巡飛彈,又名自殺無人機、游蕩彈藥,是一種將導彈技術與無人機技術相結合的產物。其概念最早是由美國于1994年正式提出,之后美國廠商著手研制了“洛卡斯”低成本自主攻擊彈藥。
巡飛彈能快速抵達目標區域,執行巡邏飛行、偵察監視、毀傷評估、空襲打擊等多樣化任務,具備效費比高、攻擊及時和打擊結果及時可見等特征,是繼無人機之后,又一新概念武器。
巡飛彈由戰斗部、制導裝置、推進系統、控制裝置(含彈翼)、穩定裝置(含尾翼或降落傘)等組成。
全球各國都已開始積極探索對付巡飛彈的手段。一是加速研發精密雷達和多光譜光電探測裝置,提高目標搜索能力。二是發展低成本小型防空導彈,并采用密集發射方式,應對大規模巡飛彈襲擊。三是強化多維干擾能力,通過干擾、切斷巡飛彈的GPS導航系統和數據鏈,使其變為“無頭蒼蠅”。四是強化末端攔截系統,使其及時探知來襲巡飛彈,發射攔截彈將其擊毀。
發展沿革
研制背景
巡飛彈的發展最早可以追溯到上世紀80年代初的第五次中東戰爭。敘利亞軍隊布置的機動導彈陣地,讓以色列軍隊反輻射導彈無處追蹤。為了拔除這個“眼中釘”,以色列軍隊運用無人機偵察和引誘,成功將導彈陣地摧毀。這讓以色列軍隊意識到了無人機在反雷達方面的潛力。戰爭結束后,作為反雷達解決方案,以色列航空航天工業公司利用DAR無人機平臺,將無人機和反雷達導彈結合,開始研制巡飛彈。
研制歷程
1994年,美國首次提出巡飛彈概念,并開始研制“洛卡斯”低成本自主攻擊彈藥。該彈配備GPS/INS導航系統、激光導引頭,采用折疊彈翼、噴氣式發動機和多模戰斗部,如同一架裝滿炸藥的無人機。投放后的“洛卡斯”能夠自主飛到目標區域上空,發現目標后再進行俯沖攻擊。其主要作戰對象主要是坦克裝甲車輛等陸上移動目標。由此“洛卡斯”奠定了巡飛彈的技術基礎,可由多種武器平臺發射或投放,快速進入作戰區域后,“變身”炸彈攻擊目標。同時,它又配備了彈翼與發動機,能夠長時間留空飛行,便于發現隱蔽目標。此外,它還能根據戰況變化,調整飛行路線和打擊對象,進行“選擇性”精確打擊。繼“洛卡斯”之后,各國紛紛投入巡飛彈研究。
至此,采用火炮、火箭發射方式的巡飛武器系統,技術難度小、造價成本低,且作戰效果好、易于操作,成為各國發展的重點方向。1997年,第一顆真正意義上的巡飛彈在巴黎航展亮相,這種巡飛彈在攻擊目標時類似從天而降的“獵鷹”,因此被命名為“哈比”。隨著無人機技術發展,以色列航空航天工業公司對“哈比”巡飛彈進行改造升級,加裝了電光傳感器,改進了機翼設計,并增加了“人在回路”的攻擊監控系統,隨后“哈比-2”巡飛彈成功誕生。并在2016年納卡沖突中將這款巡飛彈投入了使用。但“哈比-2”巡飛彈存在飛行速度慢、飛行高度低、戰斗部威力較小等弱點,要想滿足察打一體的實戰需求,需要進一步拓展其作戰半徑。
航空環境公司于2008年開始為美國陸軍研制的一種便攜式單兵使用巡飛彈,即彈簧刀巡飛彈,目旨在使班、排或特種作戰分隊等小規模部隊,在沒有空中和地面火力支援的情況下,也能即時打擊視距外目標。后又在2020年推出“彈簧刀”600則是“彈簧刀”300的反裝甲改型,巡飛彈置于8聯裝發射裝置中,發射裝置安裝在地面車輛上。“彈簧刀”600巡飛彈長約1300mm,質量約22.7kg,射程40~90km,巡航飛行速度31m/s,最高飛行速度51m/s,巡飛時間大于40min。美海軍還開發了潛射型“彈簧刀”,其名稱為“黑翼”,該彈翼展、長度與“彈簧刀”300一致,重量1.8千克,配備光電/紅外傳感器。