精確制導(dǎo)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展
來(lái)源:大科普 文章作者:@佚名 2016-10-19 19:48:40
在當(dāng)今信息化條件下,現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)精確制導(dǎo)武器的需求更加迫切,制導(dǎo)武器的地位和作用也更加突出。21世紀(jì)初,國(guó)外對(duì)精確制導(dǎo)武器的具體需求是:需要?dú)怕侍岣叩?00%、彈藥需求量降低到20~30%的空地導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部:需要可以對(duì)付多種目標(biāo)、抵抗現(xiàn)代化干擾,并使彈藥庫(kù)存需求量降低30~40%的綜合效應(yīng)自鍛破片戰(zhàn)斗部:需要小型多用途武器和反裝甲武器,用以裝備各種新型飛機(jī);需要質(zhì)量更輕、尺寸更小、成本更低的防區(qū)外多用途武器。
。ㄒ唬┰鰪(qiáng)打擊效果
一是進(jìn)一步提高命中精度。精確制導(dǎo)武器之所以受到世界各國(guó)的重視,就是因?yàn)樗拿芯雀哂谄渌话銖椝。一般?lái)說(shuō),武器的命中精度提高1倍,毀傷力可以提高到原來(lái)的4倍。而命中精度主要取決于制導(dǎo)系統(tǒng)。為了適應(yīng)未來(lái)作戰(zhàn)的需要,實(shí)現(xiàn)首發(fā)命中并摧毀目標(biāo),制導(dǎo)系統(tǒng)必須進(jìn)一步提高精度,特別是提高末制導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的分辨率。近年來(lái),發(fā)達(dá)國(guó)家正在重點(diǎn)發(fā)展合成孔徑雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外成像、電視成像、激光制導(dǎo)等末制導(dǎo)技術(shù),同時(shí)特別重視發(fā)展更先進(jìn)的復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)。
為了進(jìn)一步提高制導(dǎo)武器的打擊精度,世界各國(guó)尤其是美國(guó)等軍事大國(guó)將進(jìn)一步改進(jìn)制導(dǎo)系統(tǒng),以提高制導(dǎo)武器的打擊精度。美國(guó)的制導(dǎo)武器大部分已經(jīng)采用全球定位系統(tǒng)/慣導(dǎo)系統(tǒng)(GPS/INS)進(jìn)行途中制導(dǎo),以便全天候、晝夜作戰(zhàn)。軍用全球定位系統(tǒng)(GPS)的精度為9~12米,不受天氣和戰(zhàn)場(chǎng)條件的影響。終端制導(dǎo)一般采用成像紅外尋的器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá)、聲探測(cè)裝置和自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)。美導(dǎo)彈尋的器近年來(lái)已經(jīng)從單頻譜走向更復(fù)雜、能力更強(qiáng)的多頻譜尋的器。多頻譜尋的器技術(shù)依次是:毫米波與紅外、毫米波與毫米波、紅外與紅外、射頻與紅外、射頻與毫米波。這些是近期效費(fèi)比高、能滿足要求的有希望的項(xiàng)目。目前較有發(fā)展?jié)摿Φ膯文V茖?dǎo)技術(shù)有紅外成像制導(dǎo)、毫米波雷達(dá)制導(dǎo)技術(shù)等;多模與復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)以毫米波雷達(dá)/紅外成像雙模導(dǎo)引頭為重點(diǎn),還有毫米波主動(dòng)雷達(dá)/紅外成像/半主動(dòng)激光三模導(dǎo)引頭等,此外在C4ISR系統(tǒng)支持下的精確制導(dǎo)技術(shù)也受到許多國(guó)家的重視。
