国外精确制导弹药现状及发展趋势

2020-04-17 11:12杨军
中国军转民 2020年2期
关键词:战斗部反坦克制导

精确制导弹药主要涵盖常规武器平台发射的制导弹药和反坦克导弹。其中,常规武器平台发射的制导弹药是指在常规武器发射平台不变,甚至使用和维护都不变的情况下,在已有常规弹药之外增加的可制导弹药。增加制导弹药后的常规武器平台,在正常使用时一般仍使用常规弹药,但在要求精确打击时,则可使用制导弹药。这种扩展使常规武器兼备了常规武器的传统功能及过去只有制导武器才具有的精确打击功能。

1 现役反坦克导弹

世界各国在第一代和第二代反坦克导弹的基础上进行改进并研制新的第三代和第四代反坦克导弹。

对第二代反坦克导弹(如俄罗斯的AT-5“拱肩”(图4)、法/德的“霍特”-2T、美国“陶”-2A)的改进,通常包括增装热成像夜视瞄准镜及用先进的、串联式弹头替代标准空心装药弹头,从而能有效对付爆炸反应式装甲。然而,要击败最先进的主战坦克,这是不够的。再者,采用瞄准线半自动控制制导方式跟踪飞行中的导弹及测量其与瞄准线偏差的第二代反坦克导弹所使用的红外系统,很容易受到电子干扰。因此,要有效对付现代主战坦克,就需要研制第三代或第四代反坦克导弹系统。

俄罗斯和欧洲国家对研制第三代反坦克导弹系统所采用的方法有相同之处,也有不同之处。西方研制者认为,地面部队需要同时装备近程和远程反坦克导弹系统,才能有效地对付先进的主战坦克。美国虽然是世界上军事技术最发达的国家,但其步兵装备的反坦克导弹水平始终不高。最早美军是靠引进法国的反坦克导弹来应对越南战争的。

(1)“海尔法”(图5)是根据美国陆军的要求研制的第三代反坦克导弹,它是一种超音速导弹,根据红外热成像的能量进行自寻的。该弹由波音和洛克希德·马丁的合资公司海尔法系统公司生产。它主要用作直升机载武器,但也研制了两种系统用于地面反坦克作战。地面发射的轻型海尔法装在蜂音轻型卡车上,采用旋座式发射装置,上带两枚导弹。该车还可携带6枚装填弹。地面发射的重型海尔法装在装甲步兵战车上。导弹采用模块式设计,可根据战术需要和气象条件选用不同制导方式,配备不同导引头, 其中的红外导引头专门用于对付配有雷达的防空导弹、高射炮武器系统。可全天候使用,能在战场上的烟尘、雨雾中锁定目标。

(2)“标枪”(图6)是美国1986年开始研制的便携式反坦克导弹,不仅用于肩扛发射,也可以安装在轮式或两栖车辆上发射。采用红外焦平面阵导引头,是一种实现全自动导引的反坦克导弹,具有昼夜作战和发射后不管的能力,射程2000m。其之所以能做到“发射后不管”,主要归功于导弹头锥玻璃罩内的焦平面热成像寻的器和图像识别处理。这是个64×64单元的汞镉碲阵列元件,对波段为8~12的红外辐射非常敏感,而且这一波段比3~5波段的抗干扰能力更强。射击前,射手将发射筒前盖取下,瞄准控制单元对准目标,当搜索到目标时按下锁定快门,这时的目标图像就是导弹攻击寻的蓝本。导弹射出后,无论是运动还是静止中的目标图像特征,在成像寻的器上都是连续变化的,处理单元就是依靠这些特征信号连续变化中的相关性,来自动识别和跟踪目标。“标枪”导弹的导引头得益于美军多年以来发展末敏弹药的技术储备,在反坦克导弹射程内对目标的寻的远比远程火箭炮或榴弹炮弹药来得容易,因此“标枪”的寻的制导非常可靠。

(3)“远程特里盖特”反坦克导弹(图7)是由欧导动力集团研制,用于对指定的目标进行末段俯冲攻击。射程为4500m,具有发射后不管的能力,这种武器系统将装在直升机或车辆上。“远程特里盖特”的自动目标跟踪系统采用电视或被动红外寻的,该武器系统具有很高的抗干扰能力,可以全天候作战,它能够摧毁先进作战坦克的反爆装甲。由于具有“发射后不管”能力,发射车或直升机在发射后就可返回并隐藏起来或可与另一个目标接战。

