滑翔炸弹是精密制导的巡航武器中的一种,是在普通航空低阻炸弹上加装折叠弹翼组件和制导控制装置,从而将普通炸弹改造为具有防区外精确打击能力的
精确制导武器。
滑翔炸弹最早是在
第一次世界大战就被提出,
第二次世界大战期间,
德国研制出第一款滑翔炸弹“弗里茨”一X,并取得实战胜利。滑翔炸弹主要由导引头、前弹体、制导尾舱及
折叠翼组件组成。它的巡航范围取决于装载它的飞机在发射时的高度和速度,一般可以达到15~40
海里。
滑翔炸弹具有结构简单、价格便宜、使用方便等特点,具有射程远、精度高、作战效费比高的优势。飞行过程中没有噪音,隐蔽性强。滑翔炸弹毁伤威力巨大,可利用滑翔弹翼在空中远距离滑行,而不会像其他常规自由落体炸弹一样直接坠落到地面,可大幅提升炸弹的射程。这就使得投放载机可以离目标更远,有效提高载机的安全性。滑翔炸弹还能在较长时间内保持低空飞行,令敌方雷达系统很难探测到其来袭路径。滑翔炸弹作为一种新的智能型的武器,攻击性却很强,在未来的战争中能发挥出其巨大的作用。
发展历程
研制背景
滑翔炸弹最早是在
第一次世界大战就被提出,1943年9月9日(第二次世界大战期间),当时由纳粹统治的德国为了打击向投靠同盟国的意大利海军舰队,在PCI400穿甲高爆航空炸弹的基础上,通过加装弹翼和制导系统,率先研制出世界上第一款滑翔炸弹“弗里茨”一X,并由“道尼尔”Do.217轰炸机投掷。该弹击沉了意大利海军“罗马”号战列舰,这也是制导炸弹在
海战中的第一个重大战果。
研制历程
世界上第一款真正意义上的滑翔
制导炸弹HS一293也是由德国研发,该炸弹采用与“弗里茨”一X相同的无线电制导方式,通过增加平直弹翼和火箭助推器,最大射程提升至18千米,
战斗部重500
千克。
第二次世界大战期间,HS一293累计击沉总吨位共计40万吨的舰艇。
早期的制导炸弹存在可靠性低,易受干扰等缺点,二战结束后其发展并没有受到重视,直到
美国“
宝石路”
激光制导炸弹在
越南战争中一战成名。由于
激光制导距离受限,激光制导炸弹基本没有发展出滑翔制导炸弹。真正让滑翔
制导炸弹迎来大发展的是卫星导航,这种不受距离限制的制导方式再结合
惯性导航,能够让滑翔炸弹飞行上百千米也能保持很高的精度。最早采用卫星制导的滑翔炸弹是
美国的“联台直接攻击弹药”,通过为普通
航空炸弹加装名为“钻石背”的滑翔增程组件,在获得远距离的航程外还可折叠安装至内埋弹舱。美国滑翔制导炸弹的出现掀起了一阵滑翔制导炸弹的发展潮流,各国纷纷效仿,如雨后春笋般出现,在这种背景下,
俄罗斯也开始发展滑翔制导炸弹,而“格洛纳斯”(俄罗斯卫星导航系统)系统则为发展这种炸弹提供了物质基础, 发展滑翔卫星制导炸弹最主要是解决卫星导航的问题。
生产历程
2006年,
中国航空工业第一集团公司在本届
中国国际航空航天博览会上展出
雷石6滑翔式制导炸弹滑翔炸弹,“雷石”-6型GPS
制导炸弹采用加装滑翔翼后提高了最大射程,滑翔翼可以进行折叠,采用了钢心弹头。此炸弹利用北斗导航系统,可做到无动力飞行65公里以上的射程,精度为10米范围内,性能上完全可以媲美
美国的AGM-154“杰索伍”。
中国自行研发的“雷石-6”制导滑翔炸弹,是在传统500公斤级
航空炸弹基础上改进而成的制导炸弹,在原炸弹弹体上部加装了一对可向后收拢的弹翼。在炸弹投放离机后,
雷石6滑翔式制导炸弹制导滑翔炸弹弹翼套件将会自动展开,炸弹会由于
升力面积的增加而获得较好的气动性能,进而大幅度增加投射距离。在原炸弹尾部,加装了X型配置的控制舵面,通过接收卫星导航信号来操纵炸弹向目标准确地滑翔。国产雷石6系列
制导炸弹有三款,分别为50公斤、100公斤小型制导炸弹与250公斤级别滑翔制导炸弹。两款小型炸弹可以用于无人机。
截至2017年中国有四大系列卫星
