結構
激光制導炸彈通常由激光尋的頭、控制裝置、普通炸彈彈體構成、引信和較大的彈翼組成。激光尋的頭是一部激光發(fā)射器,接受目標反射回來(lái)的激光散射信號。激光經(jīng)過(guò)透鏡聚焦在光敏元件位差信號板上,形成像點(diǎn)。當攝像點(diǎn)中心落入信號板的某個(gè)象限內時(shí),就表示炸彈偏離瞄準點(diǎn),產(chǎn)生了飛行偏差信號,經(jīng)放大后送入控制裝置??刂蒲b置由帶微處理器的自動(dòng)控制系統、舵機以及其操縱系統組成,計算機可將象限內的偏差信號傳送給控制系統,并經(jīng)機械操控系統使舵機產(chǎn)生偏轉以消除偏差信號,直至像點(diǎn)進(jìn)入信號中央盲區,使航空炸彈準確飛向目標。炸彈彈體、引信以及彈翼與普通炸彈相似。
制導方式
激光制導炸彈主要有三種制導方式:半主動(dòng)制導、全主動(dòng)制導以及波束制導。
半主動(dòng)制導:由地面或飛行器攜帶的激光目標照射器發(fā)射的激光束照射目標,被制導的炸彈上裝有導引頭,能自動(dòng)跟蹤從目標反射回來(lái)的激光信號,將炸彈導向目標。半主動(dòng)制導命中率較高,且允許地面人員對炸彈進(jìn)行激光引導。
全主動(dòng)制導:激光目標照準器尋找尋找的頭在同一炸彈上。這種方式可以實(shí)現發(fā)射后不管,但彈體的技術(shù)含量更高,而且每次轟炸都會(huì )消耗掉激光器。
波束制導:被制導的炸彈沿機載激光器發(fā)射的激光波束飛行,直至命中目標。但波束制導炸彈在投放后,需要飛機一直保持對目標的照射,在進(jìn)入敵軍防空火力攻擊區域時(shí)載機易受攻擊。
原理戰例
作為一種機載精確制導武器,激光制導炸彈是在上世紀六十年代中期開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的。激光制導炸彈,顧名思義,就是與常規自由落體炸彈相比,這種炸彈利用激光的直線(xiàn)傳播特性進(jìn)行制導,以增強炸彈落點(diǎn)的精確度。具體過(guò)程為,載機借助于“激光目標指示器”,把激光束投射到目標上,激光束在目標表面產(chǎn)生漫反射,總會(huì )有一部分激光反射到激光制導炸彈上,被炸彈的“尋的器”所接收,然后通過(guò)控制系統進(jìn)行換算,再控制炸彈的飛行舵調整炸彈航向,直至精確命中目標。這種激光制導的方式,就像給各種炸彈安上了“眼睛”和“大腦”,就像放出獵狗追兔子一樣,緊緊盯住目標,窮追不放,直到將目標摧毀。激光制導炸彈首次投入使用,是在越南戰場(chǎng)上。據統計,整個(gè)越南戰爭期間,美軍共投擲激光制導炸彈25000枚,炸毀重要目標1800個(gè),其中還包括普通航彈難以摧毀的橋梁106座。其中,美空軍空襲越南清化大橋是激光制導炸彈運用的典型戰例。清化大橋位于河內以南112千米處,是從河內通往越南南部的鐵路、公路必經(jīng)之處,在1965~1968年的4 年里,美空軍曾出動(dòng)數百架次飛機對其進(jìn)行轟炸,結果“賠了夫人又折兵”,橋梁不僅沒(méi)有完全被摧毀,卻損失飛機10多架。直到1972年,美空軍僅僅出動(dòng)了幾架飛機,投擲了十幾枚激光制導炸彈,就使得清化橋梁被徹底摧毀。1986年,美軍飛機利用夜幕長(cháng)途奔襲利比亞,用激光制導炸彈準確地對卡扎菲總部和駐地實(shí)施精確轟炸,取得了輝煌的戰果。海灣戰爭中,以美國為首的多國部隊運用激光制導炸彈摧毀了大量伊拉克經(jīng)過(guò)嚴密加固的固定目標,包括五分之四的交通設施。
