小型巡飛彈發展現狀與展望

呂超凡 姜波

小型巡飛彈作為微小型無人機和制導彈藥組合，具有智能化、高機動性、低成本等特點，成為未來信息化作戰的重要武器之一。本文簡要介紹國外典型巡飛彈的研制背景、作戰能力及主要戰技指標，提出小型巡飛彈的主要關鍵技術，包括折疊翼設計與展開技術、抗過載發射與減速止旋技術、目標搜索與跟蹤技術等，并對未來發展趨勢進行展望，希望把握無人機前沿技術發展動態的同時，為發展我國小型巡飛彈技術與裝備提供相關戰略思考與建議。

基于無人機演變發展的小型巡飛彈，能夠根據規劃航線自主飛行、在作戰目標區域進行巡弋飛行，待機執行多項戰術使命的智能彈藥，可承擔監視、目標偵察、戰斗毀傷評估、空中通信中繼以及攻擊目標等單一或多項戰斗任務。主要由任務載荷、制導、動力、飛行控制、導航等設備組成。

小型巡飛彈兼具巡航導彈和無人機的特點，與巡航導彈相比，巡飛彈續航時間長、作用范圍廣、持續威懾能力強，可發現和攻擊各種隱蔽目標、反斜面目標和時間敏感目標等;與無人機相比，巡飛彈可以像常規導彈一樣，由多種武器平臺發射或投放，可配裝到各軍兵種，能夠快速進入作戰區域，突防能力強、戰術使用靈活，兼具信息保障和精確打擊功能，并可實現彈彈之間的協同作戰。

發展現狀

小型巡飛彈概念提出較早，1994年美國最先開展裝備相關論證研究工作，其研究項目是“低成本自主攻擊彈藥”（LOCASS），之后小型巡飛彈引起世界各軍事強國高度重視，發展速度極快，各類小型巡飛彈也應運而生。目前美國的技術水平最高，已成功研制多型由各種運載平臺發射并應用于實戰的巡飛彈。以色列、俄羅斯、英國等國家近幾年也紛紛加快巡飛彈的研發進程，表1是國外典型產品介紹。

“低成本自主攻擊彈藥”由美國洛克希德·馬丁公司研制，該系統主要由J45G渦噴發動機、可折疊機翼及尾翼、用于定位搜尋的激光雷達導引頭、GPS/INS導航裝置以及保險與解除保險裝置組成。機翼向后折疊，疊放于彈身上部，發射前處于折疊狀態，機翼展開與折疊狀態見圖1。該巡飛彈可通過多種平臺發射，如火箭彈、導彈、布撒器等，一次可偵察面積74km2，射程為200km，能摧毀地面靜止目標和運動目標。圖1為LOCASS系統機翼展開與折疊狀態。

LAM是一種不可回收的空中巡航式搜索一攻擊無人機，由洛克希德-馬丁公司研制。研制初期外形為圓形結構。之后為提高續航時間和飛行穩定性，2005年底更改為方形彈體，其折疊狀態和發射狀態如圖2所示。該系統采用箱式發射，選用小型渦輪噴氣發動機為動力。利用GPS/INS進行導航，可自動導航或由人操控飛行作戰，具有搜索、巡航、毀傷評估、通信中繼以及精確打擊目標等功能。

“快看”（Quick Look）由美國陸軍武器研究發展與工程中心（ARDEC）火力支援武器中心設計研發，巡航速度148km/h，航程185km，續航時間3h，機翼展開狀態與發射場景如圖3所示。該系統2000年6月底完成全尺寸非動力型飛行試驗，2001年2月進行了動力型前沿空中支援彈藥首飛，能夠完成搜尋、攻擊、毀傷評估等任務。

“彈簧刀”（Switchblade）是美國航空環境公司（Aero Vironment）2008年研發的單兵無人機作戰系統。該系統前后機翼、方向舵和螺旋槳均可折疊。發射前位于發射筒內為折疊狀態，離開發射筒后迅速展開;其機身前方配置有導引頭，中部是戰斗部和電子部件，后部裝有動力裝置和電池，重心在中部附近。該系統攜帶方便。隱蔽性較強，有利于短距離偵察和打擊，并可采用多種平臺發射。其發射與巡航狀態如圖4所示。

“火力影子”（Fire Shadow）是英國國防部牽頭，由MBDA導彈系統公司研制，續航時間達10h，最大作戰半徑150km，飛行速度為150～300km/h，其作戰概念圖見圖5。該系統于2007年9月19日首次亮相于英國國際防務展，可執行情報獲取、目標捕獲、偵察、監視、數據采集，高過載俯沖和機動打擊等任務。

