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2021年国外空地导弹发展动态研究

2022-05-30刘颖任春艳

航空兵器 2022年5期
关键词:美国空军弹药超声速

刘颖 任春艳

摘 要: 对2021年国外典型空地导弹的最新发展动态进行了总结,如AGM-158“联合空面防区外导弹”(JASSM)、 “硫磺石”(Brimstone)导弹、“矛”(Spear)导弹、Kh-59MKM导弹、高超声速空地导弹等,并对空地导弹的远程突防能力、体系对抗、协同作战能力、低成本化等特点进行了总结分析。

关键词:空地导弹;“联合空面防区外导弹”(JASSM);“硫磺石”(Brimstone)导弹;“矛”(Spear)导弹;Kh-59MKM导弹;AGM-183A导弹;Kh-47M2“匕首”导弹;发展特点

中图分类号:TJ760

文献标识码:A

文章编号:1673-5048(2022)05-0011-10

DOI:10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0092

0 引  言

近年来,以美国、俄罗斯为代表的世界军事强国都在积极开展空地导弹的研发和作战使用创新性探索。这些国家对其典型空地导弹(包括高超声速空地武器)的研发活跃,采用的改进改型技术先进,提出了空地导弹的新型作战思路和使用途径,对世界新军事变革和发展起到了示范和引领作用。

在通用空地导弹发展领域,美国继续对远程空面防区外导弹(如AGM-158B导弹)进行研发设计,对AGM-158B导弹逐年加大投资力度和订购力度。欧洲的MBDA公司致力于“硫磺石”(Brimstone)导弹的不断升级和派生。俄罗斯在2021年莫斯科航展上展出了新型Kh-59MKM空地导弹,该导弹在侵彻各种军用设施防护方面具有独特性能。在高超声速空地导弹发展领域,美国积极推进高超声速武器的研制和试验,AGM-183A高超声速导弹试验屡屡失败,因此研制费用成本持续上涨,造成美国政府对該项目表露不满。俄罗斯已经正式列装了两型高超声速武器,在高超声速技术领域取得突破性进展,其中“匕首”高超声速空地导弹于2022年3月在俄乌冲突中首次投入实战。

1 国外空地导弹发展动态

1.1 通用空地导弹

1.1.1 联合空面防区外导弹(JASSM)系列

AGM-158导弹由美国洛克希德·马丁公司根据JASSM(Joint Air-to-Surface Stand-off Missile)计划研制,是美国现役并不断改进的通用型隐身巡航导弹,主要用来从敌防空区外精确打击严密设防的高价值目标。JASSM系列导弹的基本型AGM-158A导弹已经于2018年停产。

1.1.1.1 AGM-158B增程型联合空面防区外导弹

(1) 研发情况

近期,美国空军对AGM-158B导弹(见图1)持续进行研发投入,继续进行导弹性能优化和系统升级换代。2020年11月至2021年10月,美国空军寿命周期管理中心授予洛克希德·马丁公司多份合同,继续支持对AGM-158B导弹系统及其部件进行研发,主要包括研发支持全球卫星定位系统的接收器和导弹控制单元电缆、控制驱动系统(CAS)等,为该导弹的持续改进奠定了良好的基础[1-3]。

(2) 集成试验

当前AGM-158B导弹处于与F-15E、 F-16等战斗机,与B-2、B-52H、B-1B等轰炸机集成的阶段。

2020年11月,在美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地,美国空军的一架B-1B轰炸机加装了一个外部挂架,携带1枚AGM-158B导弹进行了飞行测试。AGM-158B导弹挂载在轰炸机的右前方挂点上,该挂点通常悬挂瞄准吊舱。B-1B轰炸机成功完成了机腹外部挂架携带配装惰性战斗部的AGM-158B导弹试验。2020年12月,一架B-1B轰炸机从外挂架上投下了1枚配装惰性战斗部的AGM-158B导弹。此次挂飞及发射试验演示验证了B-1B轰炸机与AGM-158B导弹之间正常通信的能力[4]。

2021年5月,美国空军第53联队宣布,其下属的第85试验鉴定中队在佛罗里达州埃格林空军基地完成了单架F-15E战斗机外挂5枚AGM-158B导弹的试验,这一数量是该型战斗机常规挂载量的2倍以上(见图2)。预计第53联队很快将对外挂5枚AGM-158B导弹的F-15E进行试飞。美国空军认为,通过用一个战斗机编队进行AGM-158B导弹的齐射来远程压制敌方地面防空力量,可以显著降低轰炸机被探测和摧毁的风险。当前美军所有的战斗机机型最多只能挂载2枚AGM-158B导弹。第53联队、第96试验联队和空军寿命周期管理中心利用自有创新基金研发了一种装载AGM-158B导弹的专用工具,并为装载过程编写了新的程序。随着载荷测试的成功,接下来将进行后续飞行测试[5]。

