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“金牛座”为何打得那么准?有世界最复杂的制导系统

发布时间:2019-06-10 15:24 来源:未知 编辑:admin

  张亦驰原创作品 近日,韩国军方首次公开了其引进的欧洲KEPD-350K“金牛座”防区外发射空地导弹的打靶视频,该视频显示,KEPD-350K在海上发射,飞行一

  近日,韩国军方首次公开了其引进的欧洲KEPD-350K“金牛座”防区外发射空地导弹的打靶视频,该视频显示,KEPD-350K在海上发射,飞行一段时间后,精确命中岛屿上的靶标中心。实际上,该弹已经于去年12月成军。这段视频给人相当大的震撼,那么或许有人会为“金牛座”凭什么能打那么准呢?

  该弹可以对点状硬目标实现3-10米的打击精度。这与其复杂的制导系统不无关系。它可能是目前的防区外发射导弹中制导系统最复杂的一种。它采用并联加串联的复合制导方式,仅在中段制导方面,它就采用了GPS、INS、地形匹配和类似景象匹配的基于图像的制导多种方式。相较之下,美国的JASSM在中段则只使用GPS/INS制导,这主要是因为美国对于本国的军用级GPS接收机的抗干扰能力和可靠性比较自信,而且使用这种方式不对外辐射能量,更加隐身。

  在海洋上空主要依靠GPS制导,如果有岛屿的话,理论上也可通过基于图像的制导方式。

  在“金牛座”的制导系统中,惯性制导(INS)是一个基本制导模式,而其他几种则用来为其提供修正。欧洲对依赖GPS不那么放心,所以又增加了两种制导方式。地形匹配制导是一种比较成熟的制导方式了。早期的美俄战略巡航导弹,例如“战斧”导弹就采用这种制导方式。地形匹配有自己的弱点,如果没有明显的地形起伏(比如在海上),就很难进行匹配;如果地面上的目标很乱很复杂,比如城市的各种建筑物,也妨碍进行地形匹配,总之它对路线太挑。另外,如果长时间采用地形匹配制导,需要导弹紧贴地形起伏飞行,也会消耗过多燃料。

  为此“金牛座”在中段还引入了一种较为独特的基于图像的制导方式,其原理和一些导弹在末端采用的景象匹配相似。将导引头拍摄的图像和导弹上预存的导航点的地物图像进行匹配。这样在目标杂乱的城市上空也可以有效进行制导。由于其采用的是红外成像系统,所以能够在夜间顺利提供制导。GPS则可以为导弹提供海上的精确导航。

  在导弹的末端,该弹采用了自动目标捕获技术,通过导引头对目标点拍照,然后识别出预先存储的目标图像。它实际上与景象匹配的原理相似,类似的技术还包括自动目标相关,不同之处在于捕获、匹配的技术细节不同。“金牛座”的红外成像导引头改进自为“独眼巨人”光纤制导导弹系统研制的导引头。该导引头采用锑化铟焦平面阵列,工作在3~5微米的中红外波段,分辨率非常高。这样既能获取足够的精度,又彻底实现了发射后不管,而不像一些电视制导的防区外发射导弹那样,还需要武器控制官操作。当然,有些比较先进的巡航导弹具有双向数据链(比如“战术战斧”),可实现人在回路的制导,可以在更为复杂的背景下识别目标,或者可以回传用于评估的图像,也是一种选择。

  由于采用了一个很长的复合侵彻战斗部,该弹能击穿3.4~6.1米厚的钢筋混凝土,这一点是远远超过采用侵彻型战斗部的“战斧”的。“金牛座”专门为打击地下指挥所等硬目标而设计。韩国之所以选择“金牛座”很大程度上也是看中了它的钻地能力,它可以较为有效的对付北方的地下指挥所和山洞内的弹道导弹。

  和那些靠增加速度、重量和侵彻体长度等“蛮劲”提高钻深的钻地弹不同,“金牛座”使用了复合型侵彻战斗部。其“诱惑者”Mephisto战斗部重481千克,实际上这个单词是一系列绕口的、表现该弹头是一种多效能穿透型先进战斗部的英文单词的缩写。复合型侵彻战斗部实际上就是在传统的侵彻战斗部前部再安装一个前置的空心装药聚能战斗部,实施攻击时,聚能战斗部先用高温、高速射流在目标上打一个洞,然后紧接着随进动能战斗再依靠动能对目标进行侵彻。和纯动能战斗部相比,复合型钻地弹的着地速度不用那么大,而且跳弹现象比较少。