(4)以色列的拉斐尔公司设计了“长钉”(吉尔)中程反坦克便携导弹(图8)。“长钉”采用了光纤制导技术,它的电视摄像机和红外传感器能将目标图像经光纤传输给射手,不但传输质量很高,还能增加导弹射程,是一种射前锁定、自动制导、“发射后不管”的单兵便携式反坦克导弹系统。“长钉”的技术特点:第一,具有全自主攻击目标能力的同时,采用光导纤维把导弹制导部分电视摄像系统或红外传感系统搜索和探测到的目标传回射手,而控制指令也由光导纤维传输给导弹。第二,采用高质量的光导纤维。在整个有线光纤制导过程中,导弹不向空间辐射电磁波,弹体上也没有信标源,这使它不易被发现;目标图像和指令都通过光导纤维传输,也让敌方难以实施侦察和干扰。第三,由于数据处理装置可以放在发射平台上,使这种贵重装置可以重复使用,又简化了弹上设备,大大降低了导弹成本。

由此可见,国外现役反坦克导弹在可见光/红外图像自寻的制导以及坦克目标自寻的制导方面的研究比较早、比較成熟,并开发出了许多实际应用效果较好的武器装备,可以较好地对各种目标进行打击。

2 常规武器平台发射的精确制导弹药

常规平台发射的制导弹药主要包括地面火炮发射的制导炮弹、坦克炮发射的制导炮弹、迫击炮发射的制导迫击炮弹(简称迫弹)、飞机投放的制导航弹、火炮(或迫击炮)发射的末修炮弹(或末修迫弹)和远程多管火箭携带的制导子弹药及简易制导火箭等。而末敏弹和末敏子弹药由于其作用原理是当弹上探测器探测到目标时迅速起爆其战斗部,而并不具备制导功能,所以一般不列入制导弹药之内。下面重点介绍先进的坦克炮射导弹。

炮射导弹是近年来在国内外发展比较迅速的一种新型制导武器,利用坦克、装甲车辆火炮或地面反坦克火炮发射,用以摧毁固定或装甲目标,是反坦克武器系列中的一个特殊类型。它综合了火炮和火箭武器平台的优点,全面提高了武器系统的有效射程、命中精度和破甲威力。它的出现使现代火炮进入了一个新的时代,实现了弹炮结合,由无控向有控的转变。

1)美国的炮射导弹

美国于1958年开始研制MGM-51A橡树棍炮射导弹(图9),该导弹由红外指令制导,最大射程3km,可用于M551谢里登(Sheridan)轻型坦克、M60A2和MBT-70主战坦克的152mm两用炮。其射程远远超出了当时常规坦克炮射的能力。不过,该炮射导弹只是试验品并未得到较好的应用。

2)俄罗斯的炮射导弹

20世纪60年代,俄罗斯为提高主战坦克的远距离精确打击能力和反直升机能力,开始研制炮射导弹,由于技术发展水平的限制,采用无线电指令制导,易受干扰,效果不好。但俄罗斯一直在研制炮射导弹,在80年代进入炮射导弹发展阶段,技术基本成熟,使所有主战坦克上的炮射导弹另辟蹊径,迅速发展,研制了基于9M112、9M117、9M119等三种型号的坦克炮射导弹。从最初的无线电指令制导的“眼镜蛇”到采用激光驾束制导的“棱堡”“谢克斯纳”“芦笛”等各类炮射导弹。其射程、破甲威力和命中精度均得到很大提高。“眼镜蛇”( AT-8) 9M112导弹,用无线电指令制导,最大射程可达4km,破甲厚度达650mm;T-55坦克配用的“棱堡” (AT-10)9M117导弹、T-62坦克配用的“谢克斯纳”(AT-12)9M117导弹、T-72坦克配用的“芦笛”(AT-11)9M119导弹,均采用激光驾束制导,最大射程可达5km,破甲厚度650~700 mm。显然,配用炮射导弹的坦克在射程方面具有明显的优势。

3)以色列的炮射导弹

到了20世纪90年代,其它西方国家也研制出了采用不同制导体制的炮射导弹。1998年以色列研制的激光半主动制导的“拉哈特”(LAHAT,Laser Homing Anti-Tank)炮射导弹,它是以色列飞机工业公司附属的主战坦克分公司为坦克研制的一种炮射导弹,其目的是增强坦克在对付装甲目标时的威力。