激光制導炸彈雖然有許多優(yōu)勢,但是劣勢也不可避免。例如,激光制導炸彈不能在復雜的氣象條件下使用,云霧雨雪都會(huì )嚴重影響激光傳播,煙霧、水幕、沙塵都會(huì )衰減激光能量,影響激光制導炸彈的正常使用。另外,激光制導炸彈是一種“點(diǎn)穴式”的精確打擊武器,難以進(jìn)行大面積轟炸。非編碼激光制導炸彈攻擊聚集在一起的多目標時(shí),同時(shí)發(fā)射的激光會(huì )互相干擾,往往會(huì )出現誤炸、重炸、漏炸,所以激光制導炸彈往往是出動(dòng)小編隊,單獨使用,這就使火力強度不足,編隊容易遭到數量?jì)?yōu)勢的敵人進(jìn)攻。而激光制導炸彈投下后,激光照射飛機不能離開(kāi),必須在目標上空盤(pán)旋,使用激光指示器照射目標,這也使得激光照射飛機極易遭到攻擊,載機生存率降低。
發(fā)展現狀
激光制導炸彈與其他精確制導彈藥相比,最明顯的優(yōu)勢就是廉價(jià),激光制導炸彈是最廉價(jià)的精確制導武器之一。從成本來(lái)看,雖然一枚激光制導炸彈是普通航彈的3~4倍,但是從效費比來(lái)看,反倒比常規航彈要高。以美國空軍為例,在二戰中,要摧毀一個(gè)鋼筋混凝土永備工事需要10000枚炸彈,而在越南戰爭期間,要用300枚,而現 在,同種重量下,只需要一枚激光制導炸彈便可完成任務(wù)。另外,由于激光炸彈的出現減少了飛機出動(dòng)的架次,停留在目標上空的時(shí)間縮短,這無(wú)形中又減少了被擊落的可能,從而大大節約了邊際成本。最后,激光制導炸彈一般都用常規航彈改裝而成,比如加裝制導組件,這使得激光制導炸彈的制造成本大為降低。現代戰爭耗費巨大,有人統計,在海灣戰爭、科索沃戰爭、伊拉克戰 爭中,除少量“戰斧”導彈外,精確制導武器里使用最頻繁的就是激光制導炸彈,相對于“戰斧”,激光制導炸彈的成本要低的多,這也許也是其大量被使用的原因。
俄羅斯
鑒于美國在越戰中成功運用電射制導炸彈,位于莫斯科的GNPP 局在 1972 年研制同類(lèi)的武器系統,從它的尋的頭構形推測,其技術(shù)層次已超過(guò)美國在越戰中使用的激光制導炸彈。KAB-500L 是第一種俄制激光制導炸彈,整體外形與美制“寶石路”炸彈相似,其激光尋標套件能用來(lái)修改自由落體炸彈,但它沒(méi)有“寶石路”的彈體前、后大型穩定控制翼,運動(dòng)路徑由尾翼的控制面控制。之后俄羅斯在激光制導炸彈的基礎上發(fā)展了電子光學(xué)制導,研制成功了KAB1500系列精確制導炸彈,具備了自主目標跟蹤能力。特別是KAB—1500L/Kr精確制導炸彈,重達1500公斤。
中國
中國最新研制出LS-6(雷石-6)激光制導炸彈,在珠海航展上進(jìn)行過(guò)展出,其性能接近于美軍的GBU-12-3(寶石路-3)型激光制導炸彈。
美國美軍使用的“寶石路”系列炸彈幾乎參加過(guò)自越戰以來(lái)所有的作戰行動(dòng)。歷次實(shí)戰證明了“寶石路”系列制導炸彈是一種費效比很高的武器,在“沙漠風(fēng)暴”空襲發(fā)起時(shí)美軍投下的第一枚炸彈就是F-117A攜帶的GBU-27,并準確的摧毀了巴格達市中心的電話(huà)電報大樓;F-111F戰斗轟炸機曾在一次行動(dòng)中出動(dòng)46架,每架攜帶4枚GBU-12,創(chuàng )下了摧毀132輛坦克及裝甲車(chē)的記錄?!