與期
兩年一度的珠海航展如期舉行,不只是軍事愛好者、航空攝影愛好者的盛會,也是我軍裝備發(fā)展的對外展示窗口。對于這屆航展,筆者的身份也由過去的軍事愛好者逐步向職業(yè)的軍事媒體人過渡,也由此得以在航展現(xiàn)場轉了近一個禮拜。雖然有了更多與展方工作人員的交流機會,不過涉及到的一些技術細節(jié)或因敏感或有些涉密,彼此也心照不宣不便細說了。所以這篇“航展文”并不會有所謂的“爆料”,這些裝備的信息,或是來自現(xiàn)場的宣傳材料、或是展方發(fā)言人的介紹,以及綜合多方面的采訪實錄。
2016年的“珠海航展”,在微博微信等平臺上大家不禁調侃著,這難道不是“珠海防務展”嗎?的確,本屆珠海航展兵器集團的參與度更高了。正是地面裝備的加入,讓筆者對這些參展裝備的思考多了“聯(lián)系”之感。雖然有些裝備是“天上”的、有的是“地上”的,有些裝備是炮兵的、有的是防空兵的,有些裝備是分屬進攻方與防御方,有些小裝備、子系統(tǒng)裝在地面重型裝甲車輛上但也裝在了轟炸機戰(zhàn)斗機上,有些裝備是……它們之間也因此有了技術上的共通性,或因矛與盾中的“魔高一尺、道高一丈”的對抗進而引發(fā)了“聯(lián)系”。
那么,就先從兵器館內的一型裝備說起。
攻頂
從兵器館的“紅箭”-12說起。在與旁邊的“紅箭”-9A的對比中,“紅箭”-12尺寸體積顯得很小巧?!凹t箭”-12在上屆珠海航展上就展出過,以“攻頂”和“紅外凝視焦平面”(包括由此帶來的“發(fā)射后不用管”特點)的鮮明標簽,讓筆者念念不忘。這樣特點的反坦克導彈,或許大家第一個想到的就是美國的“標槍”。筆者也是,猶記得在FPS游戲大作《使命召喚4》中發(fā)射“標槍”時,導彈出筒陡然攀升,然后就是俯沖“一頭扎向”老蘇式T系坦克的炮塔頂部。望著畫面里“標槍”高拋物線式攻頂彈道,著實被驚艷到了,也是暗生“羨慕”之情,什么時候國內才有?轉眼到了珠海航展上一看,“攻頂”早已經(jīng)不是什么黑科技了。在兵器館內,能“攻頂”的也不只“紅箭”-12,還有末敏彈。
從戰(zhàn)斗部看“,紅箭”-12的聚能裝藥破甲戰(zhàn)斗部與末敏彈的自鍛破片戰(zhàn)斗部算是技術同源了,只不過自鍛破片戰(zhàn)斗部是破甲戰(zhàn)斗部的異化,其戰(zhàn)斗部內的藥型罩的錐角很大,這樣裝藥引爆后,爆轟作用在金屬藥型罩上形成的不再是破甲戰(zhàn)斗部的射流,而是將藥型罩擠壓、翻轉、拉伸“鍛造”成2 000米/秒的高速彈丸(也就是“自鍛成形彈頭”)。這樣的自鍛破片戰(zhàn)斗部就成了包括末敏彈在內的靈巧彈藥的戰(zhàn)斗部,用于攻擊坦克等目標的頂部較薄弱裝甲。
而在制導上,對比“紅箭”-12反坦克導彈的紅外或電視制導,末敏彈上用于“制導”的叫“敏感器”。末敏彈的敏感器在技術上更為復雜,已經(jīng)是紅外/多元紅外、激光雷達、主/被動毫米波敏感器的多?!皬秃稀薄D瓿豕俜矫襟w曾報道過兵器工業(yè)第203研究所已突破了紅外/激光/毫米波的三模復合敏感器技術。而在本屆航展上,不只是展出了與155毫米榴彈炮適配的炮射型末敏彈GP155G(GS1)型155毫米末敏彈,還展出了通過120毫米迫擊炮發(fā)射的末敏彈GP120B(GS2)型120毫米末敏彈,“迫擊炮也可以打坦克”現(xiàn)在是絕非虛言了。這也是航展現(xiàn)場諸多展品都在體現(xiàn)的,某項昔日的“黑科技”在我們突破掌握后,就開始不斷擴散,并應用自如。
另外,在兵器館還能看到另一型可“攻頂”的93毫米單兵掠飛攻頂火箭彈。相對于“紅箭”-12和末敏彈的彈道攻頂,這型火箭彈展牌上的“掠飛攻頂”在解讀上,或許就可以參考世界上第一型裝備入役的攻頂式反坦克導彈瑞典RBS-56“比爾”。“比爾”的“掠飛攻頂”是指:反坦克導彈以平緩的彈道飛到裝甲目標上方,通過傳感器啟動戰(zhàn)斗部,利用炸藥爆炸形成的金屬射流或爆炸成型戰(zhàn)斗部“垂直”向下攻擊目標最薄弱的頂部裝甲。
