MQ-9B 無人機機載空地彈藥發展與運用*

趙遇春 侯學隆 劉 濤 謝宇鵬

（海軍航空大學 煙臺 264001）

1 引言

2020 年1 月3 日美軍利用MQ-9B 無人機執行“斬首行動”，襲殺伊朗“圣城旅”指揮官卡西姆。蘇萊曼尼引發國際關注，執行“定點清除”的MQ-9B無人機載機及精確制導機載彈藥成為熱議話題［1］。MQ-9B 無人機由美國通用原子航空公司在MQ-1捕食者無人機基礎上改進，2001 年完成首飛，2007年9 月首次投入實戰，2017 年1 月正式命名為MQ-9B 無人機［2］。自2007 年投入服役以來，MQ-9B 無人機已在包括阿富汗、伊拉克、也門等全球各大熱點地區執行過數千次“定點清除”行動。該型無人機機載彈藥經歷了現有直升機機載彈藥直接或改進后配裝于無人機和無人機新研專用兩個階段［3］，第一階段典型代表為美國的“海爾法”系列空地導彈，第二階段典型代表為美國聯合空地導彈JAGM。伴隨著未來戰爭的智能化發展，無人系統作戰正成為未來戰場上不可或缺的一支重要作戰力量［4～6］。

2 MQ-9B機載彈藥發展現狀

2.1 AGM-114“海爾法”系列導彈

AGM-114“海爾法”空地導彈是洛馬公司研制的一種以大威力和高精度著稱，用于超音速打擊地面裝甲目標的空地導彈。主要安裝高爆聚能裝藥戰斗部和使用半主動激光制導技術，質量在44.5kg～49.4kg之間。

該型導彈首次掛載在MQ-1L 無人機即擊斃了“基地”組織二號人物穆罕默德·阿提夫開啟了無人機加載空地導彈執行對地攻擊的先河。自20 世紀70 年代生產以來該型導彈共計有12 種型號，目前應用于MQ-9B 無人機的機載彈藥主要為第二代“海爾法”空地導彈，主要包括AGM-114P/R/R9X三種類型。

2.1.1 AGM-114P“海爾法”導彈

AGM-114P“海爾法”空地導彈是AGM-114K的改進型，主用于無人機空地作戰。因無人機掛載導彈發射高度提達到7600m，具備發射前或發射后鎖定目標的能力，被稱為第一款真正意義的無人機機載導彈。2011 年該型導彈在原有基礎上采用多用途戰斗部，改進為AGM-114P2，可180°方位攻擊目標，攻擊角度增加了90°，并通過控制彈道提高了彈藥毀傷能力。

2.1.2 AGM-114R“海爾法”導彈

AGM-114R“海爾法”空地導彈于2009 年10 月進行首飛測試，2010 年投產，該型導彈加裝了慣性中制導模塊，實現了導彈在飛行中段的在線編程，增強了導彈制導和導航能力，其發射高度可達9000m～10000m，離軸發射能力達到360°，2018 年AGM-114R 配備了半自動激光搜索器，升級為AGM-114RⅡ，可攜帶多用途彈頭打擊時敏性目標。目前AGM-114RⅡ為美軍出口最多的一型“海爾法”導彈。

2.1.3 AGM-114R9X“海爾法”導彈

AGM-114R9X 為美國中情局于2011 年主導秘密研發的一款專用于“定點清除”任務的空地導彈，其研發方向主要為減少美軍空襲作戰中的附帶損傷。該型導彈將常規高爆戰斗部換成6 片鋒利的欽合金刀片，以超音速、超高精度打擊目標，其末端攻擊速度為444m/s，撞擊目標前幾秒隱藏在導彈內部的6 片刀片突然彈開，立刻旋轉切削，速度可達56m/s，可切割一切堅硬的物體。2017 年至2019 年上半年，AGM-114R9X 空地導彈針對利比亞、敘利亞、伊拉克、也門和索馬里的恐怖分子頭目，共執行了6 次精確打擊和斬首行動。2020 年1 月3 日，伊朗圣城旅指揮官蘇萊曼尼被MQ-9B 攜帶空地導彈襲擊身亡事件中，美軍即用了AGM-114R9X 空地導彈?！昂柗ā毕盗锌盏貙椥阅軈⒁姳?。

