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“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

从诞生至今,30多年来,“战斧”的生产总数量超过4000枚,实战使用超过2300枚。“战斧”能始终处于“首发”“主力”地位,源自于其不断创新。对不少军迷而言,“战斧”并不陌生,但本文为您揭示的却是它鲜为人知的另一面。

未参加实战的第一代

巡航导弹迎来新的曙光,是在上世纪70年代。由于美苏签订战略武器限制条约,限制了弹道导弹的进一步发展,美海、空军重启并加速巡航导弹的研发。多家公司参与了海军巡航导弹项目的竞标,最终通用动力的YBGM-109获胜。1976年3月,美海军宣布,通用动力被选为主承包商,BGM-109被命名为“战斧”并进入工程发展阶段。80年代初,第一代“战斧”巡航导弹正式装备部队。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

第一代“战斧”Block I,包括两个大的亚型,第一种为携带有核弹头的BGM-109A(BGM分别代表多平台发射、对地对水面目标、导弹),由于装配核战斗部,该型也被称为TLAM-N,N为“核”的英文首字母。该弹安装一个W-80当量可调战斗部,使用F107发动机,巡航速度0.5 到 0.75 马赫、大约880 公里/小时,由于战斗部较小,更多空间用于搭载燃料,射程达到2500公里。命中误差为30至60米,这对于采用核弹头的“战斧”来说,已经足够精确了。该型1983年开始服役,1984年形成初始作战能力,2010到2013年间退役。

尽管“战斧”巡航导弹历经几代变革,但A型基本的技术特征并没有变,这也是其成功的基础。这包括升阻比较高的飞航式导弹布局、可折叠的弹翼、省油的小型涡扇发动机,以及地形匹配制导、景象匹配制导。

在没有GPS 的年代,如何在几十分钟的飞行中不“跑偏”十分重要,而地形匹配制导就是为了解决这个问题诞生的。地形匹配,是一种利用地形海拔高度特征进行位置识别的制导方式,用于校正惯性制导系统的误差,以提高制导精度,主要由计算机与雷达高度表、气压高度表组成。高精度的无线电高度表,确保了其射程、精度和突防能力。

末端的景象匹配制导,又称数字影像匹配区域相关制导,是一种利用特定地区景象特征进行定位的制导方法,其制导装置一般由成像传感器、图像处理装置、数字相关器和计算机等组成。工作过程类似地形匹配:首先,通过侦察获得距目标几十公里范围内陆貌特征明显的地区,特别是目标本身的光学图像,再把图像匹配区编码成数字列阵,形成数字式景象匹配地图,再将这个图像存储在相关器内。当导弹飞临目标上空时,弹头上的电视摄像机实拍景物图像,经过数字化处理后也形成数字式景象地图,与弹上存储的地图进行比较,如有偏差,发出指令进行修正,改变航迹,直至二者吻合。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

第二个亚型为BGM-109B“战斧”反舰型(TASM)。该型在A型的基础上,增加了一个雷达末制导头,将核战斗部换为重454公斤的半穿甲型反舰战斗部。由于战斗部较大,加之制导系统占用了额外的空间,其射程降低为500公里。即便如此,这个射程在当时也是出类拔萃的。由于全程在海上飞行,所以该弹无法使用地形匹配制导,只是使用了惯性制导加末段主动雷达制导。亚声速飞行500公里,需要数十分钟的时间,如果按传统反舰导弹的设计,目标舰艇很可能利用这个时间机动出雷达导引头的探测范围。为此,该型在接近目标区后,使用了一个比较复杂的搜索攻击剖面,在较大范围近似“之”字形机动,这种机动并非为了规避舰上防空系统,而是扩大导引头的搜索范围,在较大范围内搜索目标。当然,它也存在问题,在末段搜索区域内,很难对目标进行识别。

特别值得一提的是,编号问题。最初,美国军方用不同的后缀数字,表示不同的发射平台,例如,BGM-109A-1和 BGM-109B-1 为水面舰艇发射,BGM-109A-2和BGM-109B-2为潜射。1986年,这一规则改为用R表示水面舰艇发射U代表水下发射。这样,BCM-109A-1的新编号就是RGM-109A;对应的型号BGM-109A-2就成了UGM-109A,BGM-109B-1成了RGM-109B,BGM-109B-2成了UGM-109B。

