精確制導武器是采用高精度探測、控制及制導技術,能夠有效地從復雜背景中探測、識別及跟蹤目標,能從多個目標中選擇攻擊對象并高精度命中其要害部位,最終摧毀目標的武器裝備。精確是相對的概念,是指這些武器對射程內的點目標如坦克、裝甲車、飛機、艦艇、雷達、橋梁、指揮中心等有很高的直接命中率。多數人認為,直接命中概率高于50%的制導武器才稱為精確制導武器。
海灣戰爭讓我們認識到激光制導武器的局限性,它只能在可視環境或空中目標可視下利用。美國軍隊在《全球參與21世紀空軍構想》中將精確打擊能力列為面向21世紀空中作戰的必備核心能力之一,關注精確制導武器,投入資金研發聯合直接攻擊彈藥和聯合防區外武器。美國使用GPS定位系統制導,克服激光制導系統受環境影響的缺點,在“戰斧”式巡航導彈、GBU-37導彈上裝載GPS/INS復合制導系統,為下代精確制導武器的研究提供方向。
美空軍使用激光、電視和紅外制導炸彈;歐洲在開發沖壓噴氣發動機推進的流星導彈;中國對精確制導武器飛行中的對準研究較少,大多停留在數學仿真階段,展開物理實驗驗證的較少,需深入研究;俄羅斯在20232022俄烏沖突中使用精確制導武器對烏克蘭重要目標實施打擊。
發展歷史
制導武器的首次出現是在第二次世界大戰期間,英國空軍于1943年5月12日用“自由號”巡邏轟炸機向德國潛艇投擲了一枚聲尋魚雷,使德國U456潛艇遭受到了嚴重的破壞,這為制導武器的發展拉開了序幕。德國首次在戰爭中引入的制導武器是1400kg的Fritz X導彈和Henschel Hs 293導彈,利用Fritz X導彈成功的將意大利的“羅馬號”巡洋艦成功擊毀。早期的制導武器主要是利用無線電、雷達制導,攻擊的目標主要集中在工業設施、船只、橋梁、兵工廠等。
現代精確制導武器的誕生雖然早期的無線電、雷達制導武器的研究發展均不算太成功,例如英國的裝載了炸彈的遠程制導飛機Larynx計劃以及美國的“阿弗洛狄忒計劃”打擊率都不是很高。但是這為后來的制導武器發展提供了基礎。在20世紀50年代,一些國家開始發展裝備地空導彈、空空導彈,并于20世紀中期投入實戰應用。60年代后期激光制導炸彈的出現徹底改變了對陸地目標精確打擊的局面,拉開了新一輪的精確打擊革命。1972年,美國軍隊利用11架F-4戰斗機利用激光制導導彈炸毀了北越清華橋(Thanh Hoa Bridge),這次激光制導導彈的 投入戰斗標志著精確打擊制導武器正式亮相國際戰爭舞臺,此后空對地、地對地、空對面等制導武器也得以迅速發展。
1962年美國首先開始了激光制導武器的研究,并于1967年經過一系列的評估改進后完成了世界上首個激光制導炸彈——BOLT-117。這些炸彈的工作原理都是利用在地面或者飛機上的激光器照射到指定的打擊目標上,然后發射出去的炸彈或者導彈利用光敏傳感器來追蹤目標實現精確打擊。而激光制導武器最大的缺點就是它無法在惡劣的天氣環境下使用以及在激光發射器無法靠近目標的時候使用,這是因為:首先,激光源可能無法在惡劣的環境條件下照射到目標從而武器就無法追蹤到光源;其次,激光制導武器的激光不是普通的鐳射激光,而是一段特定加密后的脈沖,所以在無法靠近打擊目標的情況下是無法進行指導的。激光制導武器的普及是在微處理器出現后。迄今,在美國服役的兩組激光制導武器是Paveway II 和Paveway III。這兩組激光制導導彈擁有非常良好的空氣動力學特性,并且射程廣,缺點就是造價高。500磅的Paveway II是一種輕便的精確制導武器,它主要用來對付戰車等效目標,相反2000磅重的Paveway III導彈更適合于打擊更重要的目標。激光制導導彈在現代戰爭中應用最廣的一次就是1991年的海灣戰爭。在美國軍隊的精確武器裝備中,約一半武器都運用了制導原理,其中包括了空射導彈、海射巡航導彈等。總體來看,激光制導炸彈運用到了這場戰爭的各個地方,如戰場、機場、指揮控制和領導機關目標、橋梁、鐵路等。這次戰爭證實,精確制導炸彈擁有一發摧毀一個目標的能力。此后的戰爭中也不斷的應用到激光制導炸彈。
