彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展

劉青，曾德賢，周尚輝，孔志賢，李湛藝

（航天工程大學(xué)，北京 101400）

1 前言

2022 年2 月，爆發(fā)的俄烏沖突，已持續(xù)一段時間，在這期間，俄羅斯“鎧甲—S1”防空系統(tǒng)發(fā)揮了突出作用，打出了“擊毀7 架飛機(jī)和1 架無人機(jī)”的驚人戰(zhàn)果。在沖突形勢最緊張的時候，俄羅斯國防部大樓部署了“鎧甲—S1”系統(tǒng)，進(jìn)行安全防護(hù)。隨著“鎧甲—S1”防空系統(tǒng)的頻繁使用，彈炮武器系統(tǒng)再次成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)是彈炮一體化系統(tǒng)，即火炮與導(dǎo)彈結(jié)合系統(tǒng)，是現(xiàn)代末端防御的關(guān)鍵武器之一，主要用于防御低空、超低空、近程的來襲目標(biāo)。彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)是將防空導(dǎo)彈、火炮、雷達(dá)、光電跟蹤設(shè)備集成于一體，其特點(diǎn)是火力密集、機(jī)動性好，部署靈活、彈藥成本低，用于保衛(wèi)重要目標(biāo)及遠(yuǎn)程、高空地面防空武器的安全，執(zhí)行野戰(zhàn)伴隨防空任務(wù)。彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)主要用于打擊固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、各類無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈等空中目標(biāo)。

2 彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)及其作戰(zhàn)運(yùn)用

2.1 彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)作戰(zhàn)需求

在現(xiàn)代局部沖突中，奪取制空權(quán)成為雙方爭奪重點(diǎn)，并存在戰(zhàn)爭始終，決定戰(zhàn)爭進(jìn)展。超音速、低空、各種飛行器和彈藥類武器將成為對保衛(wèi)目標(biāo)的主要威脅。由于來襲目標(biāo)速度快，雷達(dá)反射截面積小，搜索、跟蹤難度大，攻擊強(qiáng)度大，襲擊時多采用飽和攻擊方式，交戰(zhàn)時間短，突防手段多樣，如何有效保衛(wèi)重點(diǎn)目標(biāo)，已成為人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。

多年來，世界上許多國家都在積極研究組織末端防空的高效方法，主要途徑是一方面最大限度縮減系統(tǒng)反應(yīng)時間，保證在有限抗擊距離內(nèi)完成全部攔截任務(wù)；另一方面，需要遠(yuǎn)程、近程火力相結(jié)合形成無縫配置的防空體系。經(jīng)過長期發(fā)展論證，彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)適用于末端防御，是現(xiàn)代防空武器發(fā)展的一項(xiàng)重要分支。

2.2 彈炮結(jié)合系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

（1）火力銜接緊密，兼顧精確與密集。彈炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)具有較強(qiáng)的火力網(wǎng)，防空導(dǎo)彈可攔截距離一般為1.5 ～10km，具有單發(fā)命中率高、殺傷范圍大的優(yōu)點(diǎn)，但在近距離發(fā)射時發(fā)射區(qū)域限制大、超低空作戰(zhàn)性能差，反應(yīng)時間長；速射火炮的攔截距離為300 ～3000m，反應(yīng)快、射速高，能在殺傷區(qū)內(nèi)形成高密度彈丸散布等優(yōu)點(diǎn)，不足之處攔截距離短。彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)既有導(dǎo)彈系統(tǒng)射擊精度，又有火炮系統(tǒng)射擊效率，兩者在射程上相互彌補(bǔ)，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)攔截毀傷能力；綜合應(yīng)用“精確命中”和“火網(wǎng)攔截”兩種防空作戰(zhàn)模式，形成一種具有同時“彈、炮”防御能力。

（2）探測手段多樣，抗干擾能力強(qiáng)。彈炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)具有雷達(dá)、紅外、電視、激光等傳感器，既可以采用雷達(dá)跟蹤模式，也可采用光電跟蹤模式，還可以采用雷達(dá)和光電結(jié)合的工作模式，目標(biāo)的探測跟蹤手段多樣，雷達(dá)頻段資源豐富，既保證對目標(biāo)的跟蹤效果，同時，又能有效應(yīng)對來襲目標(biāo)的電磁干擾。

