1 無人機載空面武器行業(yè)概述及特征
隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭對無人機載空面武器的需求增加，其品種和數(shù)量也日益增多，性能不斷提升，進入了全面發(fā)展時期。據(jù)蒂爾集團(TealGroup)在《World Missile Briefing》中對2008-2017年的導彈、無人機和靈巧彈藥市場做出的分析，如圖1所示，2008-2017年世界導彈、無人機和靈巧彈藥的市場總額將進一步增長，將超過120億美元，總量達到60萬枚，十年間的總額將達到近1200億美元。如圖2所示，空地導彈的份額為15.5%，靈巧彈藥為14.6%，二者合計為30.1%。
圖1
圖2
現(xiàn)今無人機載空面武器的主要特征如下：
1）小型化。在近距空地作戰(zhàn)任務等軍事需求的推動下，美國和以色列等國家越來越重視精確制導彈藥的小型化，追求戰(zhàn)機每次出動能夠搭載更多的武器，使能打擊的目標數(shù)量更多。
表1 質量在60kg以下的機載精確制導彈藥
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質量/kg |
機載精確制導彈藥 |
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空地導彈 |
精確制導航空炸彈 |
機載精確制導火箭彈 |
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40~60 |
海爾法、聯(lián)合空地導彈(JAGM) |
小魔爪、手術刀 |
Zuni系列 |
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20~40 |
長釘增程型 |
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10~20 |
怪獸、LMM、LAHAT |
蝰蛇打擊、小型靈巧武器(SSW) |
APKW S-2、DAGR、GATR-L、魔爪、Cirit |
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0~10 |
長釘 |
暗鷹(Shadow Hawk) |
|
表1列出了質量60 kg以下的機載空面武器。與新一代產(chǎn)品(如怪獸導彈、小型靈巧武器SSW、LMM、手術刀炸彈等）相比， JADM、寶石路系列炸彈等以前戰(zhàn)機常用的武器已經(jīng)顯得過于笨重。
2）高精度。只有高的打擊精度，才能使小型化成為可能。例如被稱為“小海爾法”(Baby Hellfire）的DAGR火箭彈，其質量僅為海爾法導彈的1/3，但作戰(zhàn)效能幾乎沒有任何差別，主要原因在于前者具備出色的打擊精度而且DAGR火箭彈減小了戰(zhàn)斗部，造成的附帶毀傷風險更低。
3）低成本。為了滿足經(jīng)濟廉價的要求，武器研發(fā)商充分利用已有的資源，大量地采用商用組件或直接沿用現(xiàn)有武器產(chǎn)品的組件，從而減少了技術風險，縮短了研制周期，同時也實現(xiàn)了低成本的目標。
2 技術參數(shù)對比分析
表2 空面導彈和炸彈對比分析
|
研制單位 |
型號名稱 |
彈長(m） |
彈徑(mm） |
翼展(mm） |
彈重(kg） |
戰(zhàn)斗部(kg） |
動力 |
制導 |
射程(km） |
速度 |
發(fā)射平臺 |
研制狀況 |
|
美國洛馬公司 |
AGM-114P+ |
1.65 |
178 |
|
45.4 |
可調多用途 |
固體火箭發(fā)動機 |
半主動激光制導 |
9 |
超音速 |
無人機 |
在役 |
|
AGM-114R |
1.63 |
178 |
|
49.4 |
可調多用途 |
固體火箭發(fā)動機 |
IMU+半主動激光制導 |
9 |
超音速 |
無人機 |
在役 |
|
|
LOCAAS |
0.76 |
203 |
254 |
40.8-45.4 |
多模戰(zhàn)斗部 |
微型渦噴發(fā)動機或無動力 |
激光雷達導引頭、一體化INS/GPS制導系統(tǒng) |
185/70（無動力） |
180 m/s |
戰(zhàn)斗機、轟炸機、無人機 |
在役 |
|
|
手術刀(Scalpel）制導炸彈 |
1.9 |
101 |
|
45 |
動能戰(zhàn)斗部或爆破殺傷戰(zhàn)斗部 |
無動力 |
半主動激光導引頭 |
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|
戰(zhàn)斗機、無人機 |
在役 |
|
|
小型靈巧武器（SSW） |
0.55 |
100 |
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<16kg |
