美国“战斧”巡航导弹的发展历程及启示
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【摘 要】本文从作战对象、发射平台和制导手段等方面,综述了美国“战斧”式巡航导弹的发展历程,并结合我国海军巡航导弹的发展背景和现状,讨论了我国海军新型巡航导弹的发展思路。
【关键词】战斧;巡航导弹;启示
中图分类号: TJ761.6 文献标识码: A 文章编号: 2095-2457(2019)07-0012-003
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.004
【Abstract】Based on Targets, Launch platform and Guiding system, this work summed up the Development Course of American “Tomahawk” Cruise Missile. Enlightenment the design of Chinese Navy new type of Cruise Missile.
【Key words】Tomahawk; Cruise Missile; Enlightenment
0 概述
美国“战斧”系列巡航导弹具有攻击能力强、射程远、命中精度高和多用途性好等优点,对自然和战场环境适应能力较强,具备全天候全天时的作战能力。尽管在纸面数据上,其性能远不如俄罗斯的“匕首”、美国的LRASM以及法国的ASMP-A等热门新锐巡航导弹,但作为美国装备数量最多、技术最为成熟的一系列巡航导弹,“战斧”导弹经历了海湾战争、科索沃战争、伊拉克战争、阿富汗战争以及最近的叙利亚空袭等现代战争的实战检验,并在服役期间不断改进,其适用范围不断扩大,成为当今美军军事打击行动的尖兵利器[1-2]。
相较于美国,我国巡航导弹的起步较晚,经历了外贸购置到自主研发的艰难发展历程。通过学习和研究美军“战斧”式巡航导弹的发展历程,汲取其成功经验,并结合我军发展现状,对理清我国海军巡航导弹发展总体思路、明确研制方向,实现弯道超车具有重大现实意义。
1 美国“战斧”式巡航导弹的发展历程
1.1 作战对象
作战对象决定了武器系统的设计思想、性能及作战样式。本节通过研究“战斧”导弹作战对象的发展,对美国巡航导弹研制思路和作战指导思想进行掌握和理解。
美军的作战指导思想是“先发制人”。纵观“二战”以来,美国发动、参与的军事行动绝大多数发生于其领土、领海之外。无论是“战斧”导弹大放异彩的海湾战争,还是最近美国联合英法对叙利亚发动的空袭,“战斧”导弹的首要作战目标均是对方地面陆上高价值目标,如化学武器设施、发电厂、变电站、指挥控制设施和雷达阵地等。这与美军强大的军事实力和作战使命任务相适应[3]。
“战斧”导弹于1972年开始研制,首款型号为BGM-109A(后称Block Ⅰ,RGM/UGM 109A),担负对陆地纵深进行核打击的任务,曾被视为五角大楼“三位一体”核武库的“第四支架”。在苏联解体之后,“战斧”式巡航导弹的研制重点转向常规对陆攻击型,即第二代“战斧”(Block ⅡA,RGM/UGM 109C,于1986年服役);对陆攻击的另一种重要型号是装有子弹药子母弹头型二代“战斧”Block ⅡB,BGM-109D;两种二代对陆攻击型“战斧”巡航导弹在海湾战争中首次亮相,成为二战以来第一种在实战中运用的巡航导弹。Block Ⅲ为Block Ⅱ的改进型,依旧以陆上有价值的目标为首要打击对象。
与BGM-109A同时开始研制的BGM-109B(后称RGM/UGM 109B)是“战斧”系列中反舰巡航导弹的先驱。由此可以看出,从“战斧”立项之初,美海军就将水面舰艇作为打击对象之一。另据未经证实的消息称,美海军将海射“战斧”进行改装,使其具备了远程智能反潜的能力。
