激光制導導彈是從哪裡發射激光的?
雖然激光制導導彈可以做到指哪炸哪,但問題是激光幾乎是直線傳播的,而地球是球狀的。如果由導彈發射者發射激光,發射者豈不是要很靠近目標?(即:要在直接能看到目標的位置射激光才行,加上激光束比較容易識別,這也太容易暴露自己了吧!)到底由誰來發射這束光並鎖住目標呢?
1,AN/AAQ-33,「狙擊手先進瞄準吊艙/Sniper Advanced Targeting Pod/ATP」,由前視紅外、激光指示器、激光跟蹤器等構成,洛馬出品,廣泛應用於美國空軍各主力機型,包括F-15、F-16、A-10、B-52等。下圖是配備ATP的B-1B槍騎兵——脖子下面那個就是。
2,美國海軍系用的是AN/AAQ-28(V),「藍盾瞄準吊艙/LITENING Targeting Pod」。功能跟ATP類似,也是前視紅外+激光瞄準。海軍的大黃蜂系/陸戰隊的鷂配備這個(部分空軍機型也用過)。下圖是掛載在F/A-18大黃蜂中線掛點的藍盾吊艙。
3,美軍三軍通用五代機肥電,不用任何吊艙,直接集成到機體里。就是機頭的這個EOTS,「光電瞄準系統Electro-Optical Targeting System」——見下圖,洛馬研發,全面兼容狙擊手吊艙。
但這個不是所有肥電標配,有些機型光有外面的鑽石型罩子,而裡面是空的——這玩意兒很貴的。
4,雷神的「多光譜瞄準系統/Multi-Spectral Targeting System/MTS」。
下圖是AN/AAS-52,裝備於美國空軍的MQ-1B捕食者及MQ-9死神無人機
下下圖是AN/AAS-53,裝備於美國陸軍的MQ-1C灰鷹無人機。
下下下圖是掛載GBU-12鋪路II激光制導炸彈(兩枚鋪路II+四枚海爾法)的美國空軍MQ-9死神無人機——機頭下方的球體即是AN/AAS-52。
5,AN/PED-1,「輕型激游標定測距儀/ Lightweight Laser Designator Rangefinder/LLDR——見下圖。諾格出品。配備給美國空軍和陸戰隊的地面人員使用,用來給呼叫來做近距支援的飛機指示目標用的。
注意,這玩意兒操作起來是很有技術含量的,並不是給陸軍土老帽發一個他們就能用的。實際應用是,把這玩意兒配備給空軍的前線管控員——地面人員,再把他們編入相應的陸軍單位里,來給陸軍提供近距支援指示。
6,其它/等等。
蘇30MKK配用的「游隼」(Sapsan-E)型前視紅外/光電/激光目標指示吊艙。
殲10A的K/JDC01A
殲轟7A掛載的K/JDC01吊艙
梟龍的WMD7激光吊艙
殲16(疑似)配用的鷹隼III瞄準吊艙,洛陽光電所產品,根據直徑分為330,360,390型。下圖是330型
殲20的鱉EOTS
中國CAS還比較落後。下圖是朱日和2017藍軍使用,從外觀看類似於美軍的Vector21,MK VII和TRIGR(配給前線觀察員,狙擊手,排長監視傳送目標信息,內置白光/夜視/激光測距/羅盤/GPS,沒有引導激光制導彈藥的能力)
下圖中右側兩台立式設備用以引導激光制導炮彈激光發射器
補充兩個美軍新玩具
下圖「手槍」是駐日美軍橫田基地空軍PJ展示的LA16u/PEQ,發射北約標準編碼激光引導精確制導彈藥。
美軍正在測試的 JETS-TLDS可以引導GPS和激光制導彈藥,類似Vector 21和LLDR集合體。包含電池三腳架在內全重20磅
那些早期的「鋪路I」激光制導炸彈們。上排:GBU-10/B、GBU-1/B、GBU-2/B;下排:GBU-12/B、GBU-11/B、GBU-5/B
