联合直接攻击弹药(英文:Joint Direct Attack Munition,缩写:JDAM,中文:杰达姆),是
美国军队的第四代制导炸弹。该弹药是为适应美国空军和海军发展要求而研制的,主要以MK-80系列常规炸弹为基础改装,加装
惯性制导(INS)和全球卫星定位系统(GPS)套件,从而使普通低阻航空炸弹变为空对地
精确制导武器。
JDAM在尾部安装了GPS+INS定位装置,能够在任何天气情况下精确命中目标,不受云、雾以及其他恶劣天气的限制。JDAM能从距离目标24公里的高度投下,并在GPS的矫正下精确落到目标之上,误差仅在13米之内,并达到95%的系统可靠性。JDAM一般以Mk-82 500磅、Mk-83 1000磅和
mk84 2000磅三种规格的常规炸弹改装,改装后分别编号为GBU-38、GBU-32和GBU-31。B-1、B-2、
B-52轰炸机、F/A-18、
F-16战斗机、
F-22战斗机飞机都可投掷。
海湾战争时,
美国军队意识到需要研制全天时、全天候、防区外发射、能够同时投射攻击多个目标的全新武器,JDAM应运而生。1992年,JDAM项目启动,由美海军和空军共同主导。1996年10月,JDAM通过了投掷试验。1998年6月JDAM正式装备
美国军队。仅在1998年至2016年期间,美国麦道/
波音公司就生产了超过300000套的JDAM制导组件。随着21世纪高新复合制导技术的涌现,JDAM
精确制导炸弹也实现了复合化制导的升级。如波音公司研制了激光制导JDAM和JDAM增程版,提高了精确度和最大射程。
发展历程
研制背景
海湾战争时,
美国军队为了能躲避地面炮火以及防空
导弹的袭击,战机的飞行高度需保持在4500米高度以上投弹,但这种高度投弹的
圆周率误差在60米左右,若需要提升打击精确度只能降低战机飞行高度,但飞机被击落的风险也增加了。在
卫星辅助制导方式出现之前,
空对地导弹主要采用电视制导和激光制导技术。两者都依赖于对目标有清晰的视线条件,当作战空域有低厚的云层或霾时,将不能执行对地攻击任务。另外,采用电视制导或激光制导弹药的导引头只能获得与目标之间的相对角度值,因此这两类弹药就难以采用更优化的飞行弹道,从而难以获得理论上更大的射程以及飞行末段的最佳着靶姿态。再者,激光
制导武器,如
宝石路系列的炸弹,也因造价高昂不具备普适性,只适用于打击高价值目标。
美国军队意识到现有武器精确制导能力不足,于是研制具备全天时、全天候、防区外发射、能够同时投射攻击多个目标的JDAM的想法随之应运而生。
研制历程
1992年,JDAM项目启动,由
美国海军和空军共同主导,因此称为联合直接攻击弹药。为了降低成本,美军以
美国MK-80系列常规炸弹为基础,通过加装使用惯性制导和全球卫星定位系统(GPS)的套件来制作JDAM。
1994年4月,
美国空军选定
麦道公司公司和
洛克希德·马丁公司开始竞争研制,然后从中选出获胜者(最后麦道胜出)进入工程研制,并开始小批量生产。首批JDAM平均单价1.8万美元,比计划4万美元少了大半。1995年7月美国海军首次在海军航空试验中心用F/A-18进行空投试验,1996年1月空军先后用B-1B和
F-16战斗机飞机进行空投试验。1996年10月,为了验证JDAM的环境适应能力,JDAM组装测评小组在4周的实验时间内,分别在不同的环境条件下,如云层遮蔽或雨雪障碍等,对JDAM进行了投掷试验。实验证明,22枚JDAM均达到了设计要求,平均精度为10.3米,优于设计要求的13米。
截至2004年,JDAM联合直接攻击弹药先后由
美国海军、空军的5种飞机,累计执行了250次以上的飞行投掷试验。美空军的所有战斗机和
轰炸机,包括B-1、
B-2轰炸机、
B-52轰炸机、F-15E、
F-16战斗机、