表1 “海爾法”空地導彈性能參數［7～11］

這3 種類型導彈在未來作戰應用中依然占據重要的位置。其中AGM-114RⅡ“海爾法”空地導彈依舊是中東及北約地區重要的購買武器，AGM-114R9X 作為“定點清除”任務的理想使用武器，必將長期使用。

2.2 GBU-12Ⅱ激光制導炸彈

MQ-9B 無人機機載GBU-12Ⅱ型激光制導炸彈為Mk82型普通制導炸彈，含殺傷爆破戰斗部，戰斗部227kg，裝藥87kg，適用于中低空、中近程攻擊，由激光指示器發射脈沖，發射方式為編碼激光脈沖，脈沖頻率為10 脈沖/s～20 脈沖/s，使導引頭有足夠的數據率，可以避免重復殺傷、誤傷。未來GBU-12Ⅱ型激光制導炸彈制導體系由原來單一的半主動激光制導改變為GPS/INS 和半主動激光制導雙模方式來執行精確打擊任務，可對固定類目標或可移動目標實施全天候精確打擊。

2.3 GBU-38聯合直接攻擊彈藥（JADM）

GBU-38 聯合直接攻擊彈藥屬于高精度常規彈藥，采用了多種制導手段，用于精確打擊任務，具有晝夜、全天候攻擊能力，能夠做到投放后不管。該型彈藥在MQ-9B 無人機上一次最多可掛載4枚。2017 年5 月，美國空軍首次從MQ-9B 無人機上投放了GBU-38衛星制導炸彈并準確命中目標［12］。衛星制導不僅可以適應惡劣環境，還可保證無人機投放炸彈后迅速脫離交戰空域，對MQ-9B 無人機的戰場生存和作戰能力具有極大的提升。

GBU-12Ⅱ及GBU-38主要性能參數見表2。

表2 GBU-12II及GBU-38主要性能參數

2.4 小直徑炸彈

小直徑制導炸彈（SDB）是由美國航空武器中心和空軍研究試驗室牽頭開發，用于攻擊指揮控制中心、防空設施、加油站、機場、導彈陣地、火炮陣地等多種目標，基本涵蓋了典型空襲行動涉及目標的80%，是美軍重點發展的小型空地精確制導武器之一。目前第一代GBU-39/B（SDB I）和第二代GBU-53/B（SDB Ⅱ）小直徑炸彈已裝備MQ-9B 無人機使用，第三代仍在研制驗證。小直徑炸彈主要性能參數見表3。

表3 小直徑炸彈主要性能參數

2.4.1 SDB I小直徑炸彈

SDB I 小直徑炸彈采用GPS/INS 組合制導、菱形背彈翼、格柵翼、硬目標引信等作戰應用上的技術改進，主要目的是為了增大射程、提高命中精度、增加載彈量。2019 年3 月美軍啟動“金帳汗國”項目，將自主網絡協同技術應用到SDB I和ADM-160“小型空射誘餌彈”（MALD）等，2021 年初美國空軍對“金帳汗國”項目進行2 次飛行試驗，利用F-16發射4 枚SDB I，檢驗多彈協同、彈機協同的自主網絡協同技術［13］，未來，一旦自主網絡協同實現技術性突破，并應用于防區外制導武器，機載武器協同“集群”式作戰將極大改變空地作戰樣式。