“綠龍”（Green Dragon堤：以色列飛機工業公司2016年公布的一種新型低成本戰術巡飛彈，采用電動螺旋槳式動力驅動，最大射程40km，續航時間1.5～2h。該巡飛彈采用機動性儲運發一體化設計，一次可攜帶12～16枚巡飛彈;采用光電導引頭，跟蹤角度范圍大，能夠實現持續跟蹤目標。其巡飛狀態和多單元發射車見圖6。

R-90是俄羅斯合金精密儀表設計局研制的一種巡飛彈，由射程70Km的口徑300mm“旋風”多管火箭炮中發射，巡飛至目標區域上空后，巡飛子彈藥從火箭彈中拋出，打開減速傘，完成彈翼及尾舵展開，隨后拋掉降落傘并啟動脈動噴氣發動機，在彈載導航系統的控制下于目標區上空200～600m高度沿預設航線巡飛30min。該型巡飛彈已定型并列裝，其發射機構與多發射車見圖7。

從上述國外典型巡飛彈的發展狀況看出，巡飛彈種類繁多，功能各異，各有特點。從巡飛彈發展趨勢來看，巡飛彈正在向小型化、輕量化、便攜性、多用途、高精度方向發展。

關鍵技術分析

小型巡飛彈是多項高新技術集成的武器系統，研發過程中急需突破一些技術瓶頸。對于偵察型巡飛彈，氣動布局尤其是彈翼設計、群發與展開設計直接影響其貯運、發射與飛行;對于采用管式發射的偵察型巡飛彈，發射時高抗過載設計、彈道段的減速減旋和高精度制導技術對系統至關重要。

折疊翼設計與展開技術

為滿足小型巡飛彈氣動升阻特性需求，應使用較大展弦比機翼，在滿足氣動特性的情況下，機翼折疊狀態必須完全和機身收放為一體，但機翼結構緊湊，翼薄且輕會引起機翼剛度無法滿足飛行要求。目前，此類巡飛彈多采用串列翼氣動布局。該型布局的升力由前后翼分別產生，重心居于兩者之間，避免配平阻力產生，并保證一定的縱向靜穩定裕度。

小型巡飛彈戰術使命和應用方式決定了其折疊、展開結構緊湊、快速、安全可靠等特點，折疊、展開方式分為充氣式、電機驅動式和彈簧折疊式等。目前，大多采用彈簧作為儲能部件，輸出扭矩驅動機翼展開，影響其作動的主要因素為機翼氣動力在轉動平面內的分量和巡飛彈翼身結構間的摩擦力。

抗過載發射及減速止旋技術

小型巡飛彈多采用管式發射，尤其是炮射巡飛彈，要承受很高的發射過載。對彈載制導控制組件、發動機、彈翼折疊裝置、偵察任務載荷的抗過載要求很高;彈載任務設備、導航制導裝置以及數據鏈中的電子器件、光學設備等需安裝隔振裝置;部分電子器件還需塑封固定。

小型巡飛彈從管中發射出來后，處在高速滾轉運動中，而高速滾轉一方面使導航設備和其他控制部件無法正常工作，另一方面使彈體產生偏航運動。因此，在巡飛彈發射后，就必須馬上開啟減旋機構，使巡飛彈迅速進入穩定爬升階段。目前普遍采用的減旋裝置是彈載翼片，翼片在滾轉過程中產生氣動力并形成阻尼力矩，能降低或減小彈體自旋的速度，圖8為發射流程。

目標搜索與穩定跟蹤技術

小型巡飛彈的目標搜索與穩定跟蹤基本由多個光電傳感器組合完成，光電傳感器通過滾轉框架或直接與巡飛彈機體固聯，實現大范圍目標搜索、識別、捕獲、跟蹤和攻擊。主光電探測器采用前視安裝，視軸與主軸指向相同，主要實現目標搜索和末端制導功能，副探測器采用側斜視安裝方式，主要擴展目標搜索范圍。

工作時多個探測器同時開機，實現較大范圍目標搜索、捕獲、識別后轉入穩定跟蹤。光電探測器之間由寬視場搜索轉為窄視場跟蹤時應過渡平滑、連續、響應及時，采用電子穩像、圖像合成、智能判決、情報挖掘等技術實現目標發現、識別和穩定跟蹤，導引巡飛彈姿態由航向閉環、平飛轉俯沖和末端攻擊的航向精度。發展趨勢

未來，各國將更加重視集偵察、監視、打擊及戰場毀傷評估于一體的巡飛攻擊武器系統，進一步提高武器系統的戰場態勢感知能力和實時精確打擊能力。國外已經研發的巡飛武器裝備呈現出如下發展趨勢。

發射方式多樣性

采用通用發射平臺，實現系列化、一體化發射是巡飛彈的重要趨勢之一。在美國國防部組織的美軍最新空射無人機集群作戰演示中。Locust由飛機上的標準照明彈布撤器發射?！敖祭恰毖诧w彈通過空射聲納浮標發射器發射，并計劃用于裝備P-3C海上巡邏機和SH-60反潛直升機。WASP巡飛彈由M483式155mm子彈藥或類似的子母彈攜帶投放。

