機載武器控制系統的發展分析＊

李國柱

（海軍裝備部西安軍事代表局 西安 710054）

1 引言

機載武器控制系統已成為現代作戰飛機的主體控制系統，隨著科技的進步，將繼續向著高度綜合化、智能化、模塊化、標準化的方向發展，可實現遠距指揮引導、超視距多目標、多機協同攻擊、近距大機動格斗、對面精確打擊和反隱身、反電子對抗的作戰能力。本文就機載武器控制系統、發展動向、發展分析等作進一步的研究和探討［1］。

2 機載武器控制系統

為完成作戰任務，控制系統必須對機上所攜帶的各種機載武器（如航炮、航箭、航空炸彈、空空導彈、空地導彈、激光制導武器等）進行外掛物管理和控制；對敵空中、地面、水上和水下各種運動的或靜止的、可見的或不可見的目標，進行搜索、識別、跟蹤、瞄準與實施各種攻擊方式的發射、制導、戰果記錄等整個作戰行動過程的控制和監控［2］。

2.1 組成

機載武器控制系統一般由目標參數測量、載機參數測量、武器控制計算、外掛管理、顯示與控制、數據傳輸和視頻記錄七個基本分系統組成。

2.2 功能

1）目標參數測量裝置。該系統主要用來探測目標相對于載機的方位、距離、速度和速度變化率等目標參數，該參數輸入到武器控制計算機進行彈道計算、輸出到顯示裝置，為武器的發射和投放尋找機會。

2）載機參數測量裝置。該系統主要用來測量載機的速度、加速度、航向、姿態和高度等本機的運動參數。這些參數輸入到武器控制計算機進行綜合處理后，輸出到顯控裝置，供飛行員操縱飛機和瞄準攻擊。

3）武器控制計算機。該系統主要用于導航計算、彈道計算、總線傳輸信息控制，顯示與控制等綜合信息的處理，為飛行員提供武器的發射和投放時機，它是武器控制系統的核心部件。

4）外掛物管理分系統。該系統是對武器及其它外掛物進行檢測、監視、控制和處理的設備，具有武器狀態監控、發射方式選擇和發射程序控制管理等功能。

5）綜合顯示與控制分系統。該系統是將所有飛行信息、目標信息、戰術信息和武器控制瞄準信息顯示給飛行員完成作戰任務，飛行員可操作控制面板來選擇各種顯示工作狀態。

6）數據傳輸分系統。該系統主要用于火控系統各部件之間的信息傳遞，并聯接各部件。

7）視頻記錄分系統。該系統主要用于記錄作戰、訓練過程中的各種參數和圖像，以便于戰后和訓練后判讀分析射擊效果和訓練情況。

2.3 特點

1）采用數字計算機和多路數據傳輸總線技術。現代機載火控系統廣泛應用多臺高性能數字式計算機，采用集中控制、分布處理的設計思想；采用數字式數據總線網絡，信息綜合利用，資源共享。

2）應用多傳感器綜合技術。通過傳感器數據融合獲取目標信息，提高系統的作戰效能。如綜合利用雷達、光電探測設備、前視紅外、電視等多種探測手段，發現和識別目標。

3）采用多種顯示技術。現代作戰飛機綜合利用平顯、多功能下顯、頭盔顯示器，取代大多數座艙儀表，極大地提高信息顯示數量、質量和人機工效，提高火控系統自動化水平。

4）減少開關數目。通過雙桿操縱（HOTAS）、綜合控制板、觸摸式控制屏、預編程開關等先進控制技術，減少了開關數目，減輕了駕駛員工作負擔，使武器控制操作快速、準確、可靠。

5）應用光電瞄準吊艙。現代戰斗機，攻擊機和武裝直升機廣泛裝備光電瞄準吊艙，同激光、電視、紅外制導炸彈和空地導彈配用，以增強對地攻擊能力。

6）通過機內自檢測、系統重構和容錯能力。在飛機作戰過程中，一旦系統發生故障，立即發出警告信號，任務管理計算機可根據實際故障情況進行降級處理及系統重構，使系統恢復全部或部分功能，并記錄故障情況供地勤人員維修參考。