由上文分析可知,在“战斧”巡航导弹在各个发展阶段,陆上高价值目标一直是最主要攻击目标。同时,“战斧”巡航导弹也兼顾了反舰反潜等功能,呈现多用途的发展趋势。
1.2 发射平台
在“战斧”式巡航导弹研制之初,美海军首先将水面大型舰艇和潜艇同时作为武器搭载平台,即“战斧”海射巡航导弹(SLCM),同时兼顾使用早期的MK143装甲箱式发射器或马丁·玛丽埃塔公司研制的新型MK41模块化垂直发射系统发射。
BGM-109A分别在DD 976 “梅里尔”号“斯普鲁恩斯”级驱逐舰和SSN665“犁頭鲛”号“鲟鱼”级核潜艇上实现了发射,标志海射巡航导弹已进入实装阶段[4]。
美国空军在海军“战斧”海射巡航导弹定型后,尝试开发陆射巡航导弹(GLCM),即地面机动发射的对陆核攻击巡航导弹BGM-109G。BGM-109G运载发射体制为车辆运载、倾斜发射。根据《中导条约》,此型号截止1991年5月被全部销毁,但作为技术储备,其运载发射技术在其它型号中得以继承和发展。
“战斧”导弹在海基、陆基作战平台取得成功之际,美国也考虑研究一种通用的巡航导弹,采用美国海军和空军使用共同的技术基础开发,使其具有空对地打击能力。“战斧”BGM-109空射型参与了此次竞标,虽然在竞争中失败,但是美国通过飞机载具进行巡航导弹发射的尝试从未停止。
综上,美国“战斧”导弹的发射平台包括最初的水面大型舰艇、潜艇和陆基发射载车、装甲式发射装置,空射尝试虽然没有最终落地,但其将一系列巡航导弹兼容多平台发射的思想值得借鉴。
1.3 制导手段和打击精度
制导系统是现代巡航导弹的核心系统之一,是导弹实现精确打击的先决条件。除了弹上设备和侦查信息获取外,在现代巡航导弹中天链定位测控系统重要性与日俱增[5]。
第一代“战斧”Block Ⅰ使用惯性导航系统和地形匹配相配合的制导体制,命中精度可达百米级,完全满足核武器投放的精度要求。 随着“战斧”导弹的重点由战略核打击转向常规对陆攻击型,惯性导航系统和地形匹配相配合的制导体制明显难以满足对地面重要目标的打击精度。因此第二代“战斧”Block Ⅱ基于美军全球侦查能力的大幅度提升,在传统惯性导航系统+地形匹配基础上,增加了数字景像匹配技术。该技术将打击精度由原先的百米级提高至十米级,实现了巡航导弹打击精度的一次飞跃。
得益于数字景像匹配技术的进一步发展和全球定位系统(GPS)的全球组网,美国海军现役的“战斧”Block Ⅲ型导弹在制导方式上采用了惯性导航系统+地形匹配+数字景像匹配+GPS的复合制导系统,打击精度可达米级。
而最新的战术战斧采用改进的GPS /INS 系统代替了原来的景像匹配和地形匹配系统,在制导末段采用红外成像导引头搜索和攻击目标,其精度比Block Ⅲ 提高了2.5倍,真正意义上为美国“外科手术”式军事打击的实现奠定了硬件基础。
由“战斧”导弹制导体制发展可以看出,巡航导弹命中精度的提升,主要受自身弹上软硬件设备、侦查信息以及天基定位导航系统的影响。在现代战争中,天基卫星定位导航技术的发展和应用,对制导体制和命中精度的影响越发重要。但是建设这样庞大高效的全球卫星导航定位系统,并非是某一家导弹研制机构或者某个部门可以独立构建和运营的,它需要国家宏观层面的整体部署,多部门协调一致,再加上巨额的研发和基础建设投入才有可能实现。目前仅有美国、俄罗斯、欧洲以及中国少数国家和国家联盟有实力建设这样的全球性导航定位系统,其中尤以美国GPS性能最为突出、应用最为广泛。正是得益于此,“战斧”巡航导弹的制导手段和打击精度才可能有如此长足的发展。
综上,从“战斧”制导手段的发展历程不难看出,一系列巡航导弹的成功,一方面依靠导弹本身性能的不断提升,另一方面也需要其它支援系统发展的有力支撑。