制空能力持久性

各國裝備使用或在研的各類彈藥，主要用于對抗位置或移動路線預先確定好的目標。即便是制導炮彈，它們的搜索能力也極為有限，僅限于探測系統的工作范圍內。與其相比，“火力影子”巡飛彈對預定區域具有較強的制空能力，對攻擊目標尤其是機動以及隱蔽等目標打擊成功率極高。

在監視與打擊時間敏感目標的過程中，如果目標藏匿，巡飛彈就需要在目標上空不斷盤旋搜索，直至重新發現目標，對續航時間提出了較高要求。

作戰能力網絡化

隨著智能化、網絡化、信息化、自主化等技術的快速發展，巡飛彈的網絡化作戰能力已經拓展到巡飛彈與巡飛彈、精打彈之間的協同作戰，多枚巡飛彈構成一個作戰網絡，飛彈之間信息互通、作戰任務實時規劃，極大提高了未來作戰效能。圖9為發射后集結狀態。

美國海軍和空軍均將自主協同作戰作為集群無人機的重點技術來研發。2016年1月發布的拒止環境中的協同作戰（CODE）項目即是針對無人機編隊的算法研究。2016年10月，由三架大黃蜂戰斗機發射103架“灰山鶉”（Perdix）微型無人機進行集群飛行試驗，展示了無中心化集群控制的典型特征。

思考與建議

戰術層面要求精確制導彈藥縮短發現到攻擊的時間，快速識別和打擊時效性很強或者轉瞬即逝的目標，基于這種需求，巡飛彈作為精準武器，正在取得相當大的進展。從目前研究發展來看，建議在以下幾方面開展研究。

便攜式察打裝備

我國應抓住發展小型巡飛彈時間窗口，加大投入，爭取短時間內研發成功一型國家急需產品，為我軍形成特種作戰新質戰斗力奠定基礎。

美國陸軍“彈簧刀”巡飛彈充分體現了小型巡飛彈技術特點，標志著國外具有偵察打擊一體化能力的單兵巡飛彈正式步入作戰使用階段。在沒有空中、地面火力支援的情況下，單兵巡飛彈能夠使小規模部隊如班、排和特種作戰分隊實現即時打擊視距外目標，體現了陸軍武器裝備部署使用的靈活性。截止2013年9月，美國軍方“彈簧刀”合同總額達到5140萬美元，創下單位時間內微型無人機合同金額的最高紀錄，充分體現了對小型巡飛彈作戰效能的認可。

高精度小型導航

當前巡飛彈主要采用慣導系統lNS/GPS組合導航系統，作為一種成熟的導航技術，INS/GPS組合導航系統將慣導的自主性、短期高精度性和GPS誤差不隨時間積累、長期高精度性有機地結合起來，使組合后的導航性能比任一系統的單獨使用取得很大提高。

近年來，快速發展的微機電系統（MEMS）和慣導系統（INS），不僅成本低、體積小，且具有抗高過載的特點，巡飛彈作為戰術級武器，目前微機電慣性測量單元（MEMSlMU）精度已經可以滿足需求，極大降低了慣性傳感器的使用成本，因此，MEMSIMU已成為巡飛彈慣性導航的首選。美軍“彈簧刀”巡飛彈每套系統制造成本僅1萬美元約（6.2萬人民幣），低于美空軍最小制導炸彈GBU-38”小直徑炸彈”（4萬美元）和陸軍“標槍”反坦克導彈（7萬美元）。

一體化精確制導

小型巡飛彈裝備研發繼續堅持高起點，突出自主創新，充分吸收和借鑒國內外先進技術，對關鍵技術有重點地開展技術合作和技術引進，加大關鍵共性技術與關鍵原材料、元器件的研發力度，強化制導技術、巡飛彈貯運發一體化技術、網絡化集群技術的交叉融合，提高原創技術持續攻關，結合未來作戰特點，盡快把產品優化改進，滿足實戰化要求，促進小型巡飛彈快速發展。

集群編隊與控制

隨著AI技術的快速發展，智能化集群作戰體系架構和相關控制算法日趨成熟和完善，小型巡飛彈必然從單機執行作戰向多機編隊協同作戰方向發展，形成一定規模的作戰集群，通過自主組網實時共享單機信息、任務載荷和外部作戰環境信息等，動態完成作戰任務編隊并遂行多樣化戰斗任務。強化小型巡飛彈集群編隊飛行控制技術研究，形成靈活機動編隊，增強集群巡飛彈毀傷效果，提高集群巡飛彈戰場生存能力具有重大的現實意義。