總體來說,海灣戰爭是制導武器的勝利,它讓我們認識到了激光制導武器的價值,但是同時也讓我們深刻的認識到了激光制導武器的局限性——激光制導武器只能在特定的可視的環境下或者空中目標可視的情況下才可以得以利用。于是美國空軍在《全球參與21世紀空軍構想》中將精確打擊能力列為了面向21世紀空中作戰的必備6大核心能力之一,對精確制導武器進行了更多的關注,投入了更多的資金,并且開發了聯合直接攻擊彈藥(JDAM)和聯合防區外武器(JSOW)。它使用美國GPS定位系統進行制導,可以在任何時間、任意場所、任意環境進行指導,無需外部輔助設備。利用全球定位系統和慣性制導系統復合制導的精確制導武器完成了歷史上最精確的轟炸戰役——1999年北大西洋公約組織轟炸南斯拉夫聯盟共和國的戰役。美國軍隊為了提高導彈打擊精度,克服激光制導系統易受環境影響的缺點,成功的在“戰斧”式巡航導彈、GBU-27/28激光制導侵徹炸彈37導彈上裝載了GPS/INS復合制導系統,為下代精確制導武器的研究提供了方向。
聯合防區外武器是由美國海軍和空軍聯合研制的具有隱身能力的可分配彈藥的新一代空地精確制導武器,它帶有可以折疊的雙翼,模塊化的載荷以及精確的全球定位系統/慣性導航制導系統(GPS/INS)。JSOW項目迄今為止已經生產了3種型號:AGM-154A(基本型)、AGM-154B(反裝甲性)、AGM-154C(單元爆破型),這3種不同型號彈藥的主要區別是能夠攜帶的有效載荷不同,其中AGM-154A是1997開始服役,AGM-195B于2001開始服役,AGM-195C于2004年交付了首批導彈。目前正在實施改進的有JSOW Block III(JSOW-C1),它由Raytheon公司參與設計,該導彈是在AGM-154C的基礎上加入了Link-16武器數據庫鏈接以及海上移動目標捕捉技術,計劃于2009年投產。另外改進的還有AGM-154A-1以及Powered JSOW計劃。聯合直接攻擊彈藥(JDAM)則是第一次海灣戰爭的直接產物。裝載了JDAM的武器是由全球定位系統輔以慣性制導系統來進行精確制導,打擊的目標可以囊括28km。裝載了JDAM的武器重量從227kg到907kg。JDAM武器的核心部件包括一個可控的空氣動力學尾翼、一個戰斗部再加上全球定位系統/慣性導航制導系統(GPS/INS)。在1999年的海灣中,美國軍隊的B-2戰斗機首次使用JDAM,向目標投擲了900kg級的Mk83和BLU-110穿甲炸彈,成功的對目標進行了精確轟炸。
制導方式
尋的制導
尋的制導就是依靠彈上設備,接受目標輻射或反射的能量(紅外輻射、光輻射、無線電、聲波等),確定目標位置和運動特性,自動控制導彈飛向目標。它包括主動式尋的制導、半主動式尋的制導和被動式尋的制導。尋的制導常用的尋的器有微波(毫米波)雷達尋的器、紅外尋的器、電視(可見光)尋的器和激光尋的器。尋的制導精度很高,但作用距離較短,故多用于末制導。精確制導武器的高精度主要靠末段制導保證,遠程精確制導武器都有末段制導,而末段制導大多采用尋的制導。
主動尋的——導彈上的能源照射目標,無線電接收機根據回波信號,完成對目標的捕捉、跟蹤和攻擊。
半主動尋的—能量照射來自指令站,導彈接收回波信號,自動跟蹤并攻擊目標。
被動尋的——就是導彈依靠感受目標的能量(比如飛機發動機的熱輻射),自動跟蹤并攻擊目標。
尋的制導的最大特點是:精度非常高。但是它的作用距離較近,識別敵我能力差。
慣性制導
慣性制導是一種只依靠彈上慣性部件提供制導數據,而不依賴外部信息的自主制導方式。
慣性制導技術主要用于彈道式導彈,它利用陀螺儀、加速度計等慣性元件來測量和確定導彈的運動參數,控制導彈飛行。它的精度隨射程的增大而降低,所以只裝有慣性制導系統的武器不可能成為精確制導武器。但是慣性制導最大優點是不受外界的干擾,只要它的精度能保證將制導武器引導至末制導系統的作用范圍,就不失為一種簡便可靠的中段制導方式。
匹配制導
匹配制導系統通常用來修正遠程慣性制導的誤差。它包括地形(高度)匹配制導和景像(灰度)匹配制導。發射前預先把選定的飛行路線中段和末段下方的若干地區的地面特征圖儲存到彈上的計算機內,當導彈飛行到這些地區時,將探測器現場實測到的地面圖像同預先儲存的地面圖像作相關對照,計算出導彈的飛行誤差,形成控制指令,就能控制導彈沿預定的航線飛向目標。儲存在彈上的地面圖像由偵察衛星或偵察飛機預先測定,經過處理轉換成數字信息后儲存在彈上的計算機中。
由于同一地域對于可見光、微波、紅外、微光所表現的地面特征不盡相同,從而可構成各種地圖匹配制導,如微波雷達圖像匹配制導,可見光電視攝像匹配制導,激光雷達圖像匹配制導,紅外成像匹配制導等。匹配制導的制導精度與射程無關,可使射程為幾千千米的導彈達到較高的命中精度。
遙控制導
遙控制導通過設在精確制導武器外部的制導站來測定目標和制導武器的相對位置,然后引導精確制導武器飛向目標。它包括指令制導和波束制導兩大類。
