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兵工科技增刊:中國秘密武器“雷石”亮相 美歐震驚
發佈時間: 10/24/2007 1:14:08 PM 被閲覽數: 124 次 來源: 邦泰
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兵工科技增刊    2007-10-23

自從導彈取代高炮成為現代防空主戰武器之後,作戰飛機執行空襲作戰任務的難度明顯增加了。如何讓飛機在避開導彈威脅的同時又能有效地完成投彈作業,人們提出了讓飛機在防區外投彈的辦法。可以說美國在這方面走在了世界的前列。其所生產的〞聯合直接攻擊彈藥〞即人們熟知的〞杰達姆〞精確制導炸彈自問世後,已在近十年來的歷次戰爭中顯示出了令人嘆服的威力。

尤其是加裝增程制導組件的〞杰達姆〞,因其能在更遠的距離投放,載機安全度極大增加;又因它加掛了制導部件,還可以實現對目標的精確打擊。另外由于它是改自普通航彈,成本就比導彈更便宜。如此幾個優點集于一身,〞杰達姆〞現在已經成為衡量一國空軍是否具備防空區外作戰能力的重要標志之-。令人驚喜的是,在2006年珠海航展上,我們見到了一款名為〞雷石〞-6的制導滑翔炸彈,觀者如雲。

簡單地說,所謂防區外這個概念,即是指對方的防空火力之外。從軍事攻擊、特別是空軍攻擊地面目標這個角度來說,地面目標因重要性的不同,其防空能力也會有所不同,因此地面目標的防區外這個概念有很多層面含義。例如對于固定點目標來說,為它提供防御的有可能是一些手持輕武器的士兵,也有可能是在高牆上安裝速射機關炮的火力點,亦有可能是周圍部署了戰術機動防空系統的完善野戰防空中心。而根據世界各國軍事部署習慣和部隊編制組成結構來看,通常情況下,重要地面目標大多是以高射炮、點防御導彈陣地來進行防御的。

以高炮防空為例,現在的高炮一般對高度2000米以下、射程3000米以內的目標有著非常好的殺傷率,因此大多數情況下高射炮一般不會緊密部署在目標圍牆周圍,而是會與目標拉開一定的距離,以便由數門高炮形成殺傷區圍合,從而覆蓋更大的防御面積。高炮防御區域是否擴大,或者高炮部署多少數量、前後層次體系如何設置,與地面目標的重要性程度有關,由此產生的所謂防區外概念因此也就有所不同。例如像護衛一個類似于變電站這樣的小型目標,往往會根據威脅扇面方向采用2-3門火炮形成三角形陣地進行火力覆蓋,其所形成的防御面積很小,攻擊這種目標,只需要在距離目標5千米以外完成投彈就能在其防空區外完成攻擊。

  

中國秘密武器“雷石”-6

因此說,它的防區外就是5千米。如果是更重要的目標,比如指揮中心、彈藥庫、橋梁等,這類目標很可能是由高炮和野戰機動防空導彈組成的要地防空部隊來提供護衛的,他們一般使用像羅蘭這類點防御防空導彈形成一個重疊的火力防御區,這類導彈射程大多在10-15千米左右,一個導彈連可以形成一個較大的火力覆蓋防御網,如果要攻擊這一類目標,射程超過30千米的武器就可以輕松地在防御導彈實際攔截線以外完成攻擊。如果對方防空武器是法國響尾蛇這種射程12千米、射高6000米左右的導彈,要對付這種級別的防空系統,距離目標20千米以上就可以算做防區外了。對于老的霍克和薩姆6/11來講,40千米以外就可以算防區外。如果這些導彈不專門圍繞某一個目標多點部署,其實際防御區域還要更小。愛國者和S-300攻擊距離要遠一些,其防區外大概在80-100千米以外。

從防空火炮到防空導彈,地面目標的防空能力越來越強,其對投彈飛機的威脅也越來越大。能不能讓飛機在目標防區外完成投彈,從而確保投彈飛機的安全系數呢?事實上,防區外攻擊這個概念從二戰開始大規模應用飛機武器的時候就已經開始有人提出了,而且也有這方面的戰例。二戰中海軍艦艇的防空都是由各種高射炮組成,對付它們最有成效的戰術是使用魚雷攻擊機,魚雷攻擊機能在滿身都是高射炮的戰列艦射程以外輕松自如地獵殺數萬噸的鋼鐵巨獸。