(3) 市场采办

AGM-158B导弹作为美国主力防区外巡航导弹,一直保持全速生产,采购数量和经费也在逐年提高。

2021年2月,美国空军寿命周期管理中心授予洛克希德·马丁公司导弹与火控分部一份4.284亿美元的固定价格合同,为美国空军生产第19批次400枚AGM-158B导弹,其中包括包装箱、工具测试设备和硬件备件等,该工作预计将于2025年7月31日前完成。2021年11月,美国国防部公布,美国空军寿命周期管理中心授予洛克希德·马丁公司导弹与火控分部价值9 734万美元的AGM-158B导弹的修改合同,洛克希德·马丁公司将为美国空军生产并提供94枚第20批次AGM-158B导弹,合同预计于2026年6月30日前完成。此次修改使合同的累计价值达到5.365 1亿美元[6-7]。

1.1.1.2 AGM-158B-2联合空面防区外导弹

根据美国空军预算,AGM-158B-2导弹将于2021年开始低速生产,2024年开始交付。AGM-158B-2导弹通过新型弹翼组件有效地增强了AGM-158B的性能,射程超过了1 000 km。2017年7月,洛克希德·马丁公司获得一份3 770万美元的合同,持续开发新型弹翼设计,新型弹翼将装备第17批次AGM-158B导弹,并装备AGM-158B导弹的后续生产型号,新型弹翼的具体设计、尺寸和重量并没有透露。AGM-158B-2导弹的开发还包括M-code接收机的集成。这是一种新的军事信号,用于L1(1 575.42 MHz)和L2(1 227.60 MHz)GPS波段,旨在提高使用GPS军事导航的安全性和抗干扰性能。2020年12月,美国空军寿命周期管理中心等部门联合发表了一份信息请求(RFI),寻找有兴趣的供应商、成熟的技术解决方案和资源,以开发和生产用于AGM-158B导弹的GPS M-code接收机。RFI的投标者需要在2021年三季度末之前研发出GPS M-code接收机,以特定应用集成电路(ASIC)M-code芯片技术成熟度(TRL)/制造成熟度(MRL)作为起点。RFI提到了一个可能生产3 000台接收机的计划,并指出非常希望能在2025年拥有一条繁忙的生产线[8]。

1.1.1.3 “速龙”托盘式弹药系统

2020年底,洛克希德·马丁公司开始为美国空军开展“托盘式弹药”(Palletized Munitions)项目的演示验证试验。2021年,美国空军研究实验室展开了“托盘式弹药”系统的研制和一系列AGM-158B模拟弹的演示验证,AGM-158B导弹是“托盘式弹药”系统的首选弹药,将在2021年底进行“托盘式弹药”系统的实弹测试。美国空军的目标是拓展运输机的任务范围,以便在必要时具备打击能力[9]。

2021年3月,美国空军将“托盘式弹药”项目正式命名为“速龙”(Rapid Dragon)计划。美国空军战略发展规划与试验办公室会同空军特种作战司令部(AFSOC),在新墨西哥州白沙导弹靶场举行的演习中,成功演示了“速龙”托盘式弹药系统,解决了此前演示中托盘式弹药空投后存在的稳定性问题,降低了技术风险,节约了研发经费,验证了该计划具备为作战人员提供快速火力支援的能力。

2021年5月,美国印度太平洋司令部的“北部边缘21”演习成功演示了超视距“托盘式弹药”武器系统的指挥和控制。试验目的是希望借助全新的复杂网络,以便在任务中实现远程弹药的重新瞄准。这个网络包括了名为“防区外弹药应用中心”(SMAC)以及“全域作战行动试验中心”(ADOC-E)的全新节点。演习中,ADOC-E从机载传感器接收新的目标数据,并且将坐标发送到SMAC。随后SMAC向空军特种作战司令部MC-130运输机发送了新的目标数据。虽然该机未配装托盘式的AGM-158B实弹,但挂载了模拟弹。模拟弹从SMAC接收新的目标数据,实现了从飞机上的模拟发射[10]。

2021年7月,美国空军“速龙”计划进行了首次端到端系统级的空投“托盘式弹药”部署的系统演示,美国特种作战司令部EC-130SJ和空中机动司令部C-17A运输机在新墨西哥州白沙导弹靶场高空发射AGM-158B巡航导弹的模拟弹。该演示试验首次使用模块化“托盘式弹药”部署系统成功进行高空空投,通过将AGM-158B模拟弹与武器部署系统彻底分离,成功地从“托盘式弹药”部署系统中投掷了多枚弹药,并进行弹药发射后效果评估[11-12]。

2021年9月,在美国空军协会年会上,美国空军研究试验室展示了3×3的“托盘式弹药”系统1/4比例模型(见图3)。据称,美国空军研究试验室有多种弹药系统的设计,但为了实现执行任务的灵活性,决定采用模块化概念。3×3的弹药架设计可以像积木一样堆叠,包括3×3、3×2或2×3,并在不同尺寸的飞机上使用时进行修改。使用中“托盘式弹药”架展开一个滑槽,将“托盘式弹药”架拉出运输机货舱。托盘上带有托盘控制模块,通过1760连接数据线进行数据传递并发送信号使导弹按照顺序弹出(见图4)。“速龙”项目计划在2021年底前利用运输机进行AGM-158B导弹的实弹测试[13]。