“彈簧刀”置于水下運載器中,發射時,水下運載器通過潛艇的廢物處理口沖向水面;“彈簧刀”在海面以運載器為平臺,以類似陸射的方式射出。這種發射方式類似于美海軍潛射“捕鯨叉”反艦導彈采用的無動力干式發射,即采用無動力運載器將導彈帶到水面發射。2020年7月,航空環境公司與克拉托斯公司合作將XQ-58A低成本可消耗作戰無人機與“彈簧刀”進行綜合。XQ58A航程達3400千米,有效載重達230千克,將可掛載數十枚“彈簧刀”,大幅提升該無人機的打擊能力。
分類
巡飛彈按功能分類,大體分為偵察類、主戰類、壓制類、網絡化協同類巡飛彈。其戰技性能主要包括:巡飛時間和作戰距離由動力裝置確定,巡飛時間一般為15分鐘至12小時;巡飛高度主要取決于探測裝置的性能,一般為100~1000米;巡飛彈道段的飛行速度一般為30~100米/秒;彈體尺寸一般直徑為120~330毫米、長度為0.5~1.5米。其中主戰類巡飛彈和壓制類巡飛彈都屬于攻擊型巡飛彈不僅可以負責偵察監視、毀傷評估等任務,還可以執行戰斗任務。主戰類巡飛彈和壓制類巡飛彈是當前攻擊型巡飛彈的兩種發展思路:主戰類巡飛彈強調交戰能力,壓制類巡飛彈強調信息采集與區域壓制能力。主戰類巡飛彈在機動和毀傷性能上與同級別傳統導彈差距并不大,適當保持打擊裝甲目標和移動目標的能力。巡飛過程主要用于偵察目標和等待打擊時機。壓制類巡飛彈的戰術價值來自于超長巡飛時間中的ISR任務和時敏打擊壓制效果。壓制類巡飛彈犧牲飛行速度獲得對危險區域進行長達數小時的近距離監視和壓制。巡飛彈的網絡協同作戰能力已經由巡飛彈與武器平臺之間的簡單網絡化作戰拓展到壓制類巡飛彈與主戰類巡飛彈、精打彈之間的協同作戰,作戰效能大幅提高。
主戰類巡飛彈
主戰類巡飛彈的導引頭在巡飛段作為一般成像探測器探測目標,而當發現可疑目標進入攻擊段后,導引頭切換到搜索跟蹤模式對目標進行精確測量和識別。使用精確打擊武器本身尋找打擊目標,既減小了從發現目標到發射武器執行打擊任務的反應時間,也避免了偵察和作戰平臺長時間滯留戰場面臨的危險。主要型號包括“彈簧刀”巡飛彈、“黛利拉”巡飛彈。
壓制類巡飛彈
壓制類巡飛彈可以巡飛數個小時,裝載載荷更豐富,除可裝載光電偵察、電子偵察、引戰系統外還可以裝載電子干擾載荷。壓制類巡飛彈主要型號包括“FASM”巡飛彈、“哈比”巡飛彈、“火影”巡飛彈。
網絡協同類巡飛彈
隨著網絡化技術的快速發展,實現主戰類巡飛彈與壓制類巡飛彈之間,偵察類巡飛彈與精打彈之間信息共享。“網火導彈系統”由精確攻擊導彈(PAM)和巡飛彈(LAM)、儲運/發射裝置、計算機及通信系統、導彈包裝筒、任務規劃計算機以及運輸集裝箱組成。PAM是一種模塊化、多任務的制導導彈,可以直接攻擊或快速攻擊近距離(0.5~2km)目標,或者采用助推-滑翔彈道,打擊遠距離(20~40km)目標。導彈在發射前或發射中鎖定目標,在飛行過程中可通過雙向數據鏈路更新目標信息,末段采用非制冷式紅外/半主動激光尋的方式制導。儲運與發射裝置用作基本的導彈運輸集裝箱和垂直發射裝置,具有無人值守遙控發射能力。
基本設計
巡飛彈主要由彈體外殼及彈翼、動力裝置、戰斗部、導航制導系統、傳感與控制系統、數據鏈通信機構、穩定系統等基本部分組成。常用動力裝置主要包括微型噴氣動力系統(渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機噴氣發動機、脈沖噴氣發動機)、活塞發動機動力系統、電動機系統三大類,以及變推力固體火箭發動機等,未來還有可能采用渦輪噴氣-火箭組合發動機(ATR)、凝膠推進等先進推進技術。