（3）指控系統(tǒng)共用，指揮協(xié)調(diào)統(tǒng)一。彈炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)共用1套指控系統(tǒng)，便于統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)火力。由于將導(dǎo)彈、雷達(dá)、火炮和光電系統(tǒng)結(jié)合在一起，空情實(shí)時相互共享，保證對近距目標(biāo)的快速反應(yīng)和多層攔截。采用一套指控系統(tǒng)控制火炮和導(dǎo)彈各自火控系統(tǒng)完成目標(biāo)的搜索、截獲、跟蹤、分配與發(fā)射過程，實(shí)現(xiàn)火炮和導(dǎo)彈之間的數(shù)據(jù)流高精度共享，即搜索雷達(dá)、跟蹤雷達(dá)、指控系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、激光測距機(jī)、紅外熱像儀、伺服跟蹤系統(tǒng)等數(shù)據(jù)信息精度高，能夠運(yùn)用其中一種或幾種傳感器對不同武器進(jìn)行制導(dǎo)。

2.3 彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)作戰(zhàn)運(yùn)用

彈炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)主要作戰(zhàn)過程如圖1 所示。整個系統(tǒng)接收到上級指令或上級下發(fā)的重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)后，根據(jù)目標(biāo)基本信息引導(dǎo)搜索雷達(dá)在相關(guān)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行快速搜索，目標(biāo)截獲后，自動跟蹤，通過敵我識別系統(tǒng)判明敵我屬性，而后進(jìn)行威脅判定與排序，目標(biāo)分配，火力通道分配，形成發(fā)射區(qū)。當(dāng)符合發(fā)射條件后，進(jìn)行目標(biāo)校對，確認(rèn)無誤后，按照目標(biāo)的威脅程度，攔截條件等情況優(yōu)先組織導(dǎo)彈攔截，假如攔截失敗，火炮接力抗擊。

圖1 彈炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)主要作戰(zhàn)過程

3 國外典型彈炮結(jié)合防空武器系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 美國“IM-SHORAD”系統(tǒng)

“IM-SHORAD”彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)如圖2 所示，該系統(tǒng)可以完成多樣性任務(wù)，集各種功能于一體，能夠自主完成“探測-識別-鎖定-摧毀”等過程，具備抗擊固定翼飛行器、反無人機(jī)、電子對抗等功能，體現(xiàn)了彈炮武器系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。該系統(tǒng)選用“斯特瑞克”輪式裝甲車作為底盤，機(jī)動性能好，反應(yīng)時間短，自動化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，極大增強(qiáng)了對重點(diǎn)保衛(wèi)目標(biāo)防衛(wèi)能力。這款彈炮武器系統(tǒng)中央裝載一挺XM914 30mm 鏈炮、一挺7.62mm 同軸機(jī)槍，左邊則裝有2 聯(lián)裝AGM-114L“長弓”雷達(dá)導(dǎo)引地獄火飛彈，右邊搭載4 聯(lián)裝“毒刺”導(dǎo)彈。地獄火飛彈可以對付空中的慢速目標(biāo)，也可以打擊地面的重裝甲目標(biāo)；“毒刺”導(dǎo)彈可以對付速度較快的空中目標(biāo)；XM914 鏈炮可以發(fā)射空爆彈，能有效攔截包括小型無人機(jī)等空中目標(biāo)。“IM-SHORAD”系統(tǒng)這種組合能讓其有效打擊從高速固定翼飛機(jī)至小型無人機(jī)等各種空中目標(biāo)。

圖2 “IM-SHORAD”彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)

3.2 “鎧甲”彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)

“鎧甲”是俄羅斯重點(diǎn)發(fā)展的彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)，主要用于反無人機(jī)的火力攔截，主要用于為機(jī)動部隊(duì)以及S—400 系列遠(yuǎn)程防空武器系統(tǒng)重要軍事設(shè)施提供野戰(zhàn)防空，目前部署在烏克蘭的主力型號為鎧甲—S1 如圖3 所示。

圖3 “鎧甲—S1”彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)