不过,第一代“战斧”没有任何实战记录。

升级,不断创新技术

“战斧”真正为大众所知,是在1991年海湾战争中,美军使用的第二代“战斧”,其第一个型号,是使用常规弹头的BGM-109C(后来编号为RGM/UGM-109C)或称TLAM-C(这个 C不是简单的编号,而是“常规型”的英文首字母)。其中段制导与A型相同,但末段使用了AN/DXO-(数字图像匹配区域相关器),因为常规战斗部对精度要求更高,精度达到10至30米。后来,BlockⅡ升级了软件,编号改为BlockⅡA,攻击模式由单一的直线水平进入变为两种,一种是跃升俯冲机动,另一种是预编程爆破。使用可编程战斗部(PWD)引爆时,WDU-25/B弹头在导弹直接飞过目标上空时被引爆,攻击周围带有掩体的目标特别有效。该型弹使用一台改进的F107-WR-100 发动机,射程为1250公里,1984年形成初始作战能力(也有资料称1986年)。

BlockⅡB,为使用子弹布撒器战斗部的RGM/UGM-109D,或称TLAM-D(D为布撒器的英文首字母)。由于D型的战斗部重量较大,所以其射程较低,只有870公里。此间,美国又在BGM-109B的基础上改进出BGM-109E型和BGM-109F型,但在上世纪80年代中期都被取消了。不过,109E 编号后来重新启用,给了“战术战斧”。

在BlockⅡ成军后10年,经过改进的第三代(“战斧”BlockⅢ),于1994年形成初始作战能力,RGM/UGM-109C/D“战斧”BlockⅢ引入威廉姆斯国际公司F107-WR-402发动机,以提供更高的推力和更低的燃油消耗量,同时引入GPS制导和“到达时间软件”,以及升级的“数字场景匹配相关器”(DSMAC),使其精度能控制在10米以内。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

这一代导弹多数是从 BGM-109C/D升级而来,另外一些BlockⅢ导弹,则是对退役的BGM-109B的翻新改进。BlockⅢ也有两种型号,即配有1000磅级 WDU-36/B标准化爆炸/破片弹头(提供相同的效果,但增加燃料空间以扩大射程)的常规型号(TLAM-C),以及使用子弹药布撒器的变型(TLAM-D)。第三代“战斧”中,C型的射程达到1600公里,D型由于战斗部重量较大,射程为1250公里。BlockⅢ导弹首次使用,是1995年9月。

第四代的“战斧”Block IV导弹为RGM/UGM-109E型,或称TLAM-E。最初是以“战术战斧”为名称开发的,它被设想为是一种更灵活、反应迅速、成本低廉的攻击武器,能将1000磅级(约454千克)的WDU-36/B一体式弹头,投送到1600公里以外的区域内。“战斧”Block IV,可攻击重新定位及紧急出现的时敏目标。

与早期的 BlockⅢ一样,“战术战斧”通常采用惯性制导或GPS,在预定的水面上飞行。一旦“登陆”,导弹的制导系统可得到地形匹配的修正(如果海上飞行只依靠惯性制导,由于误差较大,那么存储的登陆区的信息就越多)。末段制导由景象匹配(DSMAC使用下视的光电传感器来产生数字场景,与飞行计划中存储的场景进行比较)或GPS提供,精度可达10米。此外,该弹头部采用隐身的“鲸鱼头”设计,尾翼由十字形改为“倒置的Y”形设计。

后来,Block IV又增强了导航和制导计算机,改进了抗干扰 GPS 能力(包括一个集成的“选择性反欺骗模块”),以及在飞行中重新规划导弹的能力,即通过双向UHF(超高频)卫星通信,打击15个预先编程的目标中的任何一个,或将导弹重定向到任何GPS目标坐标。另外,Block IV导弹具备在目标上空徘徊的能力,以应对突然出现的目标,或通过其弹载相机提供战斗损伤评估信息。此外,它还配备了多种弹头。比如,有专家猜测,2017年4月,美军在针对叙利亚空军基地的攻击中,就使用了侵彻型战斗部(钻地弹头)。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