以上參考資料
關鍵技術
彈體輕量化及隱身氣動布局設計技術
巡飛彈兼具巡飛和打擊特性,在總體布局設計上 介于無人機和導彈之間,強調隱身。為了提高打擊精度, 必須充分考慮打擊段的穩定性和機動性。同時,巡飛彈因為發射方式原因,多被設計成機翼發射后展開,有的巡飛彈還被設計成打擊時收起或拋掉機翼。由此,會使巡飛彈的氣動特性復雜化,出現特殊的動力學問題,需要考慮多方面因素進行優化。
微小型彈載動力技術
決定巡飛彈的巡飛時間、航程、飛行速度等關鍵性能指標,理想動力系統應包括小型化、低噪音、低成本、高效率、高空性能好、推力調整范圍廣等特點。高能量密度的新型鋰電池、氫燃料電池等發展潛力巨大。
戰斗部技術
包括常規殺爆戰斗部、多模式戰斗部和侵徹戰斗部等。其中,多模式多功能戰斗部是目前攻擊型巡飛彈需攻克的關鍵技術,涉及炸藥裝藥結構設計、起爆系統控制等。
復合制導技術
巡飛彈普遍使用 GPS/慣性導航制導系統進行中段導航。為進一步提高攻擊精度,攻擊型巡飛彈還裝有末制導導引頭,如激光半主動、紅外成像、激光雷達以及由上述制導方式組合而成的雙模/多模導引頭。其中,應用前景最為廣闊的是激光雷達導引頭,所涉及的關鍵技術包括小型高功率固體/半導體激光器、鎘汞雪崩光電二極管探測器陣列/自混頻“金屬-半導體金屬”(MSM)探測器陣列、讀出電路和高速處理器等。
彈載數據鏈技術
巡飛彈外形尺寸及體積小,對數據鏈終端的體積、重量及功率要求苛刻。為確保遠距離、高數據信息流、高質量的通信,須研發高功率的數據發送機,并采用圖像壓縮技術降低對帶寬的要求。同時,還需要在信號處理過程中進行加密,確保通信保密,采用雙路通信鏈路傳遞和接收信息,必要時建立通信中繼站。彈載數據鏈所涉及的關鍵技術包括中繼技術、數據鏈終端技術、鏈路網絡協議技術和鏈路安全技術。
發展趨勢
巡飛彈特有的長航時和滯空偵察能力,在遠程精確打擊武器和戰區目標之間架起了一座信息通道,使傳統的以平臺為中心的體系概念轉為以網絡為中心的“網絡中心戰”系統概念成為現實,未來發展趨勢如下:
(1)發射投放平臺多樣化。
(2)偵察/打擊一體化。
(3)滯空時間長時化
(4)通信技術完善化。
(5)機載傳感器更先進。
(6)彈與彈協同化和彈體隱身化(隱身外形設計及復合材料彈體)。
(7)模塊化與復合化。
(8)低成本化。
(9)重視強化抗干擾能力。
未來高技術化、信息化、網絡化、智能化戰爭,已經不單單是局限在某一處的戰爭,或者是僅限于某種單一功能打擊力量的戰爭,而是高端技術下的陸、海、天、空、電五位一體的全方位戰爭。巡飛彈既是順應著現代新型作戰理念發展,也必須推動著這種趨勢的發展。 巡飛彈在本質上并非高端軍事技術,實現難度并不高。我國固體動力技術、導彈工業基礎方面具體一定優勢:在火箭與導彈總體設計開發、火工裝置設計制造、含能材料、復合材料研發與規模化生產、機電一體化等領域具有深厚的技術積淀和豐富的經驗積累,在巡飛彈彈體輕量化及隱身化氣動布局設計、微小型彈載動力技術、戰斗部技術、彈載數據鏈技術等大部分關鍵技術上不存在瓶頸。
參考資料 >
戰場新秀巡飛彈.百家號.2023-11-30
巡飛武器系統 開啟“智能”攻擊新模式.中國新聞網.2023-11-30
設計精巧 靜謐殺敵.中國軍網.2023-11-30