F-22战斗机、F-117以及海军的F/A-18等,均具备投掷JDAM联合直接攻击弹药的能力。其中,B-2轰炸机早在1997年7月便获得了JDAM的投送能力,B-52轰炸机也在随后的1998年12月获得了JDAM的作战认证。
生产历程
JDAM最初由
美国的
麦道公司研制和生产,但该公司于2008年并入
波音公司,之后就由波音公司负责生产。
1997年4月30日,美空军决定订购第一批数量为937枚的JDAM改装炸弹。1998年6月JDAM正式装备
美国军队。1999年4月2日,麦道公司获得了价值5千万美元的JDAM合同,计划生产2527枚JDAM改装套件,并于2001年1月交付。2000年4月,麦道公司再次获得价值为565万美元的JDAM订单,为8163枚JDAM改装套件生产销锁弹尾制动系统(Pin-Lock Tail Actuator System),该系统能为JDAM尾翼提供更为精确的控制方式。该订单已于2001年3月完成。
仅在1998年至2016年期间,美国麦道/
波音公司就生产了超过300000套的JDAM制导组件。2017年,平均每天生产超过130套的JDAM制导组件。
2021年9月,波音公司获得
美国军队海军价值3.446亿美元的改装合同,为海军的激光JDAM项目提供多达2.4万套精确激光制导装置。2023年1月,
美国空军还与波音公司签订了另一份价值4050万美元的合同,由波音公司提供JDAM翼部套件。2024年5月29日,美国空军又与波音公司签订价值近75亿美元的合同,用于制造更多套件,将传统炸弹转换为
制导武器JDAM。
基本设计
JDAM采用自主式的全球定位/
惯性导航复合制导,具有昼夜、全天候、防区外、投放后不用管、多目标攻击的能力。这是JDAM
制导炸弹区别于第三代
激光制导炸弹的显著特点。
外形
JDAM是在美国现役
航空炸弹上加装相应制导装置而成的,系统组成如下图1-1所示。在
战斗部中部加装侧板翼,上部加装背鳍用于安装吊耳和机弹间插座,战斗部尾部更换带有制导控制及舵机、舵面的尾舱。尾舱内前部安装捷联惯导+GPS组合系统、
弹载计算机等,尾舱后部安装尾翼、舵面和舵机。
制导
JDAM的GPS/INS制导控制尾部装置的外形和尺寸与所取代的普通炸弹的尾翼相同,使其可以适用于原来携带该航空炸弹的任何飞机。GPS/INS制导控制尾部装置由制导控制部件(GCU)、炸弹尾锥体整流罩、尾部舵机、尾部控制舵面等部件构成,如图1-2所示。
制导控制部件是JDAM
制导炸弹的核心,包括GPS接收机、惯胜测量部件(IMU)和任务
计算机三部分。为防止电磁干扰和起保护作用,各
集成电路装在圆锥体内,外部装有锥形保护罩。
GPS接收机
弹载GPS接收机采用2个天线,分别装在炸弹尾锥整流罩前端上部(侧向)和尾翼装置后面(后向),以便在炸弹离机后水平飞行段和下落飞行段时截获并持续跟踪载机上的GPS接收机所跟踪的相同4颗卫星,从而使载机所采用的相对GPS瞄准技术的精度不受影响。JDAM在投放离机飞行约20s内,可使其侧向GPS接收机天线保持向上姿态,以确保快速截获机载GPS接收机所跟踪的相同的4颗卫星。弹载GPS接收机接收并处理GPS
卫星信号,将其输给弹载任务
计算机,以便进行制导控制解算。
惯性测量部件(IMU)由2个
速率陀螺和3个加速度计以及相应的电子线路构成,用于测量飞行中
制导炸弹的位置、姿态和速度信息,并将其输给任务计算机,由其进行制导控制解算:弹载GPS接收机出现故障或被干扰、遮挡无法跟踪卫星时,炸弹在惯性制导单独引导下攻击预定目标。结构上,制导控制舱内的IMU与GPS接收机采用紧耦合的组合方式,适用于具有较大机动过载和立体弹道的高动态使用环境,以保证获得更高的制导命中精度,从而使载机具有多目标精确攻击能力。
任务计算机根据GPS接收机和
惯性测量部件(IMU)提供的炸弹位置、姿态和速度信息,完成全部制导和控制功能的解算,并输出相应信息,控制舵面偏转,引导炸弹飞向预定攻击的目标。
战斗部
根据战斗部的重量,目前