二是實(shí)現(xiàn)智能化。未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境日益復(fù)雜,精確制導(dǎo)武器要在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和摧毀,就必須實(shí)現(xiàn)“智能化”,即自主完成對(duì)目標(biāo)的探測(cè)、分析、評(píng)估和攻擊。智能化精確制導(dǎo)武器具備自主搜索、發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、攻擊高價(jià)值目標(biāo)的能力,能夠區(qū)分不同目標(biāo)及其型號(hào),篩選、判斷和首先攻擊對(duì)己方威脅最大的目標(biāo),并有選擇地攻擊敵方目標(biāo)的薄弱部位和易損部位,以保證獲得最好的摧毀效果。
三是研制新型戰(zhàn)斗部。注重發(fā)展戰(zhàn)斗部技術(shù),特別是打擊點(diǎn)狀硬目標(biāo)的新型彈藥,以提高殺傷破壞效果,滿足各種作戰(zhàn)任務(wù)的需要。2004年,戰(zhàn)斗部獲得一定的進(jìn)展,俄羅斯研制了一種新型的串通戰(zhàn)斗部,用于摧毀在掩體、建筑物或地面設(shè)施內(nèi)的目標(biāo);在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)使用了裝備新型金屬增強(qiáng)炸藥戰(zhàn)斗部的“海爾法”導(dǎo)彈,美國(guó)目前正在對(duì)英國(guó)和德國(guó)的高能微波戰(zhàn)斗部進(jìn)行試驗(yàn),以檢驗(yàn)其性能。
。ǘ⿺U(kuò)大打擊范圍
第一,增大武器射程。增大精確制導(dǎo)武器的射程是一個(gè)重要趨勢(shì)。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)充分證明,實(shí)施“防御圈”外的遠(yuǎn)程攻擊,是克敵制勝的一種重要手段。例如,實(shí)施空襲作戰(zhàn)的飛機(jī)要提高生存能力,避免被地面防空火力擊中,最好是在敵方防空火力圈以外實(shí)施空對(duì)地打擊。因此,防區(qū)外發(fā)射的精確制導(dǎo)武器已成為空對(duì)地武器發(fā)展的重點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)縱深精確打擊,作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中主要空襲打擊手段的戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈及空地導(dǎo)彈將增大射程;而為了遠(yuǎn)距離攔截入侵目標(biāo),防御性精確制導(dǎo)武器也將增大射程,這就促使精確制導(dǎo)武器迅速地向遠(yuǎn)程化方向發(fā)展。遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈的射程一般大于1000千米;防區(qū)外導(dǎo)彈的射彈,同時(shí)還在研制新的遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈。例如美海軍正在研制“戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斧”(1850千米射程)和“高超音速打擊”(1100千米~1300千米射程)武器,美國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局正在研制“經(jīng)濟(jì)可承受的快速反應(yīng)導(dǎo)彈演示器”(1100千米射程)。此外,美國(guó)還十分重視發(fā)展機(jī)載防區(qū)外導(dǎo)彈,如AGM-130射程為35千米,AGM-84E“防區(qū)外對(duì)陸攻擊導(dǎo)彈”(SLAM)射程為185千米,“聯(lián)合直接攻擊彈藥”AGM-154(JSOW)射程為70千米,“聯(lián)合直接攻擊彈藥”(SLAMER)AGM-84H射程為275千米,“聯(lián)合空對(duì)地防區(qū)外導(dǎo)彈”(JASSM)AGM-158的射程為450千米。
第二,填補(bǔ)火力空白。精確制導(dǎo)武器的射程一般有最大與最小之分。為滿足現(xiàn)代作戰(zhàn)的需要,其最大射程正日趨增大,以滿足遠(yuǎn)距離精確打擊的需要;而最小射程要盡可能小,以對(duì)付各類(lèi)超低空、超近程的目標(biāo)。
