无人战争的终极武器——巡飞弹
来源:高端装备发展研究中心 作者:太阳谷
巡飞弹是一种介于巡航导弹和无人机之间的智能导弹武器,这种导弹可以在目标区域巡逻飞行一段时间以搜索目标,并在定位目标后进行攻击。巡飞弹可以缩短攻击反应时间,防止短时间内敌方将目标隐藏,并且不需要将高价值发射平台放置在目标区域附近,还可以实现更具选择性的攻击,因为实际作战时的攻击命令可能会有中止的情况。调研报告
以色列IAI Harop巡飞弹,一种早期的反防空系统巡飞弹
目前公认的巡飞弹的起源是以色列在20世纪80年代末或90年代初作为反雷达解决方案率先开发了巡飞弹。根据1982年黎巴嫩战争期间的经验,以色列国防军意识到无人机在反雷达方面的潜力,以色列无人机被用于侦察和诱饵,以摧毁黎巴嫩Bekaa山谷的多个叙利亚地对空导弹(SAM)站点,即所谓的Operation Drugstore行动,之后以色列设计师就萌生了巡飞弹的想法。在行动中,以色列大量发射了简单的Delilah诱饵无人机,伪装成以色列的打击力量,一旦叙利亚雷达确认到飞行物为无人机之后,以色列又发射了各种适合地面发射的反雷达导弹,并对雷达发动了真正的空袭。
在美国空军国家博物馆展出的诺格公司AGM-136巡飞弹
在无人机的早期历史中,无人机和导弹之间的区别并不总是很明确。第一次世界大战时期的Kettering Bug被认为是最早的无人驾驶飞机之一,其设计目的是通过撞击目标来引爆炸药,更像是火箭而不是与“无人机”这个词相关的侦察和攻击机。但现在,这种名为巡飞弹的无人驾驶飞机新兴领域再次模糊了无人机和导弹之间的界限。
真正意义上的第一颗巡飞弹,是以色列航空航天工业公司(IAI)的Harpy,这种导弹将无人机和反雷达导弹结合在一起。Harpy在使用时被发射并进入搜索模式,等待敌方雷达激活。如果雷达被激活,那么Harpy就可以继续使用其体内的破片弹头来摧毁雷达。在发射后,Harpy可以在战场上巡逻长达六个小时。
步兵巡飞弹的作战示意图
巡飞弹的功能介于巡航导弹和无人作战飞行器(UCAV)之间,和后两者有共同的特征。巡飞弹与巡航导弹的不同之处在于,它们被设计为可以在目标区域周围巡逻相对较长时间,并且不同于无人机,巡飞弹的设计目标旨在用于攻击并且具有内置弹头。
步兵发射的轻型巡飞弹
20世纪90年代初公布的早期巡飞弹如以色列航空航天工业公司Harpy,旨在用于雷达装置或移动导弹发射器。如今,许多巡飞弹用于步兵使用,因为它们的地面打击精度比迫击炮更高。与其他类型相同尺寸和重量的无人机不同,在任务结束后,巡飞弹并不能恢复。一旦武装和空降,巡飞弹(也被称为“自杀式无人机”)意味着在撞击时引爆。
虽然一些巡航导弹(例如Block IV Tomahawk)有能力巡航飞行并具有一些感应和遥控功能,但它们的主要任务通常是打击而不是目标侦察。顾名思义,巡航导弹在推进系统和机翼或升力机身设计方面均针对恒定速度的远程飞行进行了优化,它们通常无法以低燃油效率的速度巡航,这显著减少了潜在的巡航时间,即使导弹具有一些巡航能力。
相反,几乎所有的无人机都可能用于攻击目标,而且大多数都可以安装一个简易爆炸弹头。然而无人机或无人滑翔机的主要用途是侦察,并且需要可回收的飞行操作。虽然许多无人机明确地设计为考虑到巡飞特性,但它们并未针对通常缺乏前置摄像头的巡飞攻击进行优化,也缺乏控制响应速度,因为这在常规无人机飞行中是不必要的,并且在巡飞时会产生噪音惊动目标。此外,无人机被设计为多用途平台,其单位成本通常不适合常规的一次性消耗任务使用。
低噪声、长续航、低成本是巡飞弹最显著的特点
巡飞弹的主要任务是到达可疑目标区域,在巡飞阶段获取目标位置,然后进行自我毁灭性打击,弹药在这方面的特性(例如非常短的发动机寿命,低噪声)进行了优化,此外在攻击前的巡飞中降低飞行速度,优化巡飞时间(而不是范围/速度)和单位成本(适用于一次性打击任务)。
2018年8月,在用于暗杀委内瑞拉总统尼古拉斯•马杜罗的暗杀事件中,自杀式袭击无人机成为头条新闻。此外,ISIS在伊拉克和叙利亚使用无人机攻击当权政府部队。虽然一些国外媒体机构建议伊斯兰国率先使用“自杀式无人机”,但其实常规军方近三十年来一直使用自杀式无人机,实际上军方称谓就是巡飞弹(Loitering Munitions)。