指令制導系統由制導站和裝在精確制導武器上的控制設備組成。制導站根據制導武器在飛行中的誤差計算出控制指令,指令通過有線或無線的形式傳輸到制導武器上。有線指令制導系統主要用于射程幾千米的反坦克導彈。無線指令制導的常見形式是微波雷達指令制導,由制導雷達測出目標和導彈的位置與速度,并根據這些數據計算出控制指令,然后發送出無線電遙控指令糾正導彈的飛行誤差,直至命中目標。這種制導方式的作用距離比較遠,彈上設備的成本較低,但易受干擾,而且制導距離越遠,精度越低,因此適用于中段制導。
波束制導系統由指揮站和精確制導武器上的控制裝置組成。指揮站發現目標后,對目標自動跟蹤并通過雷達波束或激光波束照射目標,當精確制導武器進入波束后,控制裝置自動測出其偏離波束中心的角度和方向,控制精確制導武器沿波束中心飛行,直至命中目標。波束制導系統的控制裝置比較簡單,成本低,并且可以同時制導數枚精確制導武器,而且由于控制裝置直接接收波束能量,不易受干擾。這種制導方式的缺點是在整個攻擊過程中,指揮站必須不間斷地以波束照射目標,這樣會使指揮站連同載體很容易受到對方攻擊。
遙控制導的特點是:導彈受控于指令站,因此彈道可以隨目標的運動而改變,適合攻擊運動目標。但是這種制導方式比較容易受干擾,且有線制導受導線長度和強度的限制,作用距離近。
導航定位系統制導
目前最常用的實用化衛星導航定位系統是美國的全球定位系統(GPS)美的球定位系統在 1993已部完并入用,這個由 24 顆衛星組成的定位系統可用于各種軍用與民用的定位與導航如果在精確制導武器上安裝全球定位系統的無線電接收機,就可以在飛行過程中準確測出自己的空間位置和飛行速度,用來修正慣性制導的誤差。雖然它的作用同地形匹配制導相似,但是攻擊前的準備工作卻要簡單得多,所以全球定位系統制導來代地形匹配制導,可改普遠程精確制導武器的性能。除此之外還有俄羅斯的Glonass、歐盟在建的伽利略全球衛星導航定位系統,以及我國的“北斗”區域衛星導航定位系統。
復合制導
任何一種制導方式都有優點和缺點,如能取長補短則能趨利避害,所以遠程的精確制導武器一般都有兩種以上的制導構成復合制導系統,這樣不僅提高了制導精度而且增強了抗干擾的能力。復合制導的形式很多,例如美國的BGM-109巡航導彈,在整個飛行過程中除用慣性制導外,中段制導過去用地圖匹配制導,現在改用全球定位系統來修正慣性制導的誤差。復合制導系統然比較復雜,體積大、成本高,而凡因元器件多降低了系統的可靠性,但是隨著科學技術的發展,復合制導系統的小型化、低成本、高可靠性會逐步得到解決。
相關分類
導彈
導彈是一種依靠自身的動力裝置推進并由精確制導系統探測、處理、導引、控制其命中目標的武器。導彈是精確制導武器中類別最多,使用量最大的一種現代化武器。
地地戰術彈道導彈
地地戰術彈道導彈通常是指射程小于1000km的地地近程彈道導彈。海灣戰爭表明,它是具有威脅和實戰能力的殺手锏。地地戰術導彈命中精度高、突防能力強、作戰機動靈活、反應迅速、可攜帶多種常規彈頭,能攻擊戰役戰術縱深的多種目標,是威力很強的中遠程精確打擊武器。當前稱雄世界的是美國GMG-140陸軍術導彈(ATACMS)和俄羅斯的 SS-X-26導彈其共同特點是:
1)采用各自的衛星定位系統命中精度可達15m~30m成其實確擊;
2)既可安裝集束式集束炸彈,也可帶具有不同功能的彈頭,如智能反裝甲彈藥、傳感器引信子彈藥、云爆彈、鉆地彈和電磁脈沖炸彈等,用于反裝甲、反機場跑道、反硬目標和反信息武器裝備,實現一次打擊多目標;顯著提高導彈的突防能力、生存防護能力、快速反應能力和機動能力。此外,法國的哈德斯導彈也具有命中精度高、性能好、反應速度快和一彈多用的特點。
巡航導彈
巡航導彈是指主要以巡航狀態在大氣層內飛行的飛航導彈。戰術巡航導彈是實施常規威脅和中遠程精確打擊的重要武器。自海灣戰爭以來的美國軍隊歷次重大行動,基本上都是率先使用這種武器的。目前,美國正致力于戰術戰斧、快等新式巡航導彈的研制開發,俄羅斯也正在研制 X-101 航導彈這種新式的巡航導彈主要具有以下特點。
一是射程更遠、精度更高、彈頭威力更大、價格便宜。在動力方面,將采用新型發動機,美國戰術BGM-109巡航導彈1800km~2 700km;在制導面用+ GPS +紅外像末制導,進一步提高命中精度,其圓概率誤差約3m;在彈頭上,能帶子彈藥、鉆地頭和微彈能穿透6m厚的加固工事,攻擊深目標。
二是具有毀傷評估能力和重新選定目標的能力。采用前視電視機進行作戰毀傷性指示,采用甚高頻瞄準線重新選定數據鏈等設備,從而具有有效評估能力、重新選定目標的能力,同時還進一步縮短任務規劃時間。如果采用精確制導彈藥或鉆地彈頭還能夠攻擊像坦克編隊那樣的活動目標和深藏地下的加固目標。
