美国海军网络化精确对舰攻击武器的新发展


进入21世纪以来,美国海军发现潜在作战对象区域拒止能力显著增强,海军舰艇受到越来越多先进远射反舰导弹的威胁,而现役唯一专用反舰导弹捕鲸叉最大射程仅为130~150km,无法满足大范围海域控制和远程打击需求,水面舰艇夺控制海权面临的挑战日益严峻。2015年1月,美国海军水面部队司令、大西洋舰队水面部队司令、海军部水面作战局共同提出分布式杀伤(DL)作战概念,以构建小型编队为目标,以强化水面、水下、空中反舰能力建设为重点,最终实现海上力量使用方式由集中(航母编队)向集中和分散相结合转变,从而扩大在全球重要海区的存在与控制范围。由此,提高水面、水下、空中各型平台远程反舰能力成为当前落实分布式杀伤概念的核心任务。


在分布式杀伤作战概念的需求牵引下,美国海军明显加快了对舰精确打击武器建设,通过升级捕鲸叉,新研远程反舰导弹,引进改造海军打击导弹,改进战术战斧Block Ⅳ巡航导弹、标准-6舰空导弹和联合防区外武器(JSOW)等措施,逐步建立起适应多平台发射的对海精确打击武器体系,形成了从数百千米到上千千米的网络化反舰火力配系,重新确立了其在反舰作战的优势地位。随着各种新型对舰打击武器的不断服役,巡、驱、濒、机等平台构建的多层次、网络化对海远程精确打击能力将提升到一个新的层次,使我们不得不重新审视新能力背后对我带来的潜在威胁。


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捕鲸叉 Block Ⅱ+(AGM-84N)


捕鲸叉导弹从1977年首次装备部队以来,经过近40年的发展演化和10余次重大改进,已从早期专用反舰型、对陆攻击兼顾反舰型向多用途方向发展,其发展脉络如图1所示。


(1)专用反舰型。Block Ⅰ系列中的Block 1A~Block 1D、Block 1G主要打击开阔海域水面舰船。其中Block Ⅰ系列中的Block 1C是美、日、台装备数量较多的型号。


(2)对陆攻击兼顾反舰型。Block Ⅰ系列中的防区外对陆攻击导弹Block 1E、Block 1F由专用反舰型演化而来,以对陆攻击为主,也可打击水面舰船,见图2。


(3)多用途型。Block Ⅱ不仅可打击开阔海域机动目标,也可打击岛岸附近机动目标、港内停泊舰船及岛岸固定目标;Block Ⅱ+在Block Ⅱ基础上加装了武器控制数据链,增加了射程,实现了飞行中目标更新(IFTU)能力。


捕鲸叉Block Ⅱ+(AGM-84N)是该导弹家族中的最新改进型号,作战能力得到了进一步提升。


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图1 捕鲸叉反舰导弹的发展历程


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图2 由捕鲸叉演化的SLAM-ER AGM-84H/K具有精确打击陆上固定目标和海上移动目标能力


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捕鲸叉Block Ⅱ+基本性能


捕鲸叉Block Ⅱ+采用Block 1C的弹体和推进系统,使用联合直接攻击弹药(JDAM)的惯性测量单元和增强型斯拉姆(SLAM-ER)中的软件、计算机、GPS/INS组合导航系统、GPS天线/接收机,集成了Link-16网络数据链套件,并对GPS组件进行了抗干扰改进,战斗部重量降低至140kg,射程增加到240km,具有8个航路点,基本性能变化如表1所示。


表1 Block Ⅱ+与Block Ⅱ、Block 1C性能对比

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2018年1月22日,AGM-84N飞行测试验证了Block Ⅱ+与经过软件升级的F/A-18E/F通过Link-16数据链进行双向通信的能力。该型导弹2018年以套件加装(捕鲸叉Block 1C改装)形式加入美国海军服役,首批采购48枚Block Ⅱ+套件和6枚测试弹。


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图3 捕鲸叉Block Ⅱ+ AGM-84N测试弹


02

捕鲸叉Block Ⅱ+性能特点


(1)精确导航飞行能力


导弹在GPS/INS组合导航状态下,导航误差不超过10m,且导航误差不随飞行航程累积,具有精确导航飞行、精确进入末端攻击航路能力。与只有惯导导航的反舰导弹相比,在同等飞行航程下,可以获得更高的目标捕捉和目标选择概率。


