閃電系列新型制導炸彈

南非盛產鑽石,工業和經濟發達,可稱得上是非洲大陸上一顆耀眼的鑽石,但由於多年來周邊一直動盪不安,南非被迫建設了一支強悍而精幹的武裝力量,也因此培育了其先進的國防工業基礎。南非的武器裝備在國際軍火市場上以技術先進、適用性強和價格便宜著稱,從其新研製的“閃電”系列航空制導炸彈就可見一斑。

研製背景

“閃電”系列新型制導炸彈歷史上非洲戰亂頻頻。據統計,在過去10多年裡,3/4的非洲國家在不同程度上捲入戰亂,其中引起國際社會高度關注的有安哥拉內戰莫三比克衝突索馬里軍閥混戰前薩伊內戰盧安達蒲隆地部族仇殺等。戰亂共奪去800多萬人的生命,使600多萬人淪為難民,許多兒童成為孤兒。
非洲戰亂不斷的一個重要原因就是貧困。非洲有8億多人口,占世界總人口的12%,但經濟總量卻不到世界的2%,全球49個最不已開發國家中,有34個在非洲。非洲許多國家債台高築,有些國家每年要用財政收入的近1/4償還外債。在這種情況下,一些國家就試圖通過搶奪資源改善自身的經濟處境。
在眾多非洲國家中,南非經濟可謂一枝獨秀。上世紀90年代中期,南非國民生產總值達到1280億美元,人均2946美元。與其相鄰的莫三比克的國民生產總值只有6億美元,人均33美元,而同期莫三比克的國防開支占到國民生產總值的10.8%,南非國防總開支卻只占2.1%。為了在眾多貧窮國家包圍中保衛自己的財富,進入新世紀後,南非在每年經濟成長2.2%的情況下,國防預算增長高達15%,這使眾多國際軍工集團趨之若鶩,南非國防工業也藉機迅速發展。其中比較活躍的當屬南非丹尼爾航空航天系統公司(DAS),該公司是南非航空武器裝備的主要生產商。上世紀80年代,它在美國MK80系列低阻通用爆破炸彈的基礎上,為南非空軍研製了“丹尼爾”系列炸彈。該炸彈的設計思想和戰術使用,與美國的MK80系列炸彈相同,口徑系列相近。為利於外銷,各型號均採用北約標準的356毫米雙彈耳,也有原華約標準的250毫米雙彈耳可供選用。此外,在該系列基礎上,還改進發展了帶降落傘的減速炸彈和帶加速火箭的侵徹炸彈,適宜於攻擊飛機高速、低空突防轟炸,尤其是超低空水平轟炸。
進入上世紀90年代後,精確制導技術迅速發展,南非企業也開發了“猛禽”滑翔炸彈等,但由於該炸彈採用電視制導方式,而且投放距離也只有60千米,難以滿足軍方需要,因而沒有大量裝備。此後美國等已開發國家均採用了改裝模式發展精確制飛彈藥,為原來的普通航空炸彈研製新型精確制導組件。例如美國的“聯合直接攻擊彈藥”(JDAM)、“鑽石背”(DIAMONDBACK)和新型“鋪路”(PAVEWAY)系列等,使普通航空炸彈搖身變為智慧型精確制導炸彈。為此,南非軍方提出了改進其現裝備的大量普通航彈的要求,也就是前面提到的“丹尼爾”系列炸彈。
本世紀初南非軍方委託“丹尼爾”公司為其大量的“丹尼爾”/MK80系列炸彈發展新型制導組件,“丹尼爾”公司不久就為其提出了“閃電”(Umbani)方案。該方案以MK80系列中的250千克級MK82型和500千克級MK83型炸彈為主,加裝系留式制導/增程組件。該組件採用衛星定位和慣性(GPS/INS)制導方式,有摺疊彈翼和助推火箭兩種增程方案可選。
“閃電”組件的初始方案研究工作是在南非國防軍工技術演示項目的資助下進行的,2004年9月舉行的非洲航空航天及防務展覽上首次公開露面。目前,“丹尼爾”公司已進行了MK82炸彈安裝該組件的風洞試驗和靜態測試,並在2005年開始一系列的飛行和武器投放、制導試驗,估計不久就會裝備南非空軍。由於以美國為首的西方已開發國家對先進軍事工業技術採取了區別封鎖政策,這使與西方有千絲萬縷關係的南非成為打破這一技術封鎖的“視窗”。因此“閃電”一經推出,馬上引起了國際軍火市場的關注。