美国空军研究实验室计划在2022财年的“速龙”托盘式弹药演示中,试验附加武器和效果,如干扰和诱饵。“速龙”项目经理透露,打算将合同授予雷神技术公司(原雷神公司)和波音公司,以集成雷神技术公司的ADM-160B微型空射诱饵弹(MALD)和波音公司的增程型联合直接攻击弹药(JDAM-ER)。

1.1.2 硫磺石(Brimstone)导弹系列

“硫磺石”系列导弹由MBDA公司继续研发,可从固定翼飞机、直升机、装甲车、无人机等平台发射,具备“一弹多平台”的通用能力和齐射能力。

2021年1月公布的《2020年英国国防装备计划》提到,英国国防部授予MBDA公司一份合同,为“硫磺石3B”(B3B)导弹提供高级软件升级,但“硫磺石3B”合同的正式通知尚未披露。“硫磺石3B”软件能力升级将与“硫磺石3A”(B3A)能力维持计划(CSP)相结合,形成一种新型导弹和储备增强包,最终将提供增强型“硫磺石3”导弹的解决方案(见图5)。英国国防部于2020年3月30日批准了“硫磺石3B”合同,随后于2020年4月与MBDA公司签订了价值1.97亿英镑的演示和制造合同[14]。

2018年3月,英國国防部授予MBDA公司一份价值4亿英镑的能力维持计划(CSP)合同,以新的硬件标准解决“硫磺石2”导弹的过时问题。“硫磺石CSP”后来被重新命名为“硫磺石3A”(B3A),保留了“硫磺石2”导弹的一些关键部件,包括模块化弹体、增强型双模(94 GHz毫米波射频/半主动激光)导引头、钝感弹药(IM)兼容型“火神”火箭发动机,以及钝感弹药兼容型多效战斗部。“硫磺石3A”的改进包括由大西洋惯性系统公司(AIS)开发的基于下一代微机电系统(MEMS)的战术惯性测量单元,以及一种新的增强型自动驾驶仪,用于提高探测精度。该导弹还获得了一套改进的电池组,可延长交战持续时间30%。因此,导弹的最大作战射程增加了20%以上。然而,“硫磺石2”和新型“硫磺石3”的作战范围尚未公开披露。“硫磺石3A”导弹解决方案还包括一个更大的内存和更快的处理速度,以确保后继型号具备更多的功能。这有效地为“硫磺石3B”软件升级提供了一个选择,英国国防部在2020年4月的合同中执行了该软件升级。

“硫磺石3B”来源于MBDA公司和国防部根据“硫磺石能力升级计划”(“硫磺石CUP”)对“硫磺石3A”产品进行软件升级开发的一系列研讨。“硫磺石CUP”现在改名为“硫磺石3B”。英国《2020年国防装备计划》将“硫磺石3B”作为一项“空对地导弹的维持计划”,批准的预期完成费用为3.47亿英镑。目前预计的完成费用为3.06亿英镑。“硫磺石3B”软件能力升级将与“硫磺石3A”能力维持计划(CSP)导弹集成,最终提供增强型“硫磺石3”解决方案。“硫磺石3B”项目旨在增强“硫磺石3A”硬件通用性,提高作战能力,优化导弹在战斗机、无人机、旋转翼平台,以及面对面的陆地和海上的攻击能力,同时为英国国防部的通用储备研制补充弹药。“硫磺石3B”项目在增加射程的基础上,优化了交战模式——半主动激光模式、射频/半主动激光双模模式、射频反装甲模式(全天候、单射或齐射攻击)、反近岸导弹快艇(anti-FIAC)模式、增强的“硫磺石3A”计划提供的性能包络能力。“硫磺石3B”项目提供了额外能力的发展,以满足旋翼/无人机操控的需求。其中包括射频点模式,用于在半主动激光模式不可用时对单个高优先级装甲陆运车辆或近岸导弹快艇等目标的攻击。“硫磺石3B”升级还包括新的引信参数,以提高致命效果。可选择的引信模式包括:碰撞模式和近炸模式。导引头的射频通道用于探测目标/地面,在所需的空爆高度触发战斗部,并通过延迟对建筑物内的人员提供更强的打击效果。

MBDA公司目前将“硫磺石3”定位为英国陆军AH-64E武装直升机的主要近距离制导支援系统。2016年,“硫磺石”在美国的“阿帕奇”AH-64E上成功发射,证明了集成的可行性。英国国防部现在正在评估“硫磺石3B”的项目研发,以确定其是否将装备AH-64E。

“硫磺石3”是一种可以在陆地、空中和海洋环境中为所有客户提供独特多平台武器的螺旋式发展计划,极具未来发展潜力。有消息称,英国和美国政府已经同意将“硫磺石3”嵌入AH-64E的核心配置软件中,并且将有一个通用发射程序,这将使一个通用软件适合标准的M299发射装置。在此期间,MBDA公司还准备在2022年初用英国皇家空军的MQ-9B“保护者”RG Mk1无人机对“硫磺石3”进行初始发射试验[15]。