(2)打击岛岸附近、港内停泊舰船及浅近纵深陆上固定目标能力


基于导弹的精确导航飞行能力,在地理信息系统的辅助下,通过射前精细规划飞行航路、雷达搜索图和末端攻击方向,射后飞行中控制雷达导引头搜索角度和搜索距离范围,达到规避岛礁、抑制岛岸回波和剔除岛礁虚假目标的目的,使导弹可以打击岛礁区和近岸机动舰船。打击港内停泊及浅近纵深陆上固定目标时,无需启用雷达导引头,其通过INS/GPS组合导航,具有较高的制导精度,再配以航路规划,按坐标攻击方式打击港内停泊舰船及岛岸固定目标。


(3)打击小目标能力


传统“惯导+主动雷达”的反舰导弹打击小快目标面临2个问题:一是末制导雷达搜索识别小目标困难,打击距离近;二是小目标干舷较低,水线攻击模式难以有效命中。Block Ⅱ+通过高性能雷达导引头、GPS中制导和飞行中重新瞄准技术有效解决了远距离高速机动小目标的捕获问题,可以做到有效射程不随目标反射截面积大小变化;通过提高末段制导精度,增强了自导命中能力,提高了对小目标的打击精度,如图4所示。


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图4 Block Ⅱ+命中小型靶船


(4)二次攻击能力


Block Ⅱ+导弹在跟踪、攻击目标过程中在以下3种情况可能进入到二次搜捕与攻击流程:一是在连续跟踪过程中丢失目标;二是在高度或方向上脱靶;三是穿越目标(如箔条云、疑似舰船的能量质心等)后,导弹没有受到机械碰撞而引爆。以上三种情况,如果Block Ⅱ+导弹运动姿态可控、动力航程足够,将按“苜蓿叶”进行二次搜捕与攻击,如图5所示。二次攻击能力增加了对手反导防御的复杂度,提高了导弹动力航程的利用效率和综合作战效益。

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图5 捕鲸叉BlockⅡ+二次攻击示意图(A为目标丢失点)


(5)飞行中重新瞄准能力


可先发射、后瞄准,使作战使用人员可以更加灵活应对复杂战场打击需求。一是可瞄准目标概略散布区提前发射导弹,导弹在飞行途中接收瞄准位置信息实施攻击,缩短作战反应时间。二是动态更改打击目标,通过双向数据链可打击新发现的临时目标、重新指定攻击目标或取消攻击。三是提高预定目标打击能力,导弹通过飞行中接收目标位置信息、目标态势信息和目标选择策略信息,可缩小目标机动散布误差和弹目相对态势误差,再加上先进的雷达搜索图规划技术,可显著提高对预定目标的捕选能力。


(6)网络信息交互能力


基于双向数据链,一是可以接收多种平台发送的目标指示信息和打击命令信息;二是可以向指控中心回传导弹运动参数、健康状态及探测到的目标信息等。随着技术发展,弹间“动中通”组网也将实现并运用。


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远程反舰导弹LRASM-A(AGM-158C)


尽管捕鲸叉反舰导弹经过多次改进性能有所提升,但在射程、打击威力、垂发系统兼容等方面已不能满足日益恶劣的对抗环境作战所需,美军急需一种高性能反舰导弹以弥补远程反舰火力缺口。新一代远程反舰导弹(LRASM)是一种远射程、亚音速、隐身化、网络化、智能化反舰导弹,能够在恶劣的反介入/区域拒止环境下突破敌综合防御系统,摧毁敌大中型海上目标。


01

基本性能


LRASM-A空射型反舰导弹AGM-158C发射质量约1135kg,长4.267m,宽0.55m,翼展2.70m;半穿甲爆破战斗部WDU-42/B重454kg;采取复合剖面飞行,巡航段位中高空飞行、攻击段降至超低空飞行,并可根据需求设定巡航飞行高度或自主改变飞行高度,巡航飞行速度0.85Ma;命中精度为CEP 2.4m;预计射程达926km,目前飞行测试已达700km;制导方式为“高精度惯导+抗干扰GPS卫星导航+主动雷达+被动射频与威胁告警接收机+红外成像传感器+双向武器数据链”。

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图6 LRASM-A第6次飞行测试(2018年3月19日)


