小型巡飞弹发展现状与展望

吕超凡 姜波

小型巡飞弹作为微小型无人机和制导弹药组合，具有智能化、高机动性、低成本等特点，成为未来信息化作战的重要武器之一。本文简要介绍国外典型巡飞弹的研制背景、作战能力及主要战技指标，提出小型巡飞弹的主要关键技术，包括折叠翼设计与展开技术、抗过载发射与减速止旋技术、目标搜索与跟踪技术等，并对未来发展趋势进行展望，希望把握无人机前沿技术发展动态的同时，为发展我国小型巡飞弹技术与装备提供相关战略思考与建议。

基于无人机演变发展的小型巡飞弹，能够根据规划航线自主飞行、在作战目标区域进行巡弋飞行，待机执行多项战术使命的智能弹药，可承担监视、目标侦察、战斗毁伤评估、空中通信中继以及攻击目标等单一或多项战斗任务。主要由任务载荷、制导、动力、飞行控制、导航等设备组成。

小型巡飞弹兼具巡航导弹和无人机的特点，与巡航导弹相比，巡飞弹续航时间长、作用范围广、持续威慑能力强，可发现和攻击各种隐蔽目标、反斜面目标和时间敏感目标等;与无人机相比，巡飞弹可以像常规导弹一样，由多种武器平台发射或投放，可配装到各军兵种，能够快速进入作战区域，突防能力强、战术使用灵活，兼具信息保障和精确打击功能，并可实现弹弹之间的协同作战。

发展现状

小型巡飞弹概念提出较早，1994年美国最先开展装备相关论证研究工作，其研究项目是“低成本自主攻击弹药”（LOCASS），之后小型巡飞弹引起世界各军事强国高度重视，发展速度极快，各类小型巡飞弹也应运而生。目前美国的技术水平最高，已成功研制多型由各种运载平台发射并应用于实战的巡飞弹。以色列、俄罗斯、英国等国家近几年也纷纷加快巡飞弹的研发进程，表1是国外典型产品介绍。

“低成本自主攻击弹药”由美国洛克希德·马丁公司研制，该系统主要由J45G涡喷发动机、可折叠机翼及尾翼、用于定位搜寻的激光雷达导引头、GPS/INS导航装置以及保险与解除保险装置组成。机翼向后折叠，叠放于弹身上部，发射前处于折叠状态，机翼展开与折叠状态见图1。该巡飞弹可通过多种平台发射，如火箭弹、导弹、布撒器等，一次可侦察面积74km2，射程为200km，能摧毁地面静止目标和运动目标。图1为LOCASS系統机翼展开与折叠状态。

LAM是一种不可回收的空中巡航式搜索一攻击无人机，由洛克希德-马丁公司研制。研制初期外形为圆形结构。之后为提高续航时间和飞行稳定性，2005年底更改为方形弹体，其折叠状态和发射状态如图2所示。该系统采用箱式发射，选用小型涡轮喷气发动机为动力。利用GPS/INS进行导航，可自动导航或由人操控飞行作战，具有搜索、巡航、毁伤评估、通信中继以及精确打击目标等功能。

“快看”（Quick Look）由美国陆军武器研究发展与工程中心（ARDEC）火力支援武器中心设计研发，巡航速度148km/h，航程185km，续航时间3h，机翼展开状态与发射场景如图3所示。该系统2000年6月底完成全尺寸非动力型飞行试验，2001年2月进行了动力型前沿空中支援弹药首飞，能够完成搜寻、攻击、毁伤评估等任务。

“弹簧刀”（Switchblade）是美国航空环境公司（Aero Vironment）2008年研发的单兵无人机作战系统。该系统前后机翼、方向舵和螺旋桨均可折叠。发射前位于发射筒内为折叠状态，离开发射筒后迅速展开;其机身前方配置有导引头，中部是战斗部和电子部件，后部装有动力装置和电池，重心在中部附近。该系统携带方便。隐蔽性较强，有利于短距离侦察和打击，并可采用多种平台发射。其发射与巡航状态如图4所示。

“火力影子”（Fire Shadow）是英国国防部牵头，由MBDA导弹系统公司研制，续航时间达10h，最大作战半径150km，飞行速度为150～300km/h，其作战概念图见图5。该系统于2007年9月19日首次亮相于英国国际防务展，可执行情报获取、目标捕获、侦察、监视、数据采集，高过载俯冲和机动打击等任务。

