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【装备】“战术战斧”:了解一下第四代“战斧”

时间:2017-11-15 20:28:15        来源:

美国雷声公司向美国海军交付了第2000枚“战斧”Block IV巡航导弹,标志达到一个重大的生产里程碑。(中国国防科技信息网:美国海军装备第2000枚战斧IV巡航导弹)这一被当做巡航导弹代名词的武器,从来都是以一连串的各种数字和高精度植入了人们的记忆。

1991年的海湾战争中,“战斧”巡航导弹名声大噪,甚至一度被媒体和公众认为打响了第一枪。实际上,从1971年美国海军开始研制新一代巡航导弹开始,到1991年海湾战争“战斧”已经有20年的历史了,而到现在为止差不多又是一个20年过去了。即使从1975年“战斧”试验弹ZBGM-109与其竞争对手——通用动力和LTV的ZBGM-110A开始进行对比测试算起,到现在为止“战斧”也已经有35岁了,而其也发展了若干代,其中最新一代自然是编号RGM-109E/UGM-109E的“战术战斧”(TacTom)了。当然,如果我们要讲清楚“战术战斧”的来龙去脉,必须要从头说起。

图:入役仪式上的“战术战斧”

“战斧”的缘起

众所周知,到60年代末,美国已经建立起了以攻击型核潜艇和弹道导弹核潜艇为主体的潜艇部队,到1967年美国海军已经建成了31艘”拉菲特“级(经常被划分为“拉菲特”级、“詹姆斯·麦迪逊”级和“本杰明·富兰克林”级三个子级别)。此时,美国海军开始思考如何提高进一步提高核潜艇的作战能力,在50年代不成功的尝试后,巡航导弹再次成为选择。在关键的尺寸上,美国海军考虑了用UGM-27“北极星”弹道导弹发射井发射,和用标准的533毫米鱼雷发射管发射两种方案。当时美国的考虑主要是最早两个级别总共10艘的弹道导弹核潜艇“华盛顿”级和“伊桑·艾伦”级弹道导弹核潜艇,只能够发射射程严重不足的“北极星”潜射弹道导弹,无法改装性能有很大提高的“海神”潜射弹道导弹,改装巡航导弹后能够打击苏联纵深的战略目标,而且这些核潜艇的使用寿命还有较长时间。

图:“战斧”奠定了巡航导弹的经典造型

经过反复权衡后,美国海军最终还是选择了533毫米鱼雷发射管水平发射,而用核潜艇上的潜射弹道导弹发射井发射巡航导弹,多年后终于在“俄亥俄”级改装为巡航导弹核潜艇(SSGN)时实现,当然此时装的还是“战斧”。弹径选择与533毫米鱼雷发射管相匹配是非常重要的,这使潜艇结构无需大的改动就可以水平发射巡航导弹,尽管后来出现了水下垂直发射系统(VLS),但是英国最新的“机敏”级仍然采用的是鱼雷发射管水平发射。同时,这一口径也能很好地装进睡眠舰艇的Mk 41垂直发射系统内,从而使“战斧”成为了一种通用程度非常高的巡航导弹,当然水面舰艇最早采用的Mk 143盒式倾斜发射系统。其实,“战斧”差一点就成为了美国三军通用的标准巡航导弹,只是其在与AGM-86竞争“空射巡航导弹”(ALCM)过程中不幸败北。其中的一个原因是,AGM-86对空军的战略轰炸机进行了专门优化,特别是能够很好地适应旋转挂弹架(虽然其与B-1B弹舱的整合并不是最好),而为海军鱼雷发射管进行优化的“战斧”不可避免地在外形和气动上付出了一些代价。不过,由于“战斧”的名气远比AGM-86大,甚至成为了先进巡航导弹的代名词,时至今日仍然经常被人误解为能够空射。

图:在进行垂直发射试验的“战术战斧”

第二代“战斧”

最早的“战斧”是核攻击型的BGM-109A(TLAM-N)和反舰型的AGM-109B,以及陆基型的BGM-109G。BGM-109A和BGM-109B都可以分为1型和2型,前者是水面发射型,后者是潜射型。80年代中期,美国开始研制第二代“战斧”(“战斧”Block II)BGM-109C,这是常规战斗部的陆攻巡航导弹(TLAM-C),其战斗部实际上是从BGM-109B反舰型“战斧”上直接拿过来的WDU-25/B,这种高爆战斗部对于打击非加固的陆上高价值目标也是适用的,当然很快美国就会发现敌方目标并不都是这种嫩豆腐。常规战斗部需要更高的命中精度,否则不足以产生足够的杀伤效果。因此,BGM-109C在继续采用惯导/地形匹配作为中段制导的基础上,引入了末端末端景象匹配(DSMAC),直接用弹上计算机预存的数字地图和光电传感器生成的实景地图进行比对,这使其CEP降低到10米左右。海湾战争中大放异彩的,正是“战斧”Block II,而此后又通过软件升级发展出了“战斧”Block IIA,通过对引信进行编程可以使导弹在目标正上方凌空爆炸,从而形成完全不同的杀伤效果。此后又出现了“战斧”Block IIB,这实际上是子母弹撒布型,可以释放166枚BLU-97/B综合效应子弹药(CEB),这种导弹于1988年投入现役。