02

最新进展


2017年12月,B-1B轰炸机完成了2枚生产型LRASM-A打击2个目标的全状态投送试验,标志该弹型初具实战能力。LRASM-A计划于2019、2020年分别进入美国空军(首装B-1B)、海军(首装F/A-18E/F)服役,后续进一步装备“伯克”级驱逐舰。首批23枚导弹将于2019年9月交付;到2020财年美军共计划采购135枚LRASM-A,其中海军采购85枚,空军采购50枚。


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性能特点


LRASM-A主要用于打击大型驱逐舰、两栖作战舰艇、航空母舰等大中型海上目标,是“分布式杀伤”重要威慑武器,具有远程防区外打击能力、先进综合突防能力、组网协同作战能力、自主智能作战能力、高毁伤威力等能力特点,在数据链和GPS卫星导航信号阻断情况下仍具一定的作战能力。


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其他精确对舰攻击武器的新发展与性能特点


尽管捕鲸叉Block Ⅱ+、LRASM-A性能比较优异,但其无法满足F-35C内置弹仓挂载需求,导致F-35C无专用反舰导弹可用。此外,濒海战斗舰尚无高性能中远程反舰导弹;美国海军主力舰艇伯克级ⅡA型已拆除捕鲸叉导弹发射装置,对海打击手段明显不足。为此,针对F-35C、F/A-18E/F、濒海战斗舰和伯克级驱逐舰等作战平台分布式打击作战需求,美国海军并行发展了NSM、JSM、JSOW C1、战术战斧Block Ⅳ、标准-6的对舰攻击能力,有效提高了分布式打击的稳健性与灵活性。


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多用途导弹(NSM/JSM)对舰攻击型的新发展与性能特点


海军打击导弹


据美国雷锡恩公司消息,该公司将为挪威康斯伯格公司制造的海军打击导弹(NSM)配套生产发射架。该型发射架及导弹,将装备美国海军的濒海战斗舰, 计划2018年四季度完成测试联调工作。


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图7 濒海战斗舰测试NSM


NSM导弹为隐身亚音速多用途导弹,可攻击海面及陆地目标。导弹全长3.96m,发射质量407kg,战斗部重125kg,巡航飞行速度0.85Ma,最大射程185km,以4联装形式装备在濒海战斗舰上。主要性能特点为:


(1)体积小、重量轻、推重比高、机动性性能好,导弹在末段能以0.95Ma倾斜大过载机动;隐身外形设计,雷达反射截面积小;巡航段采用一台Micro turbo TRI-40微型涡喷发动机,红外信号特征微弱,普通红外探测器极难探测到。


(2)采用“惯导+GPS+激光雷达高度表+先进双波段(3~5μm和8~12μm)红外成像导引头”制导方式,具有精确导航和全程静默攻击能力;双波段红外成像导引头抗干扰能力强,并采用自动目标识别(ATR)技术,结合可编程引信,针对不同目标,采用不同的战斗部引爆方式,提高打击效果。


(3)综合采用超低空掠海飞行弹道、雷达隐身外形、降低红外信号特征、双波段被动红外探测、自适应地形跟踪、GPS和三维地图辅助惯导、多达200个航路点的航路规划、末段随机三维迂回机动等措施提高导弹突防能力。


目前,海军打击导弹只是作为濒海战斗舰前续舰的过渡版本,未来空射型联合打击导弹将以6联装形式配备到“独立”级濒海战斗舰。


联合打击导弹


联合打击导弹(JSM)由舰载型海军打击导弹改进而来,是F-35C唯一能够使用的反舰导弹,也可对地攻击。F-35C两侧的内置弹舱各可挂载1枚JSM;在牺牲隐身性时,F-35C还能在2、3、9、10号外部挂架上加挂4枚JSM。


JSM保留了NSM的基本能力,但有所提高:一是射程提高至280km,加之F-35C的隐身能力,使得F-35C具有很强的隐身远程打击能力;二是将原先的背负式进气口改为弹体两侧进气口,以适应内置弹舱需要;三是增加了双向数据链,改进了自动目标识别算法,适应复杂战场环境和打击快速机动目标能力进一步增强。

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图8 F-35C发射2枚JSM示意图


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战术战斧Block Ⅳ巡航导弹对舰攻击型的新发展与性能特点


