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JDAM聯合直接攻擊彈藥
來源:互聯網

聯合直接攻擊彈藥(英文:Joint Direct Attack Munition,縮寫:JDAM,中文:杰達姆),是美國軍隊的第四代制導炸彈。該彈藥是為適應美國空軍和海軍發展要求而研制的,主要以MK-80系列常規炸彈為基礎改裝,加裝慣性制導(INS)和全球衛星定位系統(GPS)套件,從而使普通低阻航空炸彈變為空對地精確制導武器

JDAM在尾部安裝了GPS+INS定位裝置,能夠在任何天氣情況下精確命中目標,不受云、霧以及其他惡劣天氣的限制。JDAM能從距離目標24公里的高度投下,并在GPS的矯正下精確落到目標之上,誤差僅在13米之內,并達到95%的系統可靠性。JDAM一般以Mk-82 500磅、Mk-83 1000磅和mk84 2000磅三種規格的常規炸彈改裝,改裝后分別編號為GBU-38、GBU-32和GBU-31。B-1、B-2、B-52轟炸機、F/A-18、F-16戰斗機、F-22飛機都可投擲。

海灣戰爭時,美國軍隊意識到需要研制全天時、全天候、防區外發射、能夠同時投射攻擊多個目標的全新武器,JDAM應運而生。1992年,JDAM項目啟動,由美海軍和空軍共同主導。1996年10月,JDAM通過了投擲試驗。1998年6月JDAM正式裝備美國軍隊。僅在1998年至2016年期間,美國麥道/波音公司就生產了超過300000套的JDAM制導組件。隨著21世紀高新復合制導技術的涌現,JDAM精確制導炸彈也實現了復合化制導的升級。如波音公司研制了激光制導JDAM和JDAM增程版,提高了精確度和最大射程。

發展歷程

研制背景

海灣戰爭時,美國軍隊為了能躲避地面炮火以及防空導彈的襲擊,戰機的飛行高度需保持在4500米高度以上投彈,但這種高度投彈的圓周率誤差在60米左右,若需要提升打擊精確度只能降低戰機飛行高度,但飛機被擊落的風險也增加了。在衛星輔助制導方式出現之前,空對地導彈主要采用電視制導和激光制導技術。兩者都依賴于對目標有清晰的視線條件,當作戰空域有低厚的云層或霾時,將不能執行對地攻擊任務。另外,采用電視制導或激光制導彈藥的導引頭只能獲得與目標之間的相對角度值,因此這兩類彈藥就難以采用更優化的飛行彈道,從而難以獲得理論上更大的射程以及飛行末段的最佳著靶姿態。再者,激光制導武器,如寶石路系列的炸彈,也因造價高昂不具備普適性,只適用于打擊高價值目標。美國軍隊意識到現有武器精確制導能力不足,于是研制具備全天時、全天候、防區外發射、能夠同時投射攻擊多個目標的JDAM的想法隨之應運而生。

研制歷程

1992年,JDAM項目啟動,由美國海軍和空軍共同主導,因此稱為聯合直接攻擊彈藥。為了降低成本,美軍以美國MK-80系列常規炸彈為基礎,通過加裝使用慣性制導和全球衛星定位系統(GPS)的套件來制作JDAM。

1994年4月,美國空軍選定麥道公司公司和洛克希德·馬丁公司開始競爭研制,然后從中選出獲勝者(最后麥道勝出)進入工程研制,并開始小批量生產。首批JDAM平均單價1.8萬美元,比計劃4萬美元少了大半。1995年7月美國海軍首次在海軍航空試驗中心用F/A-18進行空投試驗,1996年1月空軍先后用B-1B和F-16戰斗機飛機進行空投試驗。1996年10月,為了驗證JDAM的環境適應能力,JDAM組裝測評小組在4周的實驗時間內,分別在不同的環境條件下,如云層遮蔽或雨雪障礙等,對JDAM進行了投擲試驗。實驗證明,22枚JDAM均達到了設計要求,平均精度為10.3米,優于設計要求的13米。

截至2004年,JDAM聯合直接攻擊彈藥先后由美國海軍、空軍的5種飛機,累計執行了250次以上的飛行投擲試驗。美空軍的所有戰斗機和轟炸機,包括B-1、B-2轟炸機B-52轟炸機、F-15E、F-16戰斗機F-22戰斗機、F-117以及海軍的F/A-18等,均具備投擲JDAM聯合直接攻擊彈藥的能力。其中,B-2轟炸機早在1997年7月便獲得了JDAM的投送能力,B-52轟炸機也在隨后的1998年12月獲得了JDAM的作戰認證。

