美國精確制導彈藥發展概覽

來源:藍海星智庫

美國對精確制導彈藥的定義是:用於摧毀點目標並使附帶損傷最小化的制導武器。精確制導彈藥包括導彈、制導火箭及制導炸彈,通常使用全球定位系統(GPS)、激光引導或慣性導航系統等制導方式以提高武器精度,通常小於3米。

美國近年的作戰行動十分依賴精確制導彈藥。最新發佈的《國傢防務戰略》提出重回大國競爭,焦點是對抗強敵的“反介入/區域拒止”系統,這進一步擴展瞭精確制導彈藥的作戰使用。尤其是均勢對手具有先進的防空和反艦導彈,增加瞭美國部隊進入相應區域並開展作戰行動時的風險。因此美國國防部進一步強調要發展遠程精確彈藥以應對這些新威脅。

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圖1 2015-2019財年美國在精確制導彈藥上的軍事開支(百萬美元)

美國海、陸、空各類作戰行動都依賴精確制導彈藥,近年來美國在此類武器上的軍事開支大幅增長,由2015年的20億美元上漲到2018財年超過50億美元,2019年也接近50億美元。2020財年,美國國防部為13個彈藥項目中的7萬餘件精確制導彈藥申請瞭近56億美元的預算。2021財年國防部申請瞭約41億美元采購15個項目的41337件彈藥。2月17日,美國國會研究服務部發佈瞭《精確制導彈藥:背景及國會關註的議題》報告,總結瞭當前美國精確制導彈藥的發展情況。

美國當前的精確制導彈藥可分為空基、陸基和海基三類。空基精確制導彈藥主要包括寶石路制導炸彈、聯合直接攻擊彈藥(JDAM)、小直徑炸彈、小直徑炸彈Ⅱ、地獄火導彈、聯合空地導彈、聯合空面打擊導彈(JASSM)、遠程反艦導彈(LRASM)及先進反輻射導彈。陸基精確制導彈藥主要包括制導多管火箭系統(GMLRS)、陸軍戰術導彈系統(ATACMS)及精確打擊導彈(PrSM)。海基精確制導彈藥主要包括戰斧巡航導彈、標準-6導彈及海軍打擊導彈等。

一、空基精確制導彈藥

(一) 寶石路激光制導炸彈

寶石路是加裝在非制導炸彈上的制導組件系列產品。該組件包括安裝在彈藥前部、用於搜索照射激光的導引頭,以及一個控制彈體機動的尾部組件。寶石路系列最早在越南戰爭期間研發,使F-4、A-6等戰機具備瞭精確打擊能力。在數十年裡寶石路經過多次升級改造,上世紀90年代發展的寶石路Ⅲ改善瞭低空制導性能;90年代末期發展的寶石路Ⅳ增加瞭衛星制導裝置以提升精度。美軍目前使用的主要是寶石路Ⅱ和寶石路Ⅲ系列,寶石路Ⅳ專門用於出口。

根據簡氏的數據,雷聲公司生產瞭超過35萬套寶石路組件,馬丁公司生產瞭20萬套。美國國防部已向30多個國傢出口瞭寶石路Ⅱ組件,向至少9個國傢出口過寶石路Ⅲ組件,寶石路Ⅳ在英國、菲律賓、沙特及卡塔爾等國使用。

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圖2 寶石路Ⅱ

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圖3 F-35B掛載寶石路Ⅱ

(二) 聯合直接攻擊彈藥(JDAM)

JDAM是一個用於Mk-82(500磅)、Mk-83(1000磅)、Mk-84(2000磅)等無制導炸彈的尾翼組件。配裝JDAM組件後,這些炸彈具備瞭GPS制導能力,並根據重量分別被冠以代號GBU-31/31/38,據稱這些武器的射程可達24千米。美國空軍和海軍在上世紀80年代啟動瞭“先進炸彈族”項目,研究如何有效投送遠程炸彈。首套JDAM組件於1997年交付,在1998~1999年開展瞭作戰試驗。據報道JDAM組件的精度在3米以內。該武器第一次實戰應用是在科索沃“盟軍自由行動”中,由B-2轟炸機投放。研發成功後,JDAM被集成到美國所有固定翼打擊平臺上。