三是飛行速度快。這種導彈將擁有超聲速和高超聲速的飛行速度。除目前美國的4 倍聲速的快鷹巡航導彈外,到2010 年前后將可能出現 Ma =6~8的新型空射、海射高超聲速巡航導彈
防區外發射空對面武器
防區外是指敵防空火力網以外。防區外發射導彈制導精度高、攻擊能力強、能有效推毀地面和海上的高價值目標,進攻的風險小,是戰爭中實施早期快速反應、突然襲擊的有效手段。在 1991 年灣戰爭、1995 年科索沃成爭中都使用了這種或器今后10-15 年內,美、英、法、、德、以和羅斯都將裝備這類武器。主要有美國的聯合防區外空對面導彈(JASSM)斯拉增強型導彈(SLAMER)、法國的阿帕奇空對地導彈、空地模塊式或器AASM)美合研的斯(ULISEE)導彈以及以色列的復合式導引頭防區外滑翔炸彈等。其主要特點:
一是具有自主式發射后不管能力且精度高采用慣性導航、全球定位系統、自適應地形西配和紅外成像末制導等技術。JASSM 導彈的制導精度在 3m 之內并具有攻擊固定目標和重新定目標的能力。
二是具有隱身特性。采用隱身技術、提高導彈的低可探測性是未來導彈的發射趨勢。烏里斯導彈就是一種跑身導彈,該彈空射型射程為 300km,規射型射程為250km,巡航速度為 Ma=0.85導彈質量700kg - 800kg。此外JASSM 導彈也將具有低可探測性。
三是具有自動任務規劃能力、抗電磁于擾能力和生存能力,戰斗部威力大。壤補了巡航導彈的攻擊空白,成為實施中遠程精確打擊的主要手段之一。
四是趨于小型、靈巧化。至2020 年前后服役的低成本自主式攻擊系統(LOCAAS)就是一種多模小型靈巧防區外武器。它采用穿甲彈,質112.5kg,具有攻擊地面機動目標和重新選定目標的能力,是壓制敵防空的殺手。
空空導彈
空空導彈是指從空中平臺發射、攻擊空中目標的武器。可分為近程、中遠程和超遠程三大類。未來的空空導彈主要特點如下。
一是空中攻擊能力強。新一代近程空空導彈將具有超聲速、大過載、大高軸角發射的能力。美國的AIM-9X,債羅斯的 P-73P-73EL英國的AIM-132先進短程空對空導彈 先進短程空空導彈都屬此類。它們采用激光近炸引信,并具備前向(后向)發射、攻擊尾隨目標的能力。而新一代中遠程空空導彈具備發射后不管、多目標攻擊能力及較強的機動性和抗電子干擾能力。美國的 AIM-120C羅斯的P-77,PBBAE,英國的 BVRAAM 視空空導彈均屬世界先進水平。其中 PBB-AE 動性高轉考速率達150°/s,對雷達反射截面積Sm目標的最大探測距離達70km,射程為0.3km 110km。
二是具有攻擊預警機能力。遠程、超遠程空空導彈,如俄羅斯的 PBB-AE-PD遠程空空導彈最大射程可達160km,可攻擊巡航導彈和預警飛機。三是兼具近程格斗和中遠程攔裁雙重功能。未來美國的雙射程空空導彈,將具有 180“角離軸發射能力。遠程迎面攔截距離達 185km,近程格斗距離460km,并能在9km,3km,93km 處迎面攔截目標。此外,法國的麥卡空空導彈可根據遠程、中程或近程作戰任務,選用不同的戰斗方式、雷達導引頭和紅外導引頭,是一種多用途空空導彈。
防空與反導導彈
防空與反彈道導彈導彈是從地面或艦上發射,攻擊空中飛機、直升機、無人機、彈道導彈或巡航導彈目標的導彈。防空導彈已形成中高空中遠程、中低空中近程、低空近程和彈炮、彈槍結合便攜式四大類。
1)利用防空與反導導彈,軍事強國將保持和完善多層次全空域、靈巧的防空體系,而弱國也將因此而擁有較先進的防空反導能力。防空導彈具有防空反導雙重功能,既能對付導彈這一主要威脅又是反飛機的有效手段。防空反導導彈采用垂直發射方式,將普遍具備全方位攻擊能力;采用主動相控陣雷達,探測器乃至全系統一體化,以提高系統的作戰效能:采用多模制導系統,導彈將更加精確:采用模塊化、通用化技術,根據不同需要,配套不同的助推器、火控雷達和軟件,形成不同類型的武器系統。
2)利用防空與反彈道導彈導彈,軍事強國將建成戰區彈道防御系統,導彈攻防對抗目趨激烈。美國以動能攔截彈為核心的多層、高性能、點面防御結合的戰區導彈防御系統,主要用于防御射程在3500km以下的戰區彈道導彈的攻擊。其中低層防向系統有MIM-104防空導彈、標準2-4A 導彈,可攔截30km 以下大氣層內目標,高層防御系統有薩德(THAND)和箭式導彈,可攔截30km 以及大氣層內外目標。俄羅斯的 C-300PMU2 戰術反導系統具有反飛機、反戰略燃航導彈、反彈道導彈及其它空地導彈的能力。最大射程 200km,彈頭質量 180kg,每個彈頭碎片的摧毀能量為 40kJ,能有效攔截雷達反射面積為0.002m的戰術導彈。可以預料,隨著反戰術導彈技術向日本、印度等國家和地區的擴散,將加劇該地區的不穩定性。