2.4 作用

1）引導載體沿最佳航路接近目標和占位；

2）獲取作戰區域內的作戰信息，對目標的特性及威脅程度進行判定，以供飛行員作出戰斗決策；

3）搜索、捕獲及跟蹤所攻擊的目標，測量目標及載機的各種參數；

4）進行火力控制計算與顯示，為飛行員提供武器準確攻擊目標的發射條件和時機；

5）管理和控制所選武器的投放、發射和引炸；

6）對制導武器進行參量修正和制導控制；

7）對作戰效果進行檢查和記錄；

8）進行退出攻擊的處理和返航著陸。

2.5 關鍵技術

1）信息網絡一體化技術。信息網絡一體化技術是關于協同利用多平臺（機群及空、天、地、海）和多傳感器信息資源，對信息進行檢測、關聯、相關、估計、傳輸、合成與共享處理，并最終獲取目標狀態和特征估計以及戰場態勢的威脅評估，進而實現最優的指揮、控制與管理（傳感器管理）的多層次、多界面的自動智能決策過程，它的核心技術是多平臺／多傳感器／多目標信息融合技術及機間數據鏈技術。

2）智能指揮控制技術。智能指揮控制技術是機載武器指揮控制技術與人工智能技術、戰術決策技術的結合物，它主要是用于在作戰中輔助或代替駕駛員完成戰術態勢評估、戰術決策、空空攻擊、空面攻擊、攻擊效果評定、武器的自動匹配及投放管理等任務。

3）機載定向能武器控制技術。相對于現有的機載武器，定向能武器所具有的優勢是顯而易見的，但它同時也對機載武器系統和控制技術提出了新的、更高的要求。由于定向能武器為快速（接近光速）、非制導武器，武器是不需修正誤差的，因此，對目標的定位、瞄準必須非常精確。因此，必須建立在多源信息融合基礎上的高精度目標定位技術和直接瞄準、前置瞄準等瞄準技術。

3 發展動向

1）波音研制用于新型機載武器的先進傳感器。美國《波音公司網站》2007年10月5日報道：波音公司近期與美國空軍研究實驗室簽訂了60萬美元的合同，主要研制先進的雙任務空中優勢導彈（JDRADM）所用的導引頭綜合瞄準決戰傳感器（SITES），合同第一階段將主要研究和分析導引頭綜合瞄準決戰傳感器的基本需求。今年5月，波音公司與美國空軍簽訂了總額為420萬美元的雙任務空中優勢導彈合同，其重點是研究導彈的推進技術和控制技術。雙任務空中優勢導彈可在執行空對空和空對地任務時攻擊多種不同的目標，其采用的導引頭技術是導彈實現精確瞄準的關鍵技術之一［3］。

2）俄計劃2025年前為第五代戰斗機研制新式機載武器。俄羅斯《軍工信使》網2007年12月14日報道：俄羅斯空軍第30科研所所長尤里·巴雷科宣布，俄空軍計劃在2025年前為第五代飛機研制新式航空武器裝備［4］。

巴雷科認為，第五代飛機配備的新型武器，只有在所有航空武器裝備穩定發展的條件下方能制造。在此之前，俄羅斯空軍應繼續提升蘇－24前線轟炸機和蘇－25強擊機的攻擊和防御潛力，為其裝備改進升級的武器和技術裝備。與此同時應賦予第四代的蘇－27和米格－29殲擊機多功能性能，并為其補充裝備空－空和空－面導彈。而通過延長俄羅斯空軍現裝備的戰略巡航導彈服役期限的途徑，將能夠保障戰略航空核力量必要的潛力。

巴雷科認為，為確保遠程航空兵在常規戰爭中，在大陸戰區縱深后方和偏遠地理區域實施精確打擊的能力，應該為遠程航空兵飛機補充裝備常規裝藥的巡航導彈，以及在現有反艦導彈深度改進基礎上制造的導彈。

3）比利時FN赫斯塔爾公司攜單兵武器和機載武器亮相LAAD 2009航展。比利時FN赫斯塔爾公司2009年4月8日報道：比利時FN赫斯塔爾公司是世界著名的小口徑武器、彈藥以及武器系統生產商，公司攜其產品亮相2009年拉丁美洲航空與防務裝備展（LAAD 2009），本屆航展于2009年4月14日～2009年4月17日期間在巴西里約熱內盧舉行［5］。

