美军大量装备“英雄”120巡飞弹系统

财富   2024-07-25 00:01   上海  

DOI:10.19486/j.cnki.11-1936/tj.2024.09.008

2023年11月初,美国陆军、海军、空军和海军陆战队所属各特种部队的联合作战司令部——美国特种作战司令部(SOCOM)在线上发出合同通知,指出已经购买了以色列UVision Air公司(以下简称UVision公司)的“英雄”120(Hero-120)巡飞弹系统。

巡飞弹发展背景

巡飞弹(Loitering Munition,也译做“游荡弹药”)是以弹药方式发射,能在目标区上空进行巡弋飞行,并持续侦察探测地面或水面目标,并适时发起打击摧毁、电子干扰,或执行通信/中继等不同作战任务的弹药。巡飞弹是一种将无人机技术与弹药技术有机结合的产物,在现代战场作战模式不断演化的深刻背景下,其近年来的发展速度正在大大加快。

现代国家的地面部队中,80%以上的人员和装备都实现了机械化,因此机动能力获得了前所未有的提高。现代战场更是瞬息万变,有利战机稍纵即逝。反之,多年以来传统的战场侦察手段,如低轨道战术卫星、战场前沿侦察车和侦察兵、有人侦察机等,却普遍存在价格高昂、信息处理和流转环节复杂、数据获取实时性较差的问题。比如,战术卫星侦察多用于监视战略级目标,除侦察部队和特种部队外,大多数基层前沿部队难以广泛、直接地加以使用;而前线侦察车辆不但数量有限,侦察效果也受地形限制较多,而且在前线运作危险性较高。高空有人侦察机和无人机的任务目标选择过程复杂,获取数据后的处理和分发需要多部门、多层级甚至多兵种的介入,最后才能到达权限最低的末端需求单位。

与信息链方面存在的问题类似,超过30千米以上的中远程火力支援,如大口径远程火炮、火箭炮,以及中短程战术导弹等,以及空面火力的战场遮断和精确打击等方面,在全时空覆盖上也难如人意。比如,美军前沿空中火力引导在召唤火力时,就面临着制订火力支援计划、协调火力支援单位、确定打击目标和位置、申请和批准射击、火力支援分队进行射击准备、火力射击后弹药的远程飞行等各个环节所需要的时延累积,其打击时效性难免受到一定的影响。

战场前沿获取信息和中远程火力支援过程中存在的各种滞后,对打击高机动时间敏感目标是不利的。因此,缩短信息链和杀伤链的长度,就成为各国军事力量改革和优化的重点目标之一。巡飞弹作为前沿部队、甚至单兵可以直接控制的弹药,能够将侦察和打击融为一体。巡飞弹作为信息传感器,能够长时间滞留在战区上空;作为火力单元,又能够随时发动对面打击,因此最大限度缩短了从发现目标到打击目标的时间。

与自杀式无人机相比,巡飞弹的结构设计更加紧凑,存储、运输等勤务处理与常规弹药基本无异;可以用现有建制武器系统平台发射,不需要无人机的专用发射装备和场地。因此,巡飞弹较好地满足了前沿部队关于中远程火力快速进入战场、持续/实时态势感知,应需而动随时打击的作战需求,因而受到了各国军方的青睐并得以快速发展。而以色列UVison公司的“英雄”120巡飞弹系统,就是近年来在西方日益扩大的巡飞弹武器市场中,大放异彩的一种典型产品。

“英雄”120巡飞弹的性能

“英雄”系列巡飞弹由总部位于特拉维夫的以色列的UVision公司,与莱茵金属的意大利子公司RWMItalia合作制造。“英雄”120巡飞弹可以为美军提供情报监视和侦察(ISR)与精确间接火力打击的双重能力,具有先进的作战性能和独特的技术特点。