“鎧甲—S1”彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)采用BAZ6909 輪式底盤，集探測跟蹤、指控、火控、火力、機(jī)動等功能于一體。目標(biāo)搜索雷達(dá)工作在S 波段，系統(tǒng)反應(yīng)時間4～6 秒，可同時打擊4 個目標(biāo)。該雷達(dá)最大探測距離為36km，探測一周用時約2 ～4 秒，可同時跟蹤20 個目標(biāo)。跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)工作在K 波段，可同時為導(dǎo)彈跟蹤4 個目標(biāo)，為火炮跟蹤3 個目標(biāo)，最大跟蹤距離為24 千米。該系統(tǒng)配有光電/紅外瞄準(zhǔn)系統(tǒng)可引導(dǎo)攻擊地面與超低空目標(biāo)。俄軍“鎧甲—S1”裝有2 門30 毫米2A38M 型雙管機(jī)關(guān)炮和12 枚57E6Y—E 型近程防空導(dǎo)彈。該系統(tǒng)在敘利亞戰(zhàn)爭和俄烏沖突期間應(yīng)用于抗擊大規(guī)模無人機(jī)攻擊，取得了良好的殺傷效果。

3.3 韓國飛虎彈炮結(jié)合系統(tǒng)

韓國飛虎彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)，如圖4 所示。該系統(tǒng)體現(xiàn)出韓國對近程彈炮防空系統(tǒng)的發(fā)展方向，整個系統(tǒng)以飛虎30mm 雙管自行高炮為基礎(chǔ)，炮塔每側(cè)加裝2 具新弓導(dǎo)彈發(fā)射裝置。整體架構(gòu)采用全焊接結(jié)構(gòu)，飛虎30mm 雙管自行高炮底盤車體頂部中間安裝炮塔，炮塔后部裝有LG 公司GSTA R-30X X 波段搜索雷達(dá)，探測距離17km，有效作用距離約30km、還集成敵我識別雷達(dá)。炮塔中部裝有光學(xué)跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括紅外熱成像儀、激光測距儀和電視傳感器，實(shí)現(xiàn)在全天候條件下截獲并跟蹤空中目標(biāo)，還裝有全自動雙模式跟蹤器，可鎖定淹沒在地面雜波的低空目標(biāo)。炮塔兩側(cè)KCB-B 自動炮，對空有效攔截距離3km，可發(fā)射30×170mm 炮彈，每門炮射速600 發(fā)/min，炮管裝有測速裝置，可向火控計(jì)算機(jī)提供彈丸初速信息。新弓導(dǎo)彈是一種裝在三腳架上的便攜式地對空導(dǎo)彈，質(zhì)量10kg，最大射程7km，最大射高3.5km，最大飛行速度馬赫數(shù)2.1，配用破片殺傷戰(zhàn)斗部，裝有綜合式敵我識別系統(tǒng)，為了提升該系統(tǒng)復(fù)雜條件下作戰(zhàn)能力，還配有一個輔助抗干擾的雙色紅外尋跡器。

圖4 韓國飛虎彈炮結(jié)合系統(tǒng)

4 彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

4.1 快速機(jī)動作戰(zhàn)能力

作為末端防御最后一環(huán)，快速機(jī)動能力是系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，為了對付現(xiàn)代高速、低空的各種飛行器目標(biāo)和各種精確制導(dǎo)炸彈，如果還是在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下打擊目標(biāo)，系統(tǒng)反應(yīng)時間較長，可能錯過最佳開火時機(jī)，目標(biāo)過航，為了縮短武器系統(tǒng)反應(yīng)時間，整個武器系統(tǒng)需滿足機(jī)動發(fā)射導(dǎo)彈、火炮的能力，系統(tǒng)設(shè)計(jì)上滿足全自動自主作戰(zhàn)能力，提高雷達(dá)跟蹤的精度，即早發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確跟蹤目標(biāo)，快速生成設(shè)計(jì)諸元，導(dǎo)彈發(fā)射，火炮能夠有序銜接。武器系統(tǒng)通過靈活的機(jī)動，不僅可以提高戰(zhàn)場生存能力和反應(yīng)能力，而且分散的彈炮系統(tǒng)還能相互整合，提高火力的銜接，大大提高系統(tǒng)的毀傷概率。

