靈巧武器先鋒

鄭大壯

美國(guó)空軍小直徑航空炸彈

2015年10月6日，美國(guó)“防務(wù)更新”網(wǎng)站刊登了一篇題為《美空軍小直徑炸彈發(fā)展前景廣闊》的文章。該文從發(fā)展歷程、優(yōu)異性能等方面對(duì)美空軍小直徑炸彈（SDB）進(jìn)行了闡述，并稱(chēng)其將是美空軍第五代戰(zhàn)斗機(jī)F-22“猛禽”裝備的主力航空炸彈。這則文章再次引起了我們對(duì)這款炸彈的關(guān)注。那么，小直徑炸彈的真實(shí)面貌如何？它的作戰(zhàn)使用流程又是怎樣？且聽(tīng)本文分解。

美國(guó)空軍F-22戰(zhàn)斗機(jī)配裝GBU-39小直徑炸彈

橫空出世

航空炸彈的小型化可謂是軍事武器專(zhuān)家多年來(lái)所追求的一個(gè)目標(biāo)。可以說(shuō)，美軍近些年來(lái)所裝備研發(fā)的多種靈巧航空武器享譽(yù)世界。作為航空炸彈家族的又一生力軍，小直徑炸彈以其卓越的便攜性和靈巧性，或?qū)⒊蔀槊揽哲妼?duì)地攻擊作戰(zhàn)的中流砥柱。

小直徑炸彈的前身可以追溯到美軍研發(fā)微小型彈藥的概念，即“靈巧武器”的一種。美軍對(duì)于靈巧武器的定義十分寬泛，雖未從武器研發(fā)概念上賦予實(shí)際意義，但總體看來(lái)還是以輕巧靈便和切合實(shí)戰(zhàn)為主。關(guān)鍵就是能夠讓?xiě)?zhàn)機(jī)在有限的空間內(nèi)增大載彈量，提升攻擊效能。早在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，擔(dān)任美空軍主力戰(zhàn)機(jī)的F-117“夜鷹”每架次只能攜帶2枚908千克激光制導(dǎo)炸彈，攻擊2個(gè)地面固定目標(biāo)。由于這種激光制導(dǎo)炸彈比較笨重，致使F-117作戰(zhàn)能力受限。美空軍意識(shí)到，F(xiàn)-117只有內(nèi)彈艙、無(wú)外掛彈架，載彈量有限。此外，由于海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中彈藥尺寸和威力都過(guò)大，也造成了裝載不便和附帶傷亡大等問(wèn)題。

為使戰(zhàn)機(jī)能夠在一次行動(dòng)中打擊更多目標(biāo)，美空軍應(yīng)該研制一種威力大、尺寸小、精確度高的250磅級(jí)（113千克）小型航空炸彈，以增加F-117的載彈量，同時(shí)提高空戰(zhàn)速度、降低摧毀目標(biāo)成本。美空軍最初提出的目標(biāo)是：1架F-117攜帶與2枚2000磅級(jí)（908千克）激光制導(dǎo)炸彈重量相當(dāng)?shù)臄?shù)枚250磅小型航空炸彈，一次戰(zhàn)斗飛行過(guò)程中可打擊12個(gè)地面固定目標(biāo)。

第二代GBU-53/B小直徑炸彈

1995至2000年期間，美空軍研究實(shí)驗(yàn)室曾開(kāi)展過(guò)多個(gè)微型彈藥技術(shù)演示（MMTD）項(xiàng)目，其中包括微型彈藥技術(shù)（MMT）、小型靈巧炸彈（SSB）、靈巧的多彈發(fā)射軌（SMER）和小型增程靈巧炸彈（SSB-REX）等的研發(fā)工作，但都因技術(shù)和資金問(wèn)題相繼告吹。2001年年初，美空軍決定在SSB-REX項(xiàng)目的基礎(chǔ)上啟動(dòng)SDB項(xiàng)目。9月，美軍為兩大軍火巨頭波音公司和洛克希德·馬丁公司開(kāi)出了SDB項(xiàng)目的競(jìng)標(biāo)合同。波音公司提出了以聯(lián)合直接攻擊彈藥（JDAM）為基礎(chǔ)，研發(fā)代號(hào)為GBU-39的小直徑航空炸彈方案，洛克希德·馬丁公司提出了在聯(lián)合空對(duì)地防區(qū)外導(dǎo)彈（JASSM）和風(fēng)修正彈藥布撒器（WCMD）等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上研制GBU-41的方案。經(jīng)過(guò)細(xì)致評(píng)定，美空軍于2001年10月選擇了波音公司的GBU-39方案，并正式命名為SDB，即第一代小直徑炸彈。同時(shí)，波音公司獲得了價(jià)值25億美元的SDB研制與生產(chǎn)合同，成為SDB的主承包商。