3)利用防空與反導導彈,軍事強國將建成先進的天基防空反導預警系統。面對導彈攻擊的預警系統時間越來越短、面防御更加困難的局面,美國將采用天基紅外系統(SBIRS),縮短面防武器預警時間,實現主動攔截,并使防區比目前擴大3-5倍。
空地導彈
空地導彈是指從空中發射、攻擊地面目標的導彈。按攻擊目標的類型,可分為空地導彈、反輻射導彈和反坦克導彈等。
1)反射導彈將為壓制對方空的要手段。除了 JSOW,AGM-130,AGM-142 等防區外空對地導彈外,反輻射導彈仍將起重要作用。美國未來的反輻射導彈除了哈 Block 6型高速反輻射導彈外,還將出現哈姆 Block 7 高速反輻射導彈,這一代導彈將采用沖壓噴氣主發動機,飛行速度可達Ma=6,射程可達180km,導彈無彈真,可裝置于F-22 戰斗機機艙內。它采用高靈敏度、高分率雷達尋的器和紅外尋的器,當敵雷達關機時仍然對其精確打擊。德法合研的阿拉米斯(ARAMIS)反輛射導彈采用被動雷達和紅外成像雙模尋的器和沖壓火箭發動機,具有精度高、抗干擾能力強、橫向破壞小的優點。
2)鉆地彈、高超聲速導彈將成為地下深、加固目標的克星。如美國的 GBU-27/28激光制導侵徹炸彈24,GBU-28 都具有攻擊深裝地下加周目標和在加周目標掩體中目標的能力。GBU-28 能穿透6m 厚的混結構。將來美國的 AGM-130,AGM-142JASSM 及 JSOW 防區外空對地彈藥,GGBU-8,JDAM系列制導炸彈及新型巡航導彈采用MEHTF多重硬目標引信之后,其鉆地深度可達15m。
3)空中坦克將具有一次攻擊多目標殺傷能力。具有發射后不管能力的反坦克彈藥將成為摧毀姐克的骨干武器。新一代反姐克導彈將采用雙誰體串聯式空心裝藥戰斗部,采用半主動激光、毫米波雷達或被動紅外成像制導系統,美國的 AH-64DAH-64武裝直升機直升機,帶有長弓火控偶達和AGM-114海爾法導彈。英格蘭長弓火控雷達能及時探測256個地面目標,優選 16 個目標。海爾法導彈采用慣性 + 毫米波雷達制導。模擬演示中,兩架 AH-64D 直開機在前三次作戰中共排毀對方 17 座多管火炮,11輛步兵戰車,6輛坦克,4座高射炮系統,3 個達設備及2輛輪式車。
反艦導彈
反艦導彈包括空艦、規艦和潛艦導彈,隨著導彈技術的發展,反艦導彈將向隱身、高速、高機動性發展,規規導彈將具有遠程超視距攻擊和對沿海、對陸上目標進行攻擊的能力。超聲速反艦導彈。
該型導彈將減少防御方可用的反應時間、減少目標運動對導彈精度的影響,它可利用高速動能殺傷目標,從而減小彈頭尺寸。一枚度為 Ma=2.2,彈頭質量200kg 的超聲速導彈總描能量近5 000kJ,與一枚速度為 Ma = 0.8彈頭質量400kg的亞聲速導彈相當。當前,美、英、法、德、南非、日本、以色列等國都在發展這類導彈的關鍵技術。
遠程艦艦導彈。
該型導彈除對海上目標具有攻擊能力外,同時具備對陸上攻擊目標能力。未來海戰將強調對沿海、對陸上目標的超視距攻擊能力。美國的 RGM84 捕鯨叉導彈的第直批,被稱為“窮人的戰務巡航導彈”。它采用環形激光陀螺和 GEMIIIGP無線電接收機一體化裝置,具有對陸上目標進行無雷達制導攻擊能力,射程 124km,率誤為 10m -12m。美國 SLAM-ER 采用 GPS 及紅外的系統,具有極高精度,射程278km面 SLAM-ER型采用 GPS/慣性制導系統,可帶斯基特、BAT 等靈巧或智能反裝甲子炸彈,用于攻擊陸()上目和甲目標。
隱身反艦導彈。
瑞典的 RBS 15 MK3 合特塞奧反規導彈都具有較好的隱身性能。前者射程200km,后者采用 K 波段雷達和紅外成像導的器射程超過 150km能反艦、反上設。采用一體化的 GPS 無線電接收機和數據,具有末端機動及再攻擊能力。
精確制導彈藥
精確制導彈藥根據不同的作用原理可分為2種:
(1)裝有尋的制導裝置的稱為末制導彈藥,如制導炮彈、制導炸藥、制導地雷等;
(2)裝有敏感器的稱為末端敏感彈藥藥,因為敏感器不能控制彈藥的飛行彈道,所以末敏彈本不屬于制導武器,但因其敏感器能在飛行末段通過與戰斗部的巧妙配合,使之達到很高的命中精度,所以習慣上也把末敏彈藥歸為精確制導武器一類。這兩種彈藥自身均無動力裝置,需借助大炮、飛機投擲。
