地面防空的扛把子

2024-11-14 00:00刘鸿宇
科学24小时 2024年11期

影片《红海行动》中有这样经典的一幕:在队友被恐怖分子的直升机围攻时,女主角不顾危险拿出毒刺导弹对准了直升机,发射的导弹第一次并未击中目标。随即,导弹调转180°后再次击发,成功将直升机炸毁。那么,在真实的战场环境中,这种情况可能会发生吗?

在庞大的导弹家族中,地空导弹以其优秀的射程和命中率傲视群雄。顾名思义,地空导弹是指从地面发射攻击空中目标的导弹,它也被称为“防空导弹”。那么,性能如此优异的地空导弹是如何被发明的?我们顺着时间线一起来看看。

昙花一现的初代地空导弹——“莱茵女儿”

1942年,正值第二次世界大战末期,盟军对德国的战略空袭压力与日俱增。为了防御盟军对德国本土军工厂、港口的袭击,研发地空导弹已迫在眉睫。于是,初代地空导弹——“莱茵女儿”应运而生。“莱茵女儿”全长6.3米,是一种地对空可控固体火箭,飞行高度可达6000多米,射程达30千米。第二次世界大战时期,电子技术刚刚起步,“莱茵女儿”的制导原理也十分简单:采用无线电指令控制,翼尖带有曳光管,以方便操作人员目视遥控。导弹发射后,曳光管持续拖曳着两三条亮光,让地面射手用肉眼追踪导弹轨迹,射手根据观测到的敌轰炸机群和导弹的相对位置决定该如何调整航向。射手用一个小型摇杆控制器发出指令,通过短波无线电发送到导弹的无线电接收头上,头部的弹翼根据无线电指令转动特定角度来实现变向。这种情况不仅十分考验射手的眼力,而且对目标的精确杀伤也只能说是碰运气。

初代地空导弹『莱茵女儿』

命中率提高的关键技术——近炸引信

要命中一个在空中高速飞行的目标绝非易事。第二次世界大战前,地面防空火炮平均需要射击1000发炮弹才能击落一架敌机。而到了第二次世界大战中期,随着雷达火控可辨别引信的出现,火炮的消耗降低到平均500发炮弹击中一架敌机的水平。当时高射炮的炮弹爆炸方式主要是以接触式爆炸和定时、定高爆炸为主。接触式爆炸指炮弹必须击中目标才能触发爆炸,而定时、定高爆炸则是指炮弹飞行到预定时间、预定高度后引爆,弹片形成一片几十平方米的弹幕,增加对敌机杀伤的概率。但碍于当时的技术水平,其命中率非常低。于是英美两国的研究人员就开发了近炸引信技术,目的就是使炮弹在接近目标时引爆。他们设计了一个装有小型天线和振荡器的微型多普勒雷达。当炮弹接近目标时,如果目标在射程范围之内,那么从炮弹中就会发射出电磁波,目标反射电磁信号的振幅会增加,一旦达到一定阈值就会触发雷管引爆。

身躯虽小威力无穷——毒刺导弹

现代战场的复杂性对地空导弹的精确制导提出了更高的要求,于是毒刺导弹应运而生。毒刺导弹又称“FIM-92防空导弹”(原名“红眼睛Ⅱ”)。自1970年初开发至今,毒刺导弹已经在多次武装冲突中经历了实战的考验。毒刺导弹加装的微型处理器让它拥有精确的制导能力。同时,它的光学搜寻技术可以分析红外、紫外两个波段的信号,并执行花瓣式扫描,帮助其区分背景物、诱饵和目标。

AGM-114“地狱火”反坦克导弹

毒刺导弹轻巧、便携,其总重约10千克,长度为1.5米,直径7厘米,导弹发射后将以超音速飞行,射击4~8千米内的目标。此外,毒刺导弹被称为“肩扛式防空导弹”,属于便携式防空导弹,其全套武器系统可由单兵或兵组携带,能随身机动,用来对付高度在1000米以下和超低空(10~100米)的飞机。毒刺导弹具有两大优势:一是发射后不理。射手一旦按下发射按钮,导弹飞离发射管后,即可迅速装配另外一枚导弹,而不必关注已经发射的导弹。二是敌我识别功能。它装配的AN/PPX-1IFF系统能够有效识别敌我目标,避免误伤。其过程大致为:当射手在光学瞄准器视域中捕获目标时,只需按下IFF呼叫开关,该系统就能在0.7秒内给射手一个音频信号提示,告知目标是友军还是无法识别。本文开头提及的“女主角用毒刺导弹击毁直升机”的桥段,在真实的战场环境中是可以实现的。如我国研制的霹雳-10空空导弹就能做到越肩发射(即导弹发射后能够进行180°转弯攻击)。又如,美军自2023年起对“地狱火”反坦克导弹改装变形导弹进行升级实验,其实验原理为:利用铰接机构让导弹的弹头在空中扭转,从而实现180°转弯攻击目标。

智能化赋能未来发展

——集群导弹

当前所使用的导弹大多不具备完全自主攻击的能力,只是在某一方面表现出简单的智能化特点。而未来战争中所使用的导弹将会实现完全的智能化,从探测、跟踪、寻的、拦截到成功摧毁目标,整个过程的制导和作战都将完全由导弹自主实现。比如,导弹可以自行获取战场信息,并对海量的信息数据进行分析,同时对当前战场态势进行评估预测,然后作出决策并执行。

未来导弹的发展趋势也将不再依赖卫星导航。在当前的战场环境中,一旦卫星定位导航服务停止工作,导弹就变成“睁眼瞎”。而在未来的导弹设计中,即使卫星定位导航服务停摆,导弹仍可自主选择其他信息辅助导航技术手段进行导航,完成任务。此外,量子导航技术将在可预见的未来快速发展,其依靠光波进行传输,同时具有保密性强、抗干扰能力强、隐蔽性好的特点。

具备一定的联合作战能力也是未来导弹发展的趋势,可实现群体、协同作战,多弹与无人平台协同,向大规模战略层面转变等,最终实现完全具有自主能力的协同作战。群体中的每一个组成部分既能单独执行任务,又能组成编队集体执行任务,这类似于“蜂群”无人机的作战模式。集群导弹将会是未来战场的中坚力量。