技術特點

“閃電”系列新型制導炸彈目前,“丹尼爾”公司公開的“閃電”組件包括標;隹的系留式制導裝置、助推器、彈翼和控制模組,以及為適配MKSl、MK82和MK83炸彈的頭部和尾部接口模組。由於“閃電”在研製之初,“丹尼爾”公司為了避開美國等高端市場,大量採用了成熟技術,成本得到了大幅度控制,因此其在國際市場上有“窮人的高技術武器”之稱。 射程遠,可低空投放非設計人員為“閃電”設計了兩種增程方案。一是加裝火箭助推器;二是為其設計了系留式摺疊彈翼。助推器為一個安裝在制導單元和彈頭之間的火箭推力裝置,之所以選擇在這裡安裝,一是因為這裡更容易掛載,二是因為這裡是炸彈重心調整的地方,因為隨著助推器燃料的消耗,炸彈的重心也會發生變為了使滑翔距離達到軍方要求化,而這裡可以將此類影響降到最低。力口裝增程組件後,“閃電”的投放距離明顯提高。在1萬餘米高度投彈時射程達到120千米,這是目前滑翔制導炸彈最遠的投放距離,與一般空地飛彈的打擊距離接近。即使在低空投放,射程也可達到40-50千米,這與一般增程組件的高空投放距離接近。例如,美國在研的“鑽石背”組件,在相同條件下也只是使炸彈投放距離最大增加到65千米,而且在低空水平投放時使用受到限制。

“閃電”在飛行投放中與眾不同的一個地方就是它能在低空水平飛行狀態下投放。一般滑翔炸彈為了獲得較高的滑翔飛行姿態,都要從有利突防的低空調整為上仰飛行狀態,到達所需高度後再投放炸彈,這無疑增大了載機暴露於敵人防空警戒和火控雷達的可能。為了解決低空平飛投彈帶來的不利投放姿態和滑翔距離有限的問題,“閃電”內部的控制程式可以在投放後把炸彈自動調整為頭部上仰姿態,這可使其獲取更遠的滑翔飛行距離,也使飛機不必為“甩投”炸彈而上仰機動飛行,從而減少了飛機暴露在敵人中高空防空火力之中的危險。
制導方式多樣,打擊可靠 “閃電”系列制導炸彈的基本制導模組是GPS/INS模組,由慣性測量裝置、GPS天線和接收機、大氣數據感測器和制導計算機組成,這些器件全部裝在一個通用的帶鴨式前翼的標準頭部裝置之內。此外,為了精確攻擊目標,“丹尼爾”公司還為其設計了紅外成像電視半主動雷射半主動雷達制導等末制導系統。多種制導方式不但使用戶可以根據戰場情況靈活選擇制導方式,也大大提高了打擊的可靠性。例如,科索沃戰爭中,南聯盟利用燃燒輪胎和氣象變化大大降低了美國雷射制導武器的效能。此後,美國吸取教訓,在伊拉克戰爭中大規模沙塵暴的情況下,選用GPS制導炸彈使火力打值得一提的是閃電”的設計充分考慮到一些用戶國家可能與美國關係不佳,戰時無法利用美國軍方的GPS信號,因此在設計中採用了民用的C/A碼。因為美國GPS衛星能傳送兩種不同的信號:精碼即P碼,用於為授權使用的軍方用戶提供精密定位服務;粗碼即C/A碼,用於為民用用戶提供標準定位服務。C/A碼比P碼的精度低,易受干擾,但易於接收,所以軍用接收機也先接收此碼,然後再轉接P碼。美軍方一直採用SA技術干擾措施(可使GPS衛星時鐘信號‘不穩定”),降低C/A碼精度。但是南非設計人員在GPS粗碼的基礎上經過多層解擾,發展了“閃電”炸彈的GPS制導模組,這對於國際市場有很強的吸引力。