JDAM服役後經過瞭數次升級,其中最大的一次改進是在GPS制導的基礎上增加瞭半主動激光制導系統,使其可用於打擊固定和移動目標。

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圖4 GBU 31/32 聯合直接攻擊彈藥

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圖5 JDAM尾部組件

美國國防部自1998年以來采購瞭超過37.1萬套JDAM組件,並計劃在2020~2024財年再采購7.5萬套。JDAM還出口到26個國傢,包括澳大利亞、巴林、丹麥、芬蘭、以色列、意大利、日本、科威特、巴基斯坦、沙特、新加坡、韓國、中國臺灣地區、土耳其、阿聯酋。

(三) 小直徑炸彈(SDB)及小直徑炸彈Ⅱ(SDBⅡ)

小直徑炸彈是一型250磅重制導炸彈,代號GBU-39,使用GPS和激光復合制導,可打擊固定和移動目標。1997年,由於GPS制導精度改善,美國空軍提出需要發展更小的炸彈以減少附帶損傷。SDB在2006年形成初始作戰能力,美國空軍稱SDB射程接近74千米。SDB在設計時專門考慮瞭F-22和F-35內埋彈倉對炸彈體積的限制,使這些戰鬥機能夠內部攜帶SDB,從而不影響戰鬥機的隱身性能。

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圖6 小直徑炸彈(SDB)

美國空軍後續又研發瞭第二代小直徑炸彈,即GBU-53 ,也稱SDBⅡ。SDBⅡ使用Link-16和特高頻數據鏈以及紅外制導技術進行彈道修正。SDBⅡ的研發始於2005年,美空軍在2019年宣佈其形成初始作戰能力。截至2019年,美國向澳大利亞和韓國出口瞭SDBⅡ。

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圖7 小直徑炸彈Ⅱ(SDBⅡ)模型

美國空軍在2005~2019財年采購瞭超過2.8萬枚SDB。美國空軍和海軍在2020財年申請瞭2.75億美元采購超過7000枚SDB,並計劃在2021~2024財年再采購8400枚。空軍和海軍都已在采購SDBⅡ,2018財年為80枚,2019年增加到1200枚,2020財年國防部申請瞭約3.31億美元采購1900枚,並計劃在2021~2024財年斥資16億美元采購10500枚SDBⅡ。

(四) AGM-114地獄火導彈

上世紀70年代初,美國陸軍提出反坦克導彈需求,由此誕生瞭AGM-114地獄火導彈。第一枚地獄火導彈於1982年服役,由陸軍AH-64阿帕奇直升機掛載,采用激光制導,用於打擊坦克、掩體和設施,導彈最大有效射程8千米。八十年代中期,海軍陸戰隊也為其攻擊直升機配裝地獄火導彈。地獄火在過去數十年裡在不斷升級改進,包括加裝紅外傳感器、用於攻擊小艇的戰鬥部、以及與阿帕奇的“長弓”雷達集成。在上世紀九十年代末及本世紀初,地獄火導彈還被集成到MQ-1及MQ-9固定翼無人機上,使其具備瞭打擊能力。

地獄火導彈在中東的作戰行動中大受歡迎,尤其是隨著MQ-1和MQ-9這類無人機的使用頻率不斷增加。該導彈出口到澳大利亞、巴林、埃及、印度、伊拉克、韓國、科威特、卡塔爾、沙特、中國臺灣地區、土耳其、阿聯酋及英國等多個國傢。

美國陸軍和海軍陸戰隊提出需要替換地獄火導彈,並在本世紀前十年的中期啟動瞭聯合空地導彈(JAGM)項目的研發。陸軍和海軍陸戰隊都計劃用JAGM替換地獄火導彈,但都未透露具體安排。

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圖8 AGM-114地獄火導彈

美國三軍都采購瞭地獄火導彈。從1998年到2018年,國防部共耗資72億美元采購瞭超過71500枚。2019財年花費4.84億美元采購瞭約6000枚,2020財年申請瞭7.3億美元采購9000枚,並計劃在2021~2024采購斥資12億美元采購13100枚。

(五) AGM-169聯合空對地導彈(JAGM)

JAGM設計用於取代地獄火、陶式及幼畜導彈。JAGM使用瞭AGM-114R的火箭發動機,采用新的戰鬥部和導引頭,改進瞭目標截獲和識別能力。JAGM從直升機上發射時最大有效射程為16千米,從固定翼飛機上發射時為28千米。

