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坦克的“灭顶之灾”:身怀绝技的FGM-148“标枪”导弹☆☆☆☆☆+

 朝_五_晚_九 2024-09-21 发布于湖北

发射FGM-148“标枪”反坦克导弹。

十多年前笔者曾痴迷于电脑游戏“使命的召唤之现代战争”,第一次在虚拟世界里见到了这种导弹,这种导弹在发射后不是直奔目标,而是向上急速拉起,然后再以泰山压顶之势高速俯冲而下,瞬间打爆敌方的坦克!给我留下了深刻印象。当时对这种攻击模式十分不解,还以为是游戏公司为了吸引眼球故意玩的夸张效果。这种专打坦克脑门的导弹就是FGM-148“标枪”反坦克导弹,下面言归正传来说说这种身手不凡的导弹。

FGM-148“标枪”是美国制造的便携式、具备“发射后不管”特性的反坦克导弹,用于取代之前服役的M47 “龙”式反坦克导弹。“标枪”采用了自动红外成像制导,允许射手在发射后立即隐蔽,而不像“龙”式导弹那样的线导系统,需要射手在整个交战过程中导引导弹。“标枪”的聚能成形装药弹头能够从现代坦克装甲最薄的顶部击毁它们,也可以在直接攻击模式下有效地摧毁防御工事。截至2019年1月,标枪已经在超过5000次的战斗中被成功应用。

1983年,美国陆军提出了AAWS(先进反坦克武器系统)计划的需求,1985年,AAWS被批准进行研发。1986年8月,研发的原理论证阶段开始后,一份价值3000万美元的技术验证示范合同被授予:福特航空公司(激光驾束制导)、休斯飞机导弹系统集团(红外成像结合光纤连接)和德州仪器(红外成像阵列)。1989年6月,全尺寸研发合同授予了德州仪器和马丁-玛丽埃塔公司(现在的雷神公司和洛克希德-马丁公司)的合资企业,AAWS被命名为FGM-148“标枪”。

1991年4月,“标枪”导弹首次试飞成功,1993年3月,发射器首次试射成功。导弹于1994年进入全速生产阶段, 1996年6月,美国陆军在佐治亚州本宁堡首次部署该导弹。

“标枪”是一种“发射后不管”的导弹,采用顶部攻击模式攻击坦克等装甲车辆,但也可以采取直接攻击模式攻击建筑物、或距离太近以致无法采用顶部攻击的目标、或位于掩蔽物下的目标,甚至也可以用来攻击低空飞行的直升机。导弹在顶部攻击模式下可以达到150米的最大飞行高度,在直接射击模式下也可以达到60米的飞行高度。

该弹早期型号的射程为2000米,而现在的新型号则达到了4750米的射程。导弹配备了一个红外成像导引头,一旦目标被锁定,导引头可在飞行中自动完成目标的跟踪与导引。战斗部采用两个串联的聚能成形装药弹头:前置弹头用于引爆反应装甲,而主弹头则用于穿透坦克的主装甲。

“标枪”在发射时会先点燃弹射发动机将导弹从发射管中弹出,等导弹飞至与射手之间的安全距离后,导弹上的主火箭发动机才点火——这种发射方式被称为“软发射”。这不仅降低了发射时的后坐力,还使导弹可以在类似房间这样的封闭空间内发射,加上发动机的推进剂采用了低烟燃料,发射管喷出的尾烟很少,这就让射手的位置更难被发现。由于该弹具备“发射后不管”的特性,发射小组可以在发射后立即进入隐蔽位置,或在第一枚导弹尚飞在空中时就准备向下一个目标开火。发射小组是由一名射手和一名副射手组成,必要时也可以只由一个人发射。