2 对国产巡航导弹研制发展的启迪
美国“战斧”系列巡航导弹的发展历程,对于研究基础相对薄弱,发展起步较晚的我国海军巡航导弹有着重大的借鉴意义。充分汲取其发展经验,结合我国国情、军情,形成符合我国特色的海军系列巡航导弹发展道路,集约化使用研究资源,实现跨越式发展,对迅速提高我国海军军事实力有着重要作用。
2.1 巡航导弹的系列化和模块化
我国海军力量正由黄水海军走向深蓝,使命任务进一步丰富和拓展,面对的威胁和挑战进一步增多,作战样式和攻击对象进一步丰富,对我国海军的作战能力提出了更加广泛的要求。
作为当今我国海军的主要作战武器之一,巡航导弹的使命任务和作战对象呈现多样化发展。以往,由于我国海岸线漫长,周边安全环境复杂,海军的主要作战任务是防御海上来犯之敌,作战对象多为水面舰艇。因此,与美国不同的是,为适应近海防卫的作战任务,我国巡航导弹以反舰巡航导弹为开端,并取得的较为长足的发展。
但是近年来,我国海军由黄水海军走向深蓝,主要作战任务由防御来自海上威胁向维护国家“一带一路”重大发展战略发展,作战使命任务进一步拓展。远程对陆攻击、远洋对海陆空(包括水下和空间)高价值目标的常规打击成为未来海军的重要作战模式。据此,我们不难推测未来10-20年我国海军巡航导弹的研制方向。
对于海军巡航导弹,未来典型的作战对象主要有:(1)水面大中型舰艇;(2)潜艇;(3)陆地纵深高价值固定目标(包括点目标和机场跑道);(4)岛岸背景目标(包括驻泊舰艇和港口设施);(5)空中预警机、巡航导弹等飞行器。
对于不同的作战对象,巡航导弹的研制要求各有侧重,单一型号巡航导弹难以胜任。为集约研制资源,可在技术成型的型号基础上,根据作战对象的特点,有重点地对所需性能进行升级。对于水面大中型舰艇,要求巡航导弹有较高的速度、命中精度、隐身能力、抗干扰能力和杀伤能力;对于潜艇,则需要巡航导弹具备水下攻击能力;对于陆地纵深高价值固定目标,巡航导弹的隐身性能、命中精度和航路规划能力的重要性更加突显;对于岛岸背景目标,则要求巡航导弹具有较高的末端目标识别能力;对于空中目标,巡航导弹除速度和命中精度外,还需充分考虑反辐射导引技术的运用。
我国海军在“一带一路”发展战略大背景下,需要增强海外军事存在,捍卫我国海外利益,执行反恐、护航等任务。据此,笔者认为未来海军巡航导弹的核心为对陆纵深目标攻击和反舰两个方向。
反舰巡航导弹一直以来我国海军巡航导弹的重点发展对象,相对技术较为成熟,并大量装备部队,经历了大量实战化演习的检验,下一步应加强关注岛岸背景目标(驻泊舰船及港口设施)打击能力的发展和建設;而对陆攻击能力基础相对较为薄弱,急需大力发展对陆地纵深点/面目标的精确打击能力;对反潜和空中目标打击能力的需求相对较弱,可在资源允许的情况下进行尝试性研究,作为技术储备。
对导弹进行系列化和模块化设计,则可以大幅度节约研制成本,利于集中力量针对对陆纵深目标攻击和反舰两个技术目标进行深入研究。
2.2 多种发射平台的兼容发展
从美国“战斧”巡航导弹的发展历程可以看出,一款优秀的巡航导弹必须具备多平台兼容发射的能力,一方面拓宽了巡航导弹的适用范围,另一方面也解决了多军兵种武器装备重复建设的资源浪费问题。后一点对于我国海军加速发展,实现弯道超车,发挥后发优势至关重要。同时,新型巡航导弹的研制也必须与各种装载平台的发展现状相适应。
目前,我国海军主要作战平台包括水面舰船、潜艇、陆基岸防平台以及舰载机等。在当前海军水面舰艇“下饺子”建造规模的背景下,巡航导弹应优先以水面大型导弹驱逐舰作为首选发射平台,加速研制和定型,并迅速生产、装备部队,以适应水面舰艇规模不断增加的现实背景,避免海军建设陷入有船无弹的窘境。同时,发挥海军潜基平台隐蔽性、突然性的优势,在潜基反舰巡航导弹已经基本具备战斗力的条件下,重点发展对陆型号并尽快形成战斗能力;对于海军巡航导弹装载陆基、空基平台的需求则相对较弱,可在成型的舰载和潜基型号基础上,进行技术移植和适应性优化。 2.3 新型制导体制的利用与融合
