3 精确制导弹药发展趋势
提高精确打击能力,建立新的精确打击优势并运用全新的作战概念,需要基于生存能力更强和更加高效的精确制导弹药。因此为维持对敌方的精确打击优势,需要对现有的精确制导弹药进行功能升级,并开发新类型的精确制导弹药以适应未来的信息化作战的要求。此外,精确制导弹药对抗的体系化也是信息化战场的显著特征。客观全面地分析精确制导弹药发展对于军事设施带来的威胁,在此基础上科学评估、分析军事设施体系防护效能及生存能力,将为军事设施建设提供重要依据。
3.1 增强精确制导弹药效能
为了能开发出对深埋和加固防护的军事设施进行有效功能摧毁的弹药种类,纳米科技的优势是不能忽视的。目前纳米科技的突破主要集中在一个特殊的相关领域,涵盖材料、传感器和能量学。能量的增强和材料性能的提高将显著加强弹药侵彻能力和温压效应。
劳斯阿拉莫斯国家实验室( Los Alamos National Laboratory, LANL )在增加弹药侵彻效应、有效载荷生存率和杀伤力的纳米材料科技发展中取得了实质性的进步,投入了巨大的力量对碳基纳米技术的强度进行数值模拟和实验,建立其力学侵彻和有效载荷能力的模型,并用数值方法来确定该技术的适用性。图 3所示的模型表明侵彻深度和冲击速度的函数是指数增加的,为了得到更深的侵彻深度需要实现更高的冲击速度临界值,因此需要研发能经受得住更高冲击速度的材料。LANL研究了各种可以承受高超声速侵彻导致的动态冲击力的材料,随着金刚石-SiC纳米复合材料的发展,LANL已研究得到提高断裂韧性的同时保持超硬的技术。他们的研究结果表明,超硬陶瓷比金属合金尖端更适用于高超声速侵彻(马赫数大于5),装备这一类材料制造的战斗部的精确制导弹药将具备对重要军事设施更强的侵彻能力。
图3 新型铝冲击速度和侵彻深度的函数关系
3.2 提高打击加固或深埋目标的能力
为满足美军开发动能武器任务的需求,空军军械中心针对HDBT的武器发展路线,将重点利用新兴技术,在2030年前产生新的打击HDBT的动能武器,最终目标是能使传统的炸药达到使用“核”材料武器的威力,并且比那些利用全球定位系统的弹药更精确。对于近中期(未来10年),路线强调继续发展和装备BLU-109/113、BLU-121B、BLU-122、MOP和下一代加固目标打击弹药;对于远期(2031年后),路线指定开发一种“高速侵彻弹”。这种武器的研发会包括三个阶段:初始的高速侵彻武器,随后的全球打击侵彻武器,最终发展成HDBT功能摧毁武器。
如图 4所示的是美国空军研究实验室正在开发的一种900kg级火箭增强型高速侵彻武器,其能够产生2268kg级重力炸弹的侵彻威力,而且设计目标还包括适应F-35内置弹舱携带要求。它可以通过提高冲击速度(760m/s),侵彻利用高强度混凝土(小于103Mpa)进行防护的HDBT,并可以在GPS弱化的环境中使用。
图4高速侵彻武器的概念
空军研究实验室还计划研制“全球打击侵彻武器”,其战斗部飞行速度高达1216m/s,可以摧毁抗压大于103Mpa的HDBT目标。未来潜射全球打击导弹、先进超高音速武器、双锥/常规打击导弹或者远程超高音速武器都可以携带这种加强型侵彻战斗部。
3.3 增加精确制导弹药远程打击能力
当前世界主要军事强国都已经具备“侦察-打击复合体”能力,可以对敌人的海军部队、空军基地和港口设施实施超视距精确打击。两支都装备精确制导弹药和具备精确防御能力军事力量之间的对抗可以被称为“齐射对抗”。