模块设计,一体集成“英雄”120巡飞弹采用了气动一体化总体设计技术:综合考虑空气动力学和隐身需求,优化了弹体外形结构和功能模块的匹配,以独特的空气动力学结构,同时实现了出色的稳定性和机动性。该巡飞弹的气动部件如弹翼、尾翼的结构、形状及控制方式,都非常适合巡飞弹的作战需求:4片弹翼和4片尾翼舵面平时都是折叠在弹内,便于弹体储运;在发射段弹道中,流线型弹体有利于高速飞行以便快速到达巡航高点。而开启巡航段弹道时,弹出后的平直固定弹翼和X形尾翼舵面展弦比较大而诱导阻力小,提高了巡飞弹的升阻比,有利于延长执行巡航任务的时间。

“英雄”120巡飞弹的侦察载荷,包括光电/红外(EO/IR)导引头载荷,以及带有三轴万向节的热成像夜视相机,可以昼夜间执行任务。其战斗部组件,则具有近炸引信、触发引信和延时引信三模激活方式。其精确制导能力结合多模战斗部,保证了打击效果,也可有效减小附带损伤。

值得注意的是,“英雄”120巡飞弹的制导控制、动力、有效载荷等各功能组件,均采用了小型化、模块化的设计思路。这样,不但各组件的尺寸和重量与弹体外形和气动需求相适应,而且还能够根据不同的任务需求,比如侦察或打击,硬摧毁或电子干扰等不同的任务侧重,进行灵活组合和改装,以增强多任务场景的适应性,提高整体作战效能。

该巡飞弹还具有很高的战斗部载荷比。察打无人机的任务载荷比,即机载光电/通信设备和弹药等任务载荷的最大重量/无人机最大起飞重量,一般在0.2~0.4左右,其中纯粹能够用于战斗部的质量占比就更加有限。而巡飞弹由于是机弹一体化设计,任务载荷比有的甚至可以超过50%,而战斗部或弹药载荷的占比也随之大幅度提高。比如“英雄”120巡飞弹,其战斗部重量就达到4.5千克,超过全系统重量14.5千克的31%,在维持较小体型和重量的前提下,最大限度提高了其打击力度和摧毁能力。

管式弹药,适装性好“英雄”120巡飞弹可以由标准化火炮如81毫米迫击炮的通用发射管发射。这样,在发射初期,可以利用高速弹道飞行,尽快进入巡航区域,缩短被敌方发现和拦截的时间窗口,提高了突防能力,同时也有利于打击时间敏感目标。在进入目标区后,巡飞弹可以适时降低高度,并从高速弹道飞行模式改为低速巡航模式。“英雄”120还可以用多管发射器/发射箱,或轨道发射器进行连续发射,实现短时间内快速发射大量弹药,增强火力密度。发射人员和平台在集火射击后,还可以及时撤离,提高了战场安全性。

标准通用管式发射能力让“英雄”120具有了良好的发射平台兼容性,能够很方便地安装在美军多种中型以上战术平台载具上,实现巡飞弹从陆地车辆、舰艇或空中平台发射。美国海军陆战队的标准载具中,如8×8LAV-25轮式装甲车、远距离无人车的LAV-M迫击炮,都可以适装“英雄”120巡飞弹。2019年,美国陆军和海军陆战队大量装备的4×4联合轻型战术装甲车的制造商Oshkosh公司,还推出了基于该车辆的“英雄”120六管发射器概念设计。

在具备高度适装性的同时,“英雄”120还易于与现有的海军指挥与控制C2以及目标获取系统进行集成。同时,这种集成也不会干扰原作战平台的电气系统。最后,采用管式发射简单便利,节约了很多无人机发射所需要的独立发射装备、特殊场地或培训专业发射人员的额外资源和成本。总之,“英雄”120管式发射能力的优点在适装性、隐蔽性和运行成本等多方面都有良好的体现。

轻量小巧,快速射击根据Uvision公司的数据,“英雄”120巡飞弹全重14.5千克,最大巡航范围超过60千米,最长飞行时间60分钟。该巡飞弹系统非常轻巧便携,全系统可由单兵背负,快速方便地进入战斗中心地带。其操作简单,且无需复杂准备的预设地形,能在不到2分钟的时间内做好发射前准备,从建筑物窗户、皮卡车辆,或直接从地面发射,大大提高了与时间敏感目标的交战效率。