(三)提高突防能力
為提高精確制導(dǎo)武器的作戰(zhàn)效能,主要采取以下一些措施提高精確制導(dǎo)武器的突防能力。
一是采用隱形技術(shù)。采取隱身措施,提高生存能力,即實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)武器“隱形化”。發(fā)達(dá)國(guó)家在研的新一代精確制導(dǎo)武器,大多具備良好的隱形性能,其主要是減小武器的雷達(dá)反射截面和紅外輻射特征,以降低其可探測(cè)性。如通過(guò)小型化和隱身外形設(shè)計(jì)、彈體采用吸波材料、外表面涂覆吸波層,都可以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)隱形;采用熱輻射較小的發(fā)動(dòng)機(jī)或無(wú)動(dòng)力推進(jìn)的末彈道,可以減小紅外輻射特征,實(shí)現(xiàn)紅外隱形。美國(guó)空軍的“聯(lián)合空對(duì)地防區(qū)外導(dǎo)彈”(JASSM)的隱身效果高于“增強(qiáng)反應(yīng)防區(qū)外對(duì)地攻擊導(dǎo)彈”(SLAM-ER)和聯(lián)合防區(qū)武器(JSOW)。美空軍原來(lái)計(jì)劃的“三軍防區(qū)外攻擊導(dǎo)彈”(TSSAM)追求全方位隱身,技術(shù)難度大,估計(jì)單價(jià)高達(dá)200萬(wàn)美元,后來(lái)被取消。所以,隱身必須與其他因素綜合考慮。將來(lái)美軍大部分攻擊飛機(jī)(B-2、F-117、F-22、F-35)都是隱身飛機(jī),可以晝夜進(jìn)行攻擊。
二是提高武器飛行速度。即實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)武器“高速化”。直接采用超高速攻擊,有可能使敵方防御系統(tǒng)來(lái)不及作出反應(yīng)。如法德合作研制的“新一代反艦導(dǎo)彈”(ANNG),巡航速度2~3馬赫,其速度、機(jī)動(dòng)性的提高,連同其他性能的改進(jìn),可以使其突防能力提高為現(xiàn)役亞音速反艦導(dǎo)彈的3倍。美國(guó)防部期望2006~2010年高超音速對(duì)地攻擊導(dǎo)彈問(wèn)世。美海軍已經(jīng)啟動(dòng)了“超音速武器技術(shù)”(HWT)計(jì)劃,以支持“高超音速打擊”(HyStrike)計(jì)劃。這種新武器將于2010年列裝,射程為1100千米,速度為3.5~7馬赫,能夠突破5.5~11米厚的水泥。它可能代替現(xiàn)有的“魚(yú)叉”、“增強(qiáng)反應(yīng)防區(qū)外對(duì)陸攻擊導(dǎo)彈”(SLAMER)、“戰(zhàn)斧”、“防區(qū)外對(duì)地攻擊導(dǎo)彈”等6種武器。這種新武器將增加使用主動(dòng)干擾和誘餌,為了區(qū)分陸地和沿海目標(biāo),要求采用尋的器信號(hào)處理器。美空軍于1995年啟動(dòng)“高超音速技術(shù)”(HyTech)計(jì)劃,新的導(dǎo)彈將以7~8馬赫速度巡航1400千米,可攜帶幾百磅載荷,這種導(dǎo)彈可由飛機(jī)攜帶。美空軍已進(jìn)行7~8馬赫導(dǎo)彈的硬件地面試驗(yàn)和6~8馬赫導(dǎo)彈的飛行演示,實(shí)驗(yàn)強(qiáng)有力的高超音速X系列導(dǎo)彈的5~10馬赫超燃沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
三是調(diào)整飛行彈道,增加隱蔽措施。如超低空飛行、機(jī)動(dòng)變軌、頭體分離、子母彈頭、假誘餌等等。
。ㄋ模└纳仆ㄓ贸潭
各國(guó)在研制新一代的精確制導(dǎo)武器時(shí),都十分注重通用性,普遍采用模塊化設(shè)計(jì)。所謂模塊化,就是將精確制導(dǎo)武器分成若干個(gè)組件,每個(gè)組件都采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),通過(guò)不同組合即可構(gòu)成不同用途的精確制導(dǎo)武器。采用模塊化設(shè)計(jì),有利于進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),提高武器性能,提高三軍精確制導(dǎo)武器的通用程度,節(jié)省研制和裝備費(fèi)用,降低技術(shù)保障的難度。