“拉哈特”炮射导弹重13kg,采用激光半主动寻的制导技术,可以从隐蔽的地方发射,能摧毁8km距离内的重型装甲目标,攻击距离要大于一般的坦克炮弹药,且精度很高。如果利用空中平台发射,攻击距离可达13km。“拉哈特”导弹可以攻击任何被标识的目标,标识工作可以由坦克自身或间接(如另外一辆坦克、直升机、无人机或前方观察员)的指示来完成。

当用在坦克上时(105mm口径的“拉哈特”配裝在法国的AMX-10RC、意大利半人马座-B1 Centauro轮式装甲车和以色列梅卡瓦坦克-Merkava tanksⅠ型和Ⅱ型上;120mm口径的“拉哈特”配装在以色列梅卡瓦坦克Ⅲ型和Ⅳ型上),“拉哈特”炮射导弹采用现有的光电设备和发射程序从火炮中发射。导弹可以射向临近目标或目标方向,这要依不同平台的遥控目标指示而定。“拉哈特”炮射导弹配有固体火箭发动机,火箭发动机在炮膛内点火,导弹在炮管内逐渐加速,当导弹飞离炮管后,尾部的4片尾翼张开以稳定飞行。这一工作方式降低了发射载荷和发射特征(火光和粉尘),增强了发射平台的生存能力和隐蔽性。为了能有效地摧毁坦克(攻顶)和直升机(直接攻击),导弹可以采用或高或低的飞行剖面,还可根据射程和天气条件编定不同的弹道,它具备了俯冲攻击坦克顶装甲的能力。

俄罗斯炮射导弹的发展水平处于世界领先地位,是世界上成系列开发并在主战坦克上大量装备炮射导弹的唯一国家。俄罗斯拥有的炮射导弹有100mm、115mm、125mm和155mm多种口径可供选择。这几种炮射导弹性能优异,功能多样。射程最短的有1~1.5km,最远的10km,导弹飞行速度最高达800m/s。与常规坦克炮弹相比,有如下几个显著特点:

第一,有效射程远。俄罗斯装备于T-55、T-62、T-72和T-80等多种型号主战坦克以及BMP-3步兵战车上的各类炮射导弹,大大增强了坦克的火力范围,其有效射程分别达到了4km和5km。而拉哈特导弹从陆地平台上发射时,射程为6~8km,从空中平台(如直升机等)发射时射程可达13km。显然,配用炮射导弹的坦克在射程方面具有明显的优势,使其能有效地实施远距离作战。

第二,命中精度高。炮射导弹是一种精确制导武器,是摧毁装甲目标的最有效的手段。在增大了坦克射程的同时,其命中精度也得到了大幅提高。俄罗斯列装的各种类型的炮射导弹除眼镜蛇采用无线电指令制导外,其它均采用激光驾束制导,因而命中精度都相当高,直接命中率均达到了80%以上。“拉哈特”导弹采用激光半主动寻的制导体制,其弹道是经过精密计算的,在这一弹道上,导弹摧毁目标的CEP可达0.7m。

第三,破甲威力大。俄罗斯的炮射导弹全部选用了传统的聚能破甲战斗部(HEAT),正面直瞄攻击弹道,为对付爆炸反应装甲,在后期的炮射导弹上采用了串联战斗部。“眼睛蛇”导弹破甲厚度达650mm。而“棱堡导弹”“谢克斯纳”“芦笛”等导弹破甲厚度达到650~700mm。“拉哈特”导弹采用性能先进的高爆串联破甲战斗部,实现曲射弹道,以较大的俯冲角攻击坦克的顶装甲,因此破甲效能大大提高。这种战斗部可以摧毁所有的现代装甲,穿甲能力达800mm。美国的两种炮射导弹都具有更强的破甲威力,STAFF导弹使用一种超长的双层药型罩自铸成型侵彻战斗部(EFP),这将使其破甲威力较常规弹提高33%。而TERM-KE则配装长杆穿甲战斗部,侵彻深度也相当大。

第四,操作简便。各种坦克炮射导弹具有与火炮制式炮弹相同的外形尺寸、装填和发射方式,并布置在坦克装甲车辆的制式弹舱中。控制仪器采用通用组件,独立协调地配置在坦克内,且不改变坦克的外形,因此瞄准手操作简便。例如“拉哈特”导弹同其它弹药一样储存在弹药架内,当用在坦克上时,采用现有的光电设备和发射程序,并同任何一种其它弹药一样从火炮中装填和发射。