当射手瞄准并发射导弹时,副射手负责搜索潜在的目标,监视敌方的威胁,比如敌方的车辆和部队,并确保发射管尾部没有其他人员和障碍物以免发射受影响。

“标枪”导弹系统的三大组成部分:指挥发射单元(CLU)、发射管组件和导弹。

“标枪”导弹系统主要由三个部分组成:指挥发射单元、发射管组件和导弹本身。导弹长:1.1米,弹径:127毫米,穿甲深度:750毫米;整个“标枪”导弹系统重:22.3公斤。由射手携带的可重复使用的指挥发射单元(不包含发射管组件)通常被称为CLU,重6.4公斤。CLU有三种显示模式,用于搜索、瞄准和发射导弹,也可以作为便携式热成像仪单独使用。让步兵不再需要与带热成像仪的装甲运兵车和坦克保持密切联系,使得步兵行动更加灵活,及时发现战场环境下的威胁。

CLU的左边是夜视瞄准镜头,镜头旁边带叶片的圆柱形物体是杜瓦冷却器,上方紫红色镜头是白昼瞄准镜。

CLU上的第一种显示模式是带4倍放大倍率的白昼瞄准镜模式,主要用于白天时对可见光下的区域进行搜索。该模式也可用于日出和日落时的搜索,此时由于地面的自然快速升温和降温,导致热成像很难聚焦。

第二种观察模式是带4倍放大倍率的宽视场热成像模式,向射手显示所观察区域的热成像。这也是主要使用的观察模式,因为它具有探测红外辐射的能力,可以发现敌方隐蔽起来的部队和车辆。在CLU的目镜中显示的是“绿色调”图像,可以调整对比度和亮度。CLU内部由连接在瞄准器上的小型杜瓦冷却单元进行冷却,这大大提高了热成像的灵敏度,因为瞄准器内的温度比其所探测的物体的温度低得多。射手使用CLU下方的两个操纵杆来操作,利用瞄准器能感知几度温差的灵敏性来“聚焦”热成像,以显示出观察区域内的热成像细节,确定可以让导弹锁定的最佳热信号区域。

CLU目镜内的状态指示界面。

第三种观察模式是放大12倍的窄视场热成像模式,可以更好地识别目标车辆。一旦CLU在宽视场模式下聚焦,射手就可以在激活导弹导引头视场之前切换到窄视场模式进行目标识别。在选择了最佳目标区域后,射手按下两个扳机中的一个,CLU将自动切换到第四种视观察模式:导引头视场模式,这是一个带9倍放大倍率的热成像视场,该视场的运作过程类似于大多数现代相机的自动变焦功能。窄视场热成像模式也可与前面提到的视场模式一起使用,所有这些视场模式都可以通过一个按钮来切换访问。该模式让射手指引导弹进一步瞄准,发射信息从CLU通过发射管组件上的电子连接装置传递给导弹的制导系统。如果射手在发射导弹时对视场图像感觉不妥时,可以终断导弹发射并循环切换到其他视场模式下观察,直到射手对目标图像感到满意后,他就会扣动第二个扳机让导弹 “锁定”目标。随后,导弹将在短暂的延迟后发射。

美国陆军后来又开发了一种新式轻型化CLU,新式轻型化CLU体积小了70%,重量轻了40%,电池寿命增加了50%;并且轻型化CLU还具有发射FIM-92“毒刺”导弹的能力,可利用其优越的光学性能配合“毒刺”导弹来识别并摧毁小型无人机。

轻型化CLU在减小体积和重量的同时,新增了不少功能。

“标枪”导弹的战斗部采用了串联式聚能装药破甲弹头,以对抗坦克或装甲车辆上普遍装备的爆炸反应装甲。先由低威力小直径的前置聚能装药弹头引爆反应装甲以扫清障碍,然后再引爆大直径的主聚能装药弹头以击穿目标的主装甲。前置弹头内采用了双层钼质聚能罩,而主弹头内则采用了紫铜聚能罩。为了保护主弹头装药不受导弹头部撞击目标时以及前置弹头爆炸时形成的冲击、爆炸和碎片等的影响,在两个弹头之间安装有一块防爆盾。该防爆盾采用复合材料制成,在防爆盾的中心有一个通孔,以防止主弹头金属射流扩散角度过大。新型的主弹头聚能罩可产生更高速的金属射流,使弹头体积变小的同时也增加了弹头的破甲威力,并且弹头减小使主火箭发动机推进剂的容量得以增加,从而增加了导弹的射程。