FN赫斯塔爾公司將展出其最新研制的單兵武器：一種是特種作戰部隊戰斗突擊步槍（SCAR）系列，其中包括兩種高性能模塊化步槍，即5.56×45mm北約口徑的SCAR－L和7.62×51mm北約口徑的SCAR－H，另外一種是FN40GL式40mm低速榴彈發射器。此外，FN赫斯塔爾公司還將展出一系列著名的單兵武器，包括：米尼米（MINIMI）5.56mm輕機槍、米尼米7.62mm通用機槍以及M2HB式12.7mm可快速更換槍管重機槍；F2000突擊步槍、5.7×28mm武器系統（包括P90沖鋒槍和Five－seveN手槍），以及FN303非致命武器系統。

除了單兵便攜式武器之外，FN赫斯塔爾公司還設計、研制并投資開發了大量軍用武器系統，其范圍包括：集成有班組支援系統的車載、艦載以及機載武器系統；遙控武器站；軸向安裝吊艙；以及完整系列彈藥。實際上，FN赫斯塔爾公司的機載武器已被安裝在世界上超過1800架直升機和亞音速飛機上。根據用戶的不同需求，FN赫斯塔爾公司的機載武器系統還可進行改裝，以便能夠適用于不同結構的直升機。

4）法國定購新型20mm直升機載武器站。法國《航宇防務》2009年9月14日報道］法國國防部長埃爾韋·莫蘭宣布，根據政府的經濟復蘇計劃，法國定購了可配裝20mm自動炮的武器站，以將其集成到運輸機和武裝突擊直升機上［6］。

8月31日，法國武器裝備總署與奈克斯特系統公司及歐洲直升機公司簽訂了一份價值2200萬歐元的合同，這兩家公司不僅要提供25門20mm自動炮、炮架以及15套掛架，而且還要負責將其安裝到“美洲獅”（Cougar）直升機、“野貓”（Caracal）多用途直升機和作戰搜救直升機上。

自動炮型號為20M621，該炮目前已安裝在法國陸軍和空軍的小羚羊（Gazelle）、美洲豹（Puma）以及小狐（Fennec）直升機上。該炮射程2000m，將為美洲獅直升機提供在殺傷射程外攻擊敵方輕武器火力的能力。

SH20是一種可安裝20mm自動炮的伸縮式炮架。一旦配裝此炮架，直升機能夠以一種非侵犯性的姿態（炮架縮回且艙門關閉）飛越城區或近郊區，僅需幾秒便可打開側門并伸出炮架和火炮以攻擊目標。

5）比利時FN赫斯塔爾公司將為韓國提供機載武器吊艙。法國《航宇防務》2010年1月27日報道：據比利時FN赫斯塔爾公司宣布，其近日與韓國宇航工業公司（KAI）簽訂了一份合同，以便開展K0－1項目，其中包括提供軸向安裝的HMP250吊艙。FN赫斯塔爾公司的HMP250吊艙可配裝M3P式12.7mm機槍和容彈量為250發的彈匣。公司目前還生產配裝火箭彈發射器、彈匣容量達400發的吊艙。FN赫斯塔爾公司的M3P機槍專門設計用作機載武器，并具有以下主要特點和優勢：系統重量輕；射速高（1100發／分）；配裝有消焰器以提高射擊精度；可快速安裝；以及采用左路或右路供彈［7］。

除了吊艙武器系統之外，FN赫斯塔爾公司還研制和生產可安裝在直升機窗戶附近的武器架和MAG 58M式7.62×51mm機槍，受到多個亞太國家的青睞，這些國家打算將其安裝在直升機上執行多項任務。

FN赫斯塔爾公司的7.62mm樞軸武器系統具有以下特點：采用全機械操控，無需任何電力，即使在直升機出現問題時也能執行射擊任務；MAG 58M式7.62mm機槍采用開膛待擊模式，可預防走火，從而確保系統的安全性和可靠性；MAG 58M式7.62mm機槍安裝在軟座架上，以便在射擊過程中保持良好的平衡，從而提高射擊精度；MAG 58M式7.62mm機槍的射速達1000發／分，其回轉范圍大；以及樞軸武器系統也可采用12.7mm口徑，其中包括M3M機槍，同時還可提高射速、增強火力并提高有效射程。