美国军队装备的JDAM炸弹可分为500磅级、1000磅级2000磅级三种类型,主要列装
美国空军、海军和海军军陆战队。这些不同型号的JDAM炸弹采用的制导组件的工作原理基本相同,但是受制导软件和与战斗部物理接口的不同,它们之间不能够互换。这些JDAM炸弹之间的显著差异是采用了不同型号的战斗部。
JDAM炸弹配用的战斗部可分为杀爆型和侵爆型两种。杀爆型战斗部包括Mk-82、Mk-83、
mk84、BLU-111、BLU-126/B 和BLU-129/B等。BLU-111型
战斗部与Mk82型战斗部相同,只是用PBXN-109炸药替换了CompositionH6炸药。与CompositionH6炸药相比,PBXN-109炸药更加钝感,适合于在
舰载机上使用。BLU-111A/B型战斗部装备于
美国海军,它是在BLU-111型战斗部外表面涂上热保护层,可延缓火焰对弹药的灼烧作用,以降低舰艇上所装载的弹药发生殉爆的风险。作为低易损性炸弹,BLU-126/B型战斗部是在BLU-111的基础上,采用惰性物质替换部分主装药,从而保证与BLU-111具有相同的弹道。BLU-129/B是在Mk82型
战斗部的基础上,壳体采用
复合材料制作,弹体爆炸后可以最大限度地减少碎片,从而降低附带毁伤。侵爆型战斗部包括BLU-110、BLU-109、BLU-119/B等,主要用于毁伤地面坚固目标,如钢筋混凝土机堡等。
机动性
JDAM弹体中部加装了稳定边条翼片,以增加弹体结构强度,改善炸弹飞行时的气动性能,满足炸弹多目标攻击时较大过载和立体弹道的要求。JDAM除可由作战飞机从低、中、高空实施水平轰炸外,还可实施俯冲和上仰轰炸,既可实施定轴轰炸,又可实施离轴轰炸;既可攻击单个目标的不同部位,又可同时攻击多个目标;既可攻击预先计划的固定目标,又可攻击飞行过程中发现的新目标。现有型号JDAM
制导炸弹在高空投弹时的最大射程为24km,改进型的最大射程将为64~96km,命中目标精度(CEP)设计值为13m。
性能指标
分类
根据
战斗部的重量,
美国军队装备的JDAM炸弹可分为500磅级、1000磅级、2000磅级三种类型,主要列装
美国空军、海军和
海军陆战队。这些不同型号的JDAM炸弹采用的制导组件的工作原理基本相同,但是受制导软件和与战斗部物理接口的不同,它们之间不能够互换。这些JDAM炸弹禅之间的显著差异是采用了不同型号的战斗部。
JDAM炸弹配用的战斗部可分为杀爆型和侵爆型两种。杀爆型战斗部包括Mk-82、Mk-83、
mk84、BLU-111、BLU-126/B 和BLU-129/B等。侵爆型
战斗部包括BLU-110、BLU-109、BL-119/B等,主要用于毁伤地面坚固目标,如钢筋混凝土机堡等。
使用流程
投弹前
在装有JDAM炸弹的作战飞机起飞前,作战任务计划和指令,包括投弹封包(ReleaseEnvelope)、目标坐标以及武器终端参数等细节均输入到了JDAM的任务
计算机中。机上电源供电后,武器控制系统便开始自动对各项作战程序进行初始化,完成惯性导航系统INS与机上
航空武器系统的校准。目标标定资料也是自动由母机下达给任务计算机的。当作战飞机飞抵规定的目标区上空投弹时,JDAM炸弹离架在下落过程中,固定于弹体上的气动弹翼(中段条板)不仅能使炸弹的操纵性得到强化,还能有效地增加炸弹的航程。
投弹后
JDAM被投掷离架后,炸弹上的INS/GPS制导系统立即开始工作,通过接收GPS
卫星信号,控制炸弹尾部的小型尾翼,调整炸弹落地前的飞行姿态,并对炸弹飞行过程中的飞行航迹进行精确的目标导引,使其在不受天气影响的条件下完成攻击任务。JDAM弹体上的导引控制系统能够以两种工作方式来提供精确导引:
(1)一种是由GPS辅助的INS方式,攻击精度CEP为13米;