制导武器,分别是中航工业的国产雷石-6卫星制导炸弹、
中国航天科技集团的飞腾系列卫星制导炸弹、兵器工业集团的天罡GB系列卫星制导炸弹、
中国兵器装备集团有限公司的云雷CS/BBM系列卫星制导炸弹。这四大系列弹药又分别有不同口径和型号,除了1000公斤和500公斤级之外,还发展了250公斤级、100公斤级和50公斤级,这样就可以对付不同的目标。这些
精确制导炸弹分为基础型、增程型和远程型,构成了空地远程精确打击体系,最大打击距离超过百公里以上。
海湾战争期间,因恶劣气象的干扰,美国的宝石路激光制导炸弹性能不足,无法较好完成任务。为解决问题,美国着手研发利用GPS引导的全天候、自动寻的炸弹,最终于1997年研制出第一枚JDAM精准制导系统(英语:Joint Direct Attack Munition,简称JDAM),并于1999年的
科索沃战争中首次应用于实战。1999年3月24日晚,两架B-2A各携带16颗JDAM炸弹,从12200米高空同时投放所有JDAM炸弹,准确命中各预定目标。在之后的78持续空袭期间,JDAM炸弹几乎参与了所有的空袭任务,发挥重要作用。
AGM-154C1为美国JSOW系列现役最新改进型,其采用“GPS卫星导航+惯性导航+末端红外”复合制导方式,最大射程130公里,命中精度可达1.3米内,可搭载483千克侵彻高爆
战斗部,新增了一个双向链路“16号数据链”系统,增强了该型弹药攻击海上移动目标(战舰),以及“时间敏感性”目标的能力。AGM-154C1型已于2017年11月交付美海军,并具备实战能力。
2020年2月,由
雷神公司研发、生产的GBU-53/B“风暴破坏者”滑翔制导弹药,是第二代
小直径炸弹(SDB II),是
美国空军装备的精确制导滑翔炸弹。导引头在三种模式下工作,使操作灵活性最大化:
毫米波雷达制导可以在多种天气条件下精确探测和跟踪目标,红外成像模式增能强目标识别能力,半主动
激光制导使武器能够根据空中或地面
激光指示器引导来打击固定和移动目标。GBU-53/B滑翔飞行射程高达72.4公里,这极大地减少了飞行员暴露在危险环境中的时间。它的体积很小,携带同样数量所需的飞机数量更少,大大提高了飞机利用率。2018年4月,
雷神公司完成了“风暴破坏者”在F-15E“攻击鹰”战斗机上开发和集成。目前雷神公司、
美国海军和
美国空军已经开始在
F-35战斗机、F/A-18E/F和
F-16战斗机上进行“风暴破坏者”的集成测试工作。
由于“格罗纳斯”卫星系统发展的滞后性,俄罗斯滑翔
制导炸弹发展严重落后于
美国。直到2014年,
俄罗斯空军才采购了第一批OFAB一250滑翔炸弹,通过在FAB一250
航空炸弹上加装制导和滑翔弹翼组件,滑翔距离最远可到60千米。随后,
俄罗斯战术导弹集团开始加快滑翔炸弹的研制进度,先后推出了UPAB一250、UPAB一500和UPAB一1500三个型号,以及UPAB一50S小型无人机用滑翔炸弹。俄罗斯技术动力控股公司也正在研发“
钻孔机”PBK一500U滑翔炸弹。其中UPAB一500、UPAB一1500和UPAB一50三个型号陆续精彩亮相
乌克兰战场,取得不菲战绩。
基本设计
滑翔炸弹主要由导引头、前弹体、制导尾舱及折叠翼组件组成。导引头为红外成像导引头;前弹体由
引信和航空低阻炸弹
战斗部组成;制导尾舱由飞控组件、卫星定位组件、电源、舵机、壳体等组成;折叠翼组件由翼面、展开机构、锁制机构、动力装置、壳体、绑带和吊耳等组成,折叠翼组件在挂飞时纵向折叠,以提高挂机适应性,投放后自动打开,为滑翔炸弹提供足够的升阻比,提高滑翔炸弹的滑翔距离。