第一代小直徑炸彈的全長(zhǎng)1.82米，重113千克，戰(zhàn)斗部裝藥量22.7千克，最大飛行距離18.5千米，在加裝輔助飛行裝置后可以擴(kuò)展至65千米，設(shè)計(jì)之初主要用于裝備F-15戰(zhàn)斗機(jī)。另外，該型炸彈對(duì)鋼筋水泥的穿透力大于1米，在復(fù)雜氣象條件下也可實(shí)施空對(duì)地作戰(zhàn)（但精確度稍顯不足），特別適合美軍現(xiàn)代反恐戰(zhàn)爭(zhēng)和低空近距離火力支援的戰(zhàn)場(chǎng)需求。隨著首批次第一代小直徑炸彈在2006年9月交付使用，其開(kāi)始大量應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)。美軍F-15戰(zhàn)斗機(jī)在伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)曾多次投放，取得驕人的戰(zhàn)績(jī)。在大獲成功后，該型炸彈還曾出口以色列，在對(duì)巴勒斯坦加沙地帶的空襲中也曾多次使用。不過(guò)，該型炸彈也暴露出了易受電磁輻射干擾、無(wú)法精確打擊小型移動(dòng)目標(biāo)等缺陷。

在技術(shù)攻關(guān)方面，激光雷達(dá)尋的頭是小直徑炸彈的核心技術(shù)。它采用三維模型匹配算法，可獲得三維高分辨率圖像，能夠區(qū)分坦克、步兵戰(zhàn)車(chē)和地空導(dǎo)彈等不同類(lèi)型的目標(biāo)。借助激光雷達(dá)尋的頭制導(dǎo)技術(shù)，小直徑炸彈的命中精度可達(dá)到1～3米。此外，其采用了菱形背彈翼和格柵翼技術(shù)。菱形背翼是一種低成本、高性能、掃描軌跡較大的彈翼組件。菱形背彈翼增程組件收縮時(shí)位于炸彈腹下，展開(kāi)后是一種菱形結(jié)構(gòu)，可使彈翼的壓力中心位于炸彈重心處，并在高速狀態(tài)下提供擾動(dòng)阻力。這種彈翼具有較大的升阻比，提高了炸彈的防區(qū)外射程和橫向機(jī)動(dòng)能力。折疊式菱形背彈翼是為F-117、F-22、B-1B和B-2A等設(shè)計(jì)的，利用菱形背彈翼的小直徑炸彈可滑翔飛行65千米。格柵翼看起來(lái)像是一個(gè)有一定厚度的方形網(wǎng)球拍。它由一系列薄薄的、相互連接的金屬提升翼面構(gòu)成，裝在一個(gè)堅(jiān)固的矩形框架結(jié)構(gòu)中。彈翼沿彈體向前折疊，可以使空氣動(dòng)力學(xué)控制裝置更為緊湊;并在炸彈投下之后利用氣流作用使彈翼迅速展開(kāi)，摒棄了復(fù)雜而笨重的彈翼展開(kāi)機(jī)構(gòu)。與普通翼相比，格柵翼下側(cè)的阻力稍大，但升力較大且便于操縱。小直徑炸彈利用菱形背彈翼和格柵翼技術(shù)，最大滑翔飛行距離可達(dá)92.6千米。

