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从某种意义来讲, 飞机只是武器的“发射平台”, 武器性能的高低对飞机的作战效能有至关重要的影响。近年来, 机载武器的性能和效能有了长足的进步, 它的作用更显重要。下面对武器系统的作用作一简要分析。
改进/ 更新武器系统是提高飞机作战效能的有效手段
要提高作战效能必须协调地提高发现占位和摧毁效能
飞机要达成规定的空战或对地攻击任务必须依次完成发现目标、机动占位、发射武器摧毁目标三个环节。任一环节失败, 就无法完成作战任务。总的作战任务完成概率是完成以上三个环节概率的连乘积。
就一架孤立飞机而言, 发现目标的概率取决于机载探测设备的性能, 其中包括探测设备在不同气象条件与电磁对抗环境下的抗干扰能力, 也取决于目标的隐身与干扰能力。机动占位概率取决于交战双方飞机的速度和机动性, 在特定条件下与飞机的作战半径有关。摧毁概率取决于武器系统( 包括火控雷达、计划机与武器) 的性能, 也与目标的生存力有关。此外,每一个环节都与另两个环节相互联系, 互有影响。例如占位概率既与我机是否先敌发现有关。也与武器的射程有关。可以认为, 这三个环节对提高作战效能的潜力最大, 取决于当时哪一个环节的完成概率最低。例如, 在第二次世界大战时, 发现概率为0.2,机动占位概率为0.5,摧毁率为0.1,显然摧毁概率与发现概率的发现潜力较大。能否有效地提高作战效能, 既取决于改进潜力, 也取决于技术上的可行性。
在系统与系统的对抗中, 摧毁的作用提高
高技术战争是体系与体系的对抗。形不成体系的孤立武器将无法在战争中发挥应有的效能。把一架飞机放在广泛应用高新技术的整个作战体系中去考虑, 这三个环节的相对重要性将发生变化。
(1) 当代武器装备在设计时就对作战任务有严格的分工。在对地攻击中, 目标的发现, 主要依靠专门的空中、天基、地面侦察手段。在选定作战目标后才会制定对地攻击作战方案, 出动飞机。通过飞机上的导航系统( 特别是GPS 导航系统) 、火控计算机能在显示器上标出目标位置。
在空战中, 远距离目标的发现主要依靠预警机、地面C3I 系统或友机的信息支援。战斗机不仅能够依靠预警机远程引导, 而且能依靠预警机的空战指挥和导弹威胁警告避害趋利。当采用更先进的信息系统与显示技术后, 驾驶员能通过显示器一目了然地看清由C3I 系统提供的战场全局。因此, 作战飞机“发现”环节的任务已大部转嫁给其它预警机或C3I 系统。提高飞机“远距离”发现能力的最低要求已变为与武器系统配套的火力控制问题。有时也会对作战飞机提出较高的“远距”发现能力要求, 但这已变成在预警机或地面C3I 系统失效时的补救手段。因此, 就作战飞机本身而言, 发现环节的相对重要性将明显下降。
(2) 机动占位的目的是在有限的时间内使飞机到达武器的有效开火位置。预警机与地面C3I 系统对目标的提前发现, 无疑会降低飞机机动占位的难度。提高武器的射程、速度、离轴发射能力和全向攻击能力能更大幅度降低对飞机机动占位能力的要求。用航炮与空空导弹作对比, 前者的射程仅相当飞机两秒钟的飞行距离, 而导弹的射程相当飞机数十～数百秒钟的飞行距离; 航炮的射击角很小, 而导弹的离轴发射角为数十甚至能越肩发射, 这一角度差需要飞机作十秒～数十秒艰苦的追逐。显然, 导弹( 特别是拥有性能优势导弹) 的采用, 会使机动占位的相对重要性下降。
飞机机动占位能力十分重要, 在一定条件下飞机的占位能力是不能由其它能力弥补的。但发挥飞机机动占位潜力的原望会受到可行性的限制。与武器比, 飞机的尺寸大、重量重、价格高,提高飞机的速度、机动性与航程的技术和经济代价远高于武器的改进。更重要的是飞机上有驾驶员, 他对机动过载的耐受能力有限。在第三代战斗机上已多次出现驾驶员在高机动过载下丧失意识机毁人亡的事故。经数十年的研究, 至今对这一问题还未得到圆满的解决方案。因此用武器的机动性弥补飞机机动性之不足已成为一种被广泛接受的思路。
