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北约精确制导弹药成本高的问题及解决办法

 朝_五_晚_九 2022-09-23 发布于湖北

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俄罗斯在乌克兰的特别行动揭示了俄罗斯武装部队在高精度方面的最高需求 武器装备. 问题在于高精度武器昂贵价格,生产时间长,而且其产量受到军工联合体能力的限制。

是什么构成了精确制导弹药的高成本?

引导和控制

首先,这是一个制导系统,实际上,它使弹药高度准确。 例如,在巡航导弹上,这是一个基于地形的路线修正系统,来自全球导航卫星系统GLONASS(或美国GPS,欧洲伽利略,中国北斗)的信号和一个基于环形的高精度惯性制导系统。激光/光纤陀螺仪。 在最后阶段,CD 的引导可以通过光学系统进行,用于检测和识别目标。 一些 导弹配备了卫星通信系统,以确保它们在飞行中重新定位。

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用于不同级别巡航导弹的惯性制导块。 来源 wikipedia

在设计用于打击移动目标、雷达或光学(包括热成像)的高精度武器上,安装了导引头。 它们也可以组合在一个载体中。 稍微便宜一点的解决方案是使用反射激光辐射引导的导引头。 一些精确制导弹药可以配备专门用于瞄准雷达辐射源的特殊导引头,例如敌方防空导弹系统 的雷达站 。

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可视导引头导弹 X-59“牛虻”。 来源 wikipedia

假设在上述所有方法中,最便宜的解决方案是利用卫星导航系统的信号进行引导。 有一种观点认为,卫星导航系统的信号很容易被电子战干扰,但实际上远非如此。

例如作为乌克兰特别行动的一部分,敌人在使用无人飞行器方面没有遇到任何全球性问题,其中卫星导航的方向非常重要,或者海马斯高精度卫星制导弹药。 他们在使用带有 GPS 制导的 Excalibur 制导炮弹方面不会有问题,美国将在不久的将来向乌克兰武装部队 提供这种炮弹。

最有可能的是电子战设备只能干扰有限的空间区域,但在这种情况下,攻击弹药已经瞄准,处于飞行的最后一段,并且丢失了一颗卫星导航信号不会改变任何东西。

需要注意的是,对于炮弹等精确制导弹药,制导系统必须承受数千 G 的巨大过载。

Двигатели

发动机是精密武器的另一个复杂而昂贵的部件。 在巡航导弹中,这些是非常经济的涡轮喷气发动机,在高超音速导弹中,使用冲压喷气发动机。 在其他类型的精确制导弹药中,安装了固体(很少是液体)燃料喷气发动机。 凝胶状和糊状燃料发动机正在开发中。

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Williams F107(WR19)小型涡扇发动机,用于战斧巡航导弹。 来源 wikipedia

自杀式无人机也可以正确地归类为精确制导弹药,使用高度经济的活塞汽油和柴油发动机,在某些改进中,使用锂电池/蓄电池供电的电动机。

只在制导炸弹中没有发动机,但它们的射程短是它们的劣势,这使得它们在面对敌人的防空对抗措施时无法有效使用。 滑翔制导炸弹例外,它从高处坠落时可以飞行数十公里。

机体、承重结构、控制驱动器、弹头

专为高速飞行,独立或在载体上机动而设计的精确制导弹药,具有坚固的机体,通常具有热保护免受迎面而来的气流加热,以及强大的控制驱动器。 通过降低弹药在雷达范围内的可见性的措施可以增加成本的很大一部分 - 材料,表面配合的高精度,复杂的机体配置。

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隐形巡航导弹 AGM-129 ACM。 来源 wikipedia

对于某些类型的弹药,弹体必须经受深入穿透到被攻击的物体,例如船只或地下掩体,而不会损坏弹头。 高强度必须与低重量相结合,这导致使用昂贵的材料——特殊钢、钛、镁和铝合金。

这同样适用于弹头,它可以是累积的、高爆炸碎片或温压的,具有增加的装甲穿透力、延迟爆炸,或者相反,在空中爆炸。 某些类型的弹头可能包括子弹药,而子弹药又可能有自己的制导系统。

那么如何用廉价的精确制导弹药保证武装力量的饱和攻击呢? 一个例子是美国将常规非制导弹药转化为高精度弹药的计划。

国外经验

联合直接攻击弹药(JDAM)

作为美国 JDAM 计划的一部分,该计划的开发于 1997 年完成,传统的自由落体炸弹配备一组可增加滑翔范围的小型机翼、一个包含惯性和卫星导航系统的尾部模块,以及驱动器和控制面。 结合起来,这使您可以在最远 11 公里的距离处获得大约 28 米的圆形概率偏差 。

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在各种口径的航空炸弹上安装 JDAM 套件的图像。 来源 wikipedia