進入上世紀七十年代以後,高炮依然存在,但此時低空防御主力已經變為防空導彈了,像法國研制的響尾蛇、英德法聯合研制的羅蘭、甦聯薩姆8,都是非常有效的低空殺手。它們一般以連為單位,呈扇形布置,每一輛發射車間距為3-5千米。以法國響尾蛇機動防空導彈系統為例,一個連一般會有4-6輛發射車,相互間距可以拉開至300-2000米,一個導彈連可以為目標提供一個直徑為15千米到3千米間的重疊殺傷防御火力網,攻擊這類目標所需要的武器最少要具有15千米以上的射程,傳統炸彈要想在這個距離外投擲比較困難,它們只能利用這類系統不超過5-6000米的射高,從高空進入並投放,但這就會使飛機增加被擊落的概率和風險。飛機對防區外攻擊的要求就更迫切了。

1990年海灣戰爭以後,傳統地面防空體系的點和面防空結合的戰法缺陷日益明顯,因為只要敵方能壓制住數量有限的區域防空,那麼所謂的點防御很可能就會歸于失效。因此新的防空理論要求點防御必須有擴展成區域防空的能力,這就是九十年代以後流行的擴展點防御思想。擴展點防御實際上是要求原有的點防御導彈武器系統的射程和射高都相應的增加,要求參與防空作戰的各個武器系統不僅要在性能上互補,還要形成很大的重疊殺傷區,從而確保當一方失效時整個防御體系不會崩潰。這一時期的產品普遍都具有30千米左右的射程和10000米左右的射高,很多老的點防御產品也通過改進將射高提高到9000米以上,射程延長到18-20千米。

更有甚者,隨著愛國者、S-300這一類先進的區域防空導彈服役,地面防空體系的距離和高度都有了相當大的提高,使得飛機對地攻擊的難度大大增加。為了盡量使用最簡單有效的手段對抗這種威脅,西方提出了兩種防區外攻擊武器思想。一是采用傳統的制導炸彈的模塊化思想,給GPS類彈藥增加一種可臨時組合的更大的折疊式滑翔彈翼,在加裝了這種新組件後,能夠以最小的重量和費用將普通炸彈改裝成為射程超過30-50千米的遠程精確攻擊武器。二是進一步在這種組件上增加動力設備。動力設備可以是40多千克的響尾蛇導彈的火箭發動機,也可以是廉價的小推力渦輪噴氣發動機,可以通過這一種組件將炸彈射程提高到70-300千米,而系統價格僅僅為同樣射程巡航導彈的1/10到1/20。

傳統精確制導武器之所以在戰爭中不能被大規模地使用或者完全取代普通無制導彈藥的最大障礙是其高昂的價格,但是現在憑借電子工業的高速發展和民用電子技術工業化的低成本效益,從激光制導炸彈開始模塊化、低成本化的制導武器就越來越廉價。GPS技術也同樣經歷了這樣的發展,今天一塊GPS接收電路板套件的價格大約只需要10美元左右。制導系統是精確武器成本中最大的項目,低成本化非常有利于大規模裝備和使用。例如美國和歐洲就聯合發展了鑽石背滑翔組件,這種采用了新穎可折疊菱形聯翼的彈翼套件用來附加在JDAM炸彈上,套件系統幾乎沒有什麼電子部件,只是利用軟件對原有JDAM炸彈的飛行控制進行了重新編程。

鑽石背設計非常精巧,為了盡量減輕重量和不影響JDAM已經成形的掛裝方式,它采用了下彈翼設計,下彈翼的好處是附加組件不干擾掛點。缺點是下彈翼穩定性較差,因此這種彈翼設計了較大的上反,以增強自然穩定能力。采用菱形聯翼可以以一個尺寸很小的彈翼獲得一個很高的很穩定的升阻比。鑽石背可以獲得8︰1以上的滑翔比,即高度每下降一米,它就可以滑翔飛出8米以上的距離,這讓JDAM在7600米高度時原本只有18.5千米的射程一舉增加到了65千米。如果投放高度更高,這個距離還會更遠,據說某些飛機在12000米高度投放有希望能達到100千米的滑翔距離。這麼遠的投放距離,當然就可以讓飛機從容地在中程甚至區域防空導彈的火線外逐一打擊那些被保護目標。