另一个根本性变化,是采用新型轻型弹体结构,并重新设计导弹以大幅减少零件、电路板和连接器的数量。这种新的制造方法,使得装配/测试小时数锐减。当然,这并不意味着“战斧”会停止进一步的演化发展。Block IV在装备部队的同时,还引入了“战术战斧武器控制系统”(TTWCS)。TTWCS 由洛克希德-马丁公司开发,并于2004年实现初始作战能力(IOC),与主机平台的导航、通信、态势感知和发射系统相结合,以计算导弹的目标路线。TTWCS还提供在发射平台规划任务的能力,并与多枚“战斧”导弹保持通信,以迅速对飞行中的导弹进行重新瞄准,并改变方向。2017年,TTWCS又进行了重大升级,引入新的硬件和软件,以提高规划速度,同时简化了用户界面并提高了网络安全性。

“急先锋”打不了全场

大众首次认识“战斧”,是1991年的海湾战争。美海军总共进行了307次“战斧”发射,其中,19次存在发射前故障。在288次实际发射中,又有6次发射失败,没有进入巡航状态。282枚导弹成功切换到巡航模式,对38个目标进行攻击,其中的37个目标由260枚“战斧”C和“战斧”D-I(也就是水面发射型)打击,第38个目标由“战斧”D-Ⅱ(潜射布撒器型)打击。前 37 个目标共计包括 173个独立的命中点,其中,10个目标为主要目标,六个指挥、控制和通信目标,三个防空目标,八个电力设施目标,四个石油相关目标,四个化学和导弹目标及两个机场目标。

另一组数据显示,超过39%的“战斧”巡航导弹是在24小时内发射的:62%的“战斧” 价格因素在战争开始后48小时内发射;超过73%的“战斧”是在战争开始后72小时内发射。没有任何一型战斧巡航导弹,是在1991年2月1日之后发射的。美军方称,“战斧”的发射是战争前三天压倒性胜利的关键。这种打头阵的模式,也成为“战斧”巡航导弹的使用模式。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

在1999年的“联盟力量”行动中,美英两军共发射238枚 BlockⅢ,其中,198枚成功命中目标。美军向66个目标发射了218枚,181 枚命中,英军发射了20枚17枚命中。与海湾战争一样,这些导弹主要在空袭初期攻击重要目标,如政府、军警总部、综合防控系统和电力网。最典型的战例,是美军用八枚“战斧”,攻击了贝尔格莱德的社会党总部大楼,其瞄准点是大楼的消防机构控制系统,如喷水器和报警器。导弹打进第六层并炸透楼顶,大火燃烧了三天,人们目睹着政府大楼的火光照亮了贝尔格莱德的天空,这实际上已构成一种心理震慑。

至今,“战斧”巡航导弹的主要使用模式仍是首战使用。那为何不“全程使用”呢?答案只有一个字——贵。一枚“战斧”巡航导弹平均150万美元,相比之下,一枚“杰达姆”卫星制导炸弹平均才三万美元。研制“战术战斧”时,美国曾定下每枚50万美元的指标。然而,要装双向数据链,要使用隐身涂料和结构,还要大幅度降价,是很不现实的。目前,最新的报价大约是137万美元。2017财年采购的一批,实际上已达180万美元左右。

当然,“战斧”也并非完美无瑕。海湾战争后,美海军分析中心经过对战斗毁伤进行评估,以及对“战斧”有效性数据的广泛分析,发现“战斧”在“沙漠风暴”行动中的表现,低于国防部向国会递交的调查报告和国防部内部估计。美海军分析中心的报告称,1992年4月,参谋长联席会议估计,大约85%的“战斧”击中了目标,但这被远远高估了。其实,毁伤效果评估并不容易。比如,很多“战斧”攻击同一目标,而这一目标也遭到空军弹药的攻击,这就很难来评估单枚“战斧”的命中率和毁伤效果。美海军分析中心发现,许多“战斧”没有飞抵攻击目标,也一概被评定为击中目标。有些导弹虽飞抵目标区,但炸点距离目标太远,仅仅在目标上留下点弹痕,也被定为命中。另外,有30枚导弹设置为空爆模式,这些导弹被排除在抵达目标区及命中目标的百分比之外。