“绿龙”（Green Dragon堤：以色列飞机工业公司2016年公布的一种新型低成本战术巡飞弹，采用电动螺旋桨式动力驱动，最大射程40km，续航时间1.5～2h。该巡飞弹采用机动性储运发一体化设计，一次可携带12～16枚巡飞弹;采用光电导引头，跟踪角度范围大，能够实现持续跟踪目标。其巡飞状态和多单元发射车见图6。

R-90是俄罗斯合金精密仪表设计局研制的一种巡飞弹，由射程70Km的口径300mm“旋风”多管火箭炮中发射，巡飞至目标区域上空后，巡飞子弹药从火箭弹中抛出，打开减速伞，完成弹翼及尾舵展开，随后抛掉降落伞并启动脉动喷气发动机，在弹载导航系统的控制下于目标区上空200～600m高度沿预设航线巡飞30min。该型巡飞弹已定型并列装，其发射机构与多发射车见图7。

从上述国外典型巡飞弹的发展状况看出，巡飞弹种类繁多，功能各异，各有特点。从巡飞弹发展趋势来看，巡飞弹正在向小型化、轻量化、便携性、多用途、高精度方向发展。

关键技术分析

小型巡飞弹是多项高新技术集成的武器系统，研发过程中急需突破一些技术瓶颈。对于侦察型巡飞弹，气动布局尤其是弹翼设计、群发与展开设计直接影响其贮运、发射与飞行;对于采用管式发射的侦察型巡飞弹，发射时高抗过载设计、弹道段的减速减旋和高精度制导技术对系统至关重要。

折叠翼设计与展开技术

为满足小型巡飞弹气动升阻特性需求，应使用较大展弦比机翼，在满足气动特性的情况下，机翼折叠状态必须完全和机身收放为一体，但机翼结构紧凑，翼薄且轻会引起机翼刚度无法满足飞行要求。目前，此类巡飞弹多采用串列翼气动布局。该型布局的升力由前后翼分别产生，重心居于两者之间，避免配平阻力产生，并保证一定的纵向静稳定裕度。

小型巡飞弹战术使命和应用方式决定了其折叠、展开结构紧凑、快速、安全可靠等特点，折叠、展开方式分为充气式、电机驱动式和弹簧折叠式等。目前，大多采用弹簧作为储能部件，输出扭矩驱动机翼展开，影响其作动的主要因素为机翼气动力在转动平面内的分量和巡飞弹翼身结构间的摩擦力。

抗过载发射及减速止旋技术

小型巡飞弹多采用管式发射，尤其是炮射巡飞弹，要承受很高的发射过载。对弹载制导控制组件、发动机、弹翼折叠装置、侦察任务载荷的抗过载要求很高;弹载任务设备、导航制导装置以及数据链中的电子器件、光学设备等需安装隔振装置;部分电子器件还需塑封固定。

小型巡飞弹从管中发射出来后，处在高速滚转运动中，而高速滚转一方面使导航设备和其他控制部件无法正常工作，另一方面使弹体产生偏航运动。因此，在巡飞弹发射后，就必须马上开启减旋机构，使巡飞弹迅速进入稳定爬升阶段。目前普遍采用的减旋装置是弹载翼片，翼片在滚转过程中产生气动力并形成阻尼力矩，能降低或减小弹体自旋的速度，图8为发射流程。

目标搜索与稳定跟踪技术

小型巡飞弹的目标搜索与稳定跟踪基本由多个光电传感器组合完成，光电传感器通过滚转框架或直接与巡飞弹机体固联，实现大范围目标搜索、识别、捕获、跟踪和攻击。主光电探测器采用前视安装，视轴与主轴指向相同，主要实现目标搜索和末端制导功能，副探测器采用侧斜视安装方式，主要扩展目标搜索范围。

工作时多个探测器同时开机，实现较大范围目标搜索、捕获、识别后转入稳定跟踪。光电探测器之间由宽视场搜索转为窄视场跟踪时应过渡平滑、连续、响应及时，采用电子稳像、图像合成、智能判决、情报挖掘等技术实现目标发现、识别和稳定跟踪，导引巡飞弹姿态由航向闭环、平飞转俯冲和末端攻击的航向精度。发展趋势

未来，各国将更加重视集侦察、监视、打击及战场毁伤评估于一体的巡飞攻击武器系统，进一步提高武器系统的战场态势感知能力和实时精确打击能力。国外已经研发的巡飞武器装备呈现出如下发展趋势。