對于所有產品而言，FN赫斯塔爾公司將系統集成到直升機上的全部工作，均與直升機生產商聯合開展，或者直接與用戶進行合作。

6）俄羅斯第五代戰斗機的機載武器將與飛機同步發展。俄羅斯國際文傳電訊2010年12月16日報道：俄羅斯戰術導彈武器集團公司正在為第五代戰斗機（PAK FA）研制航空殺傷武器。俄羅斯戰術導彈武器集體公司總裁奧布諾索夫稱，第一階段的前線航空兵未來航空綜合體（PAK FA）將在2012～2013年出現，在該時間以前也將準備好PAK FA的機載武器。此后，隨著PAK FA的發展，機載武器也將發展［8］。

PAK FA的內部武器艙既可以配置空空導彈，也可以配置空地導彈。空空導彈包括遠程和近程導彈，以及三角旗設計局研制的中程導彈。最初計劃給PAK FA配備革新家設計局研制的遠程空空導彈，但是根據招標結果，決定選擇戰術導彈武器集團公司研制的產品。對于空地導彈，PAK FA的內部武器艙可以配置反艦導彈、通用模塊式導彈以及250kg規格的航空制導炸彈。此外，PAK FA還可以在外部掛點攜帶各種用途的導彈以及1500kg規格的炸彈。

計劃為PAK FA配備的所有航空制導殺傷武器都由戰術導彈武器集團公司研制。

戰術導彈武器集體公司總裁奧布諾索夫指出，飛機僅僅是配置各種武器的平臺，今后戰斗機將主要依靠武器增強作戰效能，武器將使飛機潛能增加20%～30%。

針對履行2009年莫斯科航展期間簽訂的向俄空軍交付各種航空導彈武器的問題，奧布諾索夫稱，合同已經履行完畢。我們一家企業的年生產能力就能夠完成這份合同。奧布諾索夫指出，該集團公司龍頭企業的年生產額是80億盧布，整個集團公司的生產額達到380億盧布。

據悉，2009年莫斯科航展期間，戰術導彈武器集體公司簽訂了為俄羅斯軍方購買蘇系戰斗機提供未來航空殺傷武器的大型合同。俄空軍總司令澤林稱，合同總價值約為60億盧布，合同涉及14種以上新型武器，這些武器能夠滿足為俄空軍新采購或者升級飛機的需要。

在2009年莫斯科航展期間還宣布簽訂了3份合同。根據這些合同，蘇霍伊公司在2015年前將向俄空軍交付48架最新型蘇－35S戰斗機、12架蘇－27SM以及4架蘇－30M2戰斗機。

7）比利時FN赫斯塔爾公司展示便攜式武器和機載武器。法國《航宇防務》2012年3月23日報道］：在2012年3月27日～2012年4月1日期間舉行的2012年智利國際航空航天防務展上，比利時FN赫斯塔爾公司將展出便攜式武器以及車載和機載綜合武器系統［9］。

FN赫斯塔爾公司設計、研制和生產了多種具備先進打擊能力的完全集成機載武器系統，能安裝在多用途直升機和亞音速飛機上使用，同時操作簡單、安全性高。FN赫斯塔爾公司為直升機和亞音速飛機研制的樞軸安裝武器系統采用全機械設計，無需電力驅動，即使安裝架出現問題也能執行射擊任務。FN赫斯塔爾公司在本次展會上展出的MRP樞軸安裝系統配裝的是 M3M／GAU－21式12.7mm機槍。M3機槍射速達1100發／分鐘，是世界標準旋翼機載武器，能夠極大地提高乘員防護能力。

除了安裝在超過2800架直升機和亞音速飛機上使用的機載綜合武器系統之外，FN赫斯塔爾公司還展出了多種便攜式武器。SCAR突擊步槍有5.56×45mm和7.62×51mm兩種口徑，配有短槍管或標準槍管兩種不同長度的槍管，分別用于近距作戰和步兵作戰。SCAR突擊步槍采用先進設計，具有重量輕、射擊精度高、可靠性強等特點，可在最困難的條件下使用。

FN赫斯塔爾公司新研制的火控單元能確保晝夜發射40mm榴彈時準確命中目標。該火控單元采用人機工效設計，易于使用，且左右手均可操作。

4 發展分析

機載武器控制系統的發展趨勢：一是作戰功能控制多樣化；二是采用多源數據融合技術；三是機載武器控制綜合化；四是預警、作戰一體化；五是顯／控智能化；六是機載武器控制系統信息化［10］。