以OFAB-250炸弹为例,该弹由四大部分组成,即弹体、导引头组件、滑翔组件和制导尾翼。它的弹体就是普通的FAB-250航空炸弹。制导组件安装在弹体头部,可选用红外制导或激光制导。弹体中部的部件为滑翔组件,包括机翼释放机构和一对矩形折叠弹翼,弹翼平时向后收拢。作战时,炸弹脱离载机挂架一定时间,机翼释放机构通过弹簧装置将两片弹翼向外展开并且锁定。弹翼全部展后,
翼展约3米,使炸弹获得不错的气动特性。理论上,飞机投弹的高度越高,OFAB-250炸弹的飞行距离就越远。如果在9000米高度投放OFAB-250炸弹,它的最大滑翔距离可达60千米,命中误差不超过20米。
工作原理
滑翔炸弹是在普通航空低阻炸弹上加装折叠弹翼组件和制导控制装置,从而将普通炸弹改造为具有防区外精确打击能力的
精确制导武器。
滑翔炸弹是精密制导的巡航武器中的一种,它的巡航范围取决于装载它的飞机在发射时的高度和速度,一般可以达到15~40
海里。这是一种全球可定位/惯性系统制导、由一套坐标系统自动寻的新型
智能武器。
性能特点
滑翔炸弹可以从轰炸目标的任何相关航向发射,甚至可以在飞机飞离目标时发射,只要发射时处在预定的发射区内,命中率就相当高,因为预先设定的参数可以指引滑翔炸弹按所设定的停留点和高度直飞、转弯和穿越山谷,目标的具体方向、坐标,则通过飞行员坐舱的
计算机键盘,在炸弹投出以前传输给炸弹。
滑翔炸弹保持了普通炸弹结构简单、价格便宜、使用方便等特点,又具有射程远、精度高、作战效费比高的优势。与
导弹相比,滑翔炸弹不携带昂贵的
发动机,因此成本低,而且飞行过程中没有噪音,隐蔽性强。滑翔炸弹往往以普通炸弹为基础改造而来,因此装药占比远高于导弹,如果再加上贯顶攻击,毁伤威力巨大。与普通
制导炸弹相比,滑翔炸弹可利用滑翔弹翼在空中远距离滑行,而不会像其他常规自由落体炸弹一样直接坠落到地面,可大幅提升炸弹的射程。这就使得投放载机可以离目标更远,有效提高载机的安全性。滑翔炸弹还能在较长时间内保持低空飞行,令敌方雷达系统很难探测到其来袭路径。
作战运用
滑翔弹的作战使用分为任务规划、武器准备、初始化和自检、传递对准、投放和自主飞阶段。
任务规划:滑翔炸弹的任务规划由战术自动任务规划系统完成。战术自动任务规划系统作为一个批量数据档案,向存储单元上载任务数据,之后地勤人员将存储单元手动插入战机上的接口单元。当电源接通,任务数据自动传到火控机和滑翔炸弹上。任务数据包括目标经度、纬度、高度、期望弹着角和目标图像模板等。
滑翔炸弹的准备包括:滑翔炸弹组装、滑翔炸弹测试、滑翔炸弹挂装等。
初始化和自检:在飞机加电之后,飞机开始询问机上挂载了哪些武器,武器回应这种询问,并产生滑翔炸弹的型号识别符。武器进行自检,确认有没有哪些子系统出现故障或者性能下降,然后将结果报告给飞机。然后滑翔炸弹接收并存储来自飞机的GPS数据和任务数据。
传递对准:滑翔炸弹在投放之前接收来自飞机的定期传递对准报文。定期传递对准报文主要包括来自飞机的位置、速度和姿态数据,滑翔炸弹在投放之前利用它来对准弹上的惯导系统,以使它的惯导系统能够精确地与与
世界大地测量系统1984对准。滑翔炸弹对准好后会向飞机报告传递对准和惯导系统求解的精度。
投放:当滑翔炸弹被选中投放,飞机会显示包线提示,以保证有效的投放。当滑翔炸弹接到命令进行投放时,滑翔炸弹向飞机报告最终状态,飞机向滑翔炸弹传送最后一次传递对准更新信息。滑翔炸弹挂架激活弹上电池,并将滑翔炸弹弹射离机。
自主飞:滑翔炸弹离机后,在一定时间内保持舵面在零位,以保证机弹分离安全;然后,滑翔炸弹稳定姿态,为
折叠翼开展做好准备;延时一定时间后,折叠翼打开,滑翔炸弹进行滑翔飞行;在满足一定弹目相对条件后,滑翔炸弹调整姿态,保证目标能够落入导引头视场内;导引头开机,采用模板匹配或特征识别的方法截获目标;导引头截获目标后,输出导引信号,引导滑翔炸弹攻击目标。
服役情况
采用国家
装备滑翔炸弹的国家有中国、
美国、
俄罗斯、
巴基斯坦等国家。
实战运用