它們的主要區別在于導彈有動力裝置,在飛向目標的過程中都由制導系統進行引導;而制導彈藥沒有動力裝置,也 沒有全程制導裝置,僅有在飛行末段起作用的尋的裝置或敏感器。
技術特點
相關技術
微型精密慣性陀螺技術
慣性技術的發展表明:從傳統的機械轉子型陀螺向固態陀螺儀(激光、光纖和半球諧振陀螺儀)轉移,并進一步向以半導體硅為基本材料的微機械振動陀螺發展;從框架式平臺系統向捷聯系統轉移;從純慣性捷聯系統向以慣性系統為基礎的多體制導航組合系統發展,成為今后慣性技術發展的總趨勢。在中高精度姿態方位參考系統(AHRS)和捷聯式慣導系統(SINS)中,光纖陀螺儀和激光陀
螺儀占有重要位置。隨著光纖通信技術和光纖傳感技術的發展,傳統的機電式陀螺儀將被激光陀螺儀所取代,光纖陀螺儀又將取代激光陀螺儀,光纖陀螺儀(干涉型)是用于慣性制導和導航的關鍵技術。
微型制導炸彈技術
美國目前正在發展一項微型精確制導彈藥技術,旨在將一種約114kg的炸彈裝入隱形飛機內。這種炸彈大約與 908kg炸彈具有同等毀傷力,而飛機的運載負荷卻降低 70%-80%美國研制的微型炸彈的直徑為 152mm長度 1.8m,采用激光雷達尋的頭。該項目所涉及的關鍵技術是高威力炸藥GPS 抗干擾裝置以及激光雷達末制導技術。
硬目標侵徹技術
硬目標侵徹技術涉及引信、戰斗部和裝藥。主要采用如下關鍵技術:用高強度、高韌性重金屬做侵徹彈體;用高能量、高密度炸藥做侵徹戰斗部裝藥,用這種炸藥裝填的戰斗部能夠承受彈丸侵徹硬目標時高沖擊載荷的作用。反硬目標引信為可編程引信,它可以在飛行中設定,既能承受碰撞,又能在最佳位置上起爆戰斗部。多介質硬目標引信可對16 層介質進行計數,總侵徹行程達78m。
多模復合尋的制導技術
多模制導可以充分發揮各頻段或各制導體制的優勢,互相彌補不足,極大地提高作戰效能和武器的命中率。多模導引頭可由不同機理的傳感器組合而成,如光學的(紅外、紫外、可見光、激光等)與射頻的(微波、毫米波)或 GPS無線電接收機 +慣導裝置的等,也可由同一機理的不同頻譜或不同制導體制(主動、半主動或被動)的傳感器組合而成。目前主要的制導模式有光學多模制導、射頻= 紅外多模制導和毫米波= 紅外多模制導幾種形式。雙模尋的復合制導技術已日趨成熟,各國正在積極研制三模復合尋的制導技術,例如日本已著手研制對空導彈用的微波/毫米波/紅外三模尋的頭,這種導彈具有更高的命中精度、更強的抗干擾能力。
超聲速燃料發動機技術
以超燃沖壓噴氣發動機為動力的巡航導彈的速度可達到音速的6-8倍,這將大大提高對移動目標、加固設施和地下設施的攻擊能力。目前,美國正在研制超聲速燃料沖壓發動機,這種發動機將使用吸熱性的碳氫燃料,該燃料能夠釋放出氫氣,可將高超聲速導彈速度從 Ma=8提高到 Ma=10。
新概念無彈翼自適應超聲速導彈技術
這種導彈主要采用了一種自適應靈巧材料或自適應靈巧結構。所謂自適應靈巧材料是一種壓電材料,它是一種在其表面施加電壓后會自動膨脹或壓縮的復合材料。在無彈翼自適應導彈中,可在彈內設置兩對正交壓電陶瓷“腱”或萬向節,從而使彈體隨意彎曲或旋轉,以此來控制導彈的飛行。
合成孔徑雷達制導技術
合成孔徑雷達(SAR)是一種以多普勒波束變銳和脈沖壓縮技術為基礎的高分辨率成像探測器。它利用導彈的前進運動,通過對信號進行存貯和專門處理,便可實現由長度不大的天線構成一個有效的長度很大的天線,從而獲得良好的方位分辯力。SAR導引頭具有全天候工作、有效作用距離遠、成像、高分辨率和制導精度高的優點,是反艦導彈的一種很有前途的導引頭。
慣性導航和全球定位系統一體化技術
美國正在研究嵌入式 INS/GPS 一體化技術,即將INS和GPS作為一個整體裝入導彈系統,這種一體化 INS/GPS具有更好的抗干擾性能,質量輕、體積小,適于導彈安裝。為滿足作戰需求,目前國外主要是通過集成化生產和成品率的提高以及新的采購體系達到降低武器生產成本、提高武器可靠性之目的。例如,聯合直接攻擊彈藥、風力校正彈藥布撒器和GPS 輔助彈藥均屬準制導武器,命中精度分別為13m,26m和6m。它們采用 INS/GPS 即達到了所需要求。因此,占有相當比例的準制導武器與有限的精確制導武器將在未來戰場并存。
系統特點
命中精度高
