给炸弹插上翅膀-美国“钻石背”弹药增程计划

美国目前的弹药增程计划有“远射”(LONGSHOT)、“钻石背”(DIA-MONDBACK)等,其中“钻石背”计划是发展比较快,而且具有一定代表性的低成本、高性能增程组件。它将使现在的大部分“杰达姆”(JDAM)系列炸弹可以滑翔飞行,使其从“空中杀手”变成一定意义上的“空中猎手”。“钻石背”是英文DIAMONDBACK的直译,还有一种更形象、更准确的名称为“菱形背”,这是因为“DIAMOND”也有“菱形”之意,而由于“钻石背”的称谓已为大多数人接受,因此也就一直这样叫了下来。

“钻石背”计划发展进程

  美国航空弹药近期越来越向“生产低成本、装备通用化、打击专业化”的方向发展。这一发展方向源于现代战场对武器弹药的苛刻要求:一方面武器的高性能使弹药成本居高不下,而另一方面新武器的层出不穷,使战场上的弹药种类庞杂繁多,加之对附带损伤的严格要求和战场目标的多样化,也要求弹药性能能够不断变化。在经历了海湾战争和科索沃战争等几次局部战争后,财大气粗且的美国也对弹药成本和弹药使用的难度有些吃不消,于是在弹药发展上推出了“低成本计划”“小弹径炸弹计划”“新型制导应用计划”和“增程计划”等。“钻石背”就是“小弹径炸弹计划”“增程计划”和“低成本计划”的解决方归案之一。
美国空军在1998年为“小弹径炸弹”(SDB)和“联合直接攻击弹药”(JDAM)的增程计划进行了公开招标,同年10月,马可尼公司(AMSI)赢得了该项合同,很快就完成论证和地面试验,拿出了试验组件,并将其命名为“钻石背”。这是一种串式联动弹翼组件,包括折叠弹翼、可以弹出弹翼的机械机构及飞行控制单元。2000年4月7日,阿利尼亚·马可尼公司与生产小弹径炸弹和联合直接攻击弹药的美国波音公司,在佛罗里达英格林空军基地用F-16携带装有“钻石背”的小弹径炸弹进行了首次试验,这也是美国“小型智能增程炸弹”(SSBREX)的首次飞机携带试验。2000年4月21日,“钻石背”组件被安装在波音公司改装的JDAM BLU-109炸弹上,成功进行了“钻石背”增程滑翔翼组件的第一次飞行试验。2000年5月又进行了小弹径炸弹的飞行试验。在这一年的4月到12月间共进行了7次“钻石背”滑翔组件的试验。

以上这些试验都是由美国空军F-16投放的,分别使用了908千克JDAM和113千克SSB两种型号,而加装“钻石背”后这两种炸弹就变成了增程型的JDAM-ER和SSBREX。这一阶段飞行试验的目的是验证炸弹在投放后与投放飞机安全分离、弹翼展开、炸弹巡航飞行可控制性、下滑距离、转弯性能及最终击情况。试验证明,在保持JDAM或SDB弹药原有打击精确度的情况下,按照投放高度的不同,“钻石背”可将武器的覆盖区扩大20多倍。
2001年7月,欧洲MBDA公司和波音公司签署了一组研制并在全世界范围内销售JDAM和其增程型(JDAM-ER)武器及美国小弹径炸弹(SDB)的协议。美国的小弹径炸弹(SDB)项目的系统发展和验证(SDD)阶段到2006年9月完成,然后进入生产阶段,而“钻石背”弹翼组件也会随小弹径炸弹共同销售。按照目前计划,美国空军在今后10年内将购买2.4万枚采用“钻石背”弹翼组件的小弹径炸弹,2005年10月开始交付产品。“钻石背”将随小弹径炸弹首先装备F-15E,随后将装备F/A-22、F-35、联合空中无人战斗系统,以及其它美国空中武器平台。同时,按照MBDA导弹系统公司同波音公司签订的协议,MBDA还将继续改进“钻石背"弹翼组件,以适用于各型JDAM。

“钻石背”的特点

  虽然“钻石背”只是一种组件,不是某种直接杀伤的弹药,但它可以使现有弹药的某些性能成倍提高,与“铺路”等制导炸弹和“远射”等其它增程模块相比,有着与众不同的特点。
飞行距离远 “钻石背”计划的最基本目的就是增大弹药的投放距离。一般来说,普通航空弹药为增大打击距离,最常用的方法就是采用滑翔弹翼。“钻石背”与其它制导武器采用的滑翔弹翼最大的区别就是其结构较为新颖,采用了独特的校接型串式联动弹翼,投弹之后弹翼展开,形成菱形的滑翔翼,具有很好的机动性和滑翔性能。这种弹翼不仅折叠起来占用空间小,重量也较轻,而且这种结构弹翼的升力比同等面积的弹翼升力要大,可使被改装武器的打击覆盖区域扩大20多倍。JDAM装上“钻石背”组件后,如果从7600米高空投放,打击距离可以从18.5千米扩大到65千米。加装弹翼后的“小弹径炸弹”射程可达到以前的3倍。当它从9000~10000米空中发射时,其顺方向发射射程、两侧离轴发射射程和逆方向发射射程分别达到56、36和18千米。较大的投放距离使飞行员可以在防区以外瞄准投掷,因此提高了生存性。