皩毷贰保≒aveway,又稱(chēng)“鋪路”)激光制導炸彈是目前世界上生產(chǎn)數量最大的精確制導炸彈系列,“寶石路”已經(jīng)發(fā)展了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三代,而且每代都有多種型號,如“寶石路”Ⅰ有GBU-10MB、GBU-11MB、GBU-12A/B,“寶石路”Ⅱ有GBU-10C/D/E/F/G/H/J、GBU-12D、GBU-16A/B,“寶石路”Ⅲ有GBU-22/B、GBU-24/B、GBU-24A/B、GBU-27/B、GBU-28MB等。各種型號在結構上基本相似,都是由Mk82、Mk83、Mk84或BLU-109、BLU-113等普通航空炸彈加裝制導裝置和穩定尾翼改造而成,且都采用半主動(dòng)激光制導,因此具有較高的命中精度。
英國
激光制導炸彈
英國幾乎沒(méi)有獨立研制制導炸彈,幾十年來(lái)主要使用雷錫恩公司的“寶石路”。早在80年代初,英國就成為“寶石路”Ⅱ的第一個(gè)國際用戶(hù),并在1982年馬島戰爭中付諸使用,這是“寶石路”Ⅱ的首次實(shí)戰使用。2000年,英國國防部又從雷錫恩公司采購了一批增強型“寶石路”Ⅱ/Ⅲ,作為“臨時(shí)精確制導炸彈”(1PGB)裝備空軍“狂風(fēng)”戰斗機。2002年,“狂風(fēng)”戰斗機在伊拉克南部“禁飛區”多次投放增強型“寶石路”Ⅱ,打擊伊拉克的防空設施,這也是增強型“寶石路”Ⅱ的首次實(shí)戰使用。2003年6月,英國國防部宣布選擇雷錫恩公司正在設計的“寶石路”Ⅳ作為新型精確制導炸彈(NPGB),預定2007年開(kāi)始裝備“狂風(fēng)”、“鷂”及“臺風(fēng)”戰斗機。法國法國的“模塊式空對地武器(AASM)”計劃,是法國開(kāi)始自行研發(fā)精確制導武器的一項措施。通用機械電氣公司生產(chǎn)的模塊式空對地武器,是一種在防空區外發(fā)射的動(dòng)力空對地武器,計劃取代法國空軍裝備的AS30L激光制導炸彈。AASM以250千克級普通航空炸彈為基礎,基本型采用GPS/INS制導,命中精度在10米左右,后續型可能增加紅外成像導引頭,屆時(shí)命中精度有望達到激光制導的水平。最引人注目的是,AASM不但利用彈翼組件增大滑翔距離,而且將安裝火箭發(fā)動(dòng)機來(lái)提供飛行動(dòng)力。其高空投放時(shí)射程預計可達50千米,低空投放時(shí)可達15千米,足以在防區外發(fā)射使用。法國空軍總共訂購了3000枚AASM,計劃從2006年開(kāi)始裝備“幻影”2000D和“陣風(fēng)”戰斗機。
以色列
LIZARD激光制導炸彈
以色列在精確制導武器的開(kāi)發(fā)上也付出了巨大的努力,上個(gè)世紀80年代以后,以色列軍火集團在引進(jìn)美國“寶石路”型激光制導炸彈的基礎上,分別開(kāi)發(fā)出了多種激光制導炸彈。以色列飛機工業(yè)公司開(kāi)發(fā)了“怪獸”(格里芬)、“斷頭臺”和“下一代激光制導炸彈”(NGLGB)。其中只有“怪獸”在以色列空軍正式服役,并向印度等多國出口。該導彈是以色列技術(shù)最成熟的激光制導炸彈。埃爾比特公司開(kāi)發(fā)的主要是“蜥蜴”(LIZARD),采用模塊化尾部組件和頭錐部件的傳統激光制導炸彈設計。已經(jīng)發(fā)展為GPS/INS和激光制導的雙模炸彈。以色列戰事不斷,激光制導炸彈是其對巴勒斯坦和黎巴嫩領(lǐng)導層進(jìn)行“定點(diǎn)清除”的主要武器,因此其戰備程度和實(shí)戰效率非常高。南非