JAGM於2010年開始試驗,2019年行程初始作戰能力,成功集成到AH-64E阿帕奇及AH-1Z超級眼鏡蛇攻擊直升機上,還計劃與F/A-18E/F戰鬥機、MQ-1C無人機、MH-60M直升機、MH-60S直升機、F-35戰鬥機、P-8偵察機等平臺集成。

JAGM在2017財年進入低速初始生產階段,海陸空三軍都在采購,但空軍2020財年僅采購60枚,並且暫時沒有後續采購計劃。國防部在2020財年申請瞭3.39美元采購1000枚,並計劃到2024財年再斥資15億美元采購4600枚。

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圖9 JAGM聯合空對地導彈

(六) AGM-158A/B聯合空對面打擊導彈(JASSM)及AGM-158C遠程反艦導彈(LRASM)

JASSM作為一款用於打擊防空嚴密區域內目標的隱身導彈,於上世紀90年代中期提出設想。JASSM長4.27,重約1噸,可由B-1B和B-52轟炸機內埋彈倉掛載,也可由F-16、F-15、F/A-18E/F、F-35等戰機外掛。AGM-158A射程可達370千米,2005年形成作戰能力,並已向澳大利亞、芬蘭和波蘭出口。

2004年,美國空軍認為需要提升JASSM的射程,並研發瞭改進型AGM-158B JASSM-ER。該改進型導彈采用與舊版相同的彈體,但采用改進型紅外導引頭、雙向數據鏈、增強型抗幹擾GPS接收機,射程由370千米提高到926千米。JASSM-ER於2014年形成初始作戰能力,搭載於B-1B轟炸機上;2018年形成完全作戰能力,集成到F-15E戰鬥機上,並進入全速生產階段。美國空軍最初計劃采購2866枚JASSM和JASSM-ER,後來增加到7200枚。截至2019年,空軍已采購4000枚。日本也表達瞭采購JASSM-ER的興趣。2016年波蘭接收瞭70枚JASSM-ER導彈。

遠程反艦導彈(LRASAM)是DARPA提出的概念,用於替代AGM-88魚叉反艦導彈。該導彈采用JASSM的彈體,加裝反輻射及光電/紅外導引頭用於末段制導。LRASAM於2012年開始搭載在B-1B上進行飛行試驗,在F/A-18E/F戰鬥機上也開展瞭試驗。日本已表達采購LRASM的興趣。

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圖10 掛載在F/A-18D上的AGM-158

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圖11 飛行中的JASSM

美國空軍和海軍正在采購JASSM-ER及LRASM。國防部2020財年計劃采購430枚JASSM-ER導彈及48枚LRASM。2019年9月,美國空軍宣佈計劃將JASSM產量增加到每年500枚,同時還能每年再生產96枚LRASM。

(七) AGM-88E先進反輻射導彈(AARGM)

AARGM設計用於攻擊敵方一體化防空系統,尤其是引導雷達。AARGM於2001年提出,用於替代高速反輻射導彈(HARM)。HARM在“伊拉克自由行動”中暴露出一些問題,制約瞭其作戰效能。因此,AARGM采用瞭新型固體燃料發動機,射程比HARM有所提升,並采用瞭GPS+慣導系統以及毫米波和W波段(40吉赫茲以上)傳感器的新型導引頭。

AARGM於2010年開始作戰試驗,2012年形成初始作戰能力。該導彈集成到F/A-18C/D、F/A-18E/F/、E/A-18G、F/16C/D及F-35等飛機上。

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圖12 AARGM模型

美國空軍和海軍都采購瞭AARGM或者老版本的HARM。海軍2020財年申請瞭1.83億美元計劃更新其AARGM庫存,但空軍並未對其HARM庫存進行更新。AARGM已出口到澳大利亞、意大利、芬蘭、德國及波蘭等國傢。

二、陸基精確制導彈藥

(一) 制導多管火箭系統(GMLRS)

GMLRS是一款采用GPS制導的227毫米火箭彈,由美國、法國、意大利、英國聯合研發。該項目始於1999年,美國於2003年開始采購GMLRS。GMLRS可由M270火箭炮系統及M142“海馬斯”火箭炮發射,攜帶200磅的整體式彈頭,最大射程70千米。