“閃電”的控制模組包括彈尾、設有控制面的增程“十”字翼、定位伺服機構、電池盒和箍帶。紅外成像和電視制導的數據鏈單元安裝在炸彈尾部下方,這使炸彈可以通過光電搜尋頭對破壞情況即時評估,投放炸彈的飛機可以對轟炸效果實時評估,也可利用數據鏈將爆炸前的瞬間圖像傳送到地面指揮中心。精度高,打擊目標多樣 如果“閃電”採用GPS/INS制導,其精度(CEP)為10米,這與美國的JDAM幾乎一樣;如果採用紅外成像制導,打擊精度可達3米;而如果使用半主動雷射制導可以使打擊精度達到1.5米。從上述精度值可以看出,該炸彈光學制導精度比一般制導炸彈要高,這主要是因為“閃電”確定的終端光學制導高度比一般制導炸彈要高一些,這樣一來,炸彈從開始終端制導到擊中目標這段時間比較長,用於瞄準和自我校正的時間就比較充足,因此打擊精度也就可以相對較高。 為打擊多種目標,“閃電”設計了多種打擊效應類型,其中用於打擊地下目標的鑽地型裝有“先導型炸藥”,可外裝在助推器的地方,這些炸藥可以在接近實際目標前爆炸,清除掉目標表面的物質,然後尾部安裝的助推器在碰撞前將炸彈加速,使炸彈侵入目標內部爆炸。如果配用射頻近炸引信,採用預製破片戰鬥部就可以對付面目標。由於“閃電”的空中控制能力非常強,它還可以針對不同的目標特性選擇最佳的攻擊角,可從目標水平點到頂部垂直90°範圍內攻擊目標,這是一般精確制導武器所不能的,這對於打擊地下加固目標尤為重要,可以有效增大鑽地深度。雖然美國的“鑽石背”也可以針對目標性質最佳化彈道,但是美國軍方始終沒有公布其有從目標水平點到頂部垂直90°可選的能力。

特點優勢

“閃電”系列新型制導炸彈成本低,維護簡單 由於非洲國家經濟購買力普遍偏低,大多客戶都喜歡物美價廉的裝備,而且許多國家以前普遍採用蘇聯/羅斯武器,與西方標準難以兼容,因此“閃電”的基本思想是發展一個“非常簡單”的、模組化的、標準化的、低成本的防區外製導炸彈系列,提供給那些買不起昂貴的技術支援系統、也無力擁有多種不同制導武器的國家。為此,南非設計人員充分利用其前殖民地的關係和未被西方軍事技術封鎖的便利,大量採用了西方先進的現成技術,使“閃電”成本大為降低。而標;隹化也使該系統幾乎適用於東西方技術標準。例如,其數據鏈採用的MIL-STDl553接口,用於飛機和炸彈間數據的傳送,該標準為大多數國家採用,很容易移植到多種型號的飛機和地面站。
此外,“閃電”炸彈採用的模組化設計,也使該組件的維護成本降到了最低。例如,該成套制導/增程組件中的制導、助推器、彈翼和控制模組以及頭部和尾部接口模組均採用標準化設計,可加裝到MK81、MK82、MK83等多種常規炸彈上,其中包括南非的MK80系列預製破片炸彈MK82侵徹炸彈以及某些子母炸彈。這使用戶可以根據需要選擇搭配不同的模組,適應不同的氣象和目標要求,這無疑減少了空軍彈藥中該組件的預先庫存,如果某模組發生故障,也可以便捷地拆卸拼裝。
兼容性高,適應多種平台 由於“閃電”大量採用標準化設計,這使其對平台的兼容性非常高。南非設計人員在設計中也努力使“閃電”適用於包括老式教練機在內的南非空軍所有的作戰飛機。經過改進的新型飛機上的飛行員可以在飛行中裝定或重新裝定炸彈,這使空軍可以在“飛行中”打擊時間敏感的機會目標。估計南非首先裝備“閃電”的將是其新近引進的瑞典先進多用途戰鬥機JAS-39"鷹獅”。該機計畫在2007年投入現役,目前,南非空軍正在為其設計武器方案。“閃電”還同樣適用於南非空軍老式的武裝教練機或戰鬥機,這些飛機一旦加裝該系統即成為能實施精確打擊的“智慧型”飛機,無疑“閃電”系統將成為南非空軍戰鬥力的“倍增器”。
從功能上看,應該說“閃電”實際就是“鑽石背+JDAM”或是“鑽石背+鋪路”,因為美國的“鑽石背”是在JDAM或“鋪路”制導炸彈的基礎上發展的,其本身沒有制導功能,只是增加了炸彈的滑翔距離並最佳化了彈道。而“閃電”是直接以普通航空炸彈為基礎發展的,它既有制導功能,又有增程滑翔能力。而且它採用了模組化設計,可以將普通非智慧型航空炸彈任意組合成制導型或制導/增程型,因此更適合於希望航空彈藥發展一步到位、實現跨越式發展的用戶。
從“閃電”的性能可以看出,南非發展該型炸彈一方面是為了增強其空軍的打擊能力,使其快速進入信息化;另一方面是為了擴大其國際軍火市場。該武器的出現,無疑將打破美英等西方國家對先進制導炸彈技術的壟斷狀況。

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