IAI Harpy,用于反地对空系统的第一代巡飞弹
巡飞弹最初出现于20世纪80年代,用于制止敌人的防空系统对空对地导弹的作用,并在20世纪90年代开始部署于一些军队中。不过从2000年代开始,巡飞弹已被开发用于其他功能,从相对远程打击和火力支援到适合单兵作战的极短距离作战系统都有相应型号出现,目前世界上至少有14个国家拥有巡飞弹。
印度空军引入的Harop巡飞弹
以色列的Harpy导弹于1990年向公众透露。土耳其和印度在之后的十年内分别购买了Harpy导弹。IAI还在1999年与雷神公司合作开发了另一种巡飞弹CUTLASS。但这些导弹在很大程度上还没有为巡飞弹真正进入公众视野做好准备,后来以色列的Delilah诱饵无人机被改造成了一个巡飞弹,融合了Harpy的技术和真正的弹头。
随着传感器技术的改进和无人机变小,巡飞弹在2010年才真正可以投入实战,改进的摄像技术意味着巡飞弹可以看到并瞄准战场上可见的任何东西,而不仅仅是雷达。这种类似高级无人机的巡飞弹变得越来越小,以至于可以由单兵携带和发射。
地面发射的Harpy NG巡飞弹
不过以色列应用最多的还是Harpy导弹。IAI在整个2000年代持续升级Harpy,为其提供电光传感器,使其拥有更高的耐用性和改进的机翼设计。该系列后来称为Harpy NG或Harpy 2,于2010年开始出售,并于2016年在纳戈尔诺——卡拉巴赫地区战争爆发时投入使用。
在2018年和2019年的事件中,以色列国防军用巡飞弹摧毁叙利亚Pantsir-S1 SAM系统时,这种导弹也恢复了原来的作用。虽然不确定这些任务中使用的弹药是Harpy 2,SkyStriker还是Delilah,但是巡飞弹在其原始角色(反地对空武器系统)中仍然有效。
更加安静的Mini Harpy
2019年2月18日,IAI宣布了一种名为Mini Harpy的新型战术巡飞弹。该系统结合了IAI之前的两款旗舰巡飞弹Harop和Harpy的能力,将锁定辐射等威胁的能力结合起来,如雷达和人工环路电光制导。该武器重45千克,使用电推进系统,非常安静,并带有重约8千克的异形装药。它设计用于从陆地、海上和空中平台发射,射程为100公里,续航时间为120分钟。
以色列UVision Air公司开发的便携式Hero-30巡飞弹
美国于2012年与AeroVironment合作部署了自己的微型巡飞弹Switchblade。Switchblade被美国陆军在阿富汗用来瞄准“高价值目标”,无论是叛乱分子领导人、迫击炮队还是叛乱分子乘坐车辆。虽然在耐力方面有限,但如果目标在发射后没有立即可见,那么它可以在战场上巡逻。在这个应用场景中,巡飞弹用于在小型作战团队中担当更精确的制导火炮以替代传统的炮兵,并且同时也可以作为传统无人机的替代品。巡飞弹比从无人机发射的专用导弹便宜,并且具有更快的响应时间,能够由地面上的士兵发射,由船上的摄像机直接引导,它们比引导火炮准确得多,可以落在距目标数米的范围内,相比之下激光制导炮弹的精准度则为数十米。
通过遥控光学装置为士兵提供第一人称的巡飞弹操作画面
美国对巡飞弹的采购于2018年加强,美国海军陆战队启动了一项计划,促使他们更换120毫米迫击炮以提高精确射击能力,还希望向特种作战部队使用的船只添加巡飞弹。而在2019年,美国陆军也也希望向个别士兵提供肩上发射的巡飞弹,2019年4月,美国陆军承包司令部在政府网站fbo.gov上发布了一项请求信息,寻求对致命微型空中导弹系统(LMAMS)的行业投入,最终的LMAMS必须包括一个“全能导弹”,要求是一种开箱即用的导弹,其中包括弹头、数据链、导航、传感器和发射器。唯一的额外装备将是消防控制单元,士兵将用使用全动态视频反馈来引导导弹并在选择和摧毁目标时观察它。陆军希望其士兵能够选择预定目标,同时在扫描区域时识别目标,在需要时让无人机巡逻并中止任务并重定向设备。
美国陆军目前使用XM501发射巡飞弹