串聯(lián)式聚能破甲戰(zhàn)斗部，重9公斤，裝6.8公斤高能混合炸藥，配觸發(fā)引信 |
無動力滑翔 |
可配裝多種導引頭，包括半主動激光、紅外成像、短波紅外和毫米波 |
>18.5km |
|
戰(zhàn)斗機、直升機、無人機 |
在役 |
|
|
美國雷錫恩公司 |
射手(Archer）導彈 |
|
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15.9 |
4.5 kg新型多用途破片殺傷戰(zhàn)斗部 |
固體火箭發(fā)動機 |
INS/GPS+激光半主動導引頭 |
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|
無人機、直升機、輕型機 |
在役 |
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研制單位 |
型號名稱 |
彈長(m） |
彈徑(mm） |
翼展(mm） |
彈重(kg） |
戰(zhàn)斗部(kg） |
動力 |
制導 |
射程(km） |
速度 |
發(fā)射平臺 |
研制狀況 |
|
美國雷錫恩公司 |
怪獸(Griffin）導彈 |
1.09 |
140 |
|
15.6 |
重5.9千克的多效應爆破戰(zhàn)斗部 |
固體火箭發(fā)動機 |
慣性制導+GPS+半主動激光制導 |
12.5 |
|
武裝直升機、無人機 |
在役 |
|
小型戰(zhàn)術彈藥(STM）改進型 |
0.57 |
91 |
|
6.2 |
2.26 kg |
無動力滑翔 |
GPS/INS，并裝有半主動激光導引頭 |
11-14km |
|
無人機 |
在役 |
|
|
SDB Ⅱ(即GBU-53/B） |
1.76 |
150-180 |
1680 |
93（雙模）；113（三模） |
|
無動力 |
雙模（毫米波雷達/半主動激光）；三模 (半主動激光、毫米波和非冷卻紅外成像） |
|
|
|
研制中，未服役 |
|
|
雙模聯(lián)合空地導彈(JAGM） |
1.78 |
178 |
|
約50kg |
多模聚能/破片戰(zhàn)斗部 |
固體火箭發(fā)動機 |
雙模（毫米波雷達/半主動激光） |
9km |
超聲速 |
直升機、無人機 |
研制中，未服役 |
|
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三模聯(lián)合空地導彈(JAGM） |
1.78 |
178 |
|
<49kg |
多模聚能/破片戰(zhàn)斗部 |
全新的固體火箭發(fā)動機 |
三模 (半主動激光、毫米波和紅外成像） |
16/28（直升機/戰(zhàn)斗機） |
超聲速 |
固定翼戰(zhàn)斗機、直升機、無人機 |
研制中，未服役 |
|
|
美國諾格公司 |
蝰蛇滑翔炸彈（GBU-44/B） |
0.914 |
140 |
900 |
19 |
2.7 kg聚能破甲(高爆反坦克）/破片 |
無動力滑翔 |
GPS+半主動激光導引頭 |
10 |
|
無人機 |
在役 |
|
研制單位 |
型號名稱 |
彈長(m） |
彈徑(mm） |
翼展(mm） |
彈重(kg） |
戰(zhàn)斗部(kg） |
動力 |
制導 |
射程(km） |
速度 |
發(fā)射平臺 |
研制狀況 |
|
美國波音公司 |
SDBⅠ（即GBU-39） |
1.8 |
|
190 |
113 |
22.7kg穿透性爆破碎片彈頭，可穿透2米厚的強化混凝土結構物或90厘米厚的鋼筋混凝土結構物 |
無動力滑翔 |
GPS/INS |
110 |
|
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在役 |
|
美國 |
“長釘”導彈 |
0.635 |
56.3 |
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2.4 |
1kg高爆戰(zhàn)斗部 |
無煙固體火箭發(fā)動機 |
慣性制導（INS）+末端電視制導，也可換成半主動激光 |
3.2 |
最大速度195 m/s |
|
在役 |
|
歐洲MBDA公司 |
小型增程制導炸彈(SABER） |
|
|
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4.5kg（無動力滑翔）/13.5kg（火箭助推） |
1.8kg爆炸/破片殺傷戰(zhàn)斗部 |
無動力滑翔/火箭助推 |
INS/GPS+半主動激光制導（電視/紅外為備選） |
|
|
中小型無人機 |
在役 |
|
雙模硫磺石(DMB） |
1.8 |
|
|
49 |
串列式錐形裝藥戰(zhàn)斗部，內含6.2 kg的主裝藥和300 g的先導裝藥 |
|
雙模(激光/毫米波雷達）導引頭 |