所以,對于“93毫米單兵掠飛攻頂火箭彈”基本可以理解為,瑞典“比爾”上的掠飛攻頂打擊方式通過適當?shù)慕蹬洌ū热缟涑探档?、制導系統(tǒng)更低廉)后應用在了這型火箭彈上,以提高傳統(tǒng)的單兵火箭筒對坦克等重裝甲目標的命中精度和毀傷能力。但當筆者向現(xiàn)場人員求證掠飛攻頂是否如“比爾”一般時,答案是不置可否。不過,當問道這個彈出的彈翼看著比較脆弱,估計沒法承受高拋物彈道攻頂時的大過載、高速俯沖時,現(xiàn)場人員卻也微微點了頭。所以,這個可以“攻頂”打坦克的單兵火箭彈,應該是表里如一像展牌所示的“掠飛攻頂”。
紅外
那么,再看“紅箭”-12的另一技術標簽——“紅外”。紅外制導技術在空空導彈上的應用是非常早的,1948年第一枚紅外制導的導彈就是美國的“響尾蛇”空空導彈。但紅外制導技術在反坦克導彈上的應用卻相對滯后,這主要受限于紅外制導技術的發(fā)展。紅外制導包括紅外點源制導和紅外成像制導兩大類。在技術發(fā)展上,相對早的成熟應用的是紅外點源制導。
紅外點源制導的技術特點簡單概括就是,紅外探測器能從背景中識別出一個目標的“亮點”,這樣的性能對于反坦克導彈來說顯然是不夠的,但在早期的空對空作戰(zhàn)中是“夠用”的。紅外點源制導的空空導彈,只要能在天空的大背景下識別出目標飛機的發(fā)動機噴口等“發(fā)熱”部位即可。
只不過第一代紅外點源制導的探測器采用的是不制冷的硫化鉛,靈敏度差、抗干擾能力不足、跟蹤角速度低,所以當時紅外點源制導的空空導彈只能算是能用,只能跟蹤鎖定速度慢的飛機。到了第二代,紅外點源制導的探測器采用的是制冷的硫化鉛或銻化銦,探測器工作波段、敏感度都提升了,跟蹤角速度也提高了,具備了對高速目標的攻擊能力,雖然這一代的空空導彈還只能是對目標的尾追攻擊。而到了上世紀70年代,紅外探測器進一步升級為高靈敏度的制冷銻化銦,出現(xiàn)了圓錐掃描、玫瑰線掃描等信號調制方式,這才使得紅外點源制導做到探測距離遠、探測范圍大、跟蹤角速度高,具備對目標的自動搜索和截獲能力,才使得近距空空導彈具備了大角度離軸發(fā)射、全向攻擊、對付高機動目標等能力。
也是到了70年代,第一代紅外成像制導系統(tǒng)出現(xiàn)。相對于紅外點源制導識別呈現(xiàn)出的目標是個“亮點”,紅外成像制導呈現(xiàn)的則是個“面”,可以反映目標和周圍景物分布特征的圖像輪廓,這就是紅外制導技術上由“點”到“面”的進步。而隨后的紅外成像制導技術的發(fā)展歷程,核心就是如何更好的呈現(xiàn)這個“面”。在第一代紅外成像制導上給出的解決方案是,線列陣紅外探測器+旋轉光機掃描機構,也就是說線列陣紅外探測器是“線”,通過機械裝置的掃描來由“線”生“面”。到了第二代紅外成像制導,則是個“小面”生“大面”的關系,紅外探測器是平面陣列排布的,這種小規(guī)模的紅外焦平面陣列探測器是以串并掃描的方式來工作,由此來將小的紅外圖像“生成”完整的目標紅外圖像。
而在解決了紅外探測單元的體積和成本的問題后,第三代紅外成像制導的特點就是將紅外焦平面陣列進一步做大,集成更多的紅外探測元件,比如128×128單元、256×256單元、512×512單元等。在信號掃描上,焦平面陣列是電子自掃描,沒有了光機掃描機構在旋轉掃描時帶來的時間延遲,也就可以做到對目標目不轉睛的“凝視”(這樣的陣列優(yōu)勢,可以類比“相控陣雷達”)。所以凝視焦平面陣列,就成了新一代紅外成像制導技術的代名詞,它在探測靈敏度、抗干擾能力、空間分辨率等方面有著全面優(yōu)勢,不僅能探測遠程小目標和鑒別多目標,甚至可以實現(xiàn)對目標的自動識別和選擇命中點。
因此,紅外成像技術上的突破,才有了紅外制導在“紅箭”-12這類攻頂反坦克導彈上的應用。只有紅外成像焦平面陣列才能做到在地面復雜背景中搜索發(fā)現(xiàn)目標,鎖定目標,乃至對目標局部特定部位(坦克炮塔頂部)的鎖定,以及在發(fā)射后持續(xù)跟蹤鎖定機動中的目標。
在與現(xiàn)場人員的交流中也了解到,焦平面陣列是紅外技術領域相對高端的領域,技術被國外封鎖,是買不來的。而這些年來國內的技術發(fā)展非常快,不僅在觀瞄領域,在制導上的應用也開始規(guī)模化了。焦平面陣列技術,是紅外成像制導在硬件層面上的基礎,軟件層面的比如說制導上的跟蹤算法也同樣關鍵。導彈在飛行過程中,導彈與目標之間的距離、角度等都是不斷變化的,目標在制導系統(tǒng)中的成像也是時刻變化的,那么“跟蹤算法”就要保證能夠適應導彈飛行過程中的劇烈變化,保證對目標持續(xù)穩(wěn)定的跟蹤鎖定。