迄今為止,精確制導武器的射擊命中率一般都在50%徘徊,有的武器可以達到了80%。導彈如激光制導導彈的CEP在15m,“BGM-109巡航導彈”式巡航導彈在改進后的命中圓周率誤差(CEP)達到了3m,第四代遠程戰術空對地導彈的命中精度甚至達到了1~3m。美國軍隊研制出來的激光制導子彈甚至可以精確命中1000m以外的目標。
殺傷威力大
過去的戰爭中,軍隊完成摧毀指定敵方綜合設施就需要對該設施進行大規模的地毯式轟炸。而使用精確制導武器后,軍方只需要瞄準所需要打擊的指定目標,用一枚制導炸彈或者制導子彈就可以完成任務。美國海軍一項研究報告中表明:攻擊機場、武器庫、工廠等固定目標,投擲精確制導武器與非制導武器的數量比為1:10,而攻擊裝甲、火箭發射器、坦克等移動目標,需要投擲精確制導武器和非制導武器的數量比例約為1:20,對大多數目標而言,一枚精確制導武器相當于35枚左右的非制導武器的效果。
可遠程打擊
與非制導武器相比,精確制導武器的最大優勢就在于對“射程-精度”概念的重新定義。非制導武器會隨著射程的增加而降低其打擊精度,而精確制導武器則不會受到射程的影響。
系統組成復雜
每種精確制導武器都是由比較復雜的控制制導系統組成的,這就對每個制導武器的技術保障要求非常高,并且如果制導武器的任何一個部分出現故障或者運行過程中某一個環節配合出現差錯,都將影響武器效能的發揮。
總體效能高
精確制導武器雖然成本很高,但由于具有較高的命中率,所以通常用于攻擊價值高的重要目標。例如在海灣戰爭中,美國在1000km以外向伊拉克發射大量BGM-109巡航導彈,精確的摧毀了嚴防于巴格達的高價值目標,使得伊軍基本喪失作戰能力。精確制導武器的總體性能遠遠優于普通轟炸機群的常規空襲。
系統易干擾
現代精確制導武器的抗干擾能力在不斷的提高,但是任何一種精確制導武器的抗干擾手段都是有限的,不可能對所有的干擾都進行有效的抵抗,對于一種新型武器而言,只要對手掌握了它的主要技術參數,就可以對其進行干擾,從而有效的使其作戰效能大打折扣。
環境影響大
不管是激光制導武器還是紅外制導武器,都存在著全天候作戰能力差的問題,它們易受煙霧、水霧的影 響,尤其是陰雨多云等不良氣候,其系統的作用距離將會大大縮短,甚至難以正常工作。
實戰應用
作為信息技術革命的產物,精確制導武器在1972 年的越南戰場首次亮相,以其射遠、精度高、威力大、作戰效能高而名揚天下。尤其是在世紀之交的科索沃戰爭、伊拉克戰爭中,美軍更是利用包括激光制導炸彈、巡航導彈和反輻射導彈在內的各種精確制導武器,攻擊對方指揮機關、CI系統、防空設施和地下掩體等作戰重心,取得近乎零傷亡的作戰效果,受到世人矚目。據專家預測,在未來信息化戰爭中,精確制導武器所占份額將高達75%,精確制導武器已成為各國首要發展和采購的武器。
縱深精確打擊是精確制導武器、作戰平臺和信息系統的有機結合,具有威懾和實戰的雙重作用。利用該概念可摧毀或癱瘓敵方社會經濟活動和軍事行動。該作戰概念打破前方和后方的界限,威脅和挑戰戰略基地、指揮中心、戰略縱深建設。精確制導武器能減少攻擊者傷亡和損失,如使用F-117飛機和精確制導武器,傷亡率大降低。精確制導武器能為決策者提供軍事行動方案,減少雙方損失和附帶破壞,造成敵人恐懼心理,癱瘓士氣。決策者可將精確打擊與外交活動結合,有區別地精確襲擊特定目標,作為強大的威懾武器。精確制導彈藥雖然貴,但總彈藥數量減少,如一枚精確制導武器等于35枚非制導武器效果。因此,從綜合因素考慮,精確制導武器在經濟上是合算的、承受得起的
各國精確制導武器現狀
相關條約
基本原則
為了達到勝利的目的,參加戰爭的國家有可能竭力將本國所擁有的高、精、尖新式武器投入戰場進行較量,將戰場作為他們新式武器和新作戰方法的試驗場,戰爭因此具有高度的破壞性和殘酷性。為此,國際社會通過了一系列限制、規范作戰方式的規則,并逐步形成了公認的戰爭法原則。精確制導武器的大量使用,有利于戰爭法基本原則的遵守,在一定程度上能緩和“滿足軍事必要”與“實現人道要求”的矛盾。
區分原則