后來(lái)居上

早在第一代小直徑炸彈發(fā)展的初期，美軍就提出了“梯次式”發(fā)展思路，擬構(gòu)建第二代小直徑炸彈。據(jù)悉，波音公司曾提出了研發(fā)GBU-40/B后續(xù)方案，基于現(xiàn)有的GBU-39對(duì)地面移動(dòng)目標(biāo)的打擊能力較弱，主要是在原彈體結(jié)構(gòu)上加裝三模制導(dǎo)頭（即利用三種模式對(duì)炸彈進(jìn)行制導(dǎo)，且三種模式可根據(jù)外部環(huán)境的變換進(jìn)行實(shí)時(shí)切換），以能夠精確打擊地面上的小型移動(dòng)目標(biāo)。第二代小直徑炸彈的最大特點(diǎn)就是可在任何復(fù)雜氣象條件下，對(duì)地面固定目標(biāo)或者大型移動(dòng)目標(biāo)予以打擊，能夠?qū)ι涑踢_(dá)100千米左右的地面空防系統(tǒng)實(shí)施攻擊，如俄制“山毛櫸”、改進(jìn)型“霍克”防空系統(tǒng)等。

第二代小直徑炸彈對(duì)小型移動(dòng)目標(biāo)的打擊能力也為美海軍垂涎已久，其早在2003年就向空軍提出希望加入第二代小直徑炸彈研發(fā)計(jì)劃，并要求盡早啟動(dòng)該計(jì)劃。就此，美空軍在2005年9月9日正式啟動(dòng)了第二代小直徑炸彈研發(fā)生產(chǎn)計(jì)劃，并于2006年5月敲定了以波音公司的GBU-40/B方案為基礎(chǔ)，由洛·馬公司提供輔助技術(shù)，雷聲公司提供技術(shù)支持的方案。該項(xiàng)目最終被命名為GBU-53項(xiàng)目，即第二代小直徑炸彈。相比較而言，第二代小直徑炸彈對(duì)第一代小直徑炸彈的主要改進(jìn)是加裝了三模制導(dǎo)頭、自動(dòng)瞄準(zhǔn)識(shí)別系統(tǒng)及雙向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。2009年5月，首枚GBU-53完成試射，2009年7月完成數(shù)據(jù)鏈試驗(yàn)，2009年10月完成了戰(zhàn)機(jī)飛行試驗(yàn)。此后，項(xiàng)目小組又驗(yàn)證了最為關(guān)鍵的三模制導(dǎo)頭外部環(huán)境實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換能力。但最終由于波音公司的研發(fā)進(jìn)展不盡人意，美軍在2010年6月將第二代小直徑炸彈4.7億美元的全部研發(fā)合同授予了雷聲公司。

按照計(jì)劃，第二代小直徑炸彈的試生產(chǎn)階段于2010年7月開(kāi)始，于2012年底開(kāi)始大批量生產(chǎn)，2014年交付給美軍服役。美國(guó)空海軍計(jì)劃總共購(gòu)買(mǎi)15000枚第二代小直徑炸彈。在掛載飛行方面，第二代小直徑炸彈目前試驗(yàn)的載機(jī)也僅限于F-15，以后將推廣到F-22、F-35等第四代戰(zhàn)機(jī)上，或是MQ-9無(wú)人攻擊機(jī)上。有消息稱(chēng)，英國(guó)、以色列等國(guó)在獲知這一消息后也對(duì)該新型武器表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

特色鮮明

第二代GBU-53/B小直徑炸彈是在第一代GBU-39/B小直徑炸彈基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其保持了與GBU-39/B相同外觀(guān)。從項(xiàng)目小組所發(fā)布的數(shù)據(jù)情況來(lái)看，第二代小直徑炸彈身長(zhǎng)1.8米，翼展1.71米，直徑145～179毫米，總重94.7千克。其在外觀(guān)上與第一代小直徑炸彈最大的不同是頭部前端為鈍形透明頭錐，主要是為了滿(mǎn)足三模制導(dǎo)頭中紅外和激光制導(dǎo)方式的需求，因?yàn)榧t外和激光制導(dǎo)模式需要較為透明的空間材料，且不能被干擾。其次，在飛行方面，項(xiàng)目小組充分的考慮到GBU-53應(yīng)采用刀形翼，而不是GBU-39所采用的菱形翼，該型翼更加符合動(dòng)力飛行原理，并可大幅提升炸彈的飛行能力。另外，炸彈的儀器艙在彈體頭部的后段，儀器艙的前半部分為信息系統(tǒng)控制單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、整理、傳送;儀器艙的后半部分為三模制導(dǎo)頭的電子設(shè)備控制傳輸單元，用于在三模制導(dǎo)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。與此同時(shí)，彈體的上層為獨(dú)特的彈出式空氣渦輪發(fā)電機(jī)，可以利用高速飛行所產(chǎn)生的動(dòng)力帶動(dòng)一部微型發(fā)電機(jī)，為三模制導(dǎo)頭提供電力支持，減輕了彈載熱電池的負(fù)荷。