中华人民共和国自行研发的“雷石-6”制导滑翔炸弹,主要用于防空区外打击防空阵地、机场,码头、桥梁、车站、物资集散地和指挥中心等固定目标。其采用模块化设计的组件,可以迅速与普通
航空炸弹结合。在传统500公斤级航空炸弹基础上改进而成的
制导炸弹,在弹体上部安装了一对可向后折叠的弹翼,弹翼全部展开约宽2.5米。在弹体尾部,加装了X型配置的控制舵面,通过接收卫星导航信号来操纵炸弹向目标准确地滑翔。根据投射高度的不同,其作战距离可达到40到60公里。不仅可以由战斗机和
歼击轰炸机携带,还可以在传统的中型轰炸机上使用。
F/A-18C飞机发射试验
美国的一架F/A-18C飞机,在9000多m高空进行了一次低速发射试验,充分展示了这种炸弹的飞行特征。这枚长4m的无动力炸弹发射后,立即从飞机外侧滑下约30m,大约在1.58后展开小翼,然后启动一个由动力支配的轰炸目标区。炸弹的小翼被锁定在25度拂掠角,从而使它的
翼展达到2.7m。炸弹尾部安装的控制
尾翼,能够使得这种
空气动力学效果极佳的炸弹按预定的轨迹飞行。炸弹内部安装的定位系统/性系统,可指挥炸弹做两次拐弯和适当的爬升和下降,速度约为895km/h。滑翔炸弹在接近目标时,作一个简单的拉起动作,以大约30度角俯冲,从大约240m的高度把子炸弹投出。
JSOW滑翔炸弹
2013年5月18日,美国海军日前成功试射升级版的AGM-154“联合防区外武器”(JSOW——Joint Stand Off Weapon)滑翔炸弹,而这一武器旨在用于针对诸如与中国等国家的战争。
JSOW有三种类型,不同类型的JSOW重量从500
千克618公斤不等。如今由于需求不大,JSOW销量不高。购买该远程武器的买家意在确保本国飞机能够免遭敌方
防空系统的威胁(主要是
导弹)。在大多数情况下,“
联合制导攻击武器”(JDAM)比JSOW便宜的多(前者单价2.6万美元),效果却和后者同样好。但面对精良装备的“敌人”,诸如中国、
叙利亚、
伊朗和
朝鲜,JSOW会更有用,这就是为什么
美国军队如今仍在生产并研发出JSOW-ER的原因。
雷霆滑翔炸弹
2020年,俄国防部已决定,为国产攻击型无人机配备“雷霆”滑翔炸弹。“雷霆”9-A-7759高精度滑翔炸弹,具有折叠机翼,炸弹重量约为600公斤,长度约4米,直径约30厘米,最远航程为60到120千米,可使用
卫星高精度导航。
该型炸弹能够打击100千米以外的目标,由于打击精度高,有“狙击手”之称。雷霆滑翔炸弹由
俄罗斯战术导弹武器公司研发,采用模块化设计,共3种型号,每型重量均接近600
千克。其中,第一型为9-A-7759炸弹,采用折叠式飞翼,配备小型喷气式
发动机,射程120千米,其
爆破战斗部杀伤威力是
俄罗斯联邦武装力量装备的OFAB-250炸弹的一倍。第二型为9-A1-7759炸弹,射程不超过65千米,其
爆炸物重量接近480千克,爆炸威力超过一颗500千克常规杀伤
爆破弹的一半。第三型炸弹编号为9-A2-7759,目前正处于测试中,此型炸弹采用温压弹头,能更加有效地摧毁
防御工事和掩体。
Takbir炸弹
2019年,
巴基斯坦空军成功使用
枭龙战机试射了一枚巴基斯坦版本的可调翼面
精确制导炸弹,该炸弹被巴基斯坦称为Takbir,是中国LS-6炸弹的巴基斯坦版本。射程达到了40千米,在准确命中目标后还形成了一个直径达到50米左右的大坑。
未来发展
滑翔炸弹是一种新式的空对地炸弹,它在发射后与发射装置脱离、能自动滑翔和寻找目标。这种炸弹由美国海军和空军共同完成了基础研究,预计在今后的10年内将陆续投入使用。它可能装有一个小型的
喷气发动机或者火箭,也就将拥有更大的巡航范围。滑翔炸弹作为一种新的智能型的武器,价格低廉,攻击性却很强,在未来的战争中能发挥出其巨大的作用。