  成本低 与“铺路”系列制导组件相比,“钻石背”仅仅是一种滑翔飞行组件。虽然它可以在飞行覆盖区域内机动,但主要是利用JDAM或小弹径炸弹自身的制导功能,因此生产成本比“铺路”系列中的制导滑翔一体组件要低许多。
轻便小巧 “钻石背”折叠在盒内的滑翔翼在投放后可以向后展开,从而扩大了弹翼的长度和面积。以前,美国发展的900千克“铺路”III(GBU-24)就是由于采用固定弹翼,而很难装入空间狭小的F-117弹舱,因此不得不又专门设计了能折叠弹翼的改进型“铺路”III—GBU-27。现代隐身飞行器的一个较大缺点就是其机体内弹舱空间较为狭小,而为了保持隐身,又不可能采用外挂方式,这也是美国将小弹径炸弹作为弹药发展的一个主要方向的原因,而折叠弹翼也是解决弹药外形小型化的一种有效方法。
兼容性好 为了减少设计成本和场弹药管理的复杂性,美国在弹药发展中,在追求弹药品种多样性的同时,十分重视弹药的通用性。“钻石背”可与包括JDAM、SSB和凤偏修正弹药撒布器在内的美国众多新型低成本、GPS制导武器兼容。这种良好的兼容性使“钻石背”的潜在市场十分巨大。
飞行轨迹灵活 由于“钻石背”滑翔弹翼较大,可为改装的炸弹提供较长的滞空时间。这一方面可使炸弹在较大范围内机动飞行,从而具备了一次出航,从一个投放点对多个目标进行打击的能力。另一方面,还可以使炸弹在接近目标的时候调整飞行姿态,以事先设计好的弹道撞击目标。这一点对打击坚固目标特别重要,因为在打击坚固目标或需要弹药钻地打击时,弹药撞击目标的方向与速度,与钻地或侵彻深度有直接关系,因此如果能在撞击目标前,调整弹药姿态,并加速飞行,无疑将大大提高炸弹钻入目标的深度,增加打击效果。例如,美国空军与波音公司联合研制的小弹径炸弹采用了动能钻地技术,编号GBU-39/B,目的之一就是获得与874千克重的BLU-109相当的钻地深度(1.83米厚的混凝土层)。其钻地效果一部分就源于“钻石背”提供的优化碰撞弹道。

“钻石背”的应用

  “钻石背”的设计使其应用范围十分广泛,但从美军目前透露的情况来看,它主要应用在以下三种典型武器上。
让“小弹径炸弹”钻得更深  小弹径炸弹(SDB)的重量仅为113千克,全长1.8米,直径为15厘米,装有约23千克高能炸药,杀伤能力很强。过去需要908千克重的炸弹方可摧毁的目标,1枚这种小型灵巧弹就可摧毁85%,2~3枚就可完全解决问题。该炸弹配用可由驾驶员座舱选择装定时间的电子引信,该引信具有空爆、触发或延期起爆功能。小弹径炸弹外形细长,壳体采用硬度极高的材料制造,并采用了先进的抗干扰GPS/INS制导装置。配用MBDA公司的“钻石背”弹翼组件后,最大设计射程可达到74千米。在已进行的27次投放分离试验和10次制导飞行试验中,有3次在样弹上加装了“钻石背”弹翼。F-35和F/A-22战斗机能够在每一侧武器舱中各挂载4~8枚小型灵巧炸弹,这使它们有充裕内弹药完成各项任务。
从目前试验来看,“钻石背”可以帮助炸弹在经过长途飞行后攻角仍然为零,这样能以最佳弹道钻入目标。由于这种炸弹还加装了“多次硬目标智能引信”,可使炸弹在穿透一层层障碍后爆炸,因此“钻石背”可以使小弹径炸弹的钻地打击效果更好。另外,美军还在考虑为这种炸弹加装传感器(很可能是激光雷达)。这种自动目标识别系统可使炸弹具有可靠的目标确认能力,从而适用于攻击移动目标。美军对113千克小弹径炸弹精度的最新要求是使95%的炸弹打击精度在3米以内,这就使攻击移动目标成为可能。而“钻石背”为跟踪移动目标提供了保证。
让"杰达姆"飞得更远 1999年11月,在美国海军的敦促之下,美空军开始对JDAM进行改进,使JDAM的命中精度从10米提高到3米左右。按照计划,JDAM将装备“钻石背”组件,使JDAM的打击距离从18.5千米增加到110千米(试验距离为65千米)。“钻石背”组件适用于227、454、908千克级的JDAM。在保证“杰达姆”原有的精确、抗干扰、廉价等优点的前提下,使其射程更远,能与成本比更高的“铺路”系列激光制导炸弹相媲美。
此外,美国空军从2001年年初就开始研究增程型风偏修正弹药撒布器(WCMD-ER),以使其射程由56千米增加到72千米。现有两种弹翼组件方案:一种是Leigh航空系统公司的“远射”(LONGSHOT),另一种就是“钻石背”。究竟选用何种方案,将由该炸弹的制造商洛马公司决定。