激光制導炸彈的構造相當簡單:流線型的頂罩內有個引導頭,制導裝置感應到從目標反射回來的激光後,把彈尾的飛行控制翼面鎖在居中或者打到最大角度,控制彈體沿著反射激光直奔目標。雖然這種炸彈精確度極佳.最大圓概率誤差(circular error probable)只有3米,但卻收到先天的限制——在炸彈投射後約30秒的飛行時間內,必需有靠近目標的飛機或地面前進部隊這樣的「第三者」用激光持續照射目標,直到目標被摧毀。
這使「第三者」容易成為被敵人殲滅的對象,處境相當危險。如果激光斷線,或是目標物被水氣、雲霧、灰塵所遮蔽,引導頭就成了「盲人」,沒有任何制導的功能,炸彈只能延彈道軌跡自由掉落。另外激光制導炸彈價格昂貴,一枚造價50萬美元,也限制了它的大量使用。
80年代中期,美國空軍在「慣性制導技術示範」(Inertial Guidance Technology Demonstration,簡稱IGTD)項目中,對慣性制導炸彈展開了廣泛的研究。當時研製的慣性制導炸彈在投射前,先輸入目標的坐標數據,炸彈根據彈體內置的慣性測量單元(inertial measurement unit)提供的信息,自動飛向目標。制導系統使用微處理器和卡爾曼(Kalman)數字濾波演算法,有非常優異的自動制導飛行能力,能依據最遠航程、最大撞擊速度、最大撞擊角度……等不同的需求來調整炸彈的航道。慣性測量單元不怕電子干擾,不受天候影響,只是要達到所需的精確度費用昂貴,因此慣性制導炸彈從未投產。
讓慣性制導炸彈起死回生的是GPS技術,以GPS輔助慣性測量單元,限制後者產生的累積誤差,相輔相成之下,就能以更低的成本獲得純慣性測量單元所能達到的精確度,甚至更好。首枚投產並服役的GPS輔助慣性制導炸彈,是諾斯洛普飛機製造公司(Northrop)在1994年研製的900公斤級GBU-36/B,專用於該公司所製造的B-2A隱形轟炸機。B-2A在投射慣性制導炸彈之前,會先輸入一份GPS衛星名單,炸彈就接收這些衛星的信號而不理會其它衛星,再配合使用差分(differential)定位技術,炸彈的命中誤差半徑小於6米,已經可以與激光制導炸彈的精確度相媲美。GBU-36/B雖然早在1997年就開始服役,但僅僅是JDAM問世前的過渡產品,產量很小。不過它證明了用GPS來達到精確轟炸的概念是可行的,也驗證了差分定位技術的價值。
80年代末,美國海空軍聯合進行先進炸彈家族(Advanced Bomb Family,簡稱ABF)研究項目,目標是研製出一種既便宜、又能更精確投射多種傳統炸彈戰鬥部的新制導組件。
1990年到1991年間的第一次海灣戰爭後,上述的3各項目——IGTD、AIWS以及ABF進行了重整,AIWS成為聯合防區外武器項目(Joint stand-Off Weapon),而IGTD和ABF則合併成為美國海空軍聯合研製但由空軍主導的聯合直接攻擊彈藥項目。JDAM的研製