精确打击行动齐射规模从根本上取决于其弹药发射的射程。目前精确打击主要以空袭为主,空军基地或航空母舰靠近目标地区将提高战斗机出击架次和出动率,从而增加齐射规模。以美军为例,当其将潜在对手设定为俄罗斯时,对手已经建成先进反舰、防空和导弹防御系统,俄罗斯军队已经开发并装备了S-300系列衍生型号构成的导弹家族,其中包括能够在200km的射程范围内拦截飞机和巡航导弹的S-300 PMU-2,最新的S-400系统的射程更是达到了400km。目前美军的精确制导弹药主要以直接攻击型为主(如图 2所示),其射程不超过100km,因此从过于临近对手的基地或航空母舰起飞的飞机,将容易遭到敌防空和导弹系统的打击,从而抑制美军精确打击效率。
防空和导弹防御系统等反制手段的发展,使得精确制导弹药的未来需要突出强调远程打击能力。为保持精确突击能力,军事行动应该从目前的直接攻击为主,转变为倾向于从位于巡航导弹和弹道导弹威胁射程以外的地区或海域发动大部分攻击任务。当前世界主要军事强国对精确制导弹药改进的重要措施是提高武器库中现有导弹型号的射程,使精确制导炸弹、联合直接攻击弹药等精确制导弹药具备防区外打击能力,同时还需要开发新型防区外攻击弹药。
3.4 提高精确制导弹药飞行速度
增加精确制导弹药发射后飞行速度也将提高突破敌防御和打击时间敏感目标的能力,高超声速打击武器面对现有最好的防空系统仍具有很强的突防和生存能力。当敌人防御系统发现高超声速武器以超过6000 km/h速度打击200km外的目标时,几乎已经没有时间在2min之内形成可靠的追踪并发射足够数量的拦截导弹。使用高超声速武器打击敌防空和导弹防御系统也能提高其他精确制导弹药命中率,降低突防飞机面临的防空威胁。
随着目前航空推进、精确制导、弹头设计、耐烧蚀材料制备等关键技术的日益成熟,超高速飞行器逐渐由概念验证向演示验证迈进,并不断取得突破性进展。机载高超声速巡航导弹(HCM系列)和助推滑翔式高超声速飞行器(HTV系列和先进高超声速武器)均是美国全球快速打击系统的重要组成部分。世界主要军事强国的几类典型高超声速概念飞行器参数如表 7所示。
表 7 典型高超声速概念飞行器型号及其性能参数
3.5 加强精确制导弹药体系打击能力
精确制导弹药对抗的体系化也是信息化战场的显著特征。由多军种参与、多种精确制导弹药联合打击的作战进攻体系,是当前军事作战发展的主要趋势,如美军提出的C4ISR系统。过去对于精确制导弹药的打击能力评估主要还是基于单一武器在简单对抗条件下对单一军事设施目标的毁伤程度,对侦察能力、突防能力、打击策略、地理环境、气象环境等体系对抗条件考虑较少。
未来信息化联合作战,涉及到作战条件多变,军种和武器类型多种多样。需要加强实战体系对抗条件下精确制导弹药体系打击能力研究,将陆基、海基、空基各类精确制导弹药系统或者装备单元有机结合,形成远程、中程、近程火力打击体系,各类型弹药各司其职又相互联系,共同完成打击一项任务。
4 结束语
通过先进的作战理论,将作战基地、打击平台、攻击弹药进行系统整合,可以不断提升远程作战能力、隐蔽突防能力和精确打击能力。但即便是美军,从其打击平台、攻击弹药的数量和类型看,其远程精确打击能力还是有限的。同时美军具备深侵彻能力的弹药类型和数量也有限。因此军事设施只要采取适当的防护手段和措施,可以有效降低强敌毁伤效能,从而提高战场设施生存能力。
信息化战争的特点是体系对抗,军事设施的防护能力是战斗力的重要组成部分。鉴于强敌的精确打击能力和威胁,应综合采取伪装隐蔽、干扰引偏、加固结构、近程拦截等防护措施,增强防护能力,同时开展体系对抗背景下军事设施防护效能评估,以各种防护技术的“综合”为基础,以“集成”为手段,构建立足现有条件的综合防护系统,重点解决各种防护技术在“综合集成”框架下的优化、集成、融合,使其成为信息化战场上重要军事设施防御武器打击的有效屏障,为打赢信息化局部战争提供坚强保障。
作者:梅勇、吕林梅,原载于《战术导弹技术》2018年第3期
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