1）作戰功能控制多樣化。作戰功能主要突出超視距、多目標攻擊，控制發射后不管導彈。超視距多目標攻擊火控系統和發射后不管導彈配合，能同時跟蹤、識別多個目標并分別測定每個目標的參數，完成威脅判斷、攻擊目標的優先權確定及各種戰術數據處理，進行戰術決策；產生飛機操縱指令和雷達掃描指令；計算導彈允許發射區、導彈制導指令和顯示控制數據；發射前對發射后導彈進行參數裝定，使多枚導彈分別攻擊多個目標；進行殺傷概率評估等。

2）采用多源數據融合技術。采用多源數據融合技術，充分發揮多種探測手段的優勢，提高載機的綜合作戰效能。為提高作戰飛機的抗隱身、抗電磁干擾能力，使對空、對地作戰功能一體化，現代機載火控系統正開發利用多種傳感器探測目標，以便先敵發現、先敵攻擊，取得攻擊突然性。

3）機載武器控制綜合化。機載武器控制系統將向綜合武器控制／飛行控制系統、綜合火力／飛行／推力控制系統發展。在未來作戰中，綜合武器控制／飛系統或綜合武器控制／飛／推系統將能按最佳飛行路線、最佳航跡、最佳燃油消耗將飛機引導到最佳攻擊位置進行攻擊。它可實施對敵全方位、多種武器的投射；縮短攻擊占位時間及首攻時間，便于飛行員做到先敵發現、先敵攻擊，并可提高命中率；實現操縱控制的自動化、瞄準攻擊的自動化，減輕飛行員工作負擔，有利于飛行員觀察戰場態勢，及時作出新的戰斗決策。

4）預警、作戰一體化。采用先進的預警、通訊、指揮、控制系統及空空、空地數據傳輸系統。現代戰爭表明，預警指揮系統是現代空戰必不可少的裝備，而預警指揮飛機是實時指揮戰斗機進行空戰的機載中心。

5）顯／控智能化。采用更加先進的綜合控制／顯示系統，提高人機工效和綜合作戰效能。未來作戰飛機的顯示系統將采用有源矩陣彩色液晶顯示器、有源矩陣電致發光顯示器取代陰極射線管，綜合控制／顯示系統將向著視、聽、說、頭／手指向等多通道方向發展。

6）機載武器控制系統信息化。采用高速大容量計算機、高速光纖總線、電傳控制技術，使得機載火控系統綜合化達到更高水平。

5 結語

隨著數字技術、微電子技術和微計算機技術的飛速發展和廣泛應用，航空電子技術水平不斷提高，機載武器控制系統更加完善、更加可靠，在未來現代化戰爭或局部戰爭中，對于防空來說，適時運用機載武器控制系統一體化，就能夠有效地保護自身目標的安全［11］。

［1］盧廣山.機載火力指揮控制系統發展展望［J］.電光與控制，2005，12（5）：1－6.

［2］夏英明.論航空火力指揮控制系統［J］.電光與控制，2007，14（6）：1－7.

［3］波音研制用于新型機載武器的先進傳感器［N］.每日防務快訊，2007－10－11.

［4］俄計劃2025年前為第五代戰斗機研制新式機載武器［N］.每日防務快訊，2007－12－19.

［5］比利時FN赫斯塔爾公司攜單兵武器和機載武器亮相LAAD 2009航展［N］.每日防務快訊，2009－04－16.

［6］法國定購新型20毫米直升機載武器站［N］.每日防務快訊，2009－09－21.

［7］比利時FN赫斯塔爾公司將為韓國提供機載武器吊艙［N］.每日防務快訊，2010－02－04.

［8］俄羅斯第五代戰斗機的機載武器將與飛機同步發展［N］.每日防務快訊，2010－12－21.

［9］比利時FN赫斯塔爾公司展示便攜式武器和機載武器［N］.每日防務快訊，2012－03－23.

［10］魯藝，唐隆，呂躍，等.機載火力控制系統發展展望［J］.電光與控制，2012，19（10）：8－12.

［11］周志剛.機載火力控制系統分析［M］.北京：國防工業出版社，2008.