2.4.2 SDB Ⅱ小直徑炸彈

SDB Ⅱ為第二代小直徑炸彈，主要為實現精確打擊移動類目標而研制。該型彈加裝三模導引頭（半主動激光制導/紅外/毫米波）可實現制導模式自由切換，完成對目標的精確定位和全天候作戰［14］；采用自動瞄準識別系統和雙路數據鏈路傳輸系統可實現目標重新定位和重新瞄準，并能在打擊目標瞬間傳輸毀傷評估信息［15］；加裝抗阻塞式全球定位系統，用以提高武器抗干擾性能，上述技術改進使得該型彈具有極高的命中精度。與第一代相比，該型彈使用了氣動性能更好的刀形翼；運用了聚能毀傷技術和新型復合材料殼體，殺傷半徑僅為2m，減小了目標之外區域的附帶損傷［16］，諸多成熟技術的運用使得該型炸彈更貼近多樣化實戰要求。

2017 年，雷聲公司完成首批SDB Ⅱ的生產工作，2018 年由F-15E 戰斗機掛載該型號制導炸彈在白沙導彈靶場進行實彈測試，并摧毀了一輛移動中的模擬T-72 坦克，2020 年該型炸彈首次實現F/A-18E/F 戰斗機掛載投放，并精確命中目標。目前SDB Ⅱ項目基本成熟，生產流程趨于完善，計劃2022年4月進入全速生產階段，在未來實戰化作戰使用中，該型炸彈將應用到F-35上，其對艦打擊將成為未來作戰的一個重要方向。

2.4.3 SDB Ⅲ小直徑炸彈

第三代小直徑炸彈在前兩代基礎上加裝動力裝置，將SDB Ⅲ升級為巡飛彈，從根本上實現防區外打擊的作戰能力。據《THE WAR ZONE》網站2021 年1 月8 日報道，美國空軍已經開始測試網絡化巡飛彈的發射工作［17］。在無人機掛載方面，該型“導彈”極大可能結合新型無人機如捕食者C 等的發展，應用于大中型或高超音速無人機平臺，更高效率地實現“蜂群”彈藥的自主網絡協同，實現對目標的自主分類、瞄準和摧毀。

2.5 聯合空地導彈（JAGM）

聯合空地導彈（JAGM）由洛馬公司研制，是美國陸軍、海軍和海軍陸戰隊共同應用的一種多平臺發射的多用途導彈，用以替換AGM-65小?？盏貙?、AGM-114“海爾法”空地導彈和BGM-71陶式反坦克3 型彈藥，主要打擊目標涉及地面裝甲車輛、地面機動和固定目標以及小型水面艦艇等。該型導彈在2016 年的實彈測試中，由1 架MQ-1 灰鷹無人機掛載，精確跟蹤并摧毀了以32km/h 速度行駛的汽車，展示出聯合空地導彈采用雙模制導方式打擊機動目標的能力，2018 年，洛馬公司獲得價值4900 萬美元的修正合同以采購JAGM，2019 年4月，該型導彈具備初始作戰能力，2021年6月，該型彈藥獲2.017億美元訂單，進入大批量生產階段。

該型導彈是在AGM-114R“海爾法”空地導彈基礎上實施改進的，主要體現在：繼承了“長弓”導彈毫米波雷達導引頭和“標槍”導彈紅外導引頭等成熟架構，形成三模制導的精確制導模式，極大程度提高了目標打擊精度；改進了導彈戰斗部，采用了多效應成型戰斗部，集成了AGM-114R“海爾法”空地導彈多型戰斗部，能穿透艦船、掩體和建筑物，還能對其它軟目標進行致命打擊；采取滑軌發射的方式，適用于低空低速的直升機、高空高速的固定翼飛機和大中型無人機平臺發射，并滿足鈍感彈藥設計標準，能取得較高射程；采用低煙推進劑技術減少尾煙排放，有效提高導彈的隱身性能。通過技術改進，提高了該型導彈全天候作戰能力和精確打擊能力。目前該型導彈實戰測試效果達到預期效果［18］，聯合空地導彈性能參數見表4。