生產歷程

JDAM最初由美國的麥道12研制和生產,但該公司于2008年并入波音公司,之后就由波音公司負責生產。

1997年4月30日,美空軍決定訂購第一批數量為937枚的JDAM改裝炸彈。1998年6月JDAM正式裝備美國軍隊。1999年4月2日,麥道公司獲得了價值5千萬美元的JDAM合同,計劃生產2527枚JDAM改裝套件,并于2001年1月交付。2000年4月,麥道公司再次獲得價值為565萬美元的JDAM訂單,為8163枚JDAM改裝套件生產銷鎖彈尾制動系統(Pin-Lock Tail Actuator System),該系統能為JDAM尾翼提供更為精確的控制方式。該訂單已于2001年3月完成。

僅在1998年至2016年期間,美國麥道/波音公司就生產了超過300000套的JDAM制導組件。2017年,平均每天生產超過130套的JDAM制導組件。

2021年9月,波音公司獲得美國軍隊海軍價值3.446億美元的改裝合同,為海軍的激光JDAM項目提供多達2.4萬套精確激光制導裝置。2023年1月,美國空軍還與波音公司簽訂了另一份價值4050萬美元的合同,由波音公司提供JDAM翼部套件。2024年5月29日,美國空軍又與波音公司簽訂價值近75億美元的合同,用于制造更多套件,將傳統炸彈轉換為制導武器JDAM。

基本設計

JDAM采用自主式的全球定位/慣性導航復合制導,具有晝夜、全天候、防區外、投放后不用管、多目標攻擊的能力。這是JDAM制導炸彈區別于第三代激光制導炸彈的顯著特點。

外形

JDAM是在美國現役航空炸彈上加裝相應制導裝置而成的,系統組成如下圖1-1所示。在戰斗部中部加裝側板翼,上部加裝背鰭用于安裝吊耳和機彈間插座,戰斗部尾部更換帶有制導控制及舵機、舵面的尾艙。尾艙內前部安裝捷聯慣導+GPS組合系統、彈載計算機等,尾艙后部安裝尾翼、舵面和舵機。

制導

JDAM的GPS/INS制導控制尾部裝置的外形和尺寸與所取代的普通炸彈的尾翼相同,使其可以適用于原來攜帶該航空炸彈的任何飛機。GPS/INS制導控制尾部裝置由制導控制部件(GCU)、炸彈尾錐體整流罩、尾部舵機、尾部控制舵面等部件構成,如圖1-2所示。

制導控制部件是JDAM制導炸彈的核心,包括GPS接收機、慣勝測量部件(IMU)和任務計算機三部分。為防止電磁干擾和起保護作用,各集成電路裝在圓錐體內,外部裝有錐形保護罩。

GPS接收機

彈載GPS接收機采用2個天線,分別裝在炸彈尾錐整流罩前端上部(側向)和尾翼裝置后面(后向),以便在炸彈離機后水平飛行段和下落飛行段時截獲并持續跟蹤載機上的GPS接收機所跟蹤的相同4顆衛星,從而使載機所采用的相對GPS瞄準技術的精度不受影響。JDAM在投放離機飛行約20s內,可使其側向GPS接收機天線保持向上姿態,以確保快速截獲機載GPS接收機所跟蹤的相同的4顆衛星。彈載GPS接收機接收并處理GPS衛星信號,將其輸給彈載任務計算機,以便進行制導控制解算。

慣性測量部件(IMU)

慣性測量部件(IMU)由2個速率陀螺和3個加速度計以及相應的電子線路構成,用于測量飛行中制導炸彈的位置、姿態和速度信息,并將其輸給任務計算機,由其進行制導控制解算:彈載GPS接收機出現故障或被干擾、遮擋無法跟蹤衛星時,炸彈在慣性制導單獨引導下攻擊預定目標。結構上,制導控制艙內的IMU與GPS接收機采用緊耦合的組合方式,適用于具有較大機動過載和立體彈道的高動態使用環境,以保證獲得更高的制導命中精度,從而使載機具有多目標精確攻擊能力。

任務計算機

任務計算機根據GPS接收機和慣性測量部件(IMU)提供的炸彈位置、姿態和速度信息,完成全部制導和控制功能的解算,并輸出相應信息,控制舵面偏轉,引導炸彈飛向預定攻擊的目標。

戰斗部

根據戰斗部的重量,目前美國軍隊裝備的JDAM炸彈可分為500磅級、1000磅級2000磅級三種類型,主要列裝美國空軍、海軍和海軍軍陸戰隊。這些不同型號的JDAM炸彈采用的制導組件的工作原理基本相同,但是受制導軟件和與戰斗部物理接口的不同,它們之間不能夠互換。這些JDAM炸彈之間的顯著差異是采用了不同型號的戰斗部。