我国海军巡航导弹的命中精度在惯性制导、红外/雷达末段制导等技术的支持下已达到较高的水平,但对于未来大航程、具备航路规划、任务远程管控和人在回路控制能力的新型巡航导弹,基于弹上设备的制导体制已远远不能满足未来战争的需求。解决这一问题的根本方法是建立我国独立的全球卫星导航定位系统。
为此,我国投入巨资自主研发北斗系列导航定位系统,目前已有了可喜的成果。目前已完成组网的由北斗一、二卫星导航系统初步具备区域导航、定位和授时能力,最高定位精度10米,测速精度0.2米/秒,授时精度10纳秒。自2009年开始,北斗三号工程正式启动,计划2020年左右完成30多颗卫星的发射,建立覆盖全球的卫星导航系统。
目前,与美国完善的GPS系统相比而言,我国北斗导航精度与响应时间尚有一定差距,而待北斗三系统完成组网,我国即可拥有媲美于美GPS的全球卫星导航系统,这对我国巡航导弹的研制无疑是一个巨大的硬件支撑。
如何利用我国北斗三定位系统组网在即的有利条件,实现现有多种制导手段的融合,进一步提高巡航导弹的导航控制水平和命中精度,则是今后巡航导弹研制的重点之一。对于导弹研制部门,在注重传统弹上雷达、红外等导引设备的优化升级基础上,应更加偏重软件建设,将卫星定位信息与多重制导信息进行融合,实现更高水平的导弹控制。
2.4 战术战略一体,核常兼备
巡航导弹本质上是战斗部及其运载工具的集合体,战斗部可分为核战斗部、常规战斗部以及特种战斗部(生化、电磁)等。战斗部与运载工具相对独立,因此可参照3.1节模块化的发展方式进行处理。鉴于战斗部的重要性,本文单列一节进行讨论。
美国“战斧”巡航导弹最初是作为核武器的运载工具而开发的,囿于《中导条约》而进行了常规化改装。随着核武器小型化技术的发展,核弹头的当量得以控制,且由于美国有退出《中导条约》的倾向,各大国有重启核军备竞赛的趋势,因此在新研巡航导弹时,必须考虑其战斗部的核常兼备。
另外,对各种新型特种战斗部的兼容也应该在导弹的设计中加以考虑。尤其现在“软杀伤”概念的提出和发展,催生出一系列新型作战手段,石墨战斗部、电磁战斗部等针对高科技装备的瘫痪型攻击手段方兴未艾,这也是我国新型巡航导弹研制过程中不可忽视的一个重点。
2.5 着重提升突防能力
在现代探测手段不断进步、导弹防御体系日益完善的现代战争中,为遂行作战任务亚声速巡航导弹必须着重提升突防能力。
一般而言,提升突防能力有两个途径:提高隐身性能和飞行速度。美国“战斧”巡航导弹的最新型号“战术战斧”即采取了隐身外形设计配合表面隐身涂层的设计改善隐身性能,提高导弹的突防能力。增加超音速突防段的亚超结合技术也是通过提高飞行速度来提高突防能力相对成熟的一种做法,但整个巡航飞行过程中仍为亚音速。
一些新锐巡航导弹提出超音速、甚至高超音速巡航导弹的概念,世界主要军事强国也在此领域激烈角逐。然而超音速、甚至高超音速巡航导弹飞行机动性较差,缺乏航路规划能力,这使得具有高度规划规划能力的“战斧”等传统亚声速在未来战争中仍有用武之地。
因此我国在发展国产巡航导弹的过程中,应针对不同作战任务,统筹发展亚音速和超音速两类巡航导弹。
3 结语
我国海军新型巡航导弹的研制,事关海军新型战斗力生成和提升。海軍及巡航导弹研制部门应汲取美国“战斧”巡航导弹发展历程中的经验和教训,研究和分析适合我国国情、军情的海军巡航导弹发展思路,依托国家层面强大的硬件基础,针对海军目前急需和未来战争中不可或缺作战能力的建设需求,结合现有技术基础,有重点地开展海军新型巡航导弹的研制工作。
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