2019年7月,俄罗斯ZALA航空公司(卡拉什尼科夫集团的子公司)推出了一种名为ZALA Lancet的新巡飞弹。ZALA Lancet包括侦察、通信、导航和打击组件。与之前由ZALA Aero开发并在IDEX 2019上发布的KYB-UAV无人机相比,这种新型弹药具有更重的有效载荷。制造商声称,ZALA Lancet比传统武器系统更有效,价格也低得多。ZALA Lancet配备了一个电视制导装置,即使在飞行的终端阶段,也可以让操作员控制导弹。新型导弹具有光学电子引导装置,可在飞行前进行预编程。据ZALA Aero称,ZALA Lancet的最大起飞重量可达12公斤,作战距离可达40公里。Lancet巡飞弹配有接近保险丝,由带有小型转子的电推力发动机提供动力。
Lancet-3
事实上,ZALA Lancet是一系列巡飞弹的称谓,具体包括两种型号,更大的Lancet-3和更小的Lancet-1。Lancet-3已经通过了试验,它的重量为12公斤,载重3公斤,速度为80-110公里/小时,续航时间为40分钟。Lancet-1具有相同的速度和更小的最大起飞重量(5千克)、有效载荷(1千克)和耐力(30分钟)。使用ZALA Lancet不需要额外的基础设施。战斗配置中的ZALA Lancet可配备高爆或破片弹头。
该武器是俄罗斯设计的第一个巡飞弹。ZALA Aero最近开始特别关注无人作战系统的开发,其中第一个是KYB-UAV,在阿布扎比的IDEX 2019亮相。与以色列或欧洲制造的类似产品相比,它们的价格要低得多。
ZALA Lancet
Delilah是一种由以色列开发的短程、地面低空移动、空对地和地对地导弹。虽然Delilah最初是作为无人机诱饵开发的,但它被改装成轻型反雷达导弹。“Delilah”这个名字最初被指定为一个始于20世纪70年代末的以色列无人机(UAV)计划。该无人机的目的是作为敌对防空系统的诱饵,使有人驾驶飞机更容易穿透敌方领土。在以色列空军(IAF)在赎罪日战争中因为埃及和叙利亚防空系统造成重大损失后,诱饵概念被废弃,转而支持可以更好地抵消防空的武器。
Delilah的长度为2.71米,直径为0.33米,发射重量为185千克。该导弹的最大射程在250-300公里之间,有效载荷在30-54千克之间。虽然所有型号都配备了Sorek 4涡轮喷气发动机,但地面和船舶发射型也配备了固体推进剂助推发动机。Delilah与其他以色列巡飞弹类似(如以色列Harpy),能够在目标上方巡飞长达数小时。导弹的控制系统可以调整其在0.3马赫和0.7马赫之间的速度切换,以延长其在目标周围的时间。
Delilah使用自主技术搜索,可以巡逻飞行和识别目标。巡飞的能力通常与无人机相关联,使导弹的操作员可以选择在进行攻击之前对目标执行多次确认。此外,巡飞能力使得导弹更容易找到伪装或移动的目标,例如移动防空和火炮平台。
搭载于机翼下方的Delilah导弹
该导弹由惯性和GPS导航系统引导,并使用耦合充电设备(CCD)/成像红外(IIR)导引头进行终端制导,其打击精度为1m CEP。CCD在图像技术中用于将来自光子的光能(以电荷测量)转换为可以数字方式存储和传输的电压测量。Delilah采用目标自动跟踪技术和双向数据链,使导弹能够向运营商发送和接收飞行和目标信息,这是巡飞弹的关键推动因素。
鉴于其低雷达、视觉和热量特征,巡飞弹很难被追踪和击毁。未来战场上的成功很可能取决于哪一方可以使用巡飞弹发挥最大作用。不过开发能够自主决定攻击的巡飞弹会引起道德和国际人道法的关注,因为实际使用中人类不直接参与制定攻击决定,因此可能产生许多追责方面的问题。无论如何,由于其多功能性和有效性,在未来的10年里,越来越多的军队可能会使用巡飞弹。
主要参考文献
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[5]、Michael Peck. Russia's Kamikaze Drones Could Be the Ultimate Weapon?[OL] The National Interest. August 11, 2019.
[6]、Arie Egozi. Israel’s Uvision To Bid On U.S. Army Loitering Munition.[OL] Aerospace Daily & Defense Report. Jul 29, 2019.
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