JDAM炸彈配用的戰斗部可分為殺爆型和侵爆型兩種。殺爆型戰斗部包括Mk-82、Mk-83、mk84、BLU-111、BLU-126/B 和BLU-129/B等。BLU-111型戰斗部與Mk82型戰斗部相同,只是用PBXN-109炸藥替換了CompositionH6炸藥。與CompositionH6炸藥相比,PBXN-109炸藥更加鈍感,適合于在艦載機上使用。BLU-111A/B型戰斗部裝備于美國海軍,它是在BLU-111型戰斗部外表面涂上熱保護層,可延緩火焰對彈藥的灼燒作用,以降低艦艇上所裝載的彈藥發生殉爆的風險。作為低易損性炸彈,BLU-126/B型戰斗部是在BLU-111的基礎上,采用惰性物質替換部分主裝藥,從而保證與BLU-111具有相同的彈道。BLU-129/B是在Mk82型戰斗部的基礎上,殼體采用復合材料制作,彈體爆炸后可以最大限度地減少碎片,從而降低附帶毀傷。侵爆型戰斗部包括BLU-110、BLU-109、BLU-119/B等,主要用于毀傷地面堅固目標,如鋼筋混凝土機堡等。

機動性

JDAM彈體中部加裝了穩定邊條翼片,以增加彈體結構強度,改善炸彈飛行時的氣動性能,滿足炸彈多目標攻擊時較大過載和立體彈道的要求。JDAM除可由作戰飛機從低、中、高空實施水平轟炸外,還可實施俯沖和上仰轟炸,既可實施定軸轟炸,又可實施離軸轟炸;既可攻擊單個目標的不同部位,又可同時攻擊多個目標;既可攻擊預先計劃的固定目標,又可攻擊飛行過程中發現的新目標。JDAM制導炸彈現有型號高空投彈時的最大射程約28千米,改進型最大射程將增加到75~110千米。

性能指標

分類

根據戰斗部的重量,美國軍隊裝備的JDAM炸彈可分為500磅級、1000磅級、2000磅級三種類型,主要列裝美國空軍、海軍和海軍陸戰隊。這些不同型號的JDAM炸彈采用的制導組件的工作原理基本相同,但是受制導軟件和與戰斗部物理接口的不同,它們之間不能夠互換。這些JDAM炸彈禪之間的顯著差異是采用了不同型號的戰斗部。

JDAM炸彈配用的戰斗部可分為殺爆型和侵爆型兩種。殺爆型戰斗部包括Mk-82、Mk-83、mk84、BLU-111、BLU-126/B 和BLU-129/B等。侵爆型戰斗部包括BLU-110、BLU-109、BL-119/B等,主要用于毀傷地面堅固目標,如鋼筋混凝土機堡等。

使用流程

投彈前

在裝有JDAM炸彈的作戰飛機起飛前,作戰任務計劃和指令,包括投彈封包(ReleaseEnvelope)、目標坐標以及武器終端參數等細節均輸入到了JDAM的任務計算機中。機上電源供電后,武器控制系統便開始自動對各項作戰程序進行初始化,完成慣性導航系統INS與機上航空武器系統的校準。目標標定資料也是自動由母機下達給任務計算機的。當作戰飛機飛抵規定的目標區上空投彈時,JDAM炸彈離架在下落過程中,固定于彈體上的氣動彈翼(中段條板)不僅能使炸彈的操縱性得到強化,還能有效地增加炸彈的航程。

投彈后

JDAM被投擲離架后,炸彈上的INS/GPS制導系統立即開始工作,通過接收GPS衛星信號,控制炸彈尾部的小型尾翼,調整炸彈落地前的飛行姿態,并對炸彈飛行過程中的飛行航跡進行精確的目標導引,使其在不受天氣影響的條件下完成攻擊任務。JDAM彈體上的導引控制系統能夠以兩種工作方式來提供精確導引:

(1)一種是由GPS輔助的INS方式,攻擊精度CEP為13米;

(2)另一種是獨立的INS導引方式,它是GPS在受到干擾或其他一些情況下,其數據信號無法向JDAM進行傳輸時的一種工作狀態。如果JDAM投擲后無法接收到GPS信號,不論原因是GPS受到了干擾,還是其他因素,INS慣性導航系統都能為投擲后的JDAM提供必要的信息和數據支持,從而引導炸彈對目標實施精確打擊。

由于JDAM的制導系統能提供上述兩種精確的導引工作模式,因此,在對抗目前各種干擾GPS的手段方面,JDAM具有優良的性能,即便是在GPS受到強干擾的作戰環境中,它也能較為準確地命中目標。

服役情況

采用國家或地區

美國國防部自1998年以來采購了超過37.1萬套JDAM組件,并計劃在2020~2024財年再采購7.5萬套。JDAM還出口到26個國家和地區,包括澳大利亞巴林丹麥芬蘭以色列意大利日本科威特巴基斯坦沙特阿拉伯新加坡韓國、中國臺灣地區、土耳其阿拉伯聯合酋長國