“猛禽”Ⅱ用的激光制導炸彈
南非肯特隆公司的“猛禽”Ⅰ多年前已經(jīng)裝備南非空軍,但該公司才公布了有關(guān)這種制導炸彈的部分資料。據報道,“猛禽”Ⅱ配有GPS/INS制導裝置和電視導引頭,命中精度在3米左右,射程達到60千米。丹尼爾公司正在研制名為“閃電”的制導炸彈,它與“猛禽”Ⅱ一樣具有120千米的最大射程,同時(shí)又與以色列的“蜥蜴”一樣可以選擇激光制導、GPS/INS制導或紅外成像導引頭,其中激光或紅外制導時(shí)的命中精度為3米。伊朗2007年8月伊朗國防部的一份聲明稱(chēng),伊朗已成功研發(fā)了一種重達2000磅(900公斤)的“精確制導炸彈”。這一名為“信使”的炸彈裝備了制導系統,它是由伊朗國防部的專(zhuān)家研制的,已進(jìn)入了作戰狀態(tài),伊朗的F-4和F-5戰斗機可以投射這種炸彈。
對抗方法
了解了激光制導炸彈的特點(diǎn)與軟肋后,就可以避實(shí)擊虛,創(chuàng )造出諸如被動(dòng)防護、主動(dòng)對抗等多種方法。
激光制導炸彈的對抗方法與反對抗手段
對抗分類(lèi) | 對抗方法 | 反對抗手段 | |
戰術(shù)部署 | 要點(diǎn)防護 | 偽裝 | |
設置假目標 | | | |
備用機構 | | | |
火力打擊干擾 | 火箭助推、防區外投射 | | |
無(wú)源干擾 | 煙幕 | 區間人防 | 復合制導 |
展開(kāi)表格被動(dòng)防護
激光制導炸彈
對重要目標進(jìn)行模糊偽裝,設立假目標,建立多個(gè)備用機構,或在重要目標周?chē)O立假目標。使得敵人飛機用機載紅外、可見(jiàn)光、雷達探測設備進(jìn)行觀(guān)察時(shí),整體圖像模糊不清,找不出真正的攻擊目標。這樣一來(lái),無(wú)形中增加了飛行員的判斷時(shí)間,增加了飛機在目標區的滯空時(shí)間,從而使其被擊落的幾率也增加。重要目標建立了多個(gè)備用機構后,即使其中一個(gè)或幾個(gè)被摧毀后,還能保證其他繼續工作。另外,重要目標隱蔽化、地下化,構建堅固防護等,這些都是被動(dòng)防護的內容。遮障
激光制導炸彈
激光有“怕”煙霧、水幕、沙塵的弊病。利用這一弱點(diǎn),可用釋放煙幕、水幕、煙塵的方法對付敵方激光制導炸彈。這種方法非常實(shí)用,越南戰爭期間,美國空軍采用激光制導炸彈攻擊越南橋梁和地面固定目標,一開(kāi)始命中率很高,后來(lái)越南載采用了煙霧、水幕遮蔽的方法后,美軍激光制導炸彈的命中率大大下降。例如,越南為了保衛河內富安發(fā)電廠(chǎng),當美軍飛機飛臨時(shí),在電廠(chǎng)周?chē)紵龔U棄的輪胎和濕稻草。并往煙霧里噴水,噴水的高度超過(guò)建筑物3米,面積為目標的2~3倍,濃度為1克/立方米。結果,煙霧干擾了飛行員的瞄準,使其發(fā)現不了電廠(chǎng)的關(guān)鍵部位,潮濕的煙霧阻絕了激光的傳播,使激光制導炸彈變成了“不精確”、“不制導”,投下的幾十枚激光制導炸彈,僅有一枚落入電廠(chǎng)圍墻附近,而沒(méi)有一枚落入廠(chǎng)區。在海灣戰爭中,伊拉克在奧希拉克核設施周?chē)渴鹆舜罅康臒熌话l(fā)生器,并向煙幕中淋水,美軍開(kāi)始投入70多架次常規作戰飛機進(jìn)行攻擊都沒(méi)有見(jiàn)效。