尽管“标枪”的串联聚能弹头在摧毁坦克、装甲车辆方面十分有效,但在伊拉克和阿富汗,它被用来对付的大多数威胁是武装人员及团伙,建筑物、轻装甲与非装甲车辆。

为了使“标枪”在这些情下更加有效,特意为“标枪”(FGM-148F型)开发了一种多用途新弹头。新弹头上增加了一个钢制套筒以增加弹片的产生,使弹头对人员的杀伤力得以倍增。该弹头对坦克仍有致命的杀伤力,而且不会增加导弹的重量和成本。导弹的中段弹体采用了更轻的复合材料,与现有的标枪发射管完全匹配。

大多数肩扛式导弹或火箭筒需要在射手身后留有很大的净空区域,以防止发射时的燃气尾流反冲回来伤及操作人员。为了克服这一缺陷但又不增加后坐力的情况下,“标枪”系统采用了软发射机制。先由弹射发动机将导弹从发射管中弹出,但在导弹离开发射管之前弹射发动机就停止了燃烧;导弹发射后其主发动机延迟点火,以便给操作人员留出足够的安全距离。导弹的两台发动机之间集成了一个爆破隔离盘,该盘被设计成可以承受弹射发动机一侧的压力,但当主发动机点火时该盘则可以轻易地被主发动机的燃气尾流喷碎。导弹飞出发射管后弹射发动机的外壳会留在弹体尾部,所以主发动机的尾流会经过已耗尽燃料的弹射发动机排出。

由于导弹发动机使用的是标准的北约推进剂,其中含有β-间苯二酚铅作为燃烧速度调节剂,导致排气中会出现一定量的铅和氧化铅;为此,要求射手在发射导弹后屏住呼吸。

作为一种“发射后不管”的导弹,导弹必须能够在发射后没有射手介入的情况下跟踪并摧毁锁定的目标。该特性是通过导弹上的红外成像系统(非CLU的红外成像系统)与跟踪系统相结合来实现的。射手使用CLU的红外成像系统寻找并识别目标,然后切换到导弹上的独立红外系统,再通过CLU上的操纵杆在目镜中显示出的目标图像上放置“括号”状的跟踪框,即可实现对目标的锁定。当目标移动或导弹的飞行路线、攻击角度改变时,弹载导引头会自动持续聚焦并跟踪目标图像。该导引头由三个主要部分组成:焦平面阵列(FPA)、冷却装置和校准稳定装置。

导弹的导引头组件被封装在一个可透过长波红外辐射的半球形弹舱中。红外辐射透过半球形的弹头罩与聚焦能量的透镜,再经过反射镜反射到焦平面阵列上。这是一个由64x64个碲镉汞探测器元件组成的二维凝视焦平面阵列,探测波段为8微米-12微米。焦平面阵列处理来自探测器元件的信号,并将信号转发给导弹的跟踪器。为了保证有效运作,焦平面阵列必须被冷却,CLU的红外成像瞄准器是用杜瓦瓶和闭式循环斯特林发动机来冷却的;但导弹上没有足够的空间用于安装这些设备。在导弹发射前,由安装在发射管外的冷却器激活导弹内部的电子系统并向导引头的探测器组件提供冷却气体。当导弹发射后与外部连接被切断,冷却气体改由弹载高压氩气瓶提供,该高压小瓶里装有足够的冷却剂,可以满足导弹大约19秒飞行时间段里所需的冷却量。

追踪器是引导/控制直至最终命中的关键。导引头中所有探测单元的信号都被传递到焦平面阵列的读出集成电路生成视频帧画面,然后发送到跟踪系统进行处理。通过比较各个视频帧的画面,跟踪器判断是否需要修正以使导弹瞄准目标。跟踪器必须能够判定图像中的哪一部分代表目标。目标是由射手定义,他在目标图像周围设置一个跟踪框。然后跟踪器使用算法,将跟踪框区域内的图像与导引头发送来的新图像分别从图像、几何形状以及运动参数上进行比较,类似于模式识别算法。在每一帧结束时,参照物都被更新,这样追踪器就能够保持对目标的追踪,即使在飞行过程中导引头的视角发生根本性的改变也不会丢失目标。在引导导弹飞行时,跟踪器在当前帧中定位目标,并将该位置与瞄准点进行比较。如果这个位置偏离中心,跟踪器会计算出一个修正值,并将其传递给制导系统,制导系统会对弹尾的四片活动尾翼以及弹体中部的八片弹翼进行适当调整以修正导弹的飞行误差。