美軍研製JDAM的原因其實很簡單,在海灣戰爭中為了躲避地面炮火和肩射防空導彈的攻擊,聯軍戰鬥機的飛行高度得保持在4500米以上。當時造價高昂的激光制導炸彈只限用於攻擊高價值目標,大部分目標還得由傳統「笨」炸彈負責,在這種高度投彈幾乎沒什麼效果可言。以美軍為例,在這場戰爭中所投下的炸彈中,450公斤和900公斤級的非制導炸彈佔了90%,平均圓概率誤差是60米,因此每個目標都得丟下2、30顆炸彈才能確保摧毀。如果想改善轟炸精確度而降低飛行高度,那麼戰鬥機在伊拉克猛烈的防空炮火下就會損失慘重,美軍就損失了27架戰鬥機和5架直升機。7712激光制導炸彈的研製經歷了原理樣機和工程樣機兩個設計階段,在設計過程中通過了導引頭和全彈風洞試驗,導引頭掛飛試驗和模擬彈投放實驗等項目,從1985年開始7712制導炸彈的樣彈開始空投打靶試驗。實彈投放試驗中7712制導炸彈成功實現了激光制導,導引頭和彈載控制系統也基本達到了設計需要的標準,總體結構設計和大部分系統的試驗數據都滿足了設計要求,從結構設計和純粹技術角度上可以認為7712在總體上取得了成功。
7712模仿「寶石路」I的整體設計和結構特點在技術上比較成熟,「寶石路」I的實戰使用也證明這一設計的成功基礎。單純從整體設計角度7712基本達到了西方70年代初期的水平,但是在制導系統的性能試驗時出現了影響炸彈性能的技術問題。7712制導炸彈的靶試證明了設計和結構是成功的,但在導引頭精度和抗干擾能力上仍然存在不足之處,靶試中7712的命中精度無法達到設計指標的要求,而且模仿「寶石路」I的設計在90年代初期已經開始落後。起到技術探索和科研隊伍鍛煉作用的7712最終沒有定型裝備,但通過7712研製取獲得的收穫為後續項目的開發提供了良好的基礎。
第二代激光制導炸彈的成功
7712項目進行過程中雖然鍛煉了人員也取得了較好的技術成果,但是沒有定型裝備導致中國仍然沒有自己的制導炸彈,缺乏制導炸彈使航空兵的對地攻擊能力存在很大的缺陷,這個缺陷在海灣戰爭後得到了中國航空兵領導激光的充分重視。中國在7712項目終止後開始發展技術更加先進的LT-2制導炸彈,雖然7712與LT-2同樣都是500千克口徑規格的制導炸彈,但類似蘇聯KAB-5090L的LT-2的結構與模仿「寶石路」I的7712完全不同。
LT-2激光制導炸彈仍然是採用風標式導引頭和速度跟蹤導引方式,但是炸彈的控制彈翼採用了尾翼偏航舵的常規控制方式,這與採用彈體前部鴨式控制翼的西方激光制導炸彈差別明顯,也是比較容易將LT-2與蘇聯/俄羅斯KAB-500L聯繫起來的共同點。
LT-2在1997年開始立項研製,2004年10月設計定型後開始大規模服役裝備,中國空軍新一代戰鬥機幾乎全部都可以使用LT-2制導炸彈,強-5在對掛架和機載設備進行改裝後也具備使用LT-2的能力。LT-2與KAB-500L在外形和彈體的結構方面非常接近,但分析數據可以發現LT-2使用的是中國的500千克炸彈彈體,在彈徑尺寸和全彈重量上LT-2都要比KAB-500L小。
LT-2導引頭的結構和功能雖然和7712的導引頭類似,但LT-2導引頭的風標靈敏度和導引頭精度都明顯超過了7712,尾翼控制的比例舵機能夠在降低技術難度的同時保證彈體穩定和機動性能。LT-2導引頭1.064μm的工作波長和4千米捕獲距離與7712相當,導引頭視場角度25度和風標迴轉角度20度也和7712差別不大基本相同,相比7712最大的改進就是導引頭性能改善在命中精度上的提高。
LT-2的成功可以被看成是在國內技術基礎上參考和借鑒KAB-500L的成果,根據國內近年來開發的一系列俄式機載武器的仿製型來看,雖然LT-2沒有直接仿製KAB-500L但至少目前還不能擺脫「山寨」的名聲。
LT-2是在技術上和成本上都比較成功的激光制導炸彈,但設計略顯落後的這型炸彈還存在投彈高度限制和射程短的缺陷,在風速較大和攻擊運動目標時存在命中精度問題和使用條件限制。T-2導引頭的結構和功能雖然和7712的導引頭類似,但LT-2導引頭的風標靈敏度和導引頭精度都明顯超過了7712,尾翼控制的比例舵機能夠在降低技術難度的同時保證彈體穩定和機動性能。