(2)另一种是独立的INS导引方式,它是GPS在受到干扰或其他一些情况下,其数据信号无法向JDAM进行传输时的一种工作状态。如果JDAM投掷后无法接收到GPS信号,不论原因是GPS受到了干扰,还是其他因素,INS惯性导航系统都能为投掷后的JDAM提供必要的信息和数据支持,从而引导炸弹对目标实施精确打击。
由于JDAM的制导系统能提供上述两种精确的导引工作模式,因此,在对抗目前各种干扰GPS的手段方面,JDAM具有优良的性能,即便是在GPS受到强干扰的作战环境中,它也能较为准确地命中目标。
服役情况
采用国家或地区
美国国防部自1998年以来采购了超过37.1万套JDAM组件,并计划在2020~2024财年再采购7.5万套。JDAM还出口到26个国家和地区,包括
澳大利亚、
巴林、
丹麦、
芬兰、
以色列、
意大利、
日本、
科威特、
巴基斯坦、
沙特阿拉伯、
新加坡、
韩国、中国台湾地区、
土耳其、
阿拉伯联合酋长国。
2021年9月,
波音公司获得
美国军队海军价值3.446亿美元的改装合同,为海军的激光JDAM项目提供多达2.4万套精确激光制导装置。2023年1月,
美国空军还与波音公司签订了另一份价值4050万美元的合同,由波音公司提供JDAM翼部套件。2024年5月29日,美国空军又与波音公司签订价值近75亿美元的合同,用于制造更多套件,将传统炸弹转换为
制导武器JDAM。
实战运用
1999年5月7日午夜,以
美国为首的
北大西洋公约组织从美国本土的惠特曼空军基地起飞的B-2隐形轰炸机携带并投放5枚JDAM
精确制导炸弹(编号为
GBU-27/28激光制导侵彻炸弹29)轰炸中国驻
南斯拉夫联盟共和国大使馆,这是JDAM精确制导炸弹的首次实战应用。
1999年的联军作战行动中,
美国空军6架B-2A隐身轰炸机,各挂载16枚GBU-31,用于轰炸南斯拉夫
科索沃。其中90%的JDAM炸弹
圆周率误差都在12米之内,这些炸弹摧毁了近9成的设定目标。2001年底,美国对阿富汗塔里班政权恐怖组织进行大规模的军事打击,在这场战役所使用的弹药中,JDAM炸弹占了80%。
衍生型号
21世纪初,随着高新复合制导技术的涌现,
精确制导炸弹也实现了复合化制导的升级。
激光制导JDAM(LJDAM)
波音公司在标准的JDAM炸弹基础上增加了激光制导组件,研制出了Laser JDAM即LJDAM,该炸弹增加了对随机目标(包括移动和海上目标)的攻击能力,进一步实现打击的精确性。该类型应运而生的
GBU-27/28激光制导侵彻炸弹54(V)/B则是GBU-38(V)/B500磅级的激光变体,它是一种半主动激光制导方式的精确制导炸弹,由一个装有DSU-38/B激光制导目标探测装置的约GBU-38(V)/B炸弹组成。GBU-54已经通过由
美国空军、海军和
海军陆战队的实战验证,它可以打击固定目标或是移动目标,并减少附带的伤害。同时,一架
B-2轰炸机隐身战斗机可至多携带80颗该类型的炸弹。
JDAM增程版(JDAM-ER)
为了增大JDAM炸弹的射程,提高载机的战场生存能力,
波音公司针对JDAM还提出了增程版本(JDAM-ER),它可将最大射程增加至64km。增程型JDAM(JDAM-ER)如下图所示。为了增加射程,波音公司在JDAM弹体中段加装了由阿勒尼亚·马可尼(Alenia-Marconi)公司研制的"钻石背"(diamond back)套件。该套件可在投射后伸出两片长条形弹翼,它可以大幅增加炸弹的滑翔距离。增程版JDAM-ER炸弹还提升了GPS的精确度,配备了抗干扰的GPS天线,换装了数据链以及增大了
战斗部等。
总体评价
JDAM是一种制导套件,可将现有传统的空投炸弹转化为精确制导的"智能"弹药,可在多种形式飞机以及多种环境下实现精准打击,同时具备抗干扰、造价低、系统可靠性高的优势。JDAM炸弹是一种主流消除潜在威胁的空对地武器,广泛应用于
美国空军、美国国海军和其他超过26个国家的军队,该系列炸弹可谓是目前西方世界最重要的武器类型。