同时攻击多个目标能进一步提高作战效能
在作战飞机执行一架次作战任务中, 会对多个地面目标进行发现、占位、摧毁, 或对一群敌机依次地进行发现、占位、摧毁、脱离。随着武器的发展, 已出现一些能同时攻击多个目标的武器( 如先进中距空空导弹),能杀伤较大空间内所有目标的武器( 如用核弹头的空空导弹) 。当采用有多目标攻击能力的武器时, 作战效能是三个环节概率的连乘积再乘以能同时攻击的目标数。在使用核武器时, 作战效能是三个环节概率的连乘积再乘以目标密度。在对目标进行逐个攻击时, 作战效能小于1;在对目标进行同时攻击时, 作战效能有可能大于1 。因此, 采用同时攻击多个目标是提高效能的有力措施。要实施同时攻击,发现、摧毁手段都要适应同时攻击的要求。
机载武器的发展
空对空多目标攻击
在2000年前后, 中远距空空导弹、近距格斗导弹、航炮都是战斗机的主要空战武器。采用中远距空空导弹实施的超视距攻击在今后的空战中将占有重要地位。
目前普遍使用的中距空空导弹均用半主动雷达导引。这种导弹一次占位只能攻击一个目标, 然后脱离, 再次占位攻击下一个目标。提高空空导弹杀伤概率的作用仅在于提高一次发现、占位、攻击过程中的连乘积。在现役战斗机上的雷达已能同时发现一批目标, 因此在进一步提高空战作战效能的潜力上, 在空战的发现、占位、摧毁目标三阶段中, 后二者的效率较低, 潜力较大。
目前各国在研制的中远距空对空导弹都采用主动雷达导引头和指令- 惯导- 主动雷达复合制导。由于导弹的射程大、有离轴发射、全向攻击、发射后不用管与多目标攻击能力, 战斗机可以一次占位对多个目标实施攻击。
空对地多目标攻击
海湾战争中, 空对地精密制导武器发挥了显著的作用。在今后的战争中它将继续起重要作用。但海湾也暴露了空对地精密制导武器的一些不足——不良气象条件下不能工作, 多数不能远距离投放, 一个照射器不能制导多枚制导武器等。
与早期的武器相比, 现有空对地攻击的作战效能已有大幅度提高, 例如:
在越南战争前期, 需用大批对地攻击机反复轰炸才能炸毁一个设防的坚固目标。
在越南战争后期, 需用一批4 架对地攻击机用激光导弹就能炸毁一个设防的坚固目标。
在海湾战争中, 仅需出动一架对地攻击机就能用激光制导炸弹炸毁一个设防坚目标。
这些进步的本质是提高武器对单个目标的摧毁概率。摧毁概率的提高, 能使确保有效摧毁一个目标所需投放的武器数与飞机数减少。
目前对地攻击武器的发展已开始步入多目标的轨道。
海湾战争期间, 美国在国内的试验中用一架B-52轰炸机就能在防空火力圈外投下一批炸弹炸毁一批设防坚固目标。在试验中的这种武器采用GPS-惯性导弹- 末制导的组合制道系统。投弹前载机向炸弹输入从卫星、E-8 飞机或侦察机传来的目标图像与坐标, 炸弹从高空离目标8 ～10公里处投放, 由卫星导航、惯性导航系统制导进入一较小的区间, 再由狭视场末制导系统( 末制导可以是红外成像、合成孔径雷达、毫米波雷达或激光雷达)引导炸弹准确地导引武器飞向各自的目标。
在海湾战争期间, 多国部队还发现空对地武器远距离投放能力不足, 目前正在积极加速其发展。如果赋予有多目标攻击能力的空对地武器巡航能力, 再与能侦察敌纵深地面目标的侦察机、侦察卫星配合, 作战威力将会更大。
能束武器的发展及其对作战效能的影响
二十世纪以来, 在战争中起主导作用的武器已由火炮与战舰逐渐发展成飞机和导弹。目前能束武器( 包括微波武器和激光武器) 即将进入预先发展或型号研制阶段。在本世纪末或下世纪初将出现一批实用的能束武器。在战争中起主导作用的武器将可能发生由导弹到能束武器的转变。这一转变将对作战飞机的发展产生重大影响。
