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深度:浅谈我国激光制导炸弹发展 制导精度已可达到3米

归档日期:07-11       文本归类:激光末端制导      文章编辑:爱尚语录

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  近日,网上出现了一张轰-5挂载激光制导炸弹的图片,在一种苏制轰炸机上挂载一枚美式制导炸弹给人一种非常奇怪的感觉,以至有人怀疑这张图片是否为真实的。笔者认为这张图片可能是国产7712激光制导炸弹测试的图片,这张图片向我们揭示了我国激光制导炸弹早期发展的冰山一角。

  目前我国激光制导炸弹已经批量装备部队,技术水平也达到或者接近世界先进水平,甚至还发展了采用加激光制导的复合制导炸弹,有力地提高了我军航空兵的对地打击能力。

  在常人看来,飞机扔炸弹攻击地面目标是一件非常简单的事情,几乎是架飞机都能干,而实际上情况与我们看到的截然相反,这个过程是非常复杂的,我们看到的简单只不过是把复杂的事情进行了简化。笔者举一个例子,炸弹在投放过程中会受到各种因素的影响,例如载机的状态、炸弹的状态、飞行过程中气流及风的影响等,其中比较复杂的就是风的影响,我们知道风的变化是非常复杂的,风速、风向会随时间、地点和高度的改变而改变,尤其是在近地高度上,还受到地形、障碍物的影响,对风速和风向的掌握就更加困难。

  在火控系统攻击地面目标的设计之中,人们对风的因素进行了如下假设:不考虑垂直风的影响;不考虑风速、风向的变化;在炸弹投放的范围内,风速、风向不变化。这样的简化设计虽然降低了火控系统研制的难度,有时只需要一个简单的瞄准具就能投弹攻击地面目标,但是缺点就是精度急剧降低,因为炸弹在空中飞行,还是会受到风的影响,从而造成状态、航向的变化,降低命中精度。尤其在打击点状或者线状目标的时候更是如此,因此就出现了攻击一个目标可能要投掷数十甚至数百枚炸弹的情况,这样就导致飞机出动架次的增多,战损率上升。美国在越战中打击清化大桥,出动飞机数千架次,投放普通炸弹近千枚,也未能将其完全摧毁就是这个原因。

  在这种情况下,想提高炸弹的命中精度,必须能够让炸弹知道自己偏离了预定航线,并且进行纠正,这就 是制导炸弹,其中我们最为熟悉的就是激光制导炸弹。激光制导炸弹是装有激光制导装置、能自动导向目标的炸弹。射程远,命中精度高,威力大,具有较强的抗电子干扰能力。投射时,它是利用载机上的激光照射器,先向目标照射激光束,经目标反射后,由装在炸弹头部的激光导引头接收,再经光电变换形成电信号,输入炸 弹控制舱,控制炸弹舵面偏转,导引炸弹飞向目标。

  激光制导炸弹与普通炸弹相比:命中精度髙,可以达到10米以下;威力大,由于命中精度高,在同样重量情况下,激光制导炸弹的威力要髙于其他炸弹,钻地炸弹大多是激光制导炸弹就是这个原因;成本比较低,激光制导炸弹采用半主动激光制导方式,没有主动部件,因此设备和结构比较简单,并且技术比较成熟,所以价格比较低;效费比髙,由于激光制导炸弹的命中概率要远高于普通炸弹,所以同样一个目标,可能需要投放数 十甚至上百枚炸弹,但是一枚激光制导炸弹就能解决问题,这样就减少飞机出动的架次,降低了战损率,一架现代化的作战飞机往往需要上亿美元,这一点是非常现实的。

  不过激光制导炸弹也有自己的缺点。首先它需要载机长时间照射目标,否则炸弹就可能失的,这样就限制了载机的机动范围,容易被对方攻击,因此现代作战飞机多采用高空投弹,他机低空照射的方式。还有就是抗干扰能力较差,激光制导系统虽然方向性好,但是在大气传输之中容易受到各种烟雾、雨水等干扰,所以激光制导炸弹的全天候作战能力、投放距离受到较大的限制,这个也影响了激光制导炸弹的发展,所以21世纪激光制导炸弹逐渐退出了各国制导炸弹主力的地位,让位于制导炸弹。不过后者在精度方面仍然达不 到激光制导炸弹的水平,所以目前两者仍旧是并存的关系,也出现了加激光末制导的复合制导炸弹。