后改用F-117隱形飛機在夜間進(jìn)行偷襲,用激光制導炸彈也未能一次性的摧毀,連續幾個(gè)晚上,出動(dòng)了十幾架次,投擲數十枚激光制導炸彈才達到目的??梢?jiàn),煙霧、水幕、沙塵在足夠濃度時(shí),可對激光指示器進(jìn)行遮蔽,影響激光正常傳播,使激光制導炸彈失效。伊拉克戰爭中,我們在電視畫(huà)面中往往會(huì )看到伊拉克的許多油井都是濃煙滾滾,以為那是美軍轟炸的結果,其實(shí),這是伊軍為了在廣闊、沒(méi)有遮掩的沙漠中保護軍事目標,自己把油井點(diǎn)燃的,其產(chǎn)生的濃煙確實(shí)很讓美空軍頭疼。為了提高遮障的效率,就有必要采用煙霧、水幕、沙塵自動(dòng)施放系統。所謂自動(dòng)施放系統,就是設置綜合告警裝置并與計算機自動(dòng)控制系統、施放裝置相連。具體就是計算機控制系統將和預警系統,或者布置在重要目標外圍的硬殺傷防御系統(比如高炮,導彈)的預警指揮系統相連,當預警系統告警或者激光感應器偵測出目標受到激光束的照射時(shí),會(huì )按照程序啟動(dòng)點(diǎn)火施放裝置,迅速地形成有足夠濃度的遮障。美國研制的XM—57型發(fā)煙機和英國研制的SG—18型發(fā)煙機,其遮障效果就非常好。在很短時(shí)間內,這種發(fā)煙機就可在戰場(chǎng)上形成一道高50米、寬30米,持續時(shí)間幾分鐘到幾十分鐘的煙霧籠罩地域,并能有效的使受保護目標避開(kāi)目視和所有的熱成像儀、光學(xué)偵查以及激光瞄準,極大地提高了目標的生存能力,成為一種高費效比的現代軟防御手段。而蘇聯(lián)坦克更有一項絕技,除了坦克炮塔上火炮兩側的煙幕發(fā)射管以外,蘇聯(lián)坦克還可以通過(guò)向發(fā)動(dòng)機排氣管中噴射柴油來(lái)產(chǎn)生滾滾的煙霧。這都是有效的防御手段。
有源干擾致盲式干擾法是一種重要的有源干擾(又稱(chēng)積極干擾),它是利用強光束直接瞄準對方激光接收系統中的“眼睛”——傳感器,干擾其工作或者令其無(wú)法工作,甚至將其摧毀。一般來(lái)說(shuō),光電設備上的光敏元器件通常比較脆弱,所能承受的光強度有一定限制,一旦超出上限,則會(huì )使光敏元器件過(guò)載、失靈,甚至造成不可修復的損壞,從而使整個(gè)光電設備癱瘓。而致盲式干擾就是利用光電設備的這一弱點(diǎn),趁虛而入。用強激光束照射激光制導炸彈,使炸彈上的光電探測器件失效,最終使炸彈致盲失控。

激光制導炸彈
另一種有源干擾法是欺騙干擾法,即當探測到敵人的激光束脈沖后,以相同的脈沖欺騙激光制導炸彈。比如,當發(fā)現敵人飛機正在用激光指示器照射某目標時(shí),我們用敵人激光制導炸彈所用激光束相同的激光,去照射假目標,或者用特設的反光鏡等物體,把它們反射的激光作用到敵人的激光制導炸彈上,就能有效的誘騙炸彈改變方向,去攻擊假目標,從而保存了真目標。打擊干擾激光制導炸彈的戰術(shù)運用有雙機協(xié)同作戰和單機作戰兩種方式。但是這兩種方式都有一個(gè)共同的缺點(diǎn),就是炸彈投下后,照射機必須持續地對目標進(jìn)行照射,直到激光制導炸彈命中,不能“投了就走”。這使得照射飛機在目標區內滯空時(shí)間過(guò)長(cháng)。比如飛機進(jìn)行中空轟炸時(shí),投彈高度為5000米,那么無(wú)動(dòng)力炸彈投下后,需要在空中飛行40秒左右才能命中目標,在這段時(shí)間內,飛行員不但要不停的將激光指示器對準目標,還要顧及地面威脅,這對飛行員的心理素質(zhì)無(wú)疑是一個(gè)巨大的考驗。