它可以根據不同的目標選擇最佳的起爆方式以達成最大的毀傷效果。目前多采用平盤狀藥形罩的多模式爆炸成型戰斗部,這種戰斗部可以采用多種作戰模式:形成分段/長桿式射流,用于侵徹重型裝甲;形成爆炸成型彈丸(EFP),用于對付裝甲車輛薄弱的頂部裝甲;形成破片,殺傷人員及無裝甲目標。LAM巡飛彈、“洛卡斯”巡飛彈等都采用了多模式戰斗部。