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陈珊珊 ¦ 美国雷神公司“郊狼”巡飞弹发展及未来趋势

空天防务观察 2021-04-29 09:27 发文

本文已发表于《中国航空报》。

“郊狼”巡飞弹是美国雷神公司研发的低成本、多任务巡飞弹,经过对基本型的改进,已发展出“郊狼”第1B批次(Block ⅠB)、“郊狼”第2批次(Block Ⅱ)巡飞弹,“郊狼”第3批次(Block Ⅲ)正在研制中。“郊狼”巡飞弹低成本,安全可回收(因此也可视之为无人机),具备半自主弹间合作能力,已被美陆军、海军、海军陆战队采办或部署,其自主性模块、抗干扰数据链也已转化到了美空军研究实验室(AFRL)的“金帐汗国”项目。“郊狼”巡飞弹已成为未来美海军、空军和陆军大量后续活动和计划的基线。

一、研发历程

1、持续改进

“郊狼”(coyote)巡飞弹最早由先进陶瓷研究(Advanced Ceramic Research)公司研制,2007年首飞,2009年至2015年期间,先进陶瓷研究公司先后被BAE系统公司、森斯特(Sensintel)公司收购,最终于2015年1月并入雷神公司。除“郊狼”巡飞弹基础型以外,雷神公司于2017年推出了“郊狼”第1B批次反无人机巡飞弹,该巡飞弹配装先进传感器和战斗部,采用射频导引头。2019年推出“郊狼”第2批次多任务巡飞弹,摒弃原折叠矩形弹翼和V型尾翼,采用正常式布局,4组折叠主翼和舵面分别位于同一平面;增加喷气式涡轮发动机;2020年5月,该型巡飞弹被美国政府批准对外军售。2021年3年,美海军研究办公室授予雷神公司一份价值3285.32万美元的“郊狼”第3批次研制合同;该巡飞弹自主性软件模块由美国佐治亚理工学院开发;数据链由L3哈里斯技术公司开发。

“郊狼”巡飞弹已被美陆军、海军、海军陆战队采办或部署。美陆军通过“联合紧急作战需求”(JUON)采购该巡飞弹,并将其与Ku波段射频系统集成为“呼啸者” ( Howler ) 反无人机系统;美海军采购该巡飞弹,并作为“低成本无人机群技术”(LOCUST)项目组成部分;美海军陆战队将该巡飞弹纳入“地面防空”(GBAD)战斗系统。此外,美空军也曾积极推进“郊狼”巡飞弹的开发,其自主性软件模块及抗干扰数据链也已转化到了美空军研究实验室的“金帐汗国”项目。

2、重要作战试验

(1) “低成本无人机群技术”项目试验

“郊狼”巡飞弹是美海军研究办公室(ONR)“低成本无人机群技术”项目的重要组成部分,该项目可提供陆、空、水面和水下平台发射的情监侦精确巡飞弹,并可单独或成群的与有人作战系统协同作战。海军研究办公室已对“郊狼”巡飞弹开展了多次演示验证。

2016年4月,美海军研究办公室开展的“低成本无人机群技术”发射试验中,多枚“郊狼”巡飞弹先后从地面发射装置中弹射,并在空中进行编组飞行(美国雷神公司视频截图)

美海军研究办公室开展的“郊狼”巡飞弹试验情况

(2)“呼啸者”(Howler)反无人系统试验

Ku波段射频系统是雷神公司研制的先进全角度雷达,可与“郊狼”巡飞弹集成,即为美陆军“呼啸者”反无人机系统。2018年6月,在“郊狼”第1B批次巡飞弹与Ku波段射频系统的试验中,巡飞弹成功摧毁了11个目标(共12个目标),命中率91.67%;2019年12月,美陆军在亚利桑那州尤马试验场开展了“郊狼”第2批次巡飞弹与Ku波段射频系统的反无人机预部署试验。试验中,多枚巡飞弹被弹射至空中并飞向目标无人机,采用两种方式摧毁目标:一是在靠近目标时,近炸引信引爆破片式战斗部,快速小型碎片可摧毁小型无人机;二是采用惰性战斗部,巡飞弹对目标实施精确物理撞击,可穿透目标实施动能杀伤。

“郊狼”第1B批次巡飞弹与Ku波段射频系统的试验中,巡飞弹摧毁靶机瞬间(美国雷神公司视频截图;中国航空工业发展研究中心,作者标注)

“郊狼”第2批次巡飞弹与Ku波段射频系统的反无人机预部署试验,巡飞弹发射瞬间(美国雷神公司视频截图;中国航空工业发展研究中心,作者标注)

二、主要性能及特点

“郊狼”巡飞弹基础型主要技术特点如下:“郊狼”巡飞弹基础型主要技术特点

综合看,“郊狼”巡飞弹具有以下特点:

1、低成本,安全可回收

单枚“郊狼”巡飞弹价格低至1.5万美元,尽管雷神公司对其进行多次改型,但“低成本”一直是研发基本要求。雷神公司主要通过两种方式保证“郊狼”巡飞弹的低成本:一是采用现有商品化产品或技术;二是将“郊狼”巡飞弹与先进指控系统集成,既能降低对巡飞弹技术的要求,又能满足作战需求,如:“郊狼”第2批次巡飞弹与Ku波段射频系统集成,将Ku波段射频系统作为其火控系统,这种组合类似步枪,瞄准具很昂贵且数量少,但弹药很便宜且数量多。此外,“郊狼”巡飞弹采用“人在回路”控制系统,在执行打击任务过程中,操作手可在其撞击目标前的任一时间点,通过远程控制中止任务执行,巡飞弹可回收再利用。