全面隐身,静默杀手从发射环节来看,“英雄”120的气动发射系统具有低热和低声学特征,在发射时可以实现相当程度的静音操作,从而使发射团队可以在安全、隐蔽的位置发起静默攻击,以较大的操作安全性提高战场生存能力。在中空巡航期间,由于“英雄”120巡飞弹具备小口径弹药外形,本身雷达截面积很小,保证了至关重要的射频隐身性能。而当巡飞弹在敌前近距离侦察时,声频隐身的需求愈发突出。对此,“英雄”120采用了电动机驱动单螺旋桨的方式提供动力,与一般采用小型燃烧室、小直径压气机和高转速轴承的涡喷发动机的大型巡飞弹相比,噪声水平至少低一个数量级,基本满足了了声频隐身的需求。

总之,在整体作战过程中,“英雄”120巡飞弹具有“四低”即低噪音、低热信号、低视觉和低雷达特征,如Uvision官宣的那样,成为了一种“无声、无形和意想不到的攻击者”。

电子作战,攻防兼备“英雄”120巡飞弹在电子战方面可以说是攻防兼备。在攻击方面,该巡飞弹可以携带具有网络渗透能力的电子载荷,对敌方通信系统进行深度干扰。2021年美国空军就披露了一种可以集成GBU-39/B小直径炸弹上的反辐射射频导引头,具备对敌方射频发射装置如GPS干扰源进行寻的的功能。如果“英雄”120安装了类似的小型反辐射射频导引头,就可以发现和锁定敌方GPS干扰源或其他有源发射装置,引导硬摧毁型的伙伴巡飞弹,或召唤其他火力对敌方电子战系统进行硬打击。在防守方面,“英雄”120巡飞弹可以在全球定位系统GPS拒止和强烈通信干扰的复杂环境中持续巡航,继续执行其自身的各项任务。

伞降回收,多次利用国际市场上可参照的先进可复用巡飞弹,机体寿命可维持20次飞行任务,或储存10年,而“英雄”120巡飞弹也具有类似功能。在完成侦察任务、无需攻击地面目标,或电量即将耗尽时,“英雄”120巡飞弹可以自主返回指定的回收地点,使用降落伞自行降落,便于回收、充电和再利用。这比一次性的导弹武器具有更高的费效比,也减轻了物流运输的压力。

系列产品,选择灵活根据Uvision官方介绍,“英雄”巡飞弹系统已经发展成为一个系列化产品,目前包括“英雄”30、“英雄”90、“英雄”120、“英雄”400、“英雄”900和“英雄”1250等六种巡飞弹系统。从重3.9千克、巡航范围15千米的“英雄”30系统,到重155千克、巡航范围290千米“英雄”1250系统,为客户提供了灵活多样的选择方案。在巡飞弹的动力方面,“英雄”30到“英雄”400等重量尺寸偏小的巡飞弹,由电动机提供动力;而“英雄”900和“英雄”1250版本的大中型巡飞弹,则由汽油燃料推进系统提供动力。

“英雄”120巡飞弹的作战和控制方式

“英雄”120巡飞弹可以在城市和人口密集区以及开阔地带作战,精准有效地打击步兵、轻型车辆、坦克、坚固阵地如混凝土防御工事、防空系统和高价值设施,还能打击船只等水面目标。“英雄”120在作战控制模式上,大致分为独立作战和人在回路两类模式。

独立作战模式独立作战模式是指,“英雄”120在发射后,巡飞弹完全自主地搜索、识别、跟踪和打击目标。如此,使用该巡飞弹的前线部队,特别是在形势恶劣且变化多端的战场环境中的野战战术部队,以及小型轻装备的独立部队和特种部队,在面对时敏性较高且处于中程距离的敌方装甲系统目标时,就不必从其他单位收集情报,或召唤后方火力支援,而是通过“英雄”120独立的情报、监视和侦察以及快速中远程火力,直接打击并消除战场威胁。而且,这种侦察和打击能力还让部队与实际目标区域保持了相当的距离,从而提高了侦察和攻击的安全性。