1.1.3 矛(Spear)导弹

对抗、网络赋能和集群武器是MBDA公司愿景的关键部分。Spear导弹的研制就充分体现了这种设计理念。Spear导弹及其派生型号的发展所具有的突出特点,以及比其他同类导弹的先进之处也在于此。

2021年1月,英国国防部授予MBDA公司一项为期7年、投资5.5亿英镑的Spear 3导弹武器系统演示和制造项目合同,为F-35B战斗机采购Spear 3小型空地导弹(见图6),计划2023年投产,并于2025年形成初始作战能力。预计Spear 3武器系统将在2025年投入使用,初始作战能力将取决于F-35B武器系统的飞行测试和认证的完成[16]。

Spear 3作为一种“迷你巡航导弹”,最早使用美国汉米尔顿标准公司的 TJ-150涡喷发动机,后改为普惠公司的TJ-130涡喷发动机,提高了可靠性和动力性,可使导弹保持较长时间的高亚音速飞行,使导弹射程扩大到140 km以上。该导弹具有全天候作战能力,引入了多模制导,具有组合射频成像传感器和具有增强算法和处理能力的半主动激光导引头。弹道中段通过抗干扰GPS与联合技术航空航天系统公司提供的基于微机电系统的惯性测量单元相结合进行导航。Spear 3导弹配备了弹载双向数据链。Spear 3武器系统既可用于“发射后不管”模式,也可用于半主动激光制导模式,还可以通过数据链作为完全网络打击武器。英国空军表示,Spear 3导弹通过加装作战毁伤指示/作战毁伤评估的数据链路、抗干扰GPS和增加射程,来实现在飞行中再瞄准的能力,在增大飞机可攻击范围的同时,缩短了从发现目标到实施攻击所需的时间,提高了空军在网络环境下的作战能力,使作战具有了智能化特征[17]。

MBDA公司为Spear 3导弹设计了多效应战斗部和多种引信,可根据不同目标灵活选择使用。此外,Spear 3还采用了MBDA公司在“钻石背”基础上发展起来的新型弹翼套件。使用该弹翼可使同样的弹药飞行距离增加5倍以上,从而实现防区外发射[18]。

Spear 3导弹设计采用了欧洲FGR4“台风”多用途战斗机的MIL-STD-1760和F-35战斗机的UAI接口标准,这使其不但对挂载平台有很高的兼容性,且为衍生发展奠定了基础,未来还将用于无人作战飞机。F-35B战斗机目前在英国皇家空军和皇家海军服役,其内埋弹舱可挂装8枚Spear 3导弹,机翼下也可根据需要挂载该导弹。Spear 3导弹将成为F-35B战斗机的主要空对地武器,未来还将装备“台风”战斗机,意大利和德国也都表现出了兴趣。“台风”战斗机能够在4个外挂点挂装三联装发射装置,总容量为12枚Spear 3导弹。一个由MBDA公司、英国宇航系统公司和英国国防部组成的联合小组此前已经对装备“台风”战斗机的三联装发射装置进行了地面试验和安装检查,这使战斗机能够在任何天气条件下,超視距打击具有挑战性的目标,如移动远程防空系统。新的系统演示和制造项目合同的初步阶段将根据英国的要求通过测试、模拟和试验来评估武器系统。在合同签订后18个月内,“台风”战斗机将开始对Spear 3导弹进行制导发射试验,2023年将开始生产导弹和发射装置[19]。

Spear-EW(电子战型)的设计目的是提供通用的电子战能力,包括诱骗和干扰。Spear- EW计划在F-35或其他固定翼飞机的有效载荷中充当力量倍增器[20]。

萨博公司和MBDA公司已经透露,双方正在合作研制一种小型化动力诱饵,这将成为萨博Arexis机载电子战产品组合的一部分。2021年10月12日,在利物浦举行的AOC Europe 2021会议和展览上,推介的Arexis空射诱饵集成了萨博公司的电子攻击(EA)有效载荷和由MBDA公司研发用于Spear-EW干扰诱饵的武器系统架构(见图7)。

萨博公司将Arexis空射诱饵描述为机载电子战解决方案系列,实施威胁预警、态势感知、自我保护和电子攻击。在AOC Europe 2021会议上,Arexis空射诱饵模型的出现,是萨博公司首次公开透露正在与MBDA公司合