8 |
|
直升機、固定翼戰(zhàn)斗機 |
在役 |
|
|
中程基本型導彈(MMP） |
1.3 |
140 |
330 |
15kg |
雙元炸藥裝藥結構 |
|
非制冷紅外傳感器和電視攝像機 |
4 |
200 m/s |
步兵、車輛、直升機 |
研制中，未服役 |
|
研制單位 |
型號名稱 |
彈長(m） |
彈徑(mm） |
翼展(mm） |
彈重(kg） |
戰(zhàn)斗部(kg） |
動力 |
制導 |
射程(km） |
速度 |
發(fā)射平臺 |
研制狀況 |
|
歐洲MBDA公司 |
增程型導彈(MLP） |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
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研制中，未服役 |
|
PARS 3 LR反坦克導彈 |
1.6 |
|
|
49 |
聚能裝藥串聯(lián)戰(zhàn)斗部 |
|
被動式紅外導引頭 |
7 |
|
直升機 |
在役 |
|
|
Gladius（Vigilus武器系統(tǒng)中的空地導彈） |
0.8 |
|
|
7 |
1kg多模戰(zhàn)斗部 |
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可見光/近紅外和半主動激光 |
30 |
|
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以色列航空工業(yè)公司(IAI） |
LAHAT反坦克導彈 |
0.94 |
105mm/120mm |
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13kg， 四聯(lián)裝發(fā)射筒75 kg |
2.7 kg高爆串聯(lián)戰(zhàn)斗部 |
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半主動激光制導 |
8km（地面）13km（空中） |
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車輛、直升機和無人機 |
在役 |
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以色列拉斐爾公司 |
長釘-ER(NTD）增程型 |
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導彈+包裝筒重33kg |
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CCD、紅外或雙重制導 |
有效射程0.4km-8km |
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步兵、車輛、直升機 |
在役 |
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長釘非視線(Spike NLOS）導彈 |
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70kg |
多模戰(zhàn)斗部 |
火箭發(fā)動機 |
雙模CCD TV/紅外成像復合導引頭 |
最大射程25km |
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直升機、無人機 |
在役 |
|
研制單位 |
型號名稱 |
彈長(m） |
彈徑(mm） |
翼展(mm） |
彈重(kg） |
戰(zhàn)斗部(kg） |
動力 |
制導 |
射程(km） |
速度 |
發(fā)射平臺 |
研制狀況 |
|
法國泰勒斯公司 |
LMM |
1.3 |
76 |
260 |
13 |
3kg |
2級固體推進劑 |
激光束導引和/或半主動激光器，IR末段自動導航，中段INS/GPS |
0.4km-8km |
最大速度4Ma |
直升機、無人機 |
2013年入役 |
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俄羅斯 |
Hermes-A（赫爾墨斯-A型）機載反坦克導彈 |
3.5 |
130 |
|
110kg |
28kg高爆戰(zhàn)斗部，可穿透1000毫米裝甲 |
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初始慣性制導+末端激光制導 |
15-18km |
最大速度1000 m/s |
武裝直升機 |
在役 |
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南非 |
IMPI空地導彈 |
1.4 |