发射方式多样性

采用通用发射平台，实现系列化、一体化发射是巡飞弹的重要趋势之一。在美国国防部组织的美军最新空射无人机集群作战演示中。Locust由飞机上的标准照明弹布撤器发射。“郊狼”巡飞弹通过空射声纳浮标发射器发射，并计划用于装备P-3C海上巡逻机和SH-60反潜直升机。WASP巡飞弹由M483式155mm子弹药或类似的子母弹携带投放。

制空能力持久性

各国装备使用或在研的各类弹药，主要用于对抗位置或移动路线预先确定好的目标。即便是制导炮弹，它们的搜索能力也极为有限，仅限于探测系统的工作范围内。与其相比，“火力影子”巡飞弹对预定区域具有较强的制空能力，对攻击目标尤其是机动以及隐蔽等目标打击成功率极高。

在监视与打击时间敏感目标的过程中，如果目标藏匿，巡飞弹就需要在目标上空不断盘旋搜索，直至重新发现目标，对续航时间提出了较高要求。

作战能力网络化

随着智能化、网络化、信息化、自主化等技术的快速发展，巡飞弹的网络化作战能力已经拓展到巡飞弹与巡飞弹、精打弹之间的协同作战，多枚巡飞弹构成一个作战网络，飞弹之间信息互通、作战任务实时规划，极大提高了未来作战效能。图9为发射后集结状态。

美国海军和空军均将自主协同作战作为集群无人机的重点技术来研发。2016年1月发布的拒止环境中的协同作战（CODE）项目即是针对无人机编队的算法研究。2016年10月，由三架大黄蜂战斗机发射103架“灰山鹑”（Perdix）微型无人机进行集群飞行试验，展示了无中心化集群控制的典型特征。

思考与建议

战术层面要求精确制导弹药缩短发现到攻击的时间，快速识别和打击时效性很强或者转瞬即逝的目标，基于这种需求，巡飞弹作为精准武器，正在取得相当大的进展。从目前研究发展来看，建议在以下几方面开展研究。

便携式察打装备

我国应抓住发展小型巡飞弹时间窗口，加大投入，争取短时间内研发成功一型国家急需产品，为我军形成特种作战新质战斗力奠定基础。

美国陆军“弹簧刀”巡飞弹充分体现了小型巡飞弹技术特点，标志着国外具有侦察打击一体化能力的单兵巡飞弹正式步入作战使用阶段。在没有空中、地面火力支援的情况下，单兵巡飞弹能够使小规模部队如班、排和特种作战分队实现即时打击视距外目标，体现了陆军武器装备部署使用的灵活性。截止2013年9月，美国军方“弹簧刀”合同总额达到5140万美元，创下单位时间内微型无人机合同金额的最高纪录，充分体现了对小型巡飞弹作战效能的认可。

高精度小型导航

当前巡飞弹主要采用慣导系统lNS/GPS组合导航系统，作为一种成熟的导航技术，INS/GPS组合导航系统将惯导的自主性、短期高精度性和GPS误差不随时间积累、长期高精度性有机地结合起来，使组合后的导航性能比任一系统的单独使用取得很大提高。

近年来，快速发展的微机电系统（MEMS）和惯导系统（INS），不仅成本低、体积小，且具有抗高过载的特点，巡飞弹作为战术级武器，目前微机电惯性测量单元（MEMSlMU）精度已经可以满足需求，极大降低了惯性传感器的使用成本，因此，MEMSIMU已成为巡飞弹惯性导航的首选。美军“弹簧刀”巡飞弹每套系统制造成本仅1万美元约（6.2万人民币），低于美空军最小制导炸弹GBU-38”小直径炸弹”（4万美元）和陆军“标枪”反坦克导弹（7万美元）。

一体化精确制导

小型巡飞弹装备研发继续坚持高起点，突出自主创新，充分吸收和借鉴国内外先进技术，对关键技术有重点地开展技术合作和技术引进，加大关键共性技术与关键原材料、元器件的研发力度，强化制导技术、巡飞弹贮运发一体化技术、网络化集群技术的交叉融合，提高原创技术持续攻关，结合未来作战特点，尽快把产品优化改进，满足实战化要求，促进小型巡飞弹快速发展。

集群编队与控制

随着AI技术的快速发展，智能化集群作战体系架构和相关控制算法日趋成熟和完善，小型巡飞弹必然从单机执行作战向多机编队协同作战方向发展，形成一定规模的作战集群，通过自主组网实时共享单机信息、任务载荷和外部作战环境信息等，动态完成作战任务编队并遂行多样化战斗任务。强化小型巡飞弹集群编队飞行控制技术研究，形成灵活机动编队，增强集群巡飞弹毁伤效果，提高集群巡飞弹战场生存能力具有重大的现实意义。