精確制導技術的未來發展
來源:大科普 文章作者:@佚名 2016-10-19 19:48:40

在當今信息化條件下,現代戰爭對精確制導武器的需求更加迫切,制導武器的地位和作用也更加突出。21世紀初,國外對精確制導武器的具體需求是:需要殺傷概率提高到100%、彈藥需求量降低到20~30%的空地導彈戰斗部:需要可以對付多種目標、抵抗現代化干擾,并使彈藥庫存需求量降低30~40%的綜合效應自鍛破片戰斗部: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;需要質量更輕、尺寸更小、成本更低的防區外多用途武器。
(一)增強打擊效果
一是進一步提高命中精度。精確制導武器之所以受到世界各國的重視,就是因為它的命中精度高于其他一般彈藥。一般來說,武器的命中精度提高1倍,毀傷力可以提高到原來的4倍。而命中精度主要取決于制導系統。為了適應未來作戰的需要,實現首發命中并摧毀目標,制導系統必須進一步提高精度,特別是提高末制導系統對目標的分辨率。近年來,發達國家正在重點發展合成孔徑雷達、毫米波雷達、紅外成像、電視成像、激光制導等末制導技術,同時特別重視發展更先進的復合制導技術。
為了進一步提高制導武器的打擊精度,世界各國尤其是美國等軍事大國將進一步改進制導系統,以提高制導武器的打擊精度。美國的制導武器大部分已經采用全球定位系統/慣導系統(GPS/INS)進行途中制導,以便全天候、晝夜作戰。軍用全球定位系統(GPS)的精度為9~12米,不受天氣和戰場條件的影響。終端制導一般采用成像紅外尋的器、激光雷達、毫米波雷達、合成孔徑雷達、聲探測裝置和自動目標識別技術。美導彈尋的器近年來已經從單頻譜走向更復雜、能力更強的多頻譜尋的器。多頻譜尋的器技術依次是: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。這些是近期效費比高、能滿足要求的有希望的項目。目前較有發展潛力的單模制導技術有紅外成像制導、毫米波雷達制導技術等;多模與復合制導技術以毫米波雷達/紅外成像雙模導引頭為重點,還有毫米波主動雷達/紅外成像/半主動激光三模導引頭等,此外在C4ISR系統支持下的精確制導技術也受到許多國家的重視。
二是實現智能化。未來的戰場環境日益復雜,精確制導武器要在很短的時間內完成對目標的發現和摧毀,就必須實現“智能化”,即自主完成對目標的探測、分析、評估和攻擊。智能化精確制導武器具備自主搜索、發現、識別、攻擊高價值目標的能力,能夠區分不同目標及其型號,篩選、判斷和首先攻擊對己方威脅最大的目標,并有選擇地攻擊敵方目標的薄弱部位和易損部位,以保證獲得最好的摧毀效果。
三是研制新型戰斗部。注重發展戰斗部技術,特別是打擊點狀硬目標的新型彈藥,以提高殺傷破壞效果,滿足各種作戰任務的需要。2004年,戰斗部獲得一定的進展,俄羅斯研制了一種新型的串通戰斗部,用于摧毀在掩體、建筑物或地面設施內的目標;在伊拉克戰爭中,美國海軍陸戰隊使用了裝備新型金屬增強炸藥戰斗部的“海爾法”導彈,美國目前正在對英國和德國的高能微波戰斗部進行試驗,以檢驗其性能。
(二)擴大打擊范圍
第一,增大武器射程。增大精確制導武器的射程是一個重要趨勢。現代戰爭已經充分證明,實施“防御圈”外的遠程攻擊,是克敵制勝的一種重要手段。例如,實施空襲作戰的飛機要提高生存能力,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施空對地打擊。因此,防區外發射的精確制導武器已成為空對地武器發展的重點。
為了實現戰區縱深精確打擊,作為現代戰爭中主要空襲打擊手段的戰術彈道導彈、巡航導彈及空地導彈將增大射程;而為了遠距離攔截入侵目標,防御性精確制導武器也將增大射程,這就促使精確制導武器迅速地向遠程化方向發展。遠程巡航導彈的射程一般大于1000千米;防區外導彈的射彈,同時還在研制新的遠程巡航導彈。例如美海軍正在研制“戰術戰斧”(1850千米射程)和“高超音速打擊”(1100千米~1300千米射程)武器,美國防高級研究計劃局正在研制“經濟可承受的快速反應導彈演示器”(1100千米射程)。此外,美國還十分重視發展機載防區外導彈,如AGM-130射程為35千米,AGM-84E“防區外對陸攻擊導彈”(SLAM)射程為185千米,“聯合直接攻擊彈藥”AGM-154(JSOW)射程為70千米,“聯合直接攻擊彈藥”(SLAMER)AGM-84H射程為275千米,“聯合空對地防區外導彈”(JASSM)AGM-158的射程為450千米。
第二,填補火力空白。精確制導武器的射程一般有最大與最小之分。為滿足現代作戰的需要,其最大射程正日趨增大,以滿足遠距離精確打擊的需要;而最小射程要盡可能小,以對付各類超低空、超近程的目標。