150 |
|
25 |
9kg |
|
初始慣性制導+末段半主動激光制導 |
10 |
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搜索者400無人機 |
2010年展覽會展示 |
由表2所示，美國一家獨大的局面沒有改變，不論從新研發(fā)的武器種類來看，還是從其采用的技術來看，美國在機載小型精確制導彈藥領域走在最前沿，這與美軍近年來在伊拉克、阿富汗戰(zhàn)場上對近距離小型精確打擊武器的軍事需求是密不可分的。
歐洲則是聯(lián)合起來進行研發(fā)，例如MBDA公司是由歐洲航空防御空間(EADS）公司、英國航空航天系統(tǒng)(BAE Systems）公司和意大利芬梅卡尼卡公司各自下屬的導彈公司(或部門）合并組建而成，是世界上第二大導彈制造商，僅次于美國的雷錫恩公司。
以色列在無人機載空面武器方面應該說是和歐洲并駕齊驅。
3 制導方式對比分析
下面對制導方式進行對比分析，空面導彈制導方式和特點如表3所示：
表3 空面導彈各制導方式特點
|
細分類型 |
特點 |
無人機適掛性 |
備注 |
|
|
自主制導 |
慣性、方案制導 |
現(xiàn)多用于中制導 |
||
|
從固定參數(shù)系獲取信息 |
天文導航、衛(wèi)星導航、地形匹配 |
性能穩(wěn)定 自主式、全天候 |
對載機無特殊要求 |
現(xiàn)多用于中制導 |
|
自動導引 |
主動雷達 主動激光 |
發(fā)射后不管 |
對載機無特殊要求 |
|
|
半主動雷達 半主動激光 |
導引頭較主動型簡單 利用目標反射回波進行制導 |
需要對目標的輔助照射 |
||
|
被動雷達 |
一般用于反輻射導彈，制導距離較遠， 需抗目標關機 |
對載機無特殊要求 |
||
|
人在回路制導 |
雷達遙控指令制導 |
彈上制導設備簡單 不利載機隱蔽 距離遠制導精度降低 |
載機發(fā)送雷達校正指令 |
多用于中制導 |
|
光電遙控指令制導 |
同上 |
載機發(fā)送光電校正指令 |
多用于中制導 |
|
|
雷達波束制導 |
同上 |
載機雷達波束瞄準目標 |
多用于中制導 |
|
|
激光波束制導 |
同上 |
載機激光波束瞄準目標 |
俄“漩渦”反坦克彈 |
|
|
組合制導 |
慣性+主動雷達 |
BGM-109B |
||
|
慣性+地形匹配制導+景象匹配 |
BGM-109C |
|||
|
… … |
||||
空面炸彈的制導方式和特點如表4所示：
表4 空面炸彈各制導方式特點
|
劃分方式 |
細分類型 |
特點 |
無人機適掛性 |
|
制導方式 |
自尋的制導（主動、半主動、被動） |
具有發(fā)射后不管能力 精度較高 |
半主動制導導彈需載機進行目標指示 |
|
人在回路（波束、指令） |
抗干擾能力強 精度較差 |
對載機無特殊要求 |
|
|
復合制導 |
精度較高 抗干擾能力強 |
||
|
非制導 |
爆破、殺傷、侵徹、反坦克、碳纖維、燃燒 |
不具有制導系統(tǒng) 精度差 |
對載機無特殊要求 現(xiàn)役多為250kg級以上型 |
4 技術發(fā)展趨勢
無人機載空面武器技術的發(fā)展具有如下趨勢：
1）多模制導方式。最初無人機載空地武器的制導方式大多為半主動激光制導，半主動激光制導具有低成本、高制導精度和抗干擾能力強的優(yōu)點，但它的缺點是激光指示器容易暴露，影響發(fā)射平臺的安全。
如今美國的JAGM在半主動激光制導的基礎上，增加了毫米波、紅外/可見光等制導方式，即采用雙模或多模制導方式，能夠打擊復雜環(huán)境背景下的各種目標。而正在發(fā)展的低成本捷聯(lián)多模導引頭，更加符合無人機載空地導彈的未來作戰(zhàn)需求。
2）模塊化設計。新型空面武器大多遵循模塊化設計原則，例如小型靈巧武器(SSW）的導引頭和戰(zhàn)斗部均采用模塊化設計，可根據(jù)作戰(zhàn)任務和目標類型配裝多種導引頭及戰(zhàn)斗部?，F(xiàn)代機載小型武器從設計初始就考慮到了與多種武器發(fā)射裝置及平臺的兼容性，具有多平臺作戰(zhàn)能力，具備較高的經(jīng)濟性、可靠性和可維護性。
3）多用途戰(zhàn)斗部技術?，F(xiàn)在研發(fā)的無人機載空地武器已經(jīng)較多地應用了串聯(lián)戰(zhàn)斗部，如AGM-114R的新型串聯(lián)戰(zhàn)斗部，又稱為可調式多用途戰(zhàn)斗部，內裝帶有前驅體的主裝藥，含有爆炸殺傷破片。這種戰(zhàn)斗部全面地集成了AGM-114K的成型裝藥反裝甲能力、AGM-114K2的增強破片殺傷能力、AGM-114M的破片殺傷能力以及AGM-114N金屬增強裝藥戰(zhàn)斗部的高爆反裝甲/爆破能力，可以根據(jù)目標選擇不同的引爆方式。
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