美国低成本精确制导弹药发展情况

科技   2024-11-18 13:12   北京  

前言:近年来,低成本制导弹药(PGM)作为现代战争中提升打击效能和减少附带损害的重要手段,正日益成为各国武器装备体系中的关键组成部分。低成本制导弹药不仅具备精准打击能力,还能在成本控制方面实现突破,尤其在非对称战争和有限军事冲突中展现了极大的战术价值。



作为全球军事技术的引领者,美国精确制导弹药的发展相当全面且覆盖了多种类型的作战场景。美国不仅在精确制导弹药的研发上投入巨大,在降低其制造成本方面也取得了显著成效。美国低成本精确制导弹药按类型不同可分为低成本航空制导炸弹、低成本制导火箭弹、单兵便携式导弹、轻型导弹等。


一、低成本航空制导炸弹


航空制导炸弹是在普通炸弹的基础上增加了制导装置,在投放后能控制弹道引导炸弹打击目标,是最常见的低成本精确制导弹药。


1、联合直接攻击弹药(JDAM)

联合直接攻击弹药(JDAM),是由波音公司为美国海军和空军联合开发的一种具备高精度、全天候以及自主攻击能力的精确制导炸弹,也是全球范围内被广泛使用的代表性制导弹药系统。JDAM可借助GPS制导模块将原本传统航空炸弹由无控变为可控。JDAM炸弹区别于传统激光制导炸弹,其中的GPS导航模块可以在雨雪、风暴以及沙尘等恶劣环境中适用,同时其借助惯性导航系统(INS)辅助制导以防止GPS信号丢失,是一种不易受恶劣气象条件影响使用的精确制导武器。传统的激光制导炸弹改装成本较高,此前仅用于打击高价值的目标,无法普及使用。而JDAM改装成本较低,适合大量装配以及使用。与其他精确制导的武器相比,JDAM性价比优势十分明显,其中空军版2.1万美元,海军版2.22万美元。其低成本、高效能的特点使其在阿富汗、伊拉克等多场军事冲突中发挥了至关重要的作用。据美国空军称,最新型的JDAM配备了M代码GPS接收机,可在拒止环境中作战。


JDAM炸弹


2023年9月,波音公司的动力联合直接攻击弹药(PJDAM)在英国贝德福德飞机研究协会跨音速风洞中完成了测试。其中对海打击型PJDAM配备了美国空军研究实验室(AFRL)开发的“快速击沉(Quicksink)”导引头,该导引头用于改进2000磅级GBU-31/B联合直接攻击弹药(JDAM)来攻击“海上移动和静止目标”。加装Quicksink导引头的既定核心目标是提供一种低成本空投武器,2022年时AFRL表示每个Quicksink导引头套件的成本约为20万美元。如果产量增加,这一成本可能会大幅下降。空军他们希望在生产1000个样品后,平均单位成本接近5万美元。即使加上购买2000磅级炸弹和JDAM套件的成本,完整的Quicksink武器也有望比大多数反舰导弹便宜得多,而大多数反舰导弹的价格通常都在100万美元或以上。



2、小直径炸弹I/II(SDB I/II)


SDB I/II是空射制导炸弹,GBU-39A/B SDB I装备了GPS辅助惯性导航系统,主要用于打击静止目标,美国空军于2006年开始部署GBU-39A/B SDB I,单价3.9万美元。


GBU-53/B SDB II是一个由空军主导、海军参与的项目,由美国雷神公司生产,其中空军版单价为19.5万美元,海军版单价为22.1万美元。GBU-53/B SDB II采用了无动力滑翔设计,弹长176厘米,直径17.8厘米,重93公斤,弹头重43公斤,打击固定目标时射程为110公里,打击移动目标时射程为74公里,适应各种气象条件,具有低附带损伤。其最大的技术亮点在于采用了中段+末段复合的制导方式,并配备了双向数据链路。美国国防部于2015年开始低速率初始生产SDB II。