(三)提高突防能力
為提高精確制導武器的作戰效能,主要采取以下一些措施提高精確制導武器的突防能力。
一是采用隱形技術。采取隱身措施,提高生存能力,即實現精確制導武器“隱形化”。發達國家在研的新一代精確制導武器,大多具備良好的隱形性能,其主要是減小武器的雷達反射截面和紅外輻射特征,以降低其可探測性。如通過小型化和隱身外形設計、彈體采用吸波材料、外表面涂覆吸波層,都可以實現雷達隱形;采用熱輻射較小的發動機或無動力推進的末彈道,可以減小紅外輻射特征,實現紅外隱形。美國空軍的“聯合空對地防區外導彈”(JASSM)的隱身效果高于“增強反應防區外對地攻擊導彈”(SLAM-ER)和聯合防區武器(JSOW)。美空軍原來計劃的“三軍防區外攻擊導彈”(TSSAM)追求全方位隱身,技術難度大,估計單價高達200萬美元,后來被取消。所以,隱身必須與其他因素綜合考慮。將來美軍大部分攻擊飛機(B-2、F-117、F-22、F-35)都是隱身飛機,可以晝夜進行攻擊。
二是提高武器飛行速度。即實現精確制導武器“高速化”。直接采用超高速攻擊,有可能使敵方防御系統來不及作出反應。如法德合作研制的“新一代反艦導彈”(ANNG),巡航速度2~3馬赫,其速度、機動性的提高,連同其他性能的改進,可以使其突防能力提高為現役亞音速反艦導彈的3倍。美國防部期望2006~2010年高超音速對地攻擊導彈問世。美海軍已經啟動了“超音速武器技術”(HWT)計劃,以支持“高超音速打擊”(HyStrike)計劃。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。它可能代替現有的“魚叉”、“增強反應防區外對陸攻擊導彈”(SLAMER)、“戰斧”、“防區外對地攻擊導彈”等6種武器。這種新武器將增加使用主動干擾和誘餌,為了區分陸地和沿海目標,要求采用尋的器信號處理器。美空軍于1995年啟動“高超音速技術”(HyTech)計劃,新的導彈將以7~8馬赫速度巡航1400千米,可攜帶幾百磅載荷,這種導彈可由飛機攜帶。美空軍已進行7~8馬赫導彈的硬件地面試驗和6~8馬赫導彈的飛行演示,實驗強有力的高超音速X系列導彈的5~10馬赫超燃沖壓噴氣發動機。
三是調整飛行彈道,增加隱蔽措施。如超低空飛行、機動變軌、頭體分離、子母彈頭、假誘餌等等。
(四)改善通用程度
各國在研制新一代的精確制導武器時,都十分注重通用性,普遍采用模塊化設計。所謂模塊化,就是將精確制導武器分成若干個組件,每個組件都采用標準化設計,通過不同組合即可構成不同用途的精確制導武器。采用模塊化設計,有利于進行技術改進,提高武器性能,提高三軍精確制導武器的通用程度,節省研制和裝備費用,降低技術保障的難度。
采用“一種平臺多種負載”或“一種負載多種平臺”的模式,是精確制導武器向多用途方向發展的主要手段。“一種平臺多種負載”,是指一種作戰平臺可以同時攜帶和裝備幾種不同功能的精確制導武器,用于攻擊不同的作戰對象,遂行不同的作戰任務。如:瑞典的“阿達茨”防空-反坦克武器系統,能同時發射防空導彈和反坦克導彈,同時攻擊空中飛行的飛機和地面運動的裝甲目標。“一種負載多種平臺”,是指一種精確制導武器可以同時多種不同的作戰平臺發射,用于攻擊同一類作戰目標,遂行相應的作戰任務。美國的“戰斧”巡航導彈可分別裝備在飛機、水面艦船和潛艇上,可以空射、艦射和潛射。自20世紀80年代以來,在精確制導武器研制、生產過程中,歐美各國和俄羅斯十分重視走“基本型、系列化”的道路。如通過改進發動機,增大導彈射程;通過改進制導體制,增強抗干擾能力,提高命中精度;通過采用不同功能的戰斗部,擴大殺傷區域和殺傷效果。如美國的“戰斧”巡航導彈可使用三種不同的戰斗部遂行三種不同的作戰任務。
(五)開發新型導彈
目前精確制導技術總的發展趨勢是:著重開發毫米波、長波紅外和多模制導技術;提高目標識別及在復雜戰場環境下的自適應跟蹤和抗干擾能力;發展新的探測技術,增大作用距離,使武器能在敵之防區外攻擊目標;導引頭模塊化、多樣化,實現一彈多頭,以滿足多種作戰要求。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,武器系統輕小型化,經費上負擔得起。
未來的精確制導武器種類將減少,但將比現有武器更靈活、更有效例如,機載武器將只有雙射程空空導彈、帶反裝備子炸彈的高致命彈藥和快速反應的防區外對地攻擊武器三大類,將可能實現“一個目標只用一枚導彈摧毀”的作戰意圖。未來精確制導武器的發展重點是地地戰術彈道導彈、巡航導彈、防區外導彈、防空反導導彈、空空導彈、空地(艦)導彈、反坦克導彈及靈巧彈藥(包括制導炸彈和制導炮彈)等等。
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