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国外无人机机载武器发展及启示

时间:2022-12-12 18:20:08 来源:网友投稿

21世纪初,美国“捕食者”无人机在阿富汗战场开创了无人机执行对地攻击任务的先河,随后,无人机机载武器迅猛发展,得到各国尤其是美国的高度重视。目前,美国、英国、俄罗斯、以色列、韩国、土耳其、南非、阿联酋等国家加入研究行列,其中美国已将侦察打击一体化作为无人机未来发展的一个重点领域,催生着无人机机载武器的快速发展。无人机机载武器类型众多,包括空面导弹、空空导弹、制导炸弹、制导火箭弹、小型战术灵巧弹药、高超声速武器、激光武器等。

国外发展现状

国外无人机机载武器呈体系化发展,通过已有成熟弹药改进、新研专用无人机机载武器以及新研内埋机载弹药同时兼顾无人机使用等实现途径,构成大至1000千克级以及小至5千克以下级的武器发展体系,可使大、中、小型无人机具备精确对地、对海、全天候昼夜打击能力,初步构成对地面、海面目标的有效打击能力,并向制空制天能力方向拓展。

装备现状

现装备中的无人机机载武器大部分由现役弹药改進而成,重量大,一般在45~250kg之间,主要用于大中型无人机携带,已在战场中使用,这是无人机机载武器初始发展的一条重要途径,如AGM-114P“海尔法”等反坦克导弹以及GBU-49增强型“宝石路Ⅱ”、GBU-38 JDAM、小直径炸弹Ⅱ等制导炸弹;一些重量在10~25kg的小型弹药也开始装备使用,如“海德拉”火箭弹、“毒蛇”制导弹药等;此外,一些新装备有人机的弹药也计划装备无人机使用,如美国ADM-160B小型空射诱饵(MALD)弹、小直径炸弹II等。其中,制导炸弹凭借其技术成熟、价格低廉、库存充分,已成为大、中型无人机理想的空投武器,而已发展成熟的激光半主动制导和GPS/INS制导是采用的主要制导方式。国外现装备(或可以装备的)的典型无人机机载武器主要战技性能参见表1。

研制现状

现在研的无人机机载武器主要集中在45千克级以下,大部分产品甚至小于4.5kg,重量轻、体积小、附带毁伤低,适于中小型无人机挂载,如美国通用空投布撒器(U-ADD)、“军刀”小型炸弹、“圣火”小型战术弹药、“短柄斧”(Hatchet)、阿联酋的“纳姆罗德”(Namrod)轻型防区外制导弹药以及南非“班图武士”(Impi)导弹等。此外,为其他作战飞机新研制的一些弹药未来也将无人机携带,如美国的先进精确杀伤武器系统Ⅱ(APKWSⅡ)等。国外在研的典型无人机载武器主要战技性能参见表2。

积极研制无人机载新概念武器,以满足2030年前后的作战需求,如欧导公司2012年启动发展的CVS301无人机机载导弹系统,由Armatus发射装置及通信单元、“卡厄鲁斯”巡飞导弹、“格拉迪斯”低附带毁伤轻型导弹和腕式控制单元构成,可使无人机具备察打一体化防区外打击能力;未来,美国导弹防御局还计划在“死神”等长航时无人机上搭载激光武器,对助推段弹道导弹进行拦截。此外,美国还在积极筹划高空高速无人机机载武器发展,以实现对地、对海战术/战略目标的打击能力。

主要发展思路和实现途径

发展思路

(1)多样化、体系化规划

从武器类型来看,目前装备有制导炸弹、空地导弹、小型战术灵巧弹药,计划装备空空导弹、反辐射/反舰导弹以及激光武器、微波武器、高超声速武器等,类别齐全;从射程来看,由目前的近空支援武器发展到未来的全球快速打击武器;从装备重量来看,已初步构成1000千克级、500千克级、250千克级、100千克级、50千克、25千克以下甚至5千克以下重量级别系列,实现对地面、海面目标的有效打击,并兼备空中目标的打击能力。

(2)改造与新研并举

纵观国外无人机机载武器的发展历程,体现了“已有型号改进和研制新型号”的两种发展路线。首先,利用现役弹药改进用于中、大型无人机中,使无人机快速具备察打一体作战能力,满足实战需求;随着无人机作战任务的不断拓展和临近空间无人机的出现,已有的弹药不能有效满足无人机的作战需求,因此,2010年左右,各国开始大力研发新型无人机机载武器。