GBU-53/BSDBII滑翔式精确制导航空炸弹


二、低成本制导火箭弹


制导多管火箭发射系统(GMLRS)是美国现役主力火箭炮“海马斯”的典型发射弹,单价为16.8万美元。GMLRS设计于1990年中期,于2003年进入低速率初始生产。GMLRS是一种GPS+惯性制导火箭弹,射程70公里左右,战斗部重90公斤。GMLRS的精度是军事机密,早期的测试结果据说可以达到2.1米。GMLRS火箭弹的装置制导称之为HG1700。该系统由一个NavStrikeTM GPS接收器、一个霍尼韦尔惯性测量单元、一个CPU板和一个电源板组成。它重4公斤,功率不到25瓦。其中,BAE系统公司的NavStrikeTM是基于SAASM反欺骗模块设计的GPS接收机,提供24通道全视图导航,可实现增强的P(Y)代码采集,为紧密耦合的GPS/INS(全球定位系统/惯性导航系统)集成提供高性能。


GMLRS火箭弹


美国陆军于2017年开始开发远程版本的GMLRS-ER,将弹药的射程从70公里扩大到150公里。


三、单兵便携式导弹


FGM-148“标枪”是美国研制的单兵便携式反坦克导弹系统,不仅可以肩扛发射,也可以安装在轮式或两栖车辆上发射,兼有反直升机能力。“标枪”由美国雷神技术公司和洛克希德·马丁公司联合于1989年6月开始研制,1996年正式列装美国陆军。该导弹及后续改进型号,曾出口多国并投入实战。“标枪”正常采购价格为26万美元。


“标枪”反坦克导弹系统


“标枪”导弹系统是陆军携行式武器,重量轻、弹体小,整套系统包括制导系统及射控主件约重22.3千克,包含被动目标识别,射控组件及整合式昼(4倍)夜间(4-9倍)放大瞄准器。弹体重11.8千克,长108厘米,弹体直径12.7厘米。发射管重4.1千克,长119.8厘米,直径142.1厘米,射程约2500米。“标枪”导弹弹出发射筒后,会迅速向上攀升到150米的高度,然后再以近乎垂直的角度,直接刺向坦克最薄弱的顶部。


四、轻型制导导弹


1、AGM-114地狱火/长弓导弹


AGM-114地狱火导弹是一种空对地导弹,使用激光制导来瞄准装甲车辆,长弓是地狱火的毫米波雷达制导变体。美国陆军AH-64阿帕奇直升机、OH-58基奥瓦勇士直升机、MQ-1C灰鹰无人机系统、特种作战飞机、海军陆战队AH-1W超级眼镜蛇直升机以及空军捕食者和死神无人机均使用这种导弹。AGM-114长弓导弹射程为8000米,具有发射后不管功能。


AGM-114地狱火导弹的价格因年份、采购军队和型号而异,国外相关研究人员审查了自2010年以来所有对外军售的地狱火导弹,并得出结论,平均单位成本(还包括培训和技术支持)在13万美元至16万美元之间。


2、联合地空导弹(JAGM)


AGM-179 JAGM是美国陆军领导的联合服务项目,是一种空对地制导导弹,旨在取代地狱火和长弓导弹,单价约为31.9万美元。JAGM将AGM-114R地狱火的弹头、发动机和飞行控制系统与多模导引头结合在一起,该导引头具有半主动激光和毫米波雷达制导系统。洛克希德·马丁公司于2018年开始JAGM的低速率初始生产。



小结


近年来,随着以无人机为代表的低成本武器快速发展以及俄乌战场上精确制导武器的广泛运用,美军也更加关注低成本武器在现代战场的重要性。2021年11月29日,美国米切尔航空航天研究所发布了名为《可负担的重量:大国冲突中对精确制导弹药成本效益的需求》报告,报告提出美军应当投资下一代中程精确制导弹药,这种弹药可以由隐形轰炸机和战斗机大量携带,且成本应低于30万美元。2023年2月,美国国防部负责研究和工程的副部长海蒂·徐委托美国国防科学委员会进行低成本威慑概念研究。


主要参考资料
[1]AGM-114 Hellfire Missile Ultimate Guide: Capabilities, Variants, and Cost.
[2]Here Is What Each Of The Pentagon’s Air-Launched Missiles And Bombs Actually Cost.
[3]Defense Primer: U.S. Precision-Guided Munitions.
[4]Affordable Mass: The Need for a Cost-Effective PGM Mix for Great Power Conflict.
[5]Pentagon technology chief seeks low-cost deterrence concepts

本文来源:高端装备产业研究中心

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