航展上的裝備,當然不只“紅箭”-12反坦克導彈的紅外制導技術是“紅外凝視焦平面成像”。中航工業(yè)展區(qū)首次公開亮相的新一代空空導彈PL-10E,其身上諸多新特點中就包括了“凝視焦平面陣列”,這也是國際上第四代近距空空導彈的標配技術。
不僅如此,從1號館中航工業(yè)展區(qū)一直向前走到盡頭的7號館的航天科技集團展區(qū),還會發(fā)現(xiàn)這次以數(shù)字模擬訓練系統(tǒng)展出的FN-16便攜式防空導彈,它采用的也是紅外凝視焦平面成像技術。由此帶來的直觀性能提升就是,目標在導引頭上呈現(xiàn)的是清晰的紅外圖像輪廓,這種信號特征是敵機施放任何干擾彈都難以模擬的,幾乎是無法被干擾的。同樣,這樣的性能優(yōu)勢也會在PL-10E空空導彈上體現(xiàn)。
只不過,“紅外凝視焦平面成像”千好萬好有一個不好,那就是價格成本還不夠物美價廉。所以,“紅箭”-12在設計上采用了兩種制導模式,即紅外和電視圖像制導。據(jù)介紹,這兩種制導模式在發(fā)射的操作上基本相同,都是射手搜索捕捉到目標后激活導引頭,紅外或電視導引頭在鎖定目標后即可發(fā)射,發(fā)射后射手可以馬上轉移,做到了“發(fā)射后不用管”。在性能對比上,電視導引頭的像素更多、探測鎖定目標的距離達4千米,因此射程就要比紅外的遠很多,可在距目標4千米的距離上對其進行鎖定。但電視導引頭的劣勢也是明顯的,很容易受外界環(huán)境影響,只能在晝間作戰(zhàn)。紅外導引頭的“紅箭”-12雖然只能在距目標2千米的距離上鎖定目標,探測距離近了些,但基本不會受惡劣天候的影響,可全天候作戰(zhàn)。因此,兩種導引頭的“紅箭”-12可根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境和任務需要靈活選擇,這樣的配置,既有性能上的考慮,也平衡了裝備采購和使用成本。
兩種導引頭,這是“打坦克”的“紅箭”-12面對“紅外凝視焦平面成像”目前價格較貴所給出的比較理想的解決方案。那么采用紅外制導技術“打飛機打直升機”的便攜式防空導彈,在用不起“紅外凝視焦平面成像”的前提下,是怎樣做到性能不差價格不貴的呢?航展上航天科技展區(qū)的“前衛(wèi)”-18的紅外制導解決方案就頗為代表性。
通過航天科技展方人員的介紹了解到,過去的第二代便攜式防空導彈一般多采用單一波段的紅外點源制導,對目標拋射出的紅外干擾彈以及色溫上的變化敏感度不夠強,很容易因干擾而丟失目標。因此,“前衛(wèi)”-18采用的是雙波段紅外導引頭,也就是該導引頭可以同時對兩個波段的紅外輻射信號進行跟蹤,對目標的紅外信號偵測范圍更寬,敏感度有很大提高。雙波段紅外導引頭,既可以探測到目標的發(fā)動機尾噴口或尾焰較明顯的熱特征,也能探測到目標機體蒙皮上相對不那么明顯的氣動熱特征,從而牢牢地鎖定目標。而且,“前衛(wèi)”-18的紅外導引頭還采用了比溫鑒別技術,導引頭能夠比較探測目標與周圍背景溫度之間細微的差別,從而在較復雜的背景中仍能探測到目標的熱特征。而便攜式防空導彈的紅外導引頭在靈敏度、抗干擾能力和精確度上的增強,也使得它對巡航導彈乃至超音速目標具備了一定攔截能力。
同樣是打擊空中目標的紅外制導空空導彈,比如與PL-10E擺在一起的PL-5DE空空導彈和TY-90多用途紅外戰(zhàn)術導彈,在沒有采用紅外凝視焦平面成像技術的情況下,也是通過采用與“前衛(wèi)”-18類似的方式來增強紅外制導的性能。中航工業(yè)的官方展牌上介紹,PL-5DE和TY-90的制導方式分別是“紅外多元雙色”和“多元紅外”。這其中的“多元”也就是上面介紹過的多個紅外探測器單元排列成線列或小的面陣列,“雙色”是指對目標在兩個波段上的探測,最終的作用類比“前衛(wèi)”-18。而這種紅外點源制導的雙色多波段技術,與紅外凝視焦平面成像技術都是目前紅外制導技術發(fā)展的大方向。