人在回路模式人在回路模式是指,系统允许操作员通过巡飞弹的弹载侦察载荷获得前方图像,并在整个任务过程中向巡飞弹其发出各种指令,包括修正航向、选择打击目标、发起打击行动和中止打击等。显然,这种作战模式需要弹载数据链通信技术的支持。“英雄”120弹载通信模块使用了先进的数字中继技术、数据链终端技术、链路网络协议技术和链路安全技术。系统在视距双向数据链模式时,巡飞弹的最大射程略低于25英里(约40千米),可以让操作员获取巡飞弹头部万向节调节的光电和红外摄像机获取的目标和周围区域的实时图像数据,并随时进行人为的控制和调整。

“英雄”120系统的操作员干预模式非常完善:可以在最后一刻中止打击,适时再次与目标交战;可以让系统自动进入巡飞模式,重新选择新的目标;也可以由操作员分配巡飞弹其他打击目标;或完全终止任务返回——这种多样化选择方式,既提高了任务执行的灵活性,也为防止误打击,或避免附带损害较大的打击,提供了额外的安全边界。

值得注意的是,“英雄”120提供的人在回路模式还可以进一步细分为两种,即后方人在回路和前沿人在回路模式。

后方人在回路模式,是指“英雄”120巡飞弹可以由后方中央指挥所的巡飞弹操作员,使用通信数据链路终端和手持火控单元完成遥控操作。如选择攻击方向、角度和时间,并最终发起对目标的精确打击等。而前沿人在回路模式,是指将“英雄”120控制权,从后方操作员转移到到前沿部署部队的单兵手中——这对于更加贴近前沿目标、需要不时快速发起打击的战斗场景,具有非常实用的价值。

需要说明的是,在上述视距双向数据链之外,“英雄”120还具备超视距数据链路的通信能力,但目前尚未发现Uvision官方发布其超视距数据链路传输实时性和通信距离的相关参数。人在回路模式使用超视距数据链路,在纯粹的ISR任务中使用的影响不大;但考虑到超视距链路的中继更加复杂,一般会带来时延的增加,能否在时间敏感型任务中将其用于人在回路模式,还需要后续更多信息才能做出相关的判断。

空中和海上发射能力“英雄”120巡飞弹除了执行陆地任务外,也能够从海上和空中平台发射,并进行飞行巡弋、侦察监视和后续作战任务。

在空面作战方面,“英雄”120系统的开放式架构,让其很容易集成到航空电子设备套件中,让飞行机组人员操控弹药。此时飞行员和载机可以在较高空域飞行,而巡飞弹可以在较低高度——比如低于云层甚至在近地飞行高度巡航。这样的弹-机分离,让空中平台的操作更加安全。最后,“英雄”120的飞行和制导控制权,可以方便地从战机转移到地面部队。

在对海和对岸攻击方面,海上版的“英雄”120设计用于支持海上作业,具有足够的防水性和耐腐蚀性,可保护内部组件免受水汽和盐雾的影响。同时,“英雄”120具有适合在海上与目标交战的专用有效载荷,包括反舰弹头、海上交战传感器等,可以打击从登陆艇到可能携带爆炸物的无人艇等较小的海上目标。对于更大规模尺寸的舰艇,虽然“英雄”120仅4.5千克的战斗部较小,但仍然可能通过摧毁或干扰舰载雷达、通信天线等关键电子系统,来达到使其失能或部分失能的作战效果。在对岸攻击中,“英雄”120能够定位、跟踪和打击位于海岸建筑物、障碍物后部和掩体中等不在直线视野范围内的目标。这大大增强了传统近海巡逻舰的作战范围。