中國在1990年以後就開始對精確制導武器產生了濃厚興趣,在此期間不僅誕生了自己的電視制導對地導彈,也開發了激光制導炸彈等武器。中國對JDAM炸彈的印象更是深入骨髓。1999年5月8日中國駐南斯拉夫大使館被美國轟炸,所使用的武器中JDAM便是首當其沖的主力。師夷長技以制夷,這樣的武器我們也必須擁有,不然真的只能像滿清那樣落後挨打了。中國GPS類武器的研究最早其實從1990年以後就開始了,中國因為沒有掌握GPS信號源的能力,因此在應用上花了很長的時間來論證和考慮,最後決定在出口導向產品需求下發展這種武器。

隨後研發成功的這種增程型GPS/INS制導無動力滑翔炸彈被命名為〞雷石〞系列,生產單位在本屆珠海航展上展示了500千克級別的〞雷石〞-6(LS-6),並明確表示了外銷的意向。據認為,這種炸彈最有可能搭配在中國新研制的FC-1輕型多用途戰斗機上,他的主要客戶巴基斯坦對擁有這樣的武器和攻擊能力渴望已久,FC-1的航電系統已經包含了帶有GPS的慣性導航系統,因而具有直接使用這類武器的能力。〞雷石〞-6的設計采用了兩個組件模塊,主要的控制和制導模塊被放置在延長了的尾部,其延長的尾艙需要容納GPS接收機、INS導航裝置、飛行控制計算機、舵機和電源,4片X布置的尾舵提供航向穩定和控制。

彈翼安裝在炸彈上部,通過原有的吊掛點安裝,彈翼組件有一個扁平低阻設計的沖浪板形的承力過渡板架,炸彈通過這個架掛載在飛機上,兩條鋼帶將炸彈固定到彈翼架上,彈翼采用向後折疊的平直矩形翼,為了避免展開過程中氣動中心和重心間的復雜力矩關系引起姿態不穩定,折疊彈翼轉動鉸鏈的折疊點設計得比較靠外,這樣可以大大減小升力中心的變化幅度,因為尾部被適當加長,可以設計更長的彈翼,彈翼折疊以後剛好在尾翼的前方,相互間不發生干擾,彈翼展開以後會被剛性閉鎖,形成一個平直的彈翼。整個組件的滑翔比約達到5.3,基本和同類產品持平。它的性能參數如下︰

 彈長︰3000毫米

  彈徑︰377毫米

  翼展︰2740毫米

  彈重︰540千克

  戰斗部︰500-4型低阻航空高爆炸彈

  重︰440千克

  裝藥︰160千克

  制導模式︰GPS/INS復合指導

  最大射程︰48千米~60千米

  命中精度︰15米

◆深遠的影響

  可以毫不夸張地說,〞雷石〞-6的出現是一個標志,它標志著中國空軍全方位精確打擊能力的形成。傳統上我們對中國空軍的印象是,中國空軍長期以來一直停留在那種低技術含量的近距攻擊水平一大量老式強-5依靠輕型火箭彈對地面進行掃射,甚至于中俄聯合軍事演習也還在使用昂貴先進的甦-27戰斗機發射火箭彈。但近年來一系列國產精確制導武器的公開亮相都顯示了中國空軍正在實現現代化轉型。激光制導炸彈、遠程滑翔制導炸彈,這些武器為中國空軍實現外科手術式打擊提供了堅實的物質基礎。而且要知道〞雷石〞-6

並不是每一種中國戰斗機都能夠使用的,它必須是具有先進電子戰術地圖和電子地理信息系統的戰斗機才能夠使用,老飛機可以通過更換內置GPS的新型慣性導航系統和相應的軟件來實現,而最新的國產三代機如殲-11、FBC-1飛豹等現代化戰斗機則可以直接使用。由于射程較遠,具有雷達合成孔徑成像能力的FBC-1也許使用精度更高,效果更好。