表4 聯合空地導彈性能參數

3 MQ-9B機載空地彈藥作戰使用

3.1 MQ-9B無人機對地攻擊典型掛載

MQ-9B 無人機機內可攜帶386kg載荷，機身可掛載約1361kg 載荷，外掛時在機翼下共有4 個掛架。其中1、4 號掛架主要掛載AGM-114“海爾法”空地導彈，掛載時可在一個掛架上掛載2 枚導彈，也可掛載4枚導彈，掛載4枚導彈時，發射順序為先下后上，先內后外，在僅掛載AGM-114“海爾法”空地導彈情況下，掛架MQ-9B 可掛載共8 枚導彈；2、3 號掛架主要掛載GBU-12Ⅱ、GBU-38 以及小直徑炸彈等，掛載GBU-12Ⅱ、GBU-38 時以單枚為主，掛載小直徑炸彈時，每個掛架可掛載4枚。

MQ-9B 對地攻擊典型掛載為：4 枚AGM-114“海爾法”空地導彈和2 枚GBU-12Ⅱ激光制導炸彈。2020 年9 月，美軍成功測試大型無人機MQ-9B 掛載小型無人機“麻雀鷹”的飛行試驗，為該型無人機未來執行拒止環境中偵察和電子戰任務提供可能［19］。

MQ-9B 無人機對地作戰從機載彈藥屬性上區分可分為機載制導炸彈對地作戰使用和近程空地導彈對地作戰使用。

3.2 機載制導炸彈對地作戰使用

機載制導炸彈對地作戰過程，在理論上屬于具有一定初速的高拋彈道物體實現自由落體的問題。當無人機火控計算機連續計算出載機正確投彈點位置后，由飛行控制系統操縱載機實現向正確投彈點位置的移動，并從載機下載目標GPS 坐標、引信設定、撞擊參數等數據，系統自動發出投放信息，制導炸彈尾翼自動解鎖，驅動電動動作器控制彈尾翼面，調整彈體的飛行姿態，避免彈體與載機的碰撞。制導炸彈飛行過程中通過卡爾曼數字濾波算法不斷計算其飛抵設定的撞擊點、撞擊角度、撞擊方位的最佳飛行軌跡，最終實現對目標的精確打擊，對于時敏性目標而言，無人機一般不需要劇烈機動，機載制導炸彈的發射條件取決于無人機與目標的相對位置和相對速度。當制導炸彈同時含有半主動激光制導的情況下，激光照射源可由無人機、與無人機配合作戰的支援飛機和地面工作站的激光目標指示器提供。

機載制導炸彈投彈方式包括水平投彈、俯沖投彈、俯沖甩投和上仰投彈等，其對地作戰距離取決于載機的飛行高度和飛行速度，射程非常有限。為提高載機生存率機載制導炸彈通常采用彈翼滑翔增程技術，即加裝菱形背彈翼或格柵翼等大升阻比彈翼組件實現對目標的遠距離打擊。增程型JDAM-ER，通過加裝大升阻比彈翼組件，其打擊距離達到75km～110km。增程型空射制導炸彈對地打擊分三個階段：初始段，無制導飛行，同時展開折疊的柵格翼和背彈翼，彈藥投放前實現任務規劃和任務數據加載，到達一定點后，開始進入滑翔段；在滑翔段，導引頭制導模式開啟，完成對目標的校正和飛行路線的調整，達成對目標攻擊的可靠性，期間通過UHF 通信和Link16 數據鏈兩種方式鏈接武器數據鏈網絡（WDLN）實現對目標數據的更新；俯沖段，俯沖段通過轉彎控制進入，通常會接近垂直的姿態向下俯沖以達到較好的侵徹效果。SDB Ⅱ小直徑炸彈作戰過程如圖15所示。

圖1 AGM-114“海爾法”空地導彈

圖2 AGM-114P2“海爾法”空地導彈

圖3 AGM-114R“海爾法”空地導彈

圖4 AGM-114R9X“海爾法”空地導彈

圖5 MQ-9B掛載GBU-12Ⅱ激光制導炸彈

圖6 MQ-9B掛載4枚GBU-38在坎大哈空軍基地

圖7 SDB I小直徑炸彈

圖8 SDB Ⅱ小直徑炸彈

圖9 “金帳汗國”項目中的“小直徑炸彈”