LT-2導引頭1.064μm的工作波長和4千米捕獲距離與7712相當,導引頭視場角度25度和風標迴轉角度20度也和7712差別不大基本相同,相比7712最大的改進就是導引頭性能改善在命中精度上的提高。LT-2的成功可以被看成是在國內技術基礎上參考和借鑒KAB-500L的成果,根據國內近年來開發的一系列俄式機載武器的仿製型來看,
雖然LT-2沒有直接仿製KAB-500L但至少目前還不能擺脫「山寨」的名聲。LT-2是在技術上和成本上都比較成功的激光制導炸彈,但設計略顯落後的這型炸彈還存在投彈高度限制和射程短的缺陷,在風速較大和攻擊運動目標時存在命中精度問題和使用條件限制。
LT-3是長度3.58米和彈徑0.38米的500千克口徑激光制導炸彈,570千克的重量雖然相比496千克的LT-2增加很多,但LT-3和LT-2在使用中仍然可以採用相同的機型和掛載方法,並利用複合制導技術使LT-3獲得了比LT-2更為靈活的作戰方式。LT-3在常規彈體上安裝了與JDAM類似的小尺寸彈翼和外置式掛彈裝置,結構上的改進明顯提高了制導炸彈的生產性和儲備條件。
LT-3在理論上已經不再需要專門為制導炸彈生產彈體,而能夠通過制導和控制組件直接改造常規炸彈,通過使用不同尺寸的組件和標準的/導引控制系統組合不同等級的炸彈。LT-3的掛載設備和穩定翼在結構特點上與LS-6滑翔炸彈非常接近,為LT-3增加LS-6那樣的摺疊彈翼在技術上並沒有什麼難度,增加摺疊的滑翔彈翼後LT-3的射程可以得到大幅度的增加,高空投彈時甚至有條件將射程增加到50千米以上的防區外打擊標準。
LT-3相比LT-2的優勢除了更出色的制導系統外還提高了適裝條件,不但戰術飛機可以使用外掛的方式掛載LT-3,轟炸機也能夠採用內部彈艙掛載LT-3並進行遠距離投彈,依靠GPS/INS實現精確打擊或在末端利用激光制導進一步提高命中精度。
所以激光制導武器其實是個貓脖子上鈴鐺的問題:它只解決了武器制導,並沒有解決目標發現與跟蹤。
實戰上大致有兩種模式:
- 地面空地引導人員抗個激光器來干這個事。這可以是類似於傳統的前線空地引導人員,也可以是遠程滲透敵後的特種部隊。
- 把制導激光發射器與攝像頭、激光測距做在一起,弄成可見光/紅外波段的綜合系統,讓飛機能完成目標發現與跟蹤的任務。80年代之後很多對地攻擊飛機都有這個。
推薦看看變一和洛杉磯之戰。裡面部隊貼臉照射目標。高空的話飛機自身就可以照射目標。
激光照射一般分空中照射和地面照射,簡稱空照和地照。地照有車載和單兵攜帶型,深入敵後特種作戰可以由特戰隊員攜帶攜帶型激光照射器對敵敏感節點作精確打擊。由於受便攜性約束,其有效照射距離較短,須靠近目標照射,因此危險性較大,是個刀尖上舔火的活。隨著技術的發展,現在的趨勢應該是由特戰隊員偵察目標並提供目標位置信息,由無人機對目標進行確認並使用攜帶的精確制導武器攻擊目標。若目標是面積較大的面目標則可以使用衛星導航制導武器;若有較精確的攻擊精度要求,則可以使用配備光學成像導引頭的制導武器。對付激光制導武器的方法比較多,可以釋放煙霧和重頻技術。但因為其成本低精度高,仍是精確制導武器特別是低成本武器的主要制導方式。
引導隊前置啊,本機照射或者異機照射,再不行就搞支地面小隊貼臉照射。
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