第三代“战斧”

80年代末,麦道公司又开始研制“战斧”Block III,虽然是作为Block II的进一步发展而立项的,但是Block III引入了一项关键技术,这就是GPS全球定位系统。与一般的卫星制导炸弹不同的是,GPS不仅用于辅助惯导系统,在“战斧”Block III上也用于辅助地形匹配系统,同时末端景象匹配的视场也得到了拓展。另一项重大改进是采用了改进后的F107-WR-402发动机,不仅拥有更高的推力,其燃料消耗也更小。此外,BGM-109C Block III的战斗部换为尺寸更小更轻的WDU-36/B,腾出的容积使导弹能够携带更多的燃料,因此大大改善了导弹的射程,而杀伤效果并没有下降。BGM-109C Block III于1991年1月进行试射,此时海湾战争已经箭在弦上。随着海湾战争充分证明了“战斧”的能力,加上大量消耗了“战斧”Block II的库存,为BGM-109C Block III的服役铺平了道路,而战争中未用掉的Block IIA和Block IIB也被改进为Block III标准。需要指出的是,尽管“战斧”有专用的包装容器,但其发动机采用航空喷气燃料,使导弹每个3-4年要进行一次例行维护,Block II的升级工作正是在上述维护过程中实施的。

第四代“战斧”

其实,“战斧”Block IV早就可以问世,而且其真正的编号应该排到Block V。为什么会出现这种情况,主要是在90年代中期,休斯公司开展的所谓Block IV升级研究,或者成为“战斧基线改进计划”(TBIP),其目的是发展一种多用途“战斧”,即RGM/UGM-109E TMMM,既可以反舰也可以陆攻。实际上,连RGM/UGM-109E早就要分派下去,早在80年代中期,美国海军已经开始筹划改进BGM-109B,代号为BGM-109E,如果按照编号的改动法则,就应该是RGM-109E和UGM-109E。当然这前后两个E型不可同日而语,休斯之所以能够接到这项改进项目,主要是因为其在红外制导方面的功力。休斯研制了AGM-65“幼雏”导弹系列,而AGM-65D的红外导引头又被用于“斯拉姆”(SLAM)之上。RGM/UGM-109E也将采用红外导引头,并且配备有数据链,可以在飞行过程中重新指定目标。在战斗部方面,WDU-36/B得到了沿用,但发动机采用了更便宜的泰里达因J402-CA-401涡喷发动机。由于海湾战争的经验表明,加固目标在战场上可能越来越多,因此专门在RGM/UGM-109E基础上规划了RGM/UGM-109H硬目标侵彻型(THIP),不过该项目于1996年5月被取消,因此美国海军缺乏一种有效的硬目标杀伤弹药。

Block IV TBIP改进项目的许多思想被后来的Block V所吸收,结果导致了“战术战斧”的出现。由于Block IV TBIP项目终止时尚在纸面上,因此就不必跳过这个编号直接由“战术战斧”续上了,于是真正的RGM-109E/UGM-109E登场了。它是在1996年老的Block IV TBIP项目取消后两年提出的,其核心思想是降低“战斧”的成本,降低幅度希望达到一半。最初“战术战斧”的单价定位140万美元,最后降低到了60万美元以下。这毫无疑问是有远见的,从1991年的沙漠风暴到1998年的沙漠之狐,精确制导武器的使用比例大幅上升。在空射武器方面,JSOW的出现令精确制导武器的低成本化走出了第一步。Block IV TBIP企图采用性能较差的涡喷发动机来解决成本问题,这一条道路被证明是死路。在JASSM的发展过程中,也经历了从JASSM的涡喷发动机(同样也是J402系列的),到JASSM-ER的涡扇发动机的变化。最终,“战术战斧”决定采用威廉姆斯F415-WR-400/402涡扇发动机,但这种发动机需要新研制,这导致“战术战斧”研制进程出现拖延。

图:飞行过程中的“战术战斧”