战术战斧Block Ⅳ巡航导弹是美军着眼解决前几代巡航导弹面临的任务规划时间较长、恶劣环境实战效能不佳、打击效果不能实时评估等问题而发展的新一代智能化、网络化巡航导弹。2011年首次在空袭利比亚中使用;2018年4月14日美国空袭叙利亚中共使用66枚,弗吉尼亚级潜艇约翰·沃纳(SSN785)、伯克级驱逐舰希金斯(DDG-76)、伯克级驱逐舰拉布恩(DDG-58)分别位地中海东部、阿拉伯海北部和红海发射6枚、23枚、7枚攻击了大马士革巴扎赫技术研究中心,导弹巡洋舰蒙特雷(CG-61)于红海共发射30枚,其中21枚攻击大马士革巴扎赫技术研究中心、9枚攻击霍姆斯西部欣沙尔化武储存中心。

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图9 战术战斧Block Ⅳ的精确打击能力


该型导弹射程1111~1667km,巡航速度0.72Ma,制导方式为惯导+抗干扰GPS+改进型数字景象匹配+红外成像+双向数据链,战斗部重454kg。2016年1月,雷锡恩公司为战术战斧Block Ⅳ巡航导弹加装了主被动毫米波雷达导引头,使其可以打击海上移动舰船和陆上移动目标。最近,美国海军伯克级驱逐舰(DDG 100)发射了一枚战术战斧Block Ⅳ巡航导弹,这枚导弹从侦察飞机接收到新的目标信息后变更了攻击方向,成功命中了海上移动靶船,标志该型导弹初具反舰能力,如图10所示。

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图10 战术战斧Block Ⅳ命中海上移动靶船瞬间


战术战斧Block Ⅳ对舰攻击型的作战能力继承原有导弹的基本能力,包括:发射平台任务快速规划能力、自主选择飞行路线能力、自动油门调节同时到达能力、巡逻待机攻击能力、攻击机动目标(时敏目标)能力、飞行中重新瞄准能力、自动目标识别和瞄准点选择能力、智能抗干扰和主动电子对抗能力、打击效果评估能力及飞行状态报告等。此外,该型导弹为应对远距离大散布区海上移动目标,使用了图形化搜索方式,如图11所示。

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图11 战术战斧Block Ⅳ的图形化搜索


相比LRASM-A,战术战斧Block Ⅳ对舰攻击型的优势是射程远、成本低、发射平台兼容性好、作战使用经验成熟,但也存在速度低、隐身性能不佳、横向转弯机动能力差等不足。


03

联合防区外武器(JSOW AGM-154)对舰攻击型的新发展与性能特点


美国JSOW是一种低成本、高精度的空射滑翔制导炸弹家族。自1992年开始研制,共有3种型号:(1)基本型AGM-154A,装有145个BLU-97综合效应子弹药,用于摧毁软目标和面目标,也可破坏防空设施;(2)反装甲型AGM-154B,装有6个反坦克BLU-108子弹药;(3)装有BROACH多级战斗部的AGM-154C,攻击硬目标。目前,最新改进型是AGM-154C-1,如图12和图13所示。

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图12 JSOW AGM-154C-1


JSOW AGM-154C-1是在AGM-154C基础上针对打击移动目标需求而改进设计的,炸弹长4.05m、弹径330mm、翼展2.7m,发射质量483~497kg,制导方式为惯导/GPS+红外成像导引头+Link-16双向数据链,命中精度为CEP 3m。主要能力特点为:


(1)无动力滑翔,红外特征微弱;隐身外形设计,雷达反射截面积小。152m低空发射,射程达22km;4267m高空发射,射程达130km(70nm),与捕鲸叉Block 1C射程基本相当。JSOW C1是唯一能够适应F-35C内置弹舱的防区外炸弹,左右弹舱可各挂1枚,武器的隐身性和发射平台的隐身性结合在一起,将大大增强JSOW C1防区外“无声杀手”能力。


(2)加装有红外成像导引头和Link-16双向数据链,通过射前目标指示和射后目标更新,具备打击大型移动舰船的能力;能够在飞行中接收新的目标信息,从而实现在投放后重新瞄准或更改打击目标,并可利用自主式导引头精确命中移动舰船的特定瞄准点;通过双向数据链能够向空中平台回传飞行路径和攻击点指示状态参数,具有实时打击效果评估能力。