圖10 MQ-1灰鷹無人機攜帶JAGM進行測試

圖11 MQ-9B外部掛架示意圖

圖12 AGM-114“海爾法”空地導彈掛載示意圖

圖14 MQ-9B對地攻擊典型掛載示意圖

圖15 SDB Ⅱ小直徑炸彈作戰過程

3.3 近程空地導彈對地作戰使用

AGM-114“海爾法”導彈和聯合空地導彈JAGM，二者質量均在50kg 以內，二者通用制導方式為半主動激光制導，后者增添了紅外制導和毫米波制導，具有更高的打擊精度。MQ-9B 無人機在空地作戰時以為地面部隊提供近距離空中支援、執行定點清除為主，攻擊高度保持9000m，飛行速度保持勻速或與地面機動目標相對的速度，AGM-114“海爾法”導彈對地攻擊時，激光照射器通過無人機、作戰支援飛機或地面工作人員照射到目標，導彈根據激光反射信息獲取目標位置，實現精確打擊。聯合空地導彈JAGM 沿用了SDB Ⅱ的三模導引頭，對地攻擊過程與SDB Ⅱ小直徑炸彈作戰過程類似。導彈離軸發射后，由激光照射器和毫米波雷達為導彈提供目標指示信息，其中半主動激光作用距離16km，毫米波雷達作用距離6km，當氣象條件比較好的情況下，紅外制導距離也可在6km 范圍內為導彈提供目標指示信息［20］。導彈在對地攻擊過程中使用雙向數據鏈實施飛行中目標更新、重新瞄準以及武器狀態上傳、打擊效果評估。該型導彈對地作戰通常有四種攻擊方式：一是正常攻擊（Normal Attack，NA）模式，采用毫米波雷達/紅外制導方式，用于在惡劣或晴朗天氣攻擊移動或靜止目標；二是坐標攻擊（Coordinate Attack，CA）模式，用于攻擊嚴密防范的固定目標；三是立即攻擊（Immediate Attack，IA）模式，用于對近距或突然出現的機會（臨時）目標的攻擊；可快速部署，也可預測的路徑飛行；四是激光照射攻擊（Laser Illuminated Attack，LIA）模式，也稱半主動激光攻擊模式，用于地面或空中激光照射引導攻擊移動或靜止目標。聯合空地導彈JAGM 三模導引頭可實現相互之間的轉換，該型導彈在打擊目標時具有先進的引爆多目標能力，可根據所要攻擊的目標，以不同的時間來引爆戰斗部，使得該型導彈戰斗部能在恰當的位置和合適的時間產生最佳的爆破效果。

4 MQ-9B機載彈藥發展趨勢

4.1 精確打擊與防區外打擊并存

機載彈藥作戰能力的提升往往在打擊精度、打擊距離和毀傷效果上體現明顯。未來戰爭的主要特點是基于效果的精確打擊，精確打擊的核心體現在導引頭技術的發展，融合多體制的多模導引頭廣泛地用于導彈系統，推動了精確打擊的力度。彈載雙向數據鏈信息互通技術使得機載彈藥能夠獲得動態目標信息感知的能力，為實時穩定跟蹤移動目標提供基礎，無人機機載空地彈藥對移動類目標的精確打擊也成為無人機將來對地作戰的一個重要導向。在MQ-9B 無人機機載彈藥中，不僅SDB Ⅱ小直徑炸彈和JAGM 聯合空地彈藥使用三模導引頭實現精確打擊，未來能夠接替這兩型彈藥實施對地精確打擊的彈藥必然也是多體制的多模導引頭制導方式。但僅擁有精確制導實現精確打擊對于未來作戰是遠遠不夠的，以MQ-9B 無人機機載彈藥SDB I小直徑炸彈實際打擊距離73km為例，該距離在中遠程地面防空火力范圍內，且對不具備隱身性能的MQ-9B 無人機存在打擊威脅，為達到相應作戰效果，提高載機生存率，在未來空地作戰中，無人機機載彈藥必然會向著具備防區外打擊能力的方向提升和改進。SDB Ⅲ小直徑炸彈在未來作戰中升級為巡飛彈，即具備防區外打擊的水準；歐洲導彈公司（MBDA）研制的CVS301 Vigilus 無人機載導彈系統，將于2030 年前后具備作戰能力，達到防區外發射的水平［21］。