  这个“诱惑者”战斗部的前置战斗部是一个K型装药的、爆炸式聚能杆式侵彻体。它能够兼具孔径和钻深,为跟进的战斗部实现更大穿深创造条件。后面的动能侵彻战斗部以250米/秒的速度钻入,这个战斗部具有较长的弹体,以确保足够的钻深。虽然战斗部重量与“战斧”相当,但是由于其长度大,加之采用复合型侵彻战斗部,其极限钻深远超战斧。

  一般来说,侵彻型战斗部对钢筋混凝土目标的极限钻深(当然速度还要足够大)是侵彻体长度的8倍左右。如果侵彻体太短,速度再大就不会增加钻深了,而会扩大钻孔。

  该弹战斗部尾部安装有智能引信,根据导弹受到的冲击的G值来判断侵彻的目标层数,确保战斗部在适当的层爆炸。该弹不仅可以对付地下目标和经过防护的硬目标,还能对付桥梁、建筑物等等。当然,这个战斗部不仅仅能一门心思往下钻,还能够空爆,对防空系统、机场上的飞机等软目标实施杀伤。

  该弹的最低飞行高度只有30米,是已知的防区外发射导弹中飞得最低的,这给探测和拦截带来很烦。另外,其采用的矩形截面的弹体也有利于降低雷达散射面积。有一种观点认为,“金牛座”是一种隐形的空地导弹。不过,在看空天看来,该弹并未采取太多的隐身设计。虽采用了非圆截面外形,实际上包括“风暴阴影”都采用了这种弹体,一个重要原因他们的前身都源自子母弹布撒器,这种形状的弹体有利于容纳子弹药。

  当然,非圆截面的弹体本身要比传统的柱形弹体具有先天的低雷达散射特征。但是,真正的隐身巡航导弹都会对外形进行优化设计,尤其是细节方面。头部细节是一个重要方面。AGM-158和俄罗斯的Kh-59Mk2的头部都进行了复杂的优化曲面,传感器的探测窗口都很平滑。相比之下,“金牛座”的头部可以说是从非圆截面弹体到锥形头部的自然过渡,没有在隐身上下太多功夫,而且其传感器突出于弹体之外,也与当前的隐身设计背道而驰。另外,其射频管理也不像AGM-158(JASSM)那样“干净”。后者中段制导采用GPS/INS,基本无需对外辐射无线电。而“金牛座”需要无线电高度表对地面扫描。当然,该无线电高度仪也很可能采用了低截获概率技术,但它的存在确实增加被探测的风险。因此,该弹的主要突防方式仍然是超低空飞行。

  该弹的最大射程超过500公里,导弹巡航速度M0.8~0.9,如果使用JP-10燃油的线%的射程。可以说,在现役的由战斗机发射的战役战术级防区外发射导弹中,这个射程仅次于经过升级的美国JASSM-ER。中国、俄罗斯的类似导弹射程大都在300公里左右。即便是和基本型的“风暴阴影”和AGM-158(JASSM)比,它也有一定优势。其射程得益于低油耗的小型涡喷发动机和两片可折叠的大展弦比弹翼,这几乎是所有新一代中远程巡航导弹的共同特征。

  当然庞大的体积和1.4吨的弹重也为其容纳足够的燃料奠定了基础。“金牛座”导弹采用一台推力约6.67千牛的WJ38-15涡喷发动机,油箱被安置在战斗部周围。弹体上部面有两片可收起的大展弦比后掠弹翼,尾部有与弹体纵向对称平面成45度夹角的4片尾舵。之前有资料称该弹采用了升力体弹体,两片可收起的大展弦比单翼只有在崎岖地形上空飞行以及进行跃升机动时才展开,以减少正常巡航期间的阻力和雷达散射截面积。看空天之前写给军事刊物的文章就认为,该弹的弹体截面为矩形结构,弹头部分为两侧向中间收缩形成楔形,这个看上去像一个大箱子似的弹体在以0.8马赫巡航时提供的升力将是有限的。如果要让弹体产生很大的升力,必然以较大的攻角飞行,导致机头的红外成像传感器的下视视野受限。该弹的主要升力应该是来自于两片大展弦比的折叠式机翼,机翼弹开后固然阻力有所增加,但更重要的是升力大幅增加,进而使得整枚导弹的升阻比大增。因此,在正常飞行时,这类布局的折叠式机翼都是展开的。这次韩国军方公布的视频,正好证实了看空天之前的猜测。

  这次韩国军方公布的视频证实了看空天之前的分析,“金牛座”导弹飞行全程弹翼都是弹开的。

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