除了动力上的变化,“战术战斧”还从弹体结构上采取了许多措施,弹体材料大量使用复合材料,同时将尾翼从四片减少为三片,零件数量从11500个减少到7500个,其中紧固件从2500个减少到800个,连接件从160个减少到44个。弹体减轻的代价是UGM-109E一开始无法从鱼雷发射管水平发射,而且垂直发射的深度也被降低到潜望镜深度,当然在美国海军开始转向近岸浅海作战的背景下,这一性能倒退仍然是可以接受的。UGM-109E最大的问题是一开始只能使用潜射VLS,好在当时美国海军不具备潜射VLS的旧款“洛杉矶”级已经开始退役了,而NSSN“弗吉尼亚级”已经列入了建造计划,后者全数配备VLS,但不具备潜射VLS的“海狼”级仍然无法使用“战术战斧”。但美国最亲密的盟友英国,其“特拉法尔加”级和“机敏”级都没有潜射VLS,于是“战术战斧”又回过头来妥协,但结果还是在试射中出现了问题。“战术战斧”在外形上的另一个特点是考虑了隐形,尽管并非JASSM那样的全隐形设计巡航导弹,“战术战斧”仍然在头部引入了类似B-2的隐形设计,同时放弃了伸缩式发动机进气道。

图:“战术战斧”的攻击过程

鉴于战场上“时间关键性”目标(TCT)和“时间敏感性”目标(TST)的增加,“战术战斧”和Block IV TBIP一样都强调对时间敏感目标的打击,任务准备时间大幅度缩短,已经被降低到4分钟以内,而在海外战争期间这一数字是平均3天。由于有了低燃料消耗的涡扇发动机和轻量化的弹体,“战术战斧”具有较大的射程,能够在战区上空巡逻待机,并可在飞行过程中通过弹上卫星数据链重新指定目标。为实现这一目标,“战术战斧”在制导方式上进行了较大的改进,地形匹配被作为了中段制导的备份,而是依赖于GPS/INS系统,但惯导系统采用了Block IV TBIP拟议的激光陀螺。考虑到对GPS的干扰,“战术战斧”采用了新型的抗干扰GPS接收机,据称改善幅度达到了30分贝。当然,GPS干扰仍然是一个非常令人头痛的问题,但切莫以为美国就束手无策,作为世界上第一个装备卫星制导弹药的国家,美国在对抗GPS干扰谋划非常早,2001年就启动了精确地形辅助导航(PTAN)系统的研制。PTAN的核心是回到AGM-129的思路,是一种比较比较高级的地形匹配技术,能够不依赖GPS而独立进行制导,其最终目的是完全替代GPS和末端景象匹配。

图:“战术战术”的结构透视图

“战术战斧”在战斗部上和Block IV TBIP没有本质区别,最初型号同样采用带“硬目标智能引信”(HTSF)的WDU-36/B战斗部,但是采用了模块化的结构,以供未来采用其他战斗部。例如,为了能够安装更长的钻地弹头,例如“扩孔器”(BROACH)等,对导弹前段和中段区域进行了结构性改进,要求导弹的燃料系统和制导导航计算机也作改变,为适应钻地功能“战术战斧”还将弹头设计向前突出。不过,最后美国海军选择了WDU-43/B侵彻战斗部,并将这种“侵彻型战术战斧”(TTPV)命名为RGM/UGM-109H。为达到最大撞击速度,在导弹进入飞行末段时,弹翼可被抛掉,并按设定角度自动进入俯冲。除了钻地战斗部,其他多种智能弹药也在考虑之列。另外,美国海军还考虑研制速度更快的“战术战斧”,使其能够达到或者超过音速飞行,这最直接的好处是进一步提高了对付时间敏感目标的能力,并且可以依靠较大的末速度来改善硬目标侵彻能力。实际上在上述思路提出前,俄罗斯已经推出了“俱乐部”系列,其中的3M-54AE就具有超音速飞行能力,其弹体是专门经过优化的,估计超音速的新型“战术战斧”也会对气动进行修形。

总体来看,“战术战斧”是美国海军适应形势发展的一种产物,也就是用成熟技术来实现较低的采购成本,以实现“大规模精确打击”理念的需要,然后为未来的长远发展典型新的基础。尽管采用了许多降低成本的措施,但“战术战斧”依旧可以看作是当代巡航导弹的杰出代表,其技术先进性是毋庸置疑的,同时又具有很高的可靠性,尤其在弹用涡喷发动机、复合制导模式、采用先进引信的模块化战斗部等领域。“战术战斧”将成为其水面舰艇和核潜艇的基本陆攻武器,是舰载机投射的精确制导武器的重要补充。而在美军整个作战体系中,“战术战斧”也将继续充当攻城锤的作用,为后续的空袭扫清各种障碍。

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