“英雄”系列巡飞弹装备情况

凭借先进的技术和高超的性能,“英雄”120巡飞弹以及“英雄”巡飞弹家族中的其他产品,近几年来已经陆续打入了美国和欧洲北约部队的武器市场。

美国海军陆战队美国海军陆战队一直期望能够为其远程无人水面艇配备具有侦察和远程精确打击双重能力的巡飞弹药,打击敌方的海上和陆地目标。

2019年1月,美国海军陆战队系统司令部发布了有关“有机精确火力-安装”项目(OPF-M)的信息请求,即需要一种能够进行情报、监视和侦察任务,攻击5海里(约9.3千米)至54海里(约100千米)之间目标的巡飞弹。根据时任项目经理团队负责人杰夫·内贝尔介绍,该项目需求旨在“增强轻型装甲侦察营的间接火力能力”。

2021年6月21日,UVision公司宣布,其“英雄”120巡飞弹入选了美国海军陆战队OPF-M项目计划。UVsion公司在美国的子公司,通过其商业合作伙伴即总部位于马里兰州的美国Mistral公司,签署了海军陆战队专用版“英雄”120的生产合同。UVision的首席执行官、以色列退役国防军少将阿维·米兹拉奇称,“这份合同证明了,客户对我方(巡飞弹)系统令人印象深刻的技术性能充满信心”。

2022年10~11月和2023年4~5月,美国海军陆战队对无人艇载“英雄”120系统分别进行了成功测试。美国海军陆战队因此期望,在2024~2027财年之间,能够完成“英雄”120巡飞弹在远程无人艇上的实际作战部署。美国海军陆战队还考虑,将“英雄”120集成到装备81毫米迫击炮的八轮两栖部队的装甲输送车上。该81毫米迫击炮发射普通弹药时,只能在2.4~3海里(约4.4~5.6千米)范围内提供间接支援火力。而使用“英雄”120时的射程增长为约40千米,大大拓展了海军陆战队轻步兵的攻击和防卫能力范围。

美国陆军特种部队2021年6月,在关于美国海军陆战队OPF-M计划的新闻发布中,Mistral公司就提到,除了为美国海军陆战队提供巡飞弹之外,Misral公司和Uvision还在为美国特种作战部队开发另一个版本的“英雄”120,称为“英雄”120SF。2021年11月,Mistral公司和UVision公司在美国国防部非正规战争技术支持局的督导下,完成了美国特种作战部队版“英雄”120SF的测试。2023年6月12日,UVision公司发布消息称,一架贝尔412EP直升机在5月份的美国陆军实验演示门户活动演习期间,发射了一枚18千克的UVision“英雄”120游荡弹药。在测试中,还展示了在机载驾驶员和地面操作员之间,转移“英雄”120SF巡飞弹战术控制权的能力。最后,操作员在距离直升机30千米的范围内控制巡飞弹,并在飞行约50千米后发起并摧毁了地面目标。

欧洲北约部队2021年10月,UVision与莱茵金属公司签署合作协议,为欧洲市场提供端到端的巡飞弹药解决方案。2022年6月,莱茵金属公司在巴黎举行的展览会上,推出了MissionMasterXT火力支援模块,该模块配备了“英雄”120巡飞弹药系统。2022年7月,莱茵金属公司和UVision公司收到了第一份向欧洲的北约军队提供“英雄”巡飞弹药的订单,即在2023年交付“英雄”30巡飞弹战斗和训练弹药、模拟器和训练,以及相关的物流设备和支持。

结语

Uvison公司的“英雄”120及其系列化巡飞弹产品,通过察打一体的弹药化设计,提供了美军“与先进ISR集成的即时可获得高精度远程火力”,使得前沿单兵在不依赖其他部门、兵种和其他专业设备的前提下,独立获得纵深达15~290千米的昼夜侦察、电子干扰和打击摧毁能力,这种能力过去只能通过美军多个单位和多个层次之间的复杂协作才能实现。而现在这种令人惊叹的力量不仅唾手可得,而且效率大大提高而成本显著降低。我们可以想见,在未来的军事科技发展过程中,巡飞弹系统的发展和应用,一定能够为现代战场作战模式带来更多的突破性创新。


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