彈體的中部為戰(zhàn)斗部。第二代小直徑炸彈為多效能打擊戰(zhàn)斗部，裝藥為內(nèi)圓錐形，體積較小但威力不減。引信在戰(zhàn)斗部后端，與尾艙的任務(wù)計(jì)算機(jī)相連接。任務(wù)計(jì)算機(jī)后邊為彈載熱電池，電池后為微型數(shù)據(jù)鏈單元。從外觀(guān)看，微型數(shù)據(jù)鏈單元上面有一部鞭形天線(xiàn)，用于數(shù)據(jù)傳輸。彈體最后端為啟動(dòng)控制單元，外部有4個(gè)呈十字狀配置的折疊尾翼，主彈翼和尾彈翼在投放前均為折疊狀態(tài)，彈體腹部有兩個(gè)掛耳和一個(gè)數(shù)據(jù)鏈接口，在飛機(jī)等平臺(tái)上掛載時(shí)為彈腹部朝上。

第二代小直徑炸彈在作戰(zhàn)性能上較之第一代有大幅提升，與美軍其他空對(duì)地導(dǎo)彈相比，其主要性能特點(diǎn)如下：

炸彈的整體容積雖然有限，加裝三模制導(dǎo)頭和雙向數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)掷щy，但雷聲公司仍巧妙的解決了這一問(wèn)題。第二代小直徑炸彈在保留第一代原有的GPS全球定位系統(tǒng)方式制導(dǎo)的前提下，在頭部加裝了三模制導(dǎo)頭。為適應(yīng)新的制導(dǎo)技術(shù)的要求，第二代小直徑炸彈頭部一改尖銳錐形，采用了圓鈍形，直徑明顯加大。在復(fù)雜氣象條件下，三模制導(dǎo)頭可利用GPS制導(dǎo)方式，利用GPS信息快速探測(cè)、定位和跟蹤移動(dòng)目標(biāo);在暗夜或是光線(xiàn)不足的條件下，使用紅外制導(dǎo)模式實(shí)施精確瞄準(zhǔn)，提高對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的解析能力;而在對(duì)地面大型固定目標(biāo)實(shí)施打擊時(shí)，則可利用激光制導(dǎo)模式。與此同時(shí)，第二代小直徑炸彈還引入了先進(jìn)的成像技術(shù)及熱輻射測(cè)量技術(shù)，可利用熱源輻射原理搜索跟蹤目標(biāo)。三模制導(dǎo)方式可根據(jù)外部環(huán)境的變化實(shí)時(shí)自動(dòng)切換，這樣就大幅提升了戰(zhàn)機(jī)空對(duì)地打擊的精確性及可靠性。

美空軍第二代小直徑炸彈采用了雙向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，第一路數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菍⒌孛婊蚴禽d機(jī)所收集到的情報(bào)信息傳送至炸彈，或是在必要時(shí)向炸彈發(fā)出攻擊指令;另一路數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菍⑺褂玫闹茖?dǎo)模式（三模制導(dǎo)中的一種模式）在炸彈上和信息控制系統(tǒng)之間進(jìn)行互動(dòng)式的傳送，用于武器的瞄準(zhǔn)，并將武器發(fā)射前和飛行中的狀態(tài)信息回傳至飛機(jī)火控系統(tǒng)的控制終端。據(jù)悉，這種雙向數(shù)據(jù)鏈還曾用于美軍的聯(lián)合直接攻擊炸彈、“捕鯨叉”等先進(jìn)武器項(xiàng)目。這種雙向通信使用戶(hù)可以定位機(jī)動(dòng)目標(biāo)，向飛行中的武器傳輸命令，如更新目標(biāo)定位和重新瞄準(zhǔn)，并且可以產(chǎn)生制導(dǎo)信息從而跟蹤機(jī)動(dòng)目標(biāo)，同時(shí)使炸彈在打擊目標(biāo)的瞬間傳輸毀傷評(píng)估信息。