1977年日內瓦第一議定書規定,禁止不以特定軍事目標為對象的攻擊,禁止使用不能以特定軍事目標為對象的作戰方法或手段,禁止使用其效果不加以限制的作戰方法或手段。從作戰功能看,相對而言,精確打擊可以直接命中關鍵目標,達成“點穴”制敵的效能,使作戰行動遵循戰爭法的區分原則有了技術上的保證,能夠確保準確擊中敵方軍事目標,防止不分皂白的攻擊。一般來說,精確制導武器使用得越廣泛,精確打擊能力越強,攻擊者就越有能力也越有責任區分軍事目標和民用目標、軍用物體和民用物體、平民和戰斗員,避免不分皂白的攻擊。比如,1991年1月18日,美國軍隊的兩架A一6E和一架A一7E攻擊機從“肯尼迪”號航母上起飛,領受的作戰任務是用“斯拉姆”遠程空對地導彈摧毀伊拉克的一座水電站。要求只許摧毀發電廠機組,不許炸毀大壩,以免造成水災。第一架A“E用斯拉姆導彈在廠房頂上炸出了一個約10米直徑的大圓洞。大約過了2分鐘,A一7E又發射一枚“斯拉姆”導彈,它精確地穿過大洞,從內部炸毀了發電機組,大壩卻完好無損。12伊拉克戰爭中,美英軍隊使用的精確制導炸彈超過90%。從開戰12天的情況來看,美空軍各型飛機投放的全部是精確制導炸彈。四美國總統布什曾發表講話說,打擊目標是經過選擇的,美英聯軍將盡力避免傷害平民百姓。美軍中央司令部新聞發言人布魯克斯,在每次新聞發布會上都運用錄像手段,對攻擊目標轟炸效果進行前后對照,以說明其嚴格遵守了戰爭法的區分原則。
人道主義原則
從理論上講,武器的命中精度提高1倍,其對目標的毀傷力將提高到原來的4倍。因此,以最小的破壞達成最大的效果成為現代戰爭追逐的一個目標。以精確制導武器為主要手段,只對敵方重要目標的重要部位實施癱瘓性打擊的精確作戰方法,較好地避免了對環境的損害和傷及無辜,既滿足了精確打擊目標以達成作戰目的的軍事需要,又減少了對平民和民用物體造成的附帶損害。同時,精確制導技術的發展,使打擊可以從遠離敵方的陣地發射武器,實施“防區外”非接觸作戰,能夠有效地保存自己。1999年,北大西洋公約組織對科索沃進行的70天空中打擊中,炸死的南斯拉夫聯盟共和國平民不到500人。而在1943年7月,盟國對德國漢堡進行的三天空襲中,被炸死的平民達4.46萬人。f4伊拉克戰爭中,美國“點穴式”的作戰方法,不管是相對于傳統的直面撕殺,還是地毯式轟炸或大面積毀傷性武器,它都要文明得多,可以準確地擊中目標,對敵方軍事人員產生震懾效應而不至于殃及無辜,從而控制附帶損傷。可見,精確制導武器的發展從整體上增加了人類對戰爭的控制能力,這種控制能力貫穿戰爭全過程,特別是對戰爭后果的預見,包括對作戰人員傷亡、平民傷亡、經濟損失、政治損失等的預計,可以使人類在發動戰爭之前更加謹慎,在戰爭進行過程中更加注意避免自然環境和社會文明環境的破壞。這表明,精確制導武器為保護人類賴以生存的自然環境和社會文明環境提供了可能。美國曾竭力散布伊拉克戰爭創造了人類歷史上“用精確制導武器避免人道主義災難”的神話。
發展趨勢
隨著微電子技術、計算機技術、自動控制技術、材料科學等一批高新技術的迅速發展,精確制導武器也以驚人的速度不斷的飛速發展。對于現在越來越惡劣的作戰環境來說,制導武器的要求能無視外圍環境影響、全天候的實現精確打擊。
射程的提高
武器發射平臺生存能力提高的方法是增大精確制導武器的射程,這就使得防區外作戰顯得格外的重要。為了適應未來高技術局部戰爭、防空系統的需要,將3500km的作戰縱深納入防區以內也是合情合理的。例如美國“聯合空地防區外導彈”AGM-158的射程為450km,“增強反應防區外對陸攻擊導彈”AGM-84H的射程為275km;英國的CASOM的射程為250~500km;德國的“金牛座”的射程為350km等,都可滿足這一指標要求。
制導精度的提高
影響打擊準確率的關鍵因素就是武器的制導精度。因此升級武器的最好方法就是不斷提高武器的制導精度。迄今為止,大部分制導武器已經采用了GPS/INS進行途中制導,這使得武器可以適應全天候、晝夜作戰。總體而言,軍用GPS的制導精度為9~12km,不受天氣和戰場條件的影響。若制導系統采用差分GPS系統,涉及精度還可以進一步提高。
打擊隱形化
精確制導武器的隱形化不但可以有效的提高發射平臺的生存能力,而且可以提高突防能力。在抑制紅外輻射,同時減少精確制導武器的雷達散射截面積后,制導武器的可探概率大大減小,同時武器的攻擊和突防能力會大大增強。
多用化
采用“一種負載多個平臺”或者“一種平臺多個負載”的模式,可以使得制導武器提高用途,使其可以與相應的飛機、軍艦等運載平臺實現綜合作戰,形成了可靠的攻防體系。
超音速化
精確制導武器可打擊遠距離目標的前提是縮短武器在空中的飛行時間。目前,美國海軍要求的導彈飛行時間不超過15min,最理想的是在8min內飛行1000m左右,否則等導彈飛到目標位置時候,目標已經遠離該位置,所以超音速制導武器發展是大勢所趨。利用沖壓噴氣發動機和超燃沖壓發動機的超音速導彈可以有效的命中移動目標。
參考資料 >
央媒發文披露:昨天到今天,俄羅斯軍隊用了五種戰術.澎湃新聞.2024-01-16
普京夸贊這種武器.小央視頻-抖音視頻.2024-01-17