此外,“战斧”导弹威力较低。海湾战争中,尽管有两枚“战斧”击中了巴格达防空中心,但结果只不过在其11英尺(约为3.35米)厚的混凝土屋顶上炸出“小小的弹痕”。而且,较早型号的“战斧”还存在一些局限,比如,在相对平坦、特征不突出的沙漠地形,使国防测绘局很难规划出与地形匹配的有效进攻路线。后来,随着GPS的引入和地形匹配技术的改进,这一局限才得以克服。

拦截,没那么难

对于现代防空导弹系统来说,单纯拦截“战斧”并不很难。“战斧”的飞行速度“不快不慢”,弹体也比较脆弱,如果有良好的情报保障,击落它不太难。美海军情报局有一个战例:1991年2月1日,美军发射了六枚“战斧”C巡航导弹,攻击伊拉克拉希德机场。这六枚导弹于中午11时左右抵达巴格达地区,但在那里遭到拦截,只有两枚最终击中了目标。在科索沃战争中,南联盟方面的消息称,他们曾用肩扛式导弹,多次将“战斧”击落在地形匹配修正点附近。目前,俄罗斯的新型防空系统杀伤区低界普遍达到15米,甚至五米。“铠甲”,“山毛榉”,S-300/400 都具有对其射击的能力。当然,S-300/400的效果最好,其战斗部重量更大,破片更重,一枚命中足以将其消灭。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

在实战中,“战斧”被拦截的总体数量并不多,一个非常重要的原因在于,被攻击国家防空预警网不能实现100米以下超低空的连续覆盖,甚至其预警雷达基本不具备50米以下目标探测能力,跟踪不连续,只能对阵地附近进行覆盖。而美方在规划航路时,又往往绕过这些雷达,从而可以“钻空子”。另外,在实施攻击时,往往还伴有电子干扰,就更具有迷惑性。

由此可知,反制“战斧”,第一关要过的是雷达预警关。如果仅仅依靠地面雷达,由于受到地球曲率影响,几乎做不到全面覆盖,即便做到了,也是非常不经济的做法。当然,在重要目标附近重点配置警戒力量也基本可行,但这种抗击比较分散。因此,要实现有效的远程预警,必须依靠空基雷达,诸如气球载雷达,或者预警机。而预警机必须具备向作战单元直接指示目标,甚至直接指导导弹实施拦截的能力。

在解决了预警探测问题后,必须解决拦截问题。对巡航导弹而言,比较适合进行点防御,也就是在目标区附近部署。当然,最新的战斧巡航导弹使用了有限的隐身措施,比如说“鲸鱼头”外形,以及吸波材料,但其他改变不大,作为一种一次性使用的武器,它的隐身必须考虑经济可承受性,这也决定了其隐身措施,对于S-300和S-400 这类大型防空导弹系统效能有限。这些系统的大功率火控雷达,对五平方米的目标探测距离在300公里以上,即便降低一个数量级,达到0.05平方米,仍能在100公里距离上发现。除了依靠现有的地面防空系统以外,也要考虑采用先进战斗机实施拦截,这样可以大大提高拦截范围。

不过,单纯防守是非常不划算的。按照美国的标准,一枚“标准”-6拦截弹大约450万美元,而一枚“战斧”导弹 150万美元,可以说拦截一次亏一次。而一枚AIM-120D空空导弹的单价也达到了137万美元,与“战斧”导弹相当。因此,最后的办法还是进攻,首先打掉“战斧”的发射平台。

“战斧”巡航导弹:不为人知的B面

当然,另一种软杀伤办法,就是干扰。例如,俄罗斯的“汽车场”干扰系统等,这些系统一方面可压制GPS系统,另一方面也能通过干扰“战斧”的无线电高度表,来破坏其地形匹配。当然,干扰与抗干扰是在技术进步中不断交替升级的。“战斧”巡航导弹,也可能通过各种措施提高 GPS和无线电高度表的抗干扰能力,干扰系统能不能有效干扰“战斧”实际上,比拼的是双方电子科技水平。

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