最初，雷聲公司在第二代小直徑炸彈上使用了與第一代小直徑炸彈相同的彈頭。但是通過(guò)試驗(yàn)，他們決定開(kāi)發(fā)一種更能滿(mǎn)足實(shí)戰(zhàn)需求的新式彈頭。新式彈頭的炸藥在爆炸時(shí)所產(chǎn)生的能量流能夠穿透裝甲，打擊坦克、裝甲車(chē)等重裝目標(biāo)。另外，由特殊復(fù)合材料制作的彈頭外殼在爆炸后造成的沖擊波及碎片也可瞬時(shí)打擊地面有生力量和輕型裝甲，這些都為該型炸彈進(jìn)攻類(lèi)型的多樣化做出了重要鋪墊。

與此同時(shí)，為了降低所可能附帶的損傷率，項(xiàng)目設(shè)計(jì)組在第二代小直徑炸彈上還使用了高能量毀傷技術(shù)，在戰(zhàn)斗部的外殼上使用了新型材料取代在第一代小直徑炸彈中所使用的純金屬外殼，可降低附帶的殺傷能力。在炸彈爆炸時(shí)，戰(zhàn)斗部將產(chǎn)生纖維碎片，而非金屬碎片，從而限制其殺傷范圍。

復(fù)雜多變

小直徑炸彈有多種作戰(zhàn)樣式，從目前的分析來(lái)看分為標(biāo)準(zhǔn)打擊模式、協(xié)同攻擊模式和即時(shí)打擊模式。標(biāo)準(zhǔn)模式適用于在良好天氣條件下進(jìn)攻地面目標(biāo)。在這種模式中，小直徑炸彈可較為靈活的打擊正常地面上的固定目標(biāo)。但這種模式需要對(duì)所要進(jìn)攻的目標(biāo)實(shí)施精確校準(zhǔn)，甚或是連續(xù)跟蹤式校準(zhǔn)，且載機(jī)在投彈后不必再對(duì)炸彈進(jìn)行操控，而是完全由炸彈本身實(shí)施目標(biāo)打擊，因此僅能進(jìn)行“一對(duì)一”的攻擊，很難攻擊大量目標(biāo)。通常情況下，美軍戰(zhàn)機(jī)的空對(duì)地作戰(zhàn)，如果掛載了小直徑炸彈，在執(zhí)行近距離空中支援任務(wù)時(shí)將采用這一模式。

在協(xié)同攻擊模式中，載機(jī)在發(fā)射小直徑炸彈后，可利用繼續(xù)發(fā)射其他武器的方式同時(shí)襲擊多個(gè)地面目標(biāo)，完成毀傷大量目標(biāo)的效果，通過(guò)制造某種意義上的“炸彈流”來(lái)提高打擊效能。這樣，小直徑炸彈就可與載機(jī)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)協(xié)同。同時(shí)，也可要求地面或編隊(duì)內(nèi)的其他戰(zhàn)機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)。

即時(shí)打擊模式強(qiáng)調(diào)打擊的時(shí)效性、快速性，主要指第二代小直徑炸彈，其多用于進(jìn)攻遠(yuǎn)距離和隨機(jī)出現(xiàn)的地面移動(dòng)目標(biāo)。這種情況下，多使用紅外制導(dǎo)或是激光制導(dǎo)方式攻擊，也可以由地面指揮人員通過(guò)GPS系統(tǒng)向炸彈傳送目標(biāo)數(shù)據(jù)信息，利用特有的雙路數(shù)據(jù)鏈瞬時(shí)完成數(shù)據(jù)的交換傳輸及精確打擊。而且，由于小直徑炸彈的特殊能力，戰(zhàn)機(jī)可在發(fā)射后迅速撤退，降低遭打擊風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)，小直徑炸彈將被美軍大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)，其效果究竟如何，我們將拭目以待。

（編輯/黃國(guó)志）