(3)新研弹药通用化

主要体现在与有人机载通用以及与多类型、多军种无人机载通用。一是在项目启动之初就提出新型弹药不仅可供固定翼、旋翼机或其他平台使用,而且要满足无人机挂载需求;二是为中小型无人机研制的专用弹药,可由大型无人机和陆军、陆航/海航无人机载。

(4)注重精确化、低成本

国外装备和在研的无人机机载武器均是精确打击的弹药,若大量装备使用,全寿命周期成本将成为其发展所考虑的一个重要因素。因此,国外通过采用成熟技术研制新产品,通过对无人机挂弹架和无人机载设备做少量改进,将已有弹药适应无人机挂载使用等方式,以降低无人机载弹药研发成本。

实现途径

(1)在现役弹药基础上,通过技术改进来实现无人机使用

这是快速满足无人机武装化紧急作战需求的重要实现途径。主要体现在5个方面:在现有弹药上加装挂弹架或发射装置,一般采用改装现有装置或研发新型发射装置来实现,如GBU-12“宝石路”Ⅱ制导炸弹;改进激光导引头性能,增大搜索范围,如AGM-114P“海尔法”反坦克导弹将激光半主动导引头视场由8°增加到90°;改进战斗部并加装激光半主动导引头,如GBU-44/B“毒蛇”制导弹药;加装GPS/ INS制导装置,增强远距离作战能力,如“毒蛇”E子弹药;加装灵巧制导组件,对制式迫弹改造实现无人机投放,如美国在制式81mm迫击炮弹基础上,通过加装灵巧制导组件而成的制导弹药。

(2)利用激光半主动和已有技术的集成,发展新型无人机机载弹药

自2005年开始,各国开始研制全新的无人机机载弹药,以实现对机动、隐蔽、时敏目标的有效打击。通过采用激光半主动制导技术,发展新型无人机载制导弹药,如美国“影鹰”导弹;采用GPS/INS制导与激光半主动复合制导技术,提高弹药的全天候、远距离精确打击机动目标的能力,命中精度达2m以内,如美国雷声公司的“圣火”小型战术弹药;采用现役弹药技术和在研弹药技术的集成,发展新型制导弹药,如南非“班图武士”的激光半主动导引头为“黑曼巴”空对地导弹用导引头,多用途战斗部为“猎豹”反坦克导弹的衍生品,并配用了“闪电”空对地导弹的数据链。

(3)采用通用接口技术,在研弹药具备有人/无人机机载使用能力

国外极为重视新型弹药的多平台化应用,主要采用了模块化的共用接口技术,无需对主要平台进行重新设计和改装就能集成新传感器、武器和通信能力。如,联合空对地导弹主要供直升机及固定翼飞机使用,未来无人机也将挂载使用;先进精确杀伤武器系统最初是为“科曼奇”攻击直升机而开发,改进后主要供大、中型无人机使用。

(4)利用成熟技术的综合集成,降低无人机机载弹药成本

无人机机载弹药采用的主要制导技术是激光半主动导引头以及激光半主动与GPS的复合制导技术,均是已有弹药使用的成熟技术,已在现役弹药中大量使用,可降低成本。如“销钉”导弹的光电导引头借鉴了“长钉”导引头技术,采用了柯达公司现成的图像感应器和现役“小牛”导弹的影像处理、跟踪软件和惯性测量装置,选用了锡奥科尔推进系统公司研制的微烟发动机,通过对无人机挂弹架和无人机载设备做少量改进,适应无人机挂载使用等方式,大大降低了“销钉”无人机载弹药的研发成本。

(5)积极探索新概念无人机机载武器,满足未来作战需求

研制无人机载激光武器,用于有效拦截弹道导弹。美国导弹防御局试图在“死神”无人机等长航时无人机上搭载激光武器,对助推段弹道导弹进行拦截。发展新概念无人机载武器系统,使无人机具备防区外察打一体化打击能力。欧洲导弹公司(MBDA)在2012年英国范堡罗航空展期间,展出了CVS301无人机载导弹系统,将于2030年前后具有作战能力,可保证无人机从防区外打击目标。

发展趋势分析

渐进式梯次发展

无人机机载武器正在从现役改进向专用研制和新技术攻关方向发展。近期美军致力于改进已部署在无人机上的武器系统,中期目标是开发无人系统专用武器并装备使用,远期则是瞄准关键技术(如纳米能量学)对无人机机载武器的革命性关键技术进行研究。