(3)发射平台多,美海空军F/A-18C/D/E/F、F-35C、F-16C/D、F-15E、B-1B、B-2A、B-52G/H均可挂载;打击目标多样,可全天时打击海陆的固定、移动目标;成本低,单价28万美元,可大量装备,对舰攻击将采取多枚集群攻击方式,对于只有中近程防空导弹的水面舰艇而言,防御难度极大。

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图13 2011年中期AGM-154C1在加利福尼亚中国湖测试中成功命中海上移动靶船


2016年6月,JSOW C1形成初始作战能力;2017年10月,海军部宣布其达到全面作战能力,标志着“分布式杀伤”作战概念又多了一种打击手段。


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舰空导弹(标准-6)对舰攻击型的新发展与性能特点


2016年1月,美国海军驱逐舰发射的标准-6舰空导弹在测试中成功击中了5个目标,展示了标准-6在防空、弹道导弹防御、反水面战三个领域的作战性能。作为美国海军分布式杀伤作战概念测试的一部分,佩里级导弹护卫舰被标准-6导弹在370km射击距离上击沉,凸显了美国海军在对海打击方面的多样化需求。

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图14 标准-6舰空导弹任务剖面


标准-6 RIM-174(图15)的主弹体源于标准-2增程型,导弹全长6.55m,直径533mm,发射质量1500kg,飞行速度3.5Ma,采用两级火箭推进,制导方式为惯导+中段指令修正+末段主动雷达/半主动雷达寻的,射程370km,最大作战高度为33km,战斗部为115kg的MK-125高爆破片杀伤弹。标准-6在测试中成功击沉了370km外的佩里级护卫舰,具有超越捕鲸叉Block Ⅱ+反舰导弹的对海打击能力。

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图15 标准-6舰空导弹发射


(1)作战响应迅捷,目标搜捕能力强


标准-6舰空导弹飞行速度3.5Ma,导弹有效射程内飞行时间不超过400s,打击快速突然。由于导弹飞行时间短,使得目标有效机动距离短,较亚音速导弹可显著减小自控终点散布及目标机动散布,加之导弹末制导雷达具有较大的作用距离,目标搜捕能力强。以标准-6舰空导弹打击大中型水面舰艇为例,远程目指系统对目标的定位均方差2km(1σ),目标航速30kn、雷达反射截面积3000m2,导弹主动导引头对1m2的空中目标稳定跟踪距离10km、射击距离300km、作战反应时间10s。经计算,目标散布圆半径为11km,而导弹主动导引头对目标的稳定跟踪距离可达60km,雷达导引头设定±13°可就完全覆盖目标散布区。可见,在相同捕获概率的条件下,舰空导弹反舰攻击对目指信息老化时间、目标指示精度等作战保障条件比亚音速导弹的需求要低得多。因此,标准-6舰空导弹在恶劣目指信息情况下,仍然具备对大中型水面舰艇的远程打击潜能。


(2)高抛弹道突防优势明显


现役超声速反舰导弹,如俄罗斯的宝石、俄印合作的布拉莫斯,为增大射程,均设置有中高空巡航飞行模式。导弹在中高空超音速巡航阶段,飞行平稳,目标特征明显,很容易遭受中远程舰空导弹的拦截。与之相比,标准-6舰空导弹采用高抛弹道飞行,导弹发射后,先向上爬升至弹道制高点,增加导弹的势能,然后改变姿态向下俯冲,导弹速度会越来越快,极大地增加了末端机动能力和对方防御难度。水面舰艇拦截标准-6舰空导弹,相当于拦截再入段的战术弹道导弹,只有少数装备区域防空导弹的舰艇具备一定末端拦截能力 。由此可见,采用高抛弹道的中远程舰空导弹具有显著的高空、高速、大角度俯冲和复杂弹道突防优势,用于打击水面目标十分有效。


(3)攻防一体性能大幅提升


现有水面舰艇携带反舰导弹的数量多为8枚,只有少数水面舰艇能够携带16枚。舰艇海上部署时间较长,面对海上多元化威胁目标,反舰火力使用受到极大限制。具备垂直发射能力的水面舰艇,拥有较多发射单元,可以发射多型舰空导弹,具有发展对舰火力的巨大空间。标准-6舰空导弹打击目标由空中向水面拓展,将推动舰空导弹由单纯防御向攻防一体转变,可大大增强水面舰艇的攻防作战能力,使得舰艇可以长期分散配置,有效增强海域、空域的控制范围,实现分布式打击。


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