陸軍和海軍陸戰隊都采購瞭GMLRS。1998年以來,國防部耗資54億美元采購瞭超過42000枚。國防部在2020財年申請瞭12億美元采購約9900枚,並計劃在2021~2024財年斥資43億美元采購近29000枚。除參與聯合研發的法國、德國、意大利、英國外,GMLRS還向巴林、阿聯酋、波蘭、羅馬尼亞出口。

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圖13 發射GMLRS

(二) 陸軍戰術導彈系統(ATACMS)

ATACMS是一款610毫米的火箭,可從M270或M142“海馬斯”火箭炮系統發射。ATACMS從上世紀80年代開始研發,之後加裝瞭GPS制導;1991年ATACMS進行瞭第二次升級,使其戰鬥部能尋找和攻擊裝甲目標。其它的一些升級還包括改進目標識別及對硬目標具有更強穿透能力的新戰鬥部。2016年美國國防部稱戰略能力辦公室為ATACMS研發瞭新的導引頭,使其可用作反艦。美國陸軍已宣佈計劃用新的精確打擊導彈(PrSM)來替代ATACMS。

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圖14 ATACMS 遠程精確戰術導彈系統

陸軍2020財年仍將耗資3.4億美元采購240枚ATACMS,但隨著精確打擊導彈(PrSM)入役,該采購將會裁減。2021~2024財年間將斥資6.11億美元采購492枚ATACMS。506枚ATACMS被出口到阿聯酋和羅馬尼亞等多個國傢。

(三) 精確打擊導彈(PrSM)

PrSM是用於取代ATACMS的新項目,仍由M270和M142火箭炮發射,射程超過400千米,並帶有抗幹擾GPS設備。PrSM仍在研發階段,計劃在2023財年實現初始作戰能力。

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圖15 PrSM精確打擊導彈

三、海基精確制導彈藥

(一) 戰斧巡航導彈

戰斧巡航導彈研制於上世紀70年中前期。這型導彈由潛艇和水面艦發射,飛行速度917千米/小時(馬赫數0.74),射程1600千米。戰斧導彈服役後經過數次升級,Block Ⅳ是目前在生產的型號,分為潛射和艦射兩個版本。戰斧導彈在“沙漠風暴行動”中首次作戰使用,海軍從12艘潛艇上發射瞭290枚。據簡氏的統計,從那時起,美國海軍在伊拉克、波黑、塞爾維亞、阿富汗、敘利亞使用瞭超過1600枚戰斧導彈。Block Ⅳ戰斧導彈僅向英國出口。

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圖16 Block Ⅳ戰斧巡航導彈

從1998~2018財年,海軍耗資58.7億美元采購瞭4984枚。海軍在2020財年申請瞭3.87億美元采購90枚導彈,並計劃在2021財年斥資3.74億美元再采購90枚,但2022~2024財年沒有采購計劃。

(二) 標準-6導彈(SM-6)

SM-6最初作為一款防空導彈,在2004年開始設計,是由海軍SM-2 Block Ⅳ衍生而來。SM-6研制成功後,被集成到海軍的一體化火力-防空(NIF-CA)系統中,可用於打擊敵方水面艦。導彈可從宙斯盾雷達接收目標指示信息,升級後也可從E-2D先進鷹眼預警機接收目標信息。除瞭防空、反艦任務,SM-6還能執行反彈道導彈任務。SM-6在2009財年進入低速初始生產階段,在2013財年進入全速生產階段。

美國防部對SM-6的需求是2331枚。2020財年申請瞭4.88億美元采購125枚,並計劃在2021~2024財年斥資29億美元采購615枚。

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圖17 SM-6導彈從艦上發射

(三) 海軍打擊導彈(NSM)

NSM最初由挪威康斯堡公司研發的一款隱身反艦導彈,能掠海飛行,導彈的彈體材料和外形設計使紅外和雷達信號特征降至最低。NSM有多個飛行剖面,可在不同的高度以不同速度飛行,有效射程在100到300海裡,巡航速度馬赫數0.9。美國海軍已將NSM與近海戰鬥艦集成,這艘艦已在2019年9月部署到瞭太平洋地區。美國海軍2019財年開始采購NSM,2020財年申請瞭3800萬美元采購18枚,並計劃到2024年斥資1.66億美元再采購83枚。

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圖18 飛行中的海軍打擊導彈

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