2、半自主弹间合作技术

美海军研究办公室以“低成本无人机群技术”(LOCUST)项目为牵引,已对“郊狼”巡飞弹开展多次编队飞行试验,但始终是“人在回路”任务模式,需要适时的人工介入进行控制。

2021年3月16日,美国防部宣布,“郊狼”第3批次巡飞弹自主性模块已转化到了美空军研究实验室 “先锋”计划中的“金帐汗国”项目;在2021年1月7日、2月19日开展的两次“金帐汗国”自主弹药蜂群技术演示中,所使用的“小直径炸弹”装配了软件定义无线电,用于弹间通信,还装配了采用合作算法的处理器,使用合作算法的武器属于半自主武器,受预设交战规则严格限制。因此,“郊狼”巡飞弹已具备半自主弹间合作能力。

三、作战应用

1、与美海军陆战队“地面防空”反无人机系统集成

美海军陆战队的“地面防空”系统是探测、识别、跟踪和打击小型无人机的武器系统。将“郊狼”巡飞弹与该系统集成,通过“地面防空”系统的RPS-42型S波段有源相控阵雷达、电子战系统及光学传感器探测、追踪“低慢小”空中目标,通过发射“郊狼”巡飞弹对目标实施打击。

2、与Ku波段射频系统集成

将“郊狼”巡飞弹与雷神公司研制的Ku波段射频系统集成,即为美陆军“呼啸者”反无人机系统。在现有研发成果基础上,美陆军仅耗时17个月即开发并部署了该武器系统。执行任务时,由Ku波段射频系统使用有源相控阵雷达对空中目标进行精确、持续监视,并将目标数据传递至“郊狼”巡飞弹,引导巡飞弹对目标实施打击。

3、与P-8A反潜巡逻机集成

根据美海军研究生院一项“P-8A反潜巡逻机高空反潜”的系统工程分析研究演示文稿,波音公司的P-8A反潜巡逻机可结合装有“磁异探测”(MAD)传感器的“郊狼”巡飞弹开展高空反潜任务。当P-8A反潜巡逻机不明确目标潜艇的具体定位时,可在高空发射 “郊狼”巡飞弹,巡飞弹在近海面高度利用“磁异探测”传感器定位目标后,将目标位置数据传递至P-8A反潜巡逻机,反潜巡逻机随即发射滑翔鱼雷对目标实施打击。该组合可减少寻找、跟瞄和打击潜艇的时间,同时成本低,人员工作量小。

P-8A反潜巡逻机与“郊狼”巡飞弹开展高空反潜任务过程。图左上角为美国皮亚斯基飞机公司为美海军研制的“图瑞斯”(Turais)空射反潜无人机,可执行宽视场海上监视、高空反潜、目标跟瞄等任务(美海军图片;中国航空工业发展研究中心,作者汉化)

四、观点

一是通过水面、水下平台发射单独或集群的“郊狼”巡飞弹值得关注。

美海军研究办公室积极实现“郊狼”第3批次巡飞弹从无人水面艇、无人潜航器上发射的作战能力,根据“郊狼”巡飞弹惰性战斗部试验表明,巡飞弹可实现对空中无人机的精确物理撞击,其威力是否能摧毁大型军舰尚不确定,但用来攻击关键系统,降低大型军舰作战能力是可行的;其次,美海军研究办公室开展的“低成本无人机群技术”项目,强调要研发可通过陆海空平台发射的巡飞弹“蜂群”,结合近期“郊狼”第3批次的合同要求,美海军很可能已经开始研发水面、水下巡飞弹“蜂群”及发射装置。因此美海军对“郊狼”第3批次及未来改型巡飞弹的研制成果和作战应用值得持续关注。

二是“郊狼”巡飞弹可能与其他无人机“蜂群”联网。

目前,“郊狼”巡飞弹已实现弹间联网,未来的联网方式可能不局限于此。可与配备情监侦传感器、激光指示器的无人机群联网,使类似“地面防空”系统、Ku波段射频系统作用的指控系统转移到空中,提升机动性的同时仍然保持“郊狼”巡飞弹的低成本。

三是“郊狼”巡飞弹的全自主“蜂群”合作技术很可能代表美军弹药“蜂群”技术水平。

“郊狼”巡飞弹尚不具备全自主“蜂群”合作能力,该巡飞弹作为美海军、空军和陆军大量后续活动和计划的基线,除“金帐汗国”项目外,自主性模块还将转化到美海军陆战队的“远程无人水面艇”(LRUSV)在册项目,及美国迈特里公司(MITRE)的“仿真实验”中。未来“郊狼”巡飞弹的全自主“蜂群”合作技术很可能代表美军弹药“蜂群”技术水平,因此,其相关技术及试验活动值得高度关注。

(中国航空工业发展研究中心  陈珊珊)                                          

本篇供稿:技术情报研究所

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