20世纪90年代,苏联解体,国际形势和我国的安全环境发生了根本的变化,新生俄罗斯虽然继承了苏联大部分军队和国防工业,但由于错误地采取了休克经济政策,国家经济一蹶不振,国防工业受到的冲击尤其严重,军队订货减少,国外市场萎缩,工厂开工不足,人员大量流失,设备迅速老化。在这种情况下,俄罗斯不得不在对外军事技术合作中持更加幵放的态度,以便能够在激烈的国际市场竞争中站稳脚跟,度过这段困难的 时期。在这个背景下,我国有关部门与俄罗斯相关行业进行了卓有成效的合作,根据国内武器装备发展规划及 国内科研、工业存在的不足,引进了大量的先进技术,促进了国产武器装备的发展,其中就包括激光制导炸弹 技术。
根据海外媒体的报道,我国引进的是俄罗斯KAB-500L激光制导炸弹的技术,该炸弹是苏联20世纪70年 代研制的激光制导炸弹,技术水平与美国的宝石路-1相 当,采用风标式激光导引头、继电式舵机,制导规律为速度追踪导引,炸弹长度为3.68米,直径为0.37米,重量为498千克,导引头工作在1.06微米,对于激光信号的捕获距离为4千米。按照我国科技人员的观点,KAB-500L的技术与当时国外先进水平有较大的差距,甚至与宝石路-1相比也有较大差距,例如宝石路-1的视野达到25度,而KAB-500L只有12.5度,不过苏联科技人员利用多种技术手段,成功提高了风标头的顺风特性和导引头的灵敏度,保证了激光制导炸弹的命中精度,这也反映了苏联坚实的理论基础和雄厚的工程经验。
比较特别的是KAB-500L采用的是正常式气动布局,也就是控制舵在尾部。KAB-500L采用了4片小展良比弹翼布置在弹尾,翼后部有较大的舵面,这种布局的优点是舵面攻角小,舵面受载较小,铰链力矩较小,因此俯仰控制效率较高,但是这种布局会带来过大的静稳定度,对滚转控制效率影响较大,所以在弹体头部增加了4个安定弹翼。由于这些弹翼是固定的,所以对后面舵面的下洗影响较小,因此气动耦合的非线性问题也 较小。
从整体而言,苏联科技人员采用这样的设计是为了较好地兼顾KAB-500L激光制导炸弹的稳定性和机动性能的矛盾。对于激光制导炸弹来说首先飞行要稳定,这是提高命中精度的基础和前提,然后还要具备一定的机动性能,以便能够迅速调整飞行弹道,它对于命中精度也有影响,反安定面就起到这样的作用。一般而言,反安定面能够在不调整炸弹内部结构和布局的情况下,提高炸弹的气动效率,增加升阻比,同时,安装反安定面会显著降低弹体的静稳定度,提高机动性能,有效地平衡炸弹稳定性和机动性能的矛盾。一般情况下,反安定 面都安装在炸弹头部,因为这里距离炸弹的重心较远,能够最大限度地发挥作用。通过KAB-500L技术的吸收和消化,我国已经掌握了这种布局,所以我们看到我国新一代激光制导炸弹仍旧在采用这种布局。
KAB-500L激光制导炸弹的国产化工作在1997年正式立项,2004年设计定型,国内编号为雷霆型激光制导炸弹,2006年在珠海航展上公开亮相,目前巳经广泛装备我国空军和海军航空兵作战飞机,如歼-10、歼轰-7A和强一5飞机,它与国产K/JDC-1型昼夜全天候光电瞄准吊舱构成了我国航空兵第一代昼夜全天候对地精确打击系统。
目前我国已经将国产昼夜全天候光电吊舱和激光制导炸弹推向国际市场,根据珠海航展的消息,我国出口型WMD-7光电瞄准吊舱由前视红外探测系统、000摄像机、激光照射测距系统等器件坦成,可以在昼夜全天候条件下对地面目标进行探测、识别和跟踪,并旦利用激光系统对目标进行照射和测距,引导激光制导炸弹或者其他武器对其进行精确打击。装备WMD-7吊舱可以大大提高作战飞机对地面目标尤其是小型活动目标的打击能力,过去使用普通炸弹攻击一辆活动的坦克可能需要数十枚炸弹,现在挂载WMD-7吊舱以后,可能只需要一枚激光制导炸弹就可以解决问题。