〞雷石〞-6由于尺寸上和中國傳統的普通炸彈相兼容,又具有廉價且易于大規模使用以及射程遠的特點,它主要可用于打擊各類已知坐標的固定目標,如機場、港口、橋梁、建築物等等。根據美國在伊拉克戰爭中使用WDM風偏修正彈和JDAM聯合制導炸彈的經驗,這類彈藥最適合大幅度提高一些老舊戰略轟炸機的性能,比如中國轟炸機部隊主要裝備轟-6型中程轟炸機,這種老式轟炸機飛行速度慢,但如果能在50千米以外就對目標發起攻擊,那麼它基本不會受到地空導彈的嚴重威脅,而中國尚保留大量的轟-6,經過一定現代化改造,這種飛機搭配新的彈藥將會萌發出新的生命。

而且我們從〞雷石〞-6身上也可以看出一種趨勢,即中國空軍正在開始全面使用電子地理信息系統,這是需要偵查、情報收集、戰術地圖繪制等多方面的綜合協調的一個大工程。這套系統和以往的相對坐標系的戰術地圖有所不同,基于全球定位系統的經度緯度坐標系,統一的制式便于情報和信息的交流,符合信息化時代的要求,可以與GPS信息無縫連接。另外歐洲的伽利略系統2014年也將投入使用,政治方面更穩定,精度和實時刷新頻率都能提高到現在美國GPS的水平。俄羅斯和中國也都有自行建立一套全球衛星定位導航系統的打算,因為有這麼多套系統可選擇,信號的穩定和安全性以長遠觀點來看還是有保障的,同時即便是衛星信號缺失,也可以通過地面架設地面無線台站來局部提供類似的功能。

〞雷石〞目前看來已經是一個系列產品了,雖然只公開展示了〞雷石〞-6,但可以根據編號進行一定的推測,它的發射速度250米/秒在高空並不算高,應該還有擴展的余地,載機發射速度越快,滑翔距離也會越遠。值得注意的是,〞雷石〞系列都只采用了簡單的GPS/INS制導,沒有采用精確度更高的末制導,比如成像式3D激光雷達、毫米波雷達、紅外成像等等,這種炸彈被當作一種通用的彈藥進行使用,GPS/INS制導彈藥雖然可以發射後不管,但其精確程度和對抗機動目標的能力還是不如激光制導炸彈,美國目前發展的小直徑炸彈中采用了復雜的末制導和GPS/INS結合,最後將取代目前很重要但是生存力日益困難的激光制導炸彈,中國在2004年以後對簡易成像式激光雷達研究有所突破,這種利用超高頻連續脈沖的激光進行簡單的幅相同步獲得CCD各象元的距離信息形成3D圖像的雷達兼顧了成像和雷達兩方面所長,成本和普通成像系統類似,非常具有潛力。

  相信增加動力系統的更遠射程的簡易巡航導彈型的滑翔炸彈一定也在計劃中,從美國長期計劃的實驗來看,附加一個推力很小的火箭或者渦噴發動機就能讓射程增加2-5倍,精度並不會受太大影響,美國的滑翔炸彈增加一具40千克重的火箭發動機後可以獲得約30%的射程增益,這種發動機還不是專門設計的,它燃燒時間短,推力並不合適,滑翔炸彈的升阻比很高,大約只需要50千克的推力就能夠維持速度0.8馬赫的平飛,如果設計合理,40千克重的火箭可以提供這樣大的推力約40到50秒,能夠增加約30%的射程。如果換用50千克重的無人機用微型渦輪噴氣發動機組件,可以提供超過15分鐘的動力,足夠炸彈飛行200千米以上。

  在精確制導武器方面,中國曾落後于世界,像激光制導炸彈這種武器,就是美國使用了30年以後中國才開始裝備的。但是這一次在瞄準GPS類防空區外攻擊武器研制上,中國終于調整了步伐,追趕上了世界潮流。現在〞雷石〞-6的出現就表明,中國在這類武器的研制和應用上,已經與發達國家的差距縮小到5年。這可以說是一個非常令人激動的進步!中國在這方面已經取得的技術突破,表明了中國現在的能力與決心,跨越式發展看來不再僅僅是一句口號,而是一個必將實現的目標了。

 


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