多样化发展

随着无人机使命任务的多样化,其机载武器出现多样化发展趋势,将从最初装备使用的航空炸弹、空地反坦克导弹,执行单一的空地作战任务,发展至小型战术灵巧弹药,执行对机动小型目标、集群目标的打击任务;再到空空导弹,执行自身防御与制空任务;同时,随着无人机向高机动速度、强挂载能力、大机动范围方向发展,其挂载的武器成为目前及未来无人机载武器发展重点,包括已有弹药改进,适应高空高速使用,以及新研对地动能打击武器、高速打击武器、激光武器等,执行快速打击任务;未来小型巡飞弹也将无人机挂载使用等。

通用化发展

无人机机载武器发展朝有人与无人兼容、通用化方向发展。主要体现在:目前研制中的四代机、五代机用弹药要求通用于无人机使用,如小直径炸弹Ⅱ、联合空地导弹等;正在研制中的无人机载弹药,通过挂弹架以及接口的通用化设计也可通用于空军、海军和陆航无人机,如美国先进精确杀伤火箭弹Ⅱ等。

网络化、智能化发展

随着技术的不断进步,网络化、智能化程度更高的武器系统将成为未来无人机载武器的发展方向。例如,阿联酋的“纳姆罗德”轻型防区外制导弹药,中段采用卫星制导+惯性制导系统,末制导采用红外和昼间光电复合方式,导引头与载机有双路数据链,既可以将视频上传至载机,又可以接收操作人员的指令,具备人在回路网络化控制能力;MBDA公司2012年公布的CVS301 Vigilus武器系统,具备针对多个时间敏感目标的灵活定位/打击能力,描绘了未来无人机载武器系统协同作战的蓝图。

小型化发展

近几年,随着小型化无人机的大量发展,各国均在开始积极发展22.5千克级甚至更轻的4.5千克级无人机载弹药。这些弹药不仅可满足小型无人机武装化需求,同时可增加大型无人机的挂弹量,显著提高其每架次的作战能力,成为近年来无人机载弹药发展的重点和方向。美国空军开发的铝纳米粒子炸药,当用于弹药后,武器可以做得更小,而威力更大。这类武器对于空间有限的中、小型无人机非常有发展前景。因此,炸药爆炸能量的提高,将促进机载武器的小型化发展。

国内发展启示

体系化发展思路值得借鉴

随着无人机的体系化发展,与之相适用的无人机机载武器体系也成为规划重点,以适应无人机武装化的作战需求。美国已制定无人机发展路线图且每年更新修订,并将无人机机载武器初步分成三大重点发展系列: 45千克以上级,以现有制导炸弹、反坦克导弹等弹种改造为主,适应大、中型无人机的作战需求;45千克以下级弹药,改进和新研相结合,以适应中、小型无人机的作战需求;高空高速无人机机载武器,专门研发,以拓展无人机作战能力,实现对地、对海战术战略目标的有效打击。

注重“通用化”和“标准化”设计

“通用化”是扩展机载武器挂载平台的重要因素,主要体现在通用化接口和通用化挂架设计方面;“标准化”是实现无人机机载武器保障性的重要手段和前提,发射器通过“标准化”接口與机载航电设备连接,可实现有人/无人机的挂载以及多类型无人机的挂载。

注重现成产品的适应性和增强性改进

国外将现有有人机载武器直接改装和已有无人机载武器性能增强性改进,作为无人机机载武器快速发展最直接的途径。同时,其制导体制首选激光半主动制导技术,并尽可能采用现货供应的GPS/ INS器件以及模块化设计方法,不仅满足无人机对付战场内多样化目标的作战需求,且具有效费比高的优势。

注重小型化、高/超声速专用无人机机载武器发展

随着对中小型无人机要求具备察打一体化能力以及对大型无人机要求具备多目标打击能力需求的加强,各国积极研制“小型化”无人机载武器,特别是22.5千克级以下级别的小型无人机载制导弹药值得关注和重视,这类弹药的研究将带动微动力、微毁伤、微机电加工等一堆微小型技术的开发研究。同时,随着临近空间高超声速无人机的开发,现有武器不能适应该类飞行器的挂载使用,也必然需要研究这类无人机使用的武器,因此,这类武器技术的研究也同样值得重视。

(责任编辑:黄贞静)

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