WMD-7吊舱的技术参数为:扫描方位150度,俯仰角10度?150度,红外系统工作在3?5微米波段,有两个视场一4.3 x 5.8度用于搜索目标和1.4x1.9度用于锁定目标,对于地面目标最多可以提供20千米的探测距 离;CCD主要用于白天晴朗天气条件下对地面目标的探测,对于小型地面活动目标可以提供20千米以上探测距 离,激光系统工作在1.06微米,最大测距18千米,照射距离在12千米左右。从各种战术指标来看,WMD-7光 电吊舱相当于美国系统的LANTRIN系统的AN/AAQ-14光电 瞄准吊舱,后者还包括一个AN/AAQ-13昼夜全天候低 空导航吊舱,配备地形跟踪雷达、宽视野导航前视红外探测系统,我国也有类似的吊舱,那就是蓝天全天候低! 空导航吊舱,它的战术技术指标与AAQ-13相当,不过考虑到蓝天吊舱的敏感性,我国出口的时候可能去掉这个吊舱,实际上美国也不出口完整版的系统,沙特的F-15S配备的就是简化版系统。
LT-2激光制导炸弹和光电瞄准吊舱虽然解决了我国空军昼夜全天候对地精确打击的问题,填补了国内的空白,但是它的战术技术指标距离世界先进水平还是有一定的差距。前面说过LT-2在技术水平上只相当于美国第一代宝石路-1,因此后者存在的问题同样存在,例如低空投放能力低,只能在中高空投弹,容易暴露攻击意图,受到对方的反击,滑翔距离短,投放距离只有10千米左右,不能在防区外投弹,而且制导精度不高,不能在较大风速条件下使用,不能攻击机动目标,这些都限制它的使用范围和作战灵活性。因此对于我国来说,不论是部队还是对外出口都需要更加先进的激光制导炸弹,以提高部队的战斗力和在国际市场上的竞争能力。
在2012年珠海航展上,我国哈尔滨建成展出天戈系列激光制导炸弹,最令人兴奋的是天戈系列激光制导炸弹没有风标头,这表明它采用了陀螺稳定式导引头,比例导引控制系统,整体战术技术指标已经达到或者接近美国宝石路-3的水平,从而表明我国在激光制导武器方面又向前迈出了一大步。
所谓比例导引方法就是在制导武器飞向目标过程中,武器速度向量转动角速度(在铅垂面内是弹道倾角的 角速度,水平面内是弹道偏角的角速度)与目标线转动角速度成一定比例。从而大提高系统的制导精度并且能够实现有落角要求的弹道。为了与新型制导方法相配合,天戈激光制导炸弹采用陀螺稳定式导引头,它的导引头包括光学 系统、四象限光电探测器、前置放大器和预处理电路、框架结构、伺服机构和测角系统及陀螺稳定系统,电子舱包括放大电路、采样保持电路、数字信号处理机、接口电路、陀螺稳定驱动和控制电路等。目标反射的激光回波信号,经光学系统后,聚集在四象限光电探测器的光敏面上,经过光电转换,得到四个通道的电信号,四路目号经过信息处理后,一方面对激光脉冲进行探测和识别,形成目标捕获信号和波门信号,另一方面对目标的四路信号进行和差处理,得到目标视线与光轴夹角在俯仰和方位上的角误差信号,这两个角误差信号一方面用来形成俯仰和方位方向上的驱动指令,让导引头据此跟踪目标,另一方面形成制导控制指令,让武器按一定的制导规律飞向目标。在采用新的制导系统之后,天戈激光制导炸弹的命中精度大为提高,以500千克级激光制导炸弹为例,如果采用地面照射空中攻击的战术那么它的精度可以提高到3米左右,而采用空中照射空中攻击的方法,制导精度也可以达到5米。
由于制导系统性能的提高,我国激光制导系统的运用范围扩大了,相关系统的品种也完善了,在2012年珠海航展上,建成集团就展出100千克级、250千克级、500千克级和1000千克级不同规格的激光制导炸弹,分别配备不同的战术载体,打击不同的目标,如100千克级可以配备轻型攻击机、无人攻击机,执行外科手术式打击,而1000千克级可以配备重型攻击机,攻击地下或者地面坚固的目标。
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