作,探索改进Spear-EW。Spear-EW由Spear网络化小型巡航导弹派生而来,被设想为一种干扰机和诱饵的远程替代产品,以支持对敌人防空的压制,从而提高进攻性空军部队在复杂和竞争空域的生存能力。MBDA公司目前正在完成一项技术演示项目,该项目由英国国防部资助,旨在降低Leonardo公司紧凑型干扰载荷与飞行器和其他武器系统的集成风险,确定必要的设计调整。Spear-EW采用与Spear相同的基本型涡轮喷气动力飞行器,具有电子攻击有效载荷,用一个更大的燃料箱替代导引头和战斗部,更多的燃料可以显著增大射程和巡飞时间。MBDA公司和萨博公司已经合作了一段时间,研究如何调整Spear-EW和武器结构,来满足Arexis干扰机的替代需求。有消息称,萨博公司当前正在研究如何在Spear-EW中集成萨博公司的小型电子攻击有效载荷,首先关注的是“鹰狮”战斗机的用户[21]。

1.1.4 Kh-59MKM空地导弹

2021年7月,在茹科夫斯基举行的2021年莫斯科航展(MAKS-2021)上,俄罗斯战术导弹集团旗下的“彩虹”(Raduga)设计局展示了新型Kh-59MKM空地导弹(见图8)[22]。

Kh-59MKM空地导弹是Kh-59“牛虻”(Овод)系列空面导弹的最新改型。目前,Kh-59系列导弹几乎是俄罗斯出口战斗机的标准配置,俄军也装备了大量改进型导弹,包括隐身版的新型Kh-59MK2导弹也在苏-57上进行了测试。此次展出的Kh-59MKM导弹虽然不被认为是最新高科技的升级,但其研制目的代表了近年来机载空地武器的方向,即加强对地突防的能力,以确保能够摧毁加固防护的目标。同时,Kh-59MKM导弹被定位为升级的增程导弹,导弹采用Kh-59MK的弹体结构。Kh-59MKM导弹发射质量为930 kg,弹长为5.7 m,翼展为1.3 m。该导弹包括两个战斗部、控制设备、执行机构以及燃料箱等分部件,配备36MT涡喷发动机,位于弹体下方。Kh-59MKM的巡航速度为900~1 050 km/h,打击速度马赫数为0.5~0.9,最大射程为285 km。该导弹的巡航高度为15~2 000 m,载机的发射高度为200~11 000 m,导弹攻角小于45°。Kh-59MKM导弹配备了NAU-59MK-02导航和自动控制系统,使用惯性和卫星导航系统,能够将导弹导引指向已知坐标的目标,圆概率误差为10 m[23]。

Kh-59MKM导弹装有串联侵彻战斗部,在侵彻各种军用设施防护方面具有独特性能。该导弹保留了Kh-59MK导弹重320 kg的主药柱,还补充了40 kg的前置药柱,安装在整流罩正后方。该战斗部是强化对地突防、攻击坚固防护目标的有力武器。这两种战斗部看起来是分开的,但实际上是一个整体,也叫复合突防战斗部。Kh-59MKM导弹用于侵彻打击坚硬和深埋目标, 其前置的40 kg的4个圆柱形聚能破甲战斗部,在命中目标瞬间激发出金属射流进行预穿透,形成穿孔、松动、破碎和变形效果,相当于为后面的主战斗部扫清了道路,然后320 kg的半穿甲主战斗部将通过聚能破甲战斗部产生的弹洞进一步穿透目标并在其内部爆炸,达到更好的爆炸效果。俄罗斯战术导弹集团透露,Kh-59MKM能够穿透深达3 m的钢筋混凝土[24]。

新的Kh-59MKM导弹计划用于苏霍伊战斗机,包括苏-25和苏-30SM。在2021年莫斯科航展期间,联合飞机公司展示了一个苏-35“侧翼-E+”多用途战斗机的比例模型,2枚Kh-59MKM导弹安装在翼下挂架上(见图9)。俄罗斯战术导弹集团发言人证实,已经有Kh-59MKM武器系统的出口客户。Kh-59MKM可装备所有俄罗斯现役战斗机。此外,该导弹出口改装也有集成外国战斗机和武器装备的可能性[25]。

2021年9月,俄罗斯新闻社报道,开始执行第一份Kh-59MKM导弹的出口合同。某国(国名并未透露)已订购了一批Kh-59MKM新型导弹,所涉及的导弹数量和总价格并未透露。當前该订单的生产已接近尾声,已经开始进行导弹的最后测试。整批武器将在2021年年底前交付给买方。但Kh-59MKM导弹可能交付给俄罗斯武装部队的消息尚未见报道。因此航展上展出的可能是该导弹的出口型号[26-27]。

1.2 高超声速空地导弹

1.2.1 AGM-183A高超声速导弹(空射快速响应武器ARRW项目)

(1) 项目概况

据美国国防部2022财年最新预算文件显示,美国空军AGM-183A高超声速导弹(见图10)已率先进入采购程序,并明确首先部署在B-52轰炸机上。2022财年,美国空军采办预算提案首度编列了1.6亿美元,用以采购12枚AGM-183A全备弹及配套设备。按照美军计划,AGM-183A导弹将在2022年9月实现早期作战能力(EOC)。如果计划顺利,该导弹将成为美军最早进入服役的高超声速导弹型号[28]。