4.2 通用化設計成為機載彈藥設計的必由之路

無人機機載彈藥戰斗部、引戰配合系統、機載掛架以及機載發射技術等，不僅適用于大中型無人機，而且普遍應用于三代、四代戰機中，機載彈藥的通用化設計可減少因差異過大導致工序上的重復和浪費，有助于快速實現戰斗準備和機載彈藥的戰斗保障，如GBU-12Ⅱ型激光制導炸彈、GBU-38 聯合直接攻擊彈藥以及SDB I 和SDB Ⅱ小直徑炸彈既可掛載于MQ-9B 無人機，也可掛載于F-35 四代戰機，增強了機載彈藥作戰使用的通用性。另一方面以MQ-9B 無人機為代表的察打一體無人機不具備隱身性能，自身生存能力偏弱，必然導致類似MQ-9C、神經元、雷神等具備隱身性能的察打一體無人機的發展，這種發展同樣會對無人機機載彈藥的發展帶來適應性變化。為達到隱身效果，典型戰術改進為使用內埋式彈倉，無人機機載彈藥需通過系列改進，達到內埋式彈藥所具備的內部掛載條件，這也是機載彈藥通用化設計的必然方向。MQ-9B 無人機機載彈藥的發展適用于未來空地作戰兵力的技術性變革，達到未來空地作戰的需求。

4.3 自主網絡作戰對機載彈藥具有更高的要求

無人化發展的最終階段是智能平臺、智能武器的作戰，智能設備的決策判斷將更加全面，因而無人機載彈藥的智能化、網絡化、信息化發展不可避免?，F有無人機機載彈藥在完成制導組件的模塊化換裝及抗干擾能力后，其內部構造多會通過增加雙向數據鏈實現機載彈藥和載機目標數據更新之間的轉化，實現無人自主控制的能力。“金帳汗國”項目在取得重大突破后，自主網絡作戰將更多的運用于無人作戰平臺，無人機載彈藥在接受作戰指令后，會形成內部信息交互，通過最優規劃路線，達到打擊不同類型目標或對同一目標的集中打擊，取得最優打擊效果。在對同一目標實施集中打擊過程中，如果其中一個機載彈藥受到地面防空力量打擊，其余機載彈藥會通過重新組網模式，實現對目標的二次打擊。MQ-9B 無人機機載彈藥中SDB I和SDB Ⅱ小直徑炸彈即具備組網作戰的能力，在未來空地作戰中，結合無人作戰智能化發展，MQ-9B 無人機機載彈藥同樣會向著智能化決策，智能化作戰方向發展。

5 結語

結合MQ-9B 無人機機載彈藥自身使命，對5類機載彈藥進行了分析，其機載彈藥掛載將根據作戰任務不同而定，隨著無人化作戰理念的不斷發展，MQ-9B 無人機機載彈藥正逐漸趨向于小型化、智能化和網絡化，自主作戰的趨勢明顯增加，自主網絡化作戰將極大地豐富無人機機載彈藥對地作戰的水平，引領無人機載彈藥的快速發展，同時在機載彈藥精確打擊方面，機載武器將在多模制導體制發展、彈載雙向數據鏈信息互通發展等條件下更進一步實現“定點清除”，實現高效的打擊，豐富對固定類、移動類目標打擊的作戰效能。