采用“一種平臺(tái)多種負(fù)載”或“一種負(fù)載多種平臺(tái)”的模式,是精確制導(dǎo)武器向多用途方向發(fā)展的主要手段。“一種平臺(tái)多種負(fù)載”,是指一種作戰(zhàn)平臺(tái)可以同時(shí)攜帶和裝備幾種不同功能的精確制導(dǎo)武器,用于攻擊不同的作戰(zhàn)對(duì)象,遂行不同的作戰(zhàn)任務(wù)。如:瑞典的“阿達(dá)茨”防空-反坦克武器系統(tǒng),能同時(shí)發(fā)射防空導(dǎo)彈和反坦克導(dǎo)彈,同時(shí)攻擊空中飛行的飛機(jī)和地面運(yùn)動(dòng)的裝甲目標(biāo)。“一種負(fù)載多種平臺(tái)”,是指一種精確制導(dǎo)武器可以同時(shí)多種不同的作戰(zhàn)平臺(tái)發(fā)射,用于攻擊同一類(lèi)作戰(zhàn)目標(biāo),遂行相應(yīng)的作戰(zhàn)任務(wù)。美國(guó)的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈可分別裝備在飛機(jī)、水面艦船和潛艇上,可以空射、艦射和潛射。自20世紀(jì)80年代以來(lái),在精確制導(dǎo)武器研制、生產(chǎn)過(guò)程中,歐美各國(guó)和俄羅斯十分重視走“基本型、系列化”的道路。如通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),增大導(dǎo)彈射程;通過(guò)改進(jìn)制導(dǎo)體制,增強(qiáng)抗干擾能力,提高命中精度;通過(guò)采用不同功能的戰(zhàn)斗部,擴(kuò)大殺傷區(qū)域和殺傷效果。如美國(guó)的“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈可使用三種不同的戰(zhàn)斗部遂行三種不同的作戰(zhàn)任務(wù)。
。ㄎ澹╅_(kāi)發(fā)新型導(dǎo)彈
目前精確制導(dǎo)技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是:著重開(kāi)發(fā)毫米波、長(zhǎng)波紅外和多模制導(dǎo)技術(shù);提高目標(biāo)識(shí)別及在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的自適應(yīng)跟蹤和抗干擾能力;發(fā)展新的探測(cè)技術(shù),增大作用距離,使武器能在敵之防區(qū)外攻擊目標(biāo);導(dǎo)引頭模塊化、多樣化,實(shí)現(xiàn)一彈多頭,以滿足多種作戰(zhàn)要求。新一代武器將是自主式、高精度、全天候、抗干擾、模塊化、有智能(或智能化)的高效能武器,武器系統(tǒng)輕小型化,經(jīng)費(fèi)上負(fù)擔(dān)得起。
未來(lái)的精確制導(dǎo)武器種類(lèi)將減少,但將比現(xiàn)有武器更靈活、更有效例如,機(jī)載武器將只有雙射程空空導(dǎo)彈、帶反裝備子炸彈的高致命彈藥和快速反應(yīng)的防區(qū)外對(duì)地攻擊武器三大類(lèi),將可能實(shí)現(xiàn)“一個(gè)目標(biāo)只用一枚導(dǎo)彈摧毀”的作戰(zhàn)意圖。未來(lái)精確制導(dǎo)武器的發(fā)展重點(diǎn)是地地戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈、防區(qū)外導(dǎo)彈、防空反導(dǎo)導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈、空地(艦)導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈及靈巧彈藥(包括制導(dǎo)炸彈和制導(dǎo)炮彈)等等。
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