第五,应用范围广。炮射导弹应用范围很广,几乎可以用来攻击地面上所有军事目标。其作战对象包括坦克、步兵战车和装甲输送车等坦克装甲车辆以及非装甲车辆、反坦克装置、防御工事和有生力量,还可以打击武装直升机类型的低速、低空目标。例如俄罗斯T-55、T-62坦克装备的9M117导弹,T-72、T-80主战坦克装备的9M119导弹在静止间和行进间对装备有爆炸反应装甲的现代坦克作战,可摧毁防御工事和武装直升机等;“拉哈特”炮射导弹可以从隐蔽的地方发射,能摧毁8km距离内的重型装甲目标。

目前国外坦克炮射制导武器的主要技战术指标如表3-5所示。

综上所述,可得出如下结论:(1)射程:国外所装备的各型炮射制导武器主要满足坦克直瞄攻击的需要,因此射程除LAHAT导弹(8km)外普遍在2~5km左右。

(2)制导方式:俄罗斯研制的各型炮射反坦克导弹均采用激光驾束制导,这与其主要用于视距内攻击是匹配的,采用激光半主动制导仅以色列LAHAT导弹,美国在研的两个型号均计划采用毫米波导引头,具备“发射后不管”能力。

(3)发射方式:除LAHAT导弹外,均采用坦克炮发射,增速发动机增程的方案。

炮射导弹与导弹、末制导火箭相比具有射程远和经济性好的优点,与普通火炮弹药相比又具有精度高、通用性和灵活性好的特点。炮射导弹比普通的坦克炮射弹药打得更远,且精度更高。出于进攻与防御两方面的考虑,坦克携带导弹已成为必然的趋势。

3 制导弹药技术的发展趋势

被称为陆战之王的坦克在现代及未来战争中都是地面作战的主要突击武器。随着主战坦克装甲技术及各种辅助性防御技术的发展,未来主战坦克的防护装甲将主要采用复合装甲(含反爆装甲)、贫铀装甲以及采用红外探测、激光预警等辅助性防御措施,这将使未来主战坦克的防御能力大大提高。这些技术的采用促使人们除了积极改进、完善现有的各种反坦克武器之外,还不断研制性能更好的新式反坦克武器。因此,未来战争对精确制导弹药的需求使得制导弹药技术向如下几个方向发展。

1)提高效费比

如何降低成本是制导弹药研发的关键问题。此外,缩短弹长和减小弹的质量,以便实现制导弹药的自动装填和运输,提高其快速反应能力,也是提高其战斗力的重要方面。

2)发展新型战斗部(含多功能战斗部),提高战斗部的威力

采用多目标(主要包括先进的主战坦克、各种装甲车辆、直升机、低空飞行器、碉堡、掩体、建筑物等多种目标)战斗部和智能可编程电子引信,具有引爆多目标的能力,可实现根据所要攻击目标的不同类型,以不同的方式引爆战斗部;为了摧毁带有反爆装甲的复合装甲,采用双级或多级串联聚能装药战斗部。串联战斗部在命中目标时先由前端小型戰斗部击毁反爆装甲,接着再由主战斗部击毁坦克主装甲。

3)提高射程

第一,采用减小阻力的头部外形和增设底排装置或在导引头外部增加可抛弃的头锥部;第二,增大弹翼面积,使弹道滑翔段更长;第三,采用复合双基推进剂火箭发动机、固体冲压发动机或其它高性能发动机,使其具有高比冲、高密度、力学性能好等特点。使射程增加到几百公里。

4)采用先进的制导技术,特别是多模复合制导技术

综合分析高新技术弹药的发展趋势可以发现,在弹药的精度、射程、威力三大指标中,精度问题越来越显得突出和重要。第一,采用攻击坦克顶部装甲的掠飞式或俯冲式攻击方式,提高制导弹药的破甲威力。第二,在战场对抗层次越来越多,对抗手段越来越复杂的情况下,制导武器采用单一寻的制导方式己不能很好地完成作战使命。因此可采用电视制导、激光制导、毫米波雷达制导和红外成像制导等双模或多模复合制导模式。复合制导技术是当前世界各国的研究热点。

5)发展新一代“发射后不管”制导弹药

为攻击新型主战坦克,美、俄、西欧各国重点发展新一代中程反坦克导弹。另外,西方国家制导弹药多采用寻的制导体制,自寻的模式(“发射后不管”)代表着制导弹药的发展方向。

(作者简介:杨军,博士,北京理工大学珠海学院教授,反坦克导弹专业组专家)

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