4.2 靈活組網(wǎng)運(yùn)用能力

從俄烏戰(zhàn)爭來看，無人機(jī)的威脅越來越大，隨著智能組網(wǎng)、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)的突破，有效連接探測預(yù)警單元和火力單元，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)對無人集群目標(biāo)的打擊現(xiàn)實(shí)需求越來越強(qiáng)烈。彈炮結(jié)合系統(tǒng)用于近程防空，雷達(dá)系統(tǒng)的跟蹤距離普遍較近，尤其是對飛行高度低，雷達(dá)散射截面小的無人機(jī)目標(biāo)發(fā)現(xiàn)能力較弱，為了提高武器系統(tǒng)對“低、慢、小”的探測跟蹤能力，需要多層探測搜索，運(yùn)用其他型號雷達(dá)，或者其他的空情數(shù)據(jù)源，只要滿足本級制導(dǎo)精度和數(shù)據(jù)率要求，都能為導(dǎo)彈、火炮制導(dǎo)，為了保證深度組網(wǎng)作戰(zhàn)，設(shè)計(jì)時保證武器系統(tǒng)指控和火控系統(tǒng)有足夠兼容性，保證能和上級情報(bào)系統(tǒng)交聯(lián)，快速搭建指揮體系，快速分發(fā)信息，另外，需為彈炮系統(tǒng)配備高精度雷達(dá)、低空補(bǔ)盲雷達(dá)，保證全面監(jiān)測進(jìn)入火力范圍的目標(biāo)。

4.3 抗干擾能力

彈炮武器系統(tǒng)主要依靠無線電進(jìn)行目標(biāo)的搜索和導(dǎo)彈制導(dǎo)，面臨現(xiàn)在復(fù)雜的戰(zhàn)場電磁環(huán)境，整個系統(tǒng)面臨許多電子干擾威脅。通常敵方利用無人機(jī)進(jìn)入進(jìn)行先期偵察、干擾，電子戰(zhàn)飛機(jī)對制導(dǎo)雷達(dá)可能頻段實(shí)施重點(diǎn)干擾，致盲我方制導(dǎo)系統(tǒng)。面對強(qiáng)電子干擾，要提高雷達(dá)系統(tǒng)各個器件的可靠性，同時引入抗干擾性能較好的光電系統(tǒng)，采用電視、紅外等制導(dǎo)方式，有效規(guī)避電磁干擾，完全適應(yīng)末端防空作戰(zhàn)的需要。

4.4 抗飽和攻擊能力

現(xiàn)代空襲的主要是飽和攻擊，尤其是“蜂群”的飽和攻擊，因此，在發(fā)展彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)時，應(yīng)該增強(qiáng)系統(tǒng)抗飽和攻擊能力。一方面，可以采取提高目標(biāo)的跟蹤通道，能同時跟蹤多批目標(biāo)，發(fā)射多發(fā)導(dǎo)彈，采用轉(zhuǎn)火迅速并射速較快的小口徑火炮，在縮短抗擊目標(biāo)時間的同時形成飽和密集的彈幕，從而提高抗飽和攻擊能力；另一方面，無人機(jī)等“蜂群”作戰(zhàn)，成本低，進(jìn)攻效果明顯，采用傳統(tǒng)的攔截模式，費(fèi)效比高，發(fā)展低成本微型彈藥，實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的“蜂群”低成本高效攔截。

4.5 集成激光武器

激光武器作為一種定向能武器，能夠有效對付空襲類目標(biāo)。沙特首次在實(shí)戰(zhàn)使用“寂靜狩獵者”激光武器，擊落大約13 架無人機(jī)，由此可見，激光武器系統(tǒng)在近程防空和野戰(zhàn)條件下，能夠發(fā)揮巨大效能。在彈炮結(jié)合系統(tǒng)中，集成激光發(fā)射系統(tǒng)，構(gòu)成“彈炮光”一體化防御系統(tǒng)，三種打擊手段優(yōu)勢互補(bǔ)，多波次攔截，能大大提高末端防御效果，適應(yīng)現(xiàn)代空襲樣式和武器的發(fā)展。

5 結(jié)語

彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)集導(dǎo)彈射程遠(yuǎn)、精度高，火炮火力密集、反應(yīng)快、近距毀傷概率大的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)度近距、低空目標(biāo)的快速、多層次攔截，是一種高效而功能強(qiáng)大的防空武器系統(tǒng)。為了盡可能攔截目標(biāo)，必須在彈炮結(jié)合武器系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)采取措施，主要包括及時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、快速系統(tǒng)反應(yīng)和多種手段攔截，保障在有效射擊區(qū)段內(nèi)實(shí)施更多層次攔截。彈炮武器系統(tǒng)是當(dāng)前末端防御的一種趨勢，必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。