2021年7月,迫于国会压力,美国空军首次公开了AGM-183A导弹的相关技术指标(见表1)。根据披露的AGM-183A整弹长度5.9 m、弹径0.66 m估算,其整流罩内部的滑翔弹头长度将小于1.5 m,翼展将明显小于0.66 m。结合其扁平式楔形布局特征,该滑翔弹头的空间容量将十分有限,扣除必需的热防护、控制、电源等分系统外,很难有效布置战斗部、雷达导引头等作战所需的载荷部件。美国国防部《高性能计算(HPC)现代化计划》2021年度报告对AGM-183A导弹的能力评估结果为战斗部质量仅为68 kg,只能打击固定软目标。因此,即使首批AGM-183A导弹能够如期列装,且能够凭借其高升阻比外形获得较大的机动性,但其实战效能可能非常有限。

2021年6月,美国政府问责署(GAO)在公开的《武器年度评估报告》中表示,之前过高评估了AGM-183A导弹的的技术成熟度,目前的评估结果是有2项热防护相关的关键技术并未成熟,其技术成熟度仅为4级。这一技术成熟度距离工程型号转化(一般技术成熟度为6~7)尚有较大差距[29]。

(2) 研制与试验

2021年后,ARRW项目的发展频频遭受重大挫折。

2021年4月,美国空军AGM-183A导弹第一次助推飞行试验失败。本次测试在加利福尼亚州的穆古角靶场进行。测试过程中,导弹未“完成发射程序”,仍挂载在B-52H轰炸机上,返回了爱德华兹空军基地。作为该弹计划的第8次试验,美国空军原计划演示导弹从轰炸机安全投放,评估助推器性能,完成助推器-护罩分离测试,并模拟滑翔弹分离,但试验并未成功。美国空军第419飞行试验中队针对返回的B-52H轰炸机和导弹进一步“研究缺陷原因,并计划重新进行飞行测试”[30]。

2021年7月,美国空军AGM-183A导弹第二次飞行试验失败。美国空军在穆古角靶场使用B-52H轰炸机平台进行了导弹试验。试验的主要目标是验证B-52H轰炸机是否可以安全投放AGM-183A BTV-1b(助推验证弹),并评估该助推验证弹的性能。在试验过程中,B-52H轰炸机在空中发射了AGM-183A BTV-1b验证弹。导弹与载机完全脱离,并成功演示验证了完整的分离过程;另外,导弹的尾翼操控等过程也进行了成功验证。但在机弹安全分离后,导弹的动力系统未成功点火,AGM-183A导弹第二次飞行试验目标未成功完成。美国空军表示,将继续基于快速原型设计理念推进项目进程,争取2022年能够交付AGM-183A导弹[31]。

(3) 预算价格

为了ARRW项目快速形成装备,美国空军采用快速采办模式。据2022财年预算要求,以1.61亿美元购买12枚AGM-183A导弹大致计算,该型导弹的平均采购单价约为1 340万美元。后续随着采购量增加、形成规模经济效应,预计采购单价可能显著下降;如果再结合已在推进的增材制造部件等应用,其采购单价有望进一步降低。

1.2.2 “匕首”(Kinzhal)高超声速导弹系统

俄罗斯披露及部署的新型高超声速武器表明,其在高超声速技术领域已经取得突破性进展。目前,俄罗斯正式列装了两款高超声速武器,并且还有数十款高超声速武器正在研制。

“匕首”高超声速导弹系统(见图11)是基于成熟的现役截击机和近程弹道导弹进行集成创新,是全球最先公布完成研制并进入服役的高超声速导弹。俄罗斯研制的“匕首”导弹系统表明,其与美军一样,将防区外空射、速度和机动性视为未来战争和威慑的关键要素。

“匕首”高超声速导弹系统由米格-31K载机以及Kh-47M2高超声速弹道导弹组成。其中,米格-31K由米格-31BM重型截击机改进而来,具有良好的超声速飞行能力,最大飞行马赫数约2.5,最大飞行高度约20 km,可执行多种作战任务,主要技术参数参见表2。

为减小雷达截面面积,Kh-47M2导弹的表面除了两条电缆槽(从控制舱/发动机喷嘴处开始,横穿发动机后进入制导舱)外没有其他多余的外部组件。Kh-47M2导弹的气动控制面也进行了更改,其平面形状稍有差异,空气动力面更加简洁干净。据报道,Kh-47M2导弹的表面覆盖有特殊的耐热和雷达吸波涂层,以减少热效应以及进一步降低雷达截面面积,但没有得到俄罗斯官方的确认。