  从目前国内外的资料来看,对于激光制导炸弹并没有明显的分代标准,一般按照美国宝石路系列激光制导炸弹的发展来划分,第一代就是宝石路-1,它采用风标式导引头、继电式燃气舱机,鸭式气动布局,即控制舵在前主弹翼在后,结构比较简单,战术技术指标较低,投放距离近,不具备多目标攻击能力。在宝石路-1实战 经验的基础上美国又研制了宝石路-2,它在激光制导系统中引入了激光编码系统,从而提高了制导系统的抗干扰能力和多目标作战能力,采用折叠主弹翼,因此可以采用较大翼展的弹翼,提高了全弹升阻比,增加了投放 距离,制导和控制系统大量采用数字电路和集成电路,提高了导引头灵敏度和可靠性。

  宝石路虽然比第一代的性能有明显的提高,但是它的缺点也非常明显。首先它只能中高空投放,不能低空投放,这样载机容易暴露在对方防空系统范围之内,安全性较低,其次其制导精度不高,不具备攻击运动目标的能力,投放距离远。所以出现了第三代宝石路-3,它最大的特点就是用陀螺稳定式导引头替代了原来的风标式导引头,增加了制导系统的工作范围和作用距离,可以在低空投放,精度进一步提高。第四代宝石路-4则进一步提高了投放距离,美国在20世纪90年代几场局部战争中获得的实战经验表明,飞机需要在万米高空30千 米处投放武器,所以新一代光电吊舱的激光照射距进一步提高,因此宝石路配备了滑翔弹翼以支持更远的投放距离,同时还增加了GPS/INS制导系统,以便在恶劣气候条件下使用,至于激光制导系统未来的发展,可能会出现配备激光主动雷达的制导炸弹,让炸弹具备更高的投放精度和投放后不用管的能力。

  越南战争时我国曾派出高炮部队赴越参战,支持越南人民抗美,在防空作战中我国援越部队见识了激光制导炸弹出色的战术技术性能,也在战场上获得了宝石路-1激光制导炸弹的残骸,对其进行了分析和研究,摸清了它的设计思想、制导体制、工作规律、作用过程等,为我国之后发展激光制导炸弹进行了初步的技术准备,打下了基础。

  1977年有关部门正式批准研制我国第一代激光制导炸弹,并命名为7712激光制导炸弹,后来也称为雷霆-1(LT-1)。根据相关资料,7712激光制导炸弹与宝石路-1在总体布局、制导体制等方面基本上相同,采用风标式激光导引头,它由最前端的风标式激光位标器和后面的电子舱组成,其中风标式激光位标器里面配备有光学系统和四象限光电探测器,以完成对激光信号的探测、识别和捕获,并形成目标视线与风标轴线之间的夹角,然后将其传递给控制系统,后者控制舵面偏转,消除炸弹弹道偏差,从而让炸弹准确命中目标。风标式导引头的优点是结构简单、可靠性高、成本低,但是它的导引规律为速度跟踪制导,在攻击地面运动目标及地面风速较大条件下,制导精度较差,另外制导系统的抗干扰能力、灵敏度等指标也较低,这样就限制了它的使用范围,因此我们看到目前新一代激光制导系统基本上已经不再使用它。

  根据相关资料,7712激光制导炸弹导引头对于激光的捕获距离不小于4千米,末制导距离不小于3千米,捕 获视场25度,激光系统波长为1.064微米,系统投放高度,水平投放的时候为900-7000米,俯冲投放的时候 为:1000-6000米,上仰投放的时候100-1000米,投弹 速度为700-1200千米7小时,制导精度(地面照射固定 目标)5米,炸弹弹长3.68米,弹径0.377米,弹重490千克。

  7712激光制导炸弹的研制先后经过原理样机研制和工程样机研制两个阶段,进行了风标头的风洞吹风试 验、全弹吹风试验、程控弹空投试验、导引头海面拉距试验、导引头空中挂飞试验和空投靶试等多项大型试 验。1985年7712激光制导炸弹进行了首次打靶试验,由强一5投放2枚工程样弹,地面照射目标,并旦取得了成功,炸弹在空中飞行成功地捕获激光信号,导引头和控制机构随后进行了相应的动作,实现了激光制导,但是 命中精度未能达到预定的要求。

  由于当时国内经济技术薄弱,加上国豕裁减国防经费,进入20世纪90年代,我国北方工业公司曾以LT-1的名称将7712激光制导炸弹推向国际市场,寻找国际合作伙伴,共同改进这型激光制导炸弹,但是未能找到用户,相关工作无疾而终。所以7712激光制导炸弹的研制 最终被搁置,未能设计定型装备部队,不过通过这型激 光制导炸弹的研制,我国科学技术人员掌握了激光制导炸弹的原理和技术,并取得了一定的工程经验,为之后发展新一代激光制导炸弹打下了基础。

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