2021年9月,波音公司獲得美國軍隊海軍價值3.446億美元的改裝合同,為海軍的激光JDAM項目提供多達2.4萬套精確激光制導裝置。2023年1月,美國空軍還與波音公司簽訂了另一份價值4050萬美元的合同,由波音公司提供JDAM翼部套件。2024年5月29日,美國空軍又與波音公司簽訂價值近75億美元的合同,用于制造更多套件,將傳統炸彈轉換為制導武器JDAM。2025年11月19日,美國政府宣布,已批準向日本出售總額約8200萬美元的軍火,其中包括精確制導滑翔炸彈及相關套件。這批美國對日軍售包括射程約110公里的GBU-27/28激光制導侵徹炸彈53精確制導滑翔炸彈,以及與GBU-31精確制導炸彈相關的套件。

實戰運用

1999年5月7日午夜,以美國為首的北大西洋公約組織從美國本土的惠特曼空軍基地起飛的B-2A隱身戰略轟炸機(首次投入作戰使用)攜帶并投放5枚JDAM精確制導炸彈(編號為GBU-29)轟炸中國駐南斯拉夫社會主義聯邦共和國大使館,這是JDAM精確制導炸彈的首次實戰應用。

1999年的聯軍作戰行動中,美國空軍6架B-2A隱身轟炸機,各掛載16枚GBU-31,用于轟炸南斯拉夫科索沃。其中90%的JDAM炸彈圓周率誤差都在12米之內,這些炸彈摧毀了近9成的設定目標。2001年底,美國對阿富汗塔里班政權恐怖組織進行大規模的軍事打擊,在這場戰役所使用的彈藥中,JDAM炸彈占了80%。

衍生型號

21世紀初,隨著高新復合制導技術的涌現,精確制導炸彈也實現了復合化制導的升級。

激光制導JDAM(LJDAM)

波音公司在標準的JDAM炸彈基礎上增加了激光制導組件,研制出了Laser JDAM即LJDAM,該炸彈增加了對隨機目標(包括移動和海上目標)的攻擊能力,進一步實現打擊的精確性。該類型應運而生的GBU-27/28激光制導侵徹炸彈54(V)/B則是GBU-38(V)/B500磅級的激光變體,它是一種半主動激光制導方式的精確制導炸彈,由一個裝有DSU-38/B激光制導目標探測裝置的約GBU-38(V)/B炸彈組成。GBU-54已經通過由美國空軍、海軍和海軍陸戰隊的實戰驗證,它可以打擊固定目標或是移動目標,并減少附帶的傷害。同時,一架B-2轟炸機隱身戰斗機可至多攜帶80顆該類型的炸彈。

JDAM增程版(JDAM-ER)

為了增大JDAM炸彈的射程,提高載機的戰場生存能力,波音公司針對JDAM還提出了增程版本(JDAM-ER),它可將最大射程增加至64km。增程型JDAM(JDAM-ER)如下圖所示。為了增加射程,波音公司在JDAM彈體中段加裝了由阿勒尼亞·馬可尼(Alenia-Marconi)公司研制的"鉆石背"(diamond back)套件。該套件可在投射后伸出兩片長條形彈翼,它可以大幅增加炸彈的滑翔距離。增程版JDAM-ER炸彈還提升了GPS的精確度,配備了抗干擾的GPS天線,換裝了數據鏈以及增大了戰斗部等。

總體評價

JDAM是一種制導套件,可將現有傳統的空投炸彈轉化為精確制導的"智能"彈藥,可在多種形式飛機以及多種環境下實現精準打擊,同時具備抗干擾、造價低、系統可靠性高的優勢。JDAM炸彈是一種主流消除潛在威脅的空對地武器,廣泛應用于美國空軍、美國國海軍和其他超過26個國家的軍隊,該系列炸彈可謂是目前西方世界最重要的武器類型。

參考資料 >

武器資料:美軍“杰達姆”(JDAM)聯合直接攻擊武器.新浪網.2024-06-12

聯合直接攻擊武器(JDAM)簡介.溫州人民政府官網.2024-06-12

美國聯合制導攻擊武器(JDAM)淺析.網易手機網.2024-06-03

聯合直接攻擊彈藥 精確制導技術分析.中國知網.2024-06-13

聯合直接攻擊彈藥漫談.中國知網.2024-06-13

波音將為美軍改造“傻瓜”炸彈.新華網.2024-06-03

【裝備發展】美國精確制導彈藥發展概覽.網易.2024-06-03

美國宣布:批準向日本出售精確制導滑翔炸彈.環球時報-今日頭條.2025-11-20

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