早在六十年代, 各国已开展能束武器的研究。七十年代, 美国在试验中用激光武器打下过靶机、“陶”式反坦克导弹; 八十年代, 用KC-135改装的激光武器试验机打下过从空中发射的“响尾蛇”空空导弹。八十年代初, 原苏联用激光武器干扰过美国侦察卫星的探测装置。在里根提出“星球大战”计划后, 美国、西欧、原苏联均加强了能束武器研究。对于“星球大战”计划的目标和规模, 虽美国一再削减, 直到宣告“星球大战时代”结束, 但其研究成果已日趋成熟。这些成果大都能有效地用于局部常规战争。近年来,能束武器所需的关键技术“脉冲功率源”一直被列在美国国防关键技术项目之中。
根据海湾战争的经验, 美国对能束武器提出了更急切的需求。设想用能束武器: ①破坏现代化武器装备所用的计算机、雷达、导引头等, 使它们失去战斗力; ②破坏中低空防空用中小口径火力的瞄准器, 能使它们失去作战能力; ③在地对地导弹动力飞行阶段破坏它的发动机使其爆炸。
在海湾战争中由于精密制导武器的使用, 已经使不必要的附带破坏大幅度减少。如能改变武器的破坏机理, 就能进一步减少附带破坏。为此, 海湾战争后, 美国除积极提高现役武器的作战性能外, 三军都十分重视发展与现代武器有质的不同的新武器。提出要发展所谓“非致命性”武器, 通过能束武器破坏敌方武器上的传感器使失去作战能力。 据报导, 在海湾战争中多国部队已试用过一批微波武器。由于在海湾战争中大量采用了反辐射导弹, 因而忽视了对微波武器作战效能的评估。介雷击对民航机L1011 突风减缓系统的破坏实例可以有力地说明微波武器的作用。从它的构造示意图看, 这种武器是一个能产生强微波驻波的共振腔( 或线圈),四周为定向炸药; 当微波武器被发送到目标附近后, 定向炸药被引爆, 将驻波压缩形成极强的微波脉冲, 从一端发射, 烧毁敌方敌方的电子设备。目前美国陆军正研究能用炮弹发射的电磁脉冲炮弹。空军计划发展机载微波照射设备。 根据激光武器的攻率及其破坏力, 可以把它们分成激光“致盲”武器与激光摧毁武器两类。激光“致盲”武器中的“致盲”是泛指使各种传感器、集成电路或储存器中的记忆失效。目前美国提出在LANTIRN 吊舱中加装激光器, 用于破坏地面火力的传感器与瞄准器的方案就属于这一类。激光“摧毁”, 是用功率较大的激光炮, 通过破坏目标的结构、火箭发动机等器件达到“摧毁”目标的目的。美国提出的, 在飞机上装射程为400 公里的激光炮用于击毁在动力飞行阶段的战术地对地导弹( 如“飞毛腿”) 的方案就属此类。
能束武器发射的“弹”可以光速运动, 在使用能束武器时, 载机与目标的运动速度几乎不会使射击造成误差。能束武器可以通过调整轻巧的光学系统进行瞄准, 因此, 再也不必依靠用机身轴线指向目标来瞄准。这必然会给飞机性能的发展带来重大影响, 为进一步提高飞机的速度带来新的动力。
早期作战飞机对目标的攻击要靠机身中轴线对准目标。因此, 对飞机的机动性有较高要求, 机枪、机炮和自由落体式炸弹对亚音速飞机是很好的配套武器。超音速飞行使机动的尺寸加大到10公里级, 为此需要有超视距空空导弹和远距发射的空对地武器与之配套。高超音速侦察机的侦察“武器”速度为光速, 它不会限制航空器速度性能的发挥。目前还没有适合高超音速战斗机、攻击机等作战的武器。随着能束武器、有自主寻的能力的远程空对地武器的发展, 高超音速作战飞机也将拥有与其配套的武器。可以认为, 能束武器的发展将为速度更高的作战飞机的发展铺平道路。
结束语
通过以上分析可以认为改进/ 更新武器系统是提高飞机作战效能的有效手段。但这一分析是就作战飞机本身的发展潜力和可行性得出的。而且这一结论是随时间、国情、军情和技术的发展而变化的。当立足于系统与系统的对抗时, 就不能说“发现”的相对重要性小些, 从海湾战争的经验看“发现”和C3I 系统更重要。 |
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发表于 2007-5-13 15:49:12
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