Kh-47M2导弹没有公布导引头的技术细节,公布视频显示弹体表面有射频传输窗口,鼻锥处可能是天线罩。业内普遍认为该导弹采用惯性导航+末端制导方式,推测基于主动雷达导引。导弹通过有效的电子反对抗措施(ECCM)实现多向点弹道(能在飞行弹道全程进行机动)。但从公布的照片和视频无法证实,推断该导弹是半弹道,应该配备有其他末端能力打击海上移动目标。Kh-47M2导弹经发射平台在高海拔和超声速状态投放作战,进入安全距离后抛掉尾罩并点燃发动机。导弹进行一定幅度的跃升后,以半弹道俯冲飞向目标。飞行过程中,导弹通过四个安装在尾部的三角形舵面控制。Kh-47M2导弹的推进系统没有吸气式推进系统的特征,业内普遍认为该导弹的推进系统为固体火箭发动机。载机投放后,Kh-47M2导弹迅速加速到马赫数4,并在飞行过程中加速到最大速度。官方公布的最大飞行马赫数为10,有消息称实际最高马赫数可达12~13,但沒有说明以马赫数10飞行时导弹的高度。官方宣布“匕首”导弹系统的作战半径最大可以达到2 000 km,如果Kh-47M2导弹从图-22M3轰炸机上发射,作战半径可以达到2 900 km,发射装置为轨道式。

目前,Kh-47M2导弹的发射平台包括米格-31K截击机和图-22M3轰炸机。米格-31K截击机一次可以挂载并发射1枚该型导弹,升级后的图-22M3轰炸机可携带并发射4枚Kh-47M导弹。俄罗斯计划将该弹装备在苏-57战斗机上,预计2030年后完成。同时,正在研究为图-160超声速战略轰炸机装备该导弹的可行性[32]。

2 国外空地导弹的发展特点

2.1 空地导弹的远程突防能力备受重视

具有远程突防能力的空地导弹可以实现防区外投放,深入敌方纵深,对敌方防空力量实施精准打击,为战争取胜增添有力砝码。从空地导弹的发展来看,弹药的远程突防能力是军事发达国家极为关注的战技性能。

美国的AGM-158B导弹之所以能成为“托盘式弹药”的最佳首选装备,主要是因为其具有优越的远程突防能力,通过军用运输机的远程投放,可以充分发挥其近千公里的射程优势,对敌方纵深目标进行毁灭性打击。欧洲的Spear 3导弹虽然体积很小,但其射程可以达到140 km,实现防区外作战[33]。同时,美国也加强了对具有远程突防能力武器的采购。

此外,其他国家也非常重视弹药的远程突防能力建设。根据日本防卫省公布的2019~2023财年中期国防建设计划,日本自卫队计划2022年3月前,列装射程500 km的防区外空地导弹,这将成为日本自卫队射程最远的导弹[34]。

2.2 融入体系对抗,发展空地导弹的协同作战能力

协同作战有力推进了现代化高科技战争样式的转变,使战场对抗呈现出明显的体系化特征。信息化高科技战争通过C4ISR的指挥控制,把陆、海、空、天、电磁多维战场空间联为一体,各种作战环境、作战装备、作战要素成为一个统一整体,实时感知战场态势,紧密合作,协同完成作战任务。空地导弹协同作战的关键技术主要包括态势感知、信息获取及融合、网络通信、协同制导、战效评估等。

为了实现几型现役空地导弹的网络化协同作战,2019年,美国空军研究实验室公布了“金帐汗国” (Golden Horde)项目,发展武器间及与携载平台间的信息交互能力。近两年,“金帐汗国”项目进行了三次系统测试和演示验证,通过三次系统测试,将无线电网络连接节点从以前的2个、4个飞行中的武器节点扩展到6个武器节点,以及一个地面控制站节点,展示了“金帐汗国”项目武器与更广泛的联合全域指挥控制网络接口的能力[35-36]。

2021年9月,美国空军研究实验室宣布,将推动“金帐汗国”项目进入新的竞争性发展阶段。该阶段名为“原景”(Protovision),将采用全新的真实-虚拟-构造(LVC)组件,使竞标方能够在“罗马竞技场”(Colosseum)多层次数字孪生武器生态系统中展示各种技术,并进行角逐和比拼[37]。

2.3 新概念武器系统的利用和新型作战方法的提出

新概念武器系统是部队战斗力的倍增器。新概念武器系统能够在高科技战争,特别是在攻防一体的信息化体系作战中有效抑制敌方传统武器战斗能力的发挥,极大地提高己方部队的作战效能,为赢得新技术战争的胜利打下坚实的基础。新概念武器系统的发展创新性地提出新型作战方法。

美国空军战略发展规划与试验办公室通过试验来演示验证新兴技术和潜在作战概念的作战效用,以支持空军的发展规划工作。“速龙”计划提升了弹药通过运输机货盘进行滚装/滚卸(roll-on/off)的能力,使用标准空投程序,无需对运输机进行改装,将军用运输机转变为致命打击武器平台,补充或增强战斗机和战略轰炸机的打击能力。同时, 也可通过“托盘式弹药”系统部署小型空射诱饵弹。这样,C-130运输机可以少量携带小型空射诱饵弹,允许轰炸机和战斗机只携带打击武器,最大限度扩大导弹的齐射范围。同时, 战斗机可以更近距离接近目标,因此可以携带更多的小型精确制导武器,扩大战斗机的载弹量[38]。