這當然也是一個(gè)打掉它的良機,如果使用猛烈的防空火力進(jìn)行轟擊,會(huì )給飛行員施加巨大的心理壓力,使其不能專(zhuān)心瞄準。海灣戰爭中,美軍一個(gè)F-117飛行員,在攻擊巴格達附近的一個(gè)導彈陣地時(shí),遭到了地面防空炮火的猛烈射擊,雖然這些紛飛的彈片對其構不成威脅,但是還使其驚恐萬(wàn)分,匆忙投下兩枚激光制導炸彈之后,就立馬溜之大吉,根本沒(méi)有考慮炸彈是否命中目標??磥?lái),這就是為什么有了防空導彈,還要配置大量高炮的原因,密集的炮火即使不能打下空中目標,起碼也是對飛行員的心理震懾。
發(fā)展趨勢
世界是矛盾的集合體。有矛就有盾,矛與盾總是相互促進(jìn)發(fā)展的。有了對抗激光制導炸彈的方法,自然也會(huì )有如何破除對抗的方法。反干擾,使激光制導炸彈能夠更準確、更有效率的摧毀目標是各國積極研究的方向,有些成果也已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化。
激光編碼
激光制導炸彈
為了避免激光制導武器受到外界激光干擾而迷失方向,也為了避免在使用多枚激光制導炸彈攻擊集群目標時(shí)而產(chǎn)生重炸、漏炸的現象,就必須依賴(lài)于編碼抗干擾的方法,編碼抗干擾就是給激光制導信號通過(guò)加密措施進(jìn)行編碼,只要對方不知密碼,那么對方的干擾機就不能發(fā)出相同的密碼脈沖,制導炸彈遵循加密激光信號,也就不會(huì )互相干擾,從而大大提高了激光制導武器的抗干擾能力。防護鏡為了避免激光制導武器的導引頭受到外界強激光的照射而損壞光敏元器件,不少?lài)叶荚谘芯吭诠鈱W(xué)儀器上配備變色鏡,當強激光照射到透鏡上時(shí),透鏡能在短時(shí)間內自動(dòng)析出大量的銀質(zhì)粒子,對來(lái)襲強激光產(chǎn)生強烈的反射作用而阻止其通過(guò),而當強激光小的時(shí)候,透鏡又恢復到透明狀態(tài)。
復合制導
激光制導炸彈
為了對付煙霧、水幕、沙塵遮蔽,也為了適應復雜的氣候條件,激光制導炸彈可以采用“復合制導”,“復合制導”是指采用多種制導方式對制導武器進(jìn)行制導,當某一種制導方式失效后,另一種制導方式可以自動(dòng)接替工作,繼續將導彈引向目標。而且,由于復合制導可以采取目標不同的特征值來(lái)判定真假。因此,復合制導還具有一定對真假目標的分辨能力。在此方面,美軍裝備的“鋪路-1”型激光制導炸彈采用的就是復合制導。
火箭助推
激光制導炸彈
激光制導炸彈可分為無(wú)動(dòng)力的滑翔炸彈和有動(dòng)力火箭助推炸彈?;枵◤棢o(wú)動(dòng)力,靠炸彈自身的滑翔翼飛行,飛行的距離跟搭載飛機投擲炸彈的高度有很大關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),高度越高,攻擊的距離就越遠。由于無(wú)動(dòng)力激光制導滑翔炸彈攻擊距離不會(huì )超出20千米。這使得載機不得不靠近目標投擲炸彈,從而使載機極易受到保衛目標的防空火力傷害,而防空火力的存在,也干擾了飛行員投擲炸彈的精度。所以美俄研制了一些火箭助推制導炸彈,在激光制導炸彈的基礎上,安裝火箭助推器,使炸彈能夠在敵人防御圈外投擲,以保證載機的安全。這使得激光制導炸彈的攻擊距離大大增加,甚至可達百公里以外,這幾乎相當于簡(jiǎn)易導彈了。