由追踪器管理的导弹飞行分为三个阶段:(1)刚发射后的初始阶段;(2)持续大部分飞行时间的中期阶段;(3)追踪器选择最有效攻击点的末期阶段。通过制导算法,自动驾驶仪使用导引头和跟踪器给出的数据来确定何时将导弹从一个飞行阶段转换到另一个阶段。视乎导弹是采用顶部攻击模式还是直接攻击模式,制导系统根据射手与目标之间的距离,自动计算出精确的飞行路径。在顶部攻击模式下,导弹会在发射后急剧爬升,然后在高空巡航,最后从目标的顶部俯冲攻击。而在直接攻击模式下,导弹只在较低的高度上巡航,然后直接攻击目标。

“标枪”导弹顶部攻击模式下的飞行轨迹剖面。

“标枪”导弹直接攻击模式下的飞行轨迹剖面。

2003年,美国陆军、美国海军陆战队和澳大利亚特种部队在进攻伊拉克的战斗中对伊拉克的69式和巴比伦之狮坦克(伊拉克自行组装的T-72坦克)使用过“标枪”。在德贝卡山口战役中,一个排的美国特种部队士兵仅用4具“标枪”导弹发射单元,共发射了19枚“标枪”导弹,其中17枚命中,摧毁了两辆T-55坦克,八辆装甲运兵车和四辆运兵卡车。据报道,所有“标枪”导弹都是在2200米或更远的距离上发射的,接近或超过了该武器的官方最大射程,甚至有报道称一枚“标枪”在4200米处击中了目标。

在阿富汗战争期间,“标枪”被有效地用于反叛乱行动。起初,士兵们因其作用方式认为这种武器不适合用于反叛乱行动,但经过训练的射手能够对敌方阵地进行精确狙击,而且几乎没有附带损害。同时“标枪”精确的瞄准镜非常适合在远距离发现并消灭装备有机枪、RPG火箭筒或无后坐力炮等武器的叛乱分子小组,以及他们的皮卡车。“标枪”填补了美国武器系统中对抗DShK重机枪和B-10无后坐力炮的火力空白:像AT4火箭筒和M203外挂榴弹发射器威力够大,但射程不够;而重机枪和自动榴弹发射器有射程,但缺乏威力;虽然重型迫击炮,既有良好的射程,又有足够的威力,但又缺乏精度。只有“标枪”有足够的射程、威力和精度,在良好的锁定条件下,对车辆、山洞、坚固的阵地和个别人员最为有效。如果敌军在山洞内,向洞口发射“标枪”可从内部摧毁山洞。甚至“标枪”发射时发出的声音也产生了强大的心理威慑,以致有些叛乱分子闻声逃离了他们的隐蔽位置。不过,一枚“标枪”导弹的价格高达126000美元,与一辆新的保时捷911 GT3的价格大致相同;如此昂贵的“金弹”仅用于消灭重机枪、RPG火箭筒、迫击炮和皮卡车,从费效比来看实在是不高,或许美军只在乎达成战术目标而无视价格,也只有财大气粗的美军才敢这么壕。

2018年3月,美国向乌克兰出售了价值4700万美元的210枚标枪反坦克导弹和37套发射器。而在今年爆发的乌克兰战争中,乌克兰军队声称用“标枪”导弹摧毁了大量俄军的坦克和装甲车。根据网络媒体的报道,迄今为止俄军已经损失了超过150辆坦克。无论战争未来的局势如何发展,“标枪”导弹已经再次被历史之轮推上了乌克兰这座战争祭坛,注定要在这场血腥的战争中留下自己显著的战绩。

在乌克兰被击毁的俄军坦克。俄军虽然在坦克炮塔顶上安装了钢制格栅架试图防御顶部攻击,但仍然不能幸免。

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