2.4 人工智能在空地导弹上的运用更广泛更深入

人工智能技术是新兴的颠覆性技术,其不断发展,有力地促进了军事装备的变革,也将从本质上深刻地改变现代高科技战争的面貌。近期军事强国都非常重视人工智能装备的研发,人工智能技术在空地导弹上的运用也更广泛更深入。

美国一直持续深入地开展人工智能武器系统的研制工作。2019年12月,美国空军启动了“武器一号”(Weapon ONE,W1)项目,旨在开发一个数字、敏捷、开放的战术武器生态系统,并将其作为数字工程三大示范性项目之一,推进美国空军的数字化建设。2021年1月,美国空军研究实验室弹药管理局在虚拟弹药平台上进行了“武器一号”演示验证工作,基于一年多来的研究成果,初步验证了数字工程的重要价值。在演示过程中,项目团队演示了基于24 h空中任务指令(ATO)的协同编队武器系统原型——“灰狼”(Gray Wolf)武器系统的效果。演示内容主要是基于数字孪生技术快速增强“灰狼”系统的功能。美国空军研究实验室表示,数字孪生技术(见图12)代表数字工程学的未来,可为武器系统提供极大的灵活性和适应性[39]。

2.5 高超声速导弹的参研国家多样化,俄罗斯将继续保持在高超声速武器方面的优势

高超声速武器作为新式武器装备将打破战场平衡,推进作战节奏空前加快,在技术层面上结合了远射程、高速度以及强机动性三方面的特点,在国家军事力量建设中具有突出的战略价值,对主导未来战争胜负进程具有重要意义。当前世界上高超声速导弹的技术开发与应用竞争异常激烈。

2020年,美国加速推进高超声速巡航导弹技术的发展,特别是空基型号研制进展较快。2020年6月,美国国防部表示,计划在21世纪20年代中期大规模交付高超声速武器。2021年,美国AGM-183A导弹多次试验失败,项目研制严重受阻。反观俄罗斯,已经正式列装了两款高超声速导弹,并且还有数十款高超声速武器正在研制,其中“匕首”高超声速导弹已在2022年的俄乌冲突中投入实战运用,并取得了不俗的战场效果。

当前,除了美俄等传统军事强国外,日本、印度等国也积极开展高超声速武器方面的研发,一举迈入“高超阵营”。其他国家,如法国、澳大利亚等国均在不断提升高超声速武器技术,加速开展有关规划及型号研制。

2.6 低成本化是对空地导弹的永恒追求

近几年现代高科技局部战争的实践表明,空地导弹是战场上使用最广泛、消耗最多的高技术武器,因此低成本化对空地导弹的发展具有重要的意义,也是世界军事强国致力追求的目标。

美国军方和主要军事企业自20世纪90年代以来开展了多个低成本导弹研制项目,相关概念和技术得到了不断的完善和演示。“灰狼”巡航导弹(见图13)是美国空军研究试验室于2017年3月提出的研究项目,旨在研发低成本、网络化、亚声速巡航导弹,采用开放式架构和模块化设计,以便随时进行升级、改装,适应不同的载荷装载,满足多种任务要求。“灰狼”导弹像“蜂群”一样发射,采用饱和攻击战术实现对敌方一体化防空系统的压制和攻击。该导弹目标成本仅为20万美元,射程超过463 km。虽然目前该项目受军方需求影响已被中止,但不排除相关技术向其他项目转化的可能[40]。

2021年3月,美国空军研究实验室与诺斯罗普·格鲁曼公司和技术指导公司(TDI)合作,进行了TDI-J85低成本涡轮喷气发动机的测试,完成了多次空中起动以及高空运行。TDI- J85发动机作为“灰狼”巡航导弹的核心部件,其性能不仅直接影响导弹的战技指标和作战效能,还是美国空军研究实验室降低“灰狼”巡航导弹单位成本的关键举措[41]。

3 结 束 语

局部战争中空地导弹在使用数量、毁伤效果、电子对抗等多方面具有无与伦比的压倒性优势,对战争的胜负起着关键性作用。随着高超声速导弹进入列装,空地导弹的发展更是产生了质的飞跃,其精確、高速、远程的优异战技性能将为空地导弹的研发和利用产生积极影响。

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Research on Foreign Air-to-Ground Missiles

Development in 2021

Liu Ying*,Ren Chunyan

(China Airborne Missile Academy,Luoyang 471009,China)

Abstract:  In this paper, the latest development tendency of typical air-to-ground missiles abroad are summarized. These missiles include: AGM-158(JASSM), Brimstone missile, Spear missile, Kh-59MKM missile, hypersonic air-to-ground missile, and so on. On the basis of the summary,the characteristics of air-to-ground missile, such as long-range penetration capability, system confrontation, cooperative operation capability and low cost technology, are analyzed.

Key words:  air-to-ground missile;JASSM;Brimstone missile;Spear missile;Kh-59MKM missile;AGM-183A missile;Kh-47M2 missile;development characteristics

收稿日期:2022-05-06

作者簡介:刘颖(1976-),女,河南洛阳人,高级工程师。

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