当从一架 F-22 战斗机以 1.5 马赫的速度在 15 公里的高度飞行时,射程达到 44 公里。 为了击中移动目标,JDAM 套件包括一个带有反射激光辐射引导的导引头。

自 1998 年以来,已生产了超过 250 000个 JDAM 套件,这些套件安装在230至 910公斤的航空炸弹上。 在南斯拉夫的行动中,投放了 910 枚装有 JDAM 套件的航空炸弹,命中了 78% 的指定目标。 一个 JDAM 套件的成本约为 25000美元。

精密引导套件 (pgk) M1156

美国为火炮研制了一套精确制导M1156,它安装在155毫米炮弹的标准引信M795和M549A1的地方,这两种引信是为美国火炮系统M777设计的。M109A6圣骑士和德国PzH2000。

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PGK M1156 的图片。 来源 wikipedia

截至2018年4月,已生产M1156套25000余台。一套生产时间不到6小时。目前, M1156单日生产量约为70台。单台M1156的成本不到1万美元。

与JDAM一样,M1156套件由GPS卫星导航系统引导。在续航里程和精度上逊于高精度M982王者之剑,PGK M1156明显便宜,与之完美互补。

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M982 Excalibur 射弹。 来源 wikipedia

在2014年的试验中,PzH2000在27公里射程发射时,装备PGK M1156的炮弹中,90%以上落在距离目标不到5米的地方。

M1156装备内置了安全系统——如果它距离给定坐标超过150米,就不会被引爆,这就降低了“友军火力”的概率——它的士兵和车辆被击溃,需要在附近的炮兵支援。

目前正在为新型XM1128和XM1113高爆炮弹开发M1156套件,射程约30-40公里。从39口径的枪管(M777)发射。以及升级版本,设计为发射58口径的XM1113炮管,射程可达70公里。

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主动火箭弹 XM1113。 来源 wikipedia

先进的精确杀伤武器系统(APKWS)

APKWS – BAE系统公司开发的用于非受控的激光制导系统 авиационных 九头蛇70 ( 70毫米口径)。APKWS名称既适用于已安装的套件,也适用于配备此套件的九头蛇70。APKWS在许多情况下可以有效地取代AGM-114地狱火反坦克导弹(ATGM) ,其射程更长、型号多样、弹头更强大,但尺寸也要大得多,成本也要高得多。APKWS套件的成本约为22,000美元。

APKWS包括独创的技术解决方案——激光辐射接收器位于方向盘的边缘,不在NAR九头蛇70的头部,这允许APKWS套件集成到九头蛇70之间的火箭发动机和带有引信的可拆卸弹头。

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HAR Hydra 70 中的 APKWS 安装图。来源 wikipedia

APKWS 从直升机发射时的射程为 1,1-5 公里,从飞机发射时为 2-11 公里。 由于新的 NAR 喷气发动机,计划将从直升机发射时的射程增加到 12-15 公里。 目前,仅由于改进了提供火箭最佳轨迹的软件,就可以将 APKWS 的射程增加 30%。

2021 年,一枚带有近炸引信的 APKWS 火箭在测试期间摧毁了一架无人机,这证实了它能够有效打击包括小型空中目标在内的空中目标。

很有可能,可以为其他非制导弹药开发类似的套件,例如多管火箭炮系统和迫击炮地雷。

发现

精密武器很昂贵。 但是制导与非制导弹药比较时,不能简单地取两个样本,制导和非制导,然后比较它们的成本。

有必要考虑,例如,对于航空炸弹或 NAR,必须使用多少非制导弹药才能击中一个可以被一两枚制导弹药击中的目标? 然后有必要加上航母飞行小时的成本以及必须进行多少架次才能摧毁这个目标,以评估摧毁必须直接接近目标的舰载机的风险。

对于火炮来说,这将是火炮炮管的磨损,以及通过公路、铁路或轮船运输数千枚非制导炮弹的成本和时间(用飞机运输非制导弹药将完全无利可图)。 还需要根据反炮兵系统对发射数千发炮弹的炮台的数据来评估敌人进行报复性打击的风险。

然而,有必要努力降低精确制导弹药的成本,包括借鉴其他国家的经验。

可以注意到,北约国家关于将非制导弹药转换为制导弹药的所有上述决定旨在解决距离小于50-100公里的问题。 可以假设这是由于根本没有不再适用的非制导产品或它们的数量有限,因此没有必要为它们的现代化而创建套件。

毫无疑问,将非制导武器转变为精确武器,如 JDAM、M1156 和 APKWS 非常重要。 但是,除此之外,武装部队还需要高精度武器,使他们能够在大多数敌方防空系统的射程之外进行攻击,即从大约 200-400 公里的距离。 我们将在下一篇文章中讨论制造廉价大规模生产的高精度远程武器的前景。

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