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空袭乌克兰的“带翼炸弹”——俄罗斯UMPK滑翔制导组件

本文原载于《兵器》杂志2024年9月刊,原作者于三挝。转载时重新进行了二次内容完善及编辑、补充部分插图,与军迷同好一起分

本文原载于《兵器》杂志2024年9月刊,原作者于三挝。转载时重新进行了二次内容完善及编辑、补充部分插图,与军迷同好一起分享。个人认为《兵器》是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事及政治知识。将所藏杂志数字化保存同时进行转载的文章,虽多年份较久,但已足够为普通网友提供专业的军事基础知识,掌握足够的军事基础知识才能正确和客观的审视当下发生的国际军政事物和观点。

自俄冲突爆发以来,由于俄罗斯空天军缺乏足够的精确制导武器,在实施对地打击时不得不派出昂贵的歼轰战斗机挂载无控航空炸弹进行二战式的临空轰炸。这致使载机和飞行员暴露在乌军的防空火力之中,造成了大量的人员伤亡和装备损失。但自2023年起,这种局面发生了改观。

1月4日,俄罗斯社交媒体传出消息,俄军战机开始使用“带翼炸弹”(可能是UMPK升级后的FAB-500M62低阻航弹)空袭乌克兰境内目标。5月8日,俄国防部通报“一架俄空天军的苏-34战斗轰炸机使用UMPK升级的滑翔制导炸弹轰炸了乌军的一个临时集结点。”从而揭开了UMPK滑翔制导组件的冰山一角。

俄空天军苏-34战斗轰炸机挂载加挂滑翔组件的FAB-500航弹,可见折叠弹翼位于炸弹下方,风阻较大。

UMPK组件意为通用规划及校正组件,是俄罗斯大型军工企业“玄武岩”设计局设计的一种滑翔增程组件,用于将普通无控航弹改造为精确制导炸弹。其思路与美军的联合攻击弹药JDAM相类似,姑且称之为“JDAM斯基”。该组件既可以较低成本将普通无控航弹升级为精确制导武器,又可提升航程,确保载机在防区外发射并且“打了不管”,从而提高载机生存率。

联合制导攻击武器,简称JDAM,是美国空军和海军联合研发、由波音公司开发的一种精确制导炸弹改装套件。

从MPC到UMPK

将普通无控炸弹以较低成本升级为精确制导武器的想法由来已久。最典型的例子就是美军在上世纪90年代推出的联合攻击弹药JDAM。俄罗斯分别于2002年英国范堡罗航展和2003年印度班加罗尔2003航展上展出了由“玄武岩”设计局为FAB-500M62炸弹开发的四种升级模块——计划与校正组件(MPC)。

该系列航弹滑翔增程组件中的第一种方案采用翼展为2米的折叠机翼,仅用于增程。载机从50米至100米低空投放,飞行距离为6千米至8千米。在此作战模式下,载机将暴露于敌方低空防空火力打击范围内,极度危险。

“玄武岩”设计局早先展示的FAB-500滑翔炸弹方案。

第二种方案在之前款式的基础上增加简易惯性导航系统,在12千米至15千米的飞行距离上可提供足够的精度。第三种方案是在前一种方案的基础上增加卫星导航装置,进一步提高精度,随载机投放时的速度不同,飞行距离为45千米至60千米,精度10米。

第四种方案是为航弹增加脉冲喷气发动机,可将飞行距离提升到80千米至100千米。

作为后续,在2009年俄罗斯茹科夫斯基市举行的MAKS-2009航展上,“玄武岩”设计局展示了带有UMPK组件的FAB-500M62高爆航空炸弹的模型和相关数据。

现今俄乌冲突中出场的UMPK滑翔制导炸弹系从方案三、四发展而来,尽管目前尚无报道表明俄空天军所用的滑翔制导炸弹带有增程发动机。

加装UMPK组件的FAB-500炸弹本身未有较大变化,仅安装新的保险引信。

之前滑翔炸弹并未大规模生产并装备俄空天军。究其原因,一是俄军并未预料到自己会陷入一场长期大规模的冲突中,没有大量的弹药消耗也就没有降低成本的客观需求。二是俄军预算捉襟见肘,只能将有限经费更多用于维系基本装备(装甲车辆,核常导弹,军用飞机等)。较之于目前产量极为有限的昂贵的精确制导武器系统,俄军目前有大量的无控炸弹和低阻航弹库存,UMPK的出现可谓生逢其时。

UMPK组件的结构特点

与JDAM不同,UMPK组件与弹体互相独立,可以单独运输储存。在改装航弹时,JDAM须先行拆卸弹体尾部,因而只能在专业工厂作业。通过拆解炸弹残骸可知,UMPK组件由SMART导航控制装置、电池、可折叠弹翼、弹翼控制伺服机构、(投弹时)弹翼解锁机构与“彗星”-M卫星导航功能模块等部件组成。

“彗星”-M模块系俄军用于“海鹰”-10型和“海鹰”-30型无人机的现成模块,可接收格洛纳斯、GPS系统的信号,从而有效控制了成本。

UMPK组件配套的“彗星”-M导航模块。

折叠弹翼分别由两套独立的伺服机构控制,以实现俯仰、横滚及转向。从目前披露的照片和残骸分析来看,该组件的设计、制造都非常简陋粗糙,充分说明UMPK组件的“临时”和“将就”的特质。

在实际应用中,UMPK组件与载机弹道计算机配合使用,弹道计算机根据载机的高度、速度、载弹型号、目标位置等参数计算最佳释放点。载机在最佳释放点发射弹药后,弹体先翻转180度,然后折叠机翼打开,由导航模块根据预设目标的坐标进行航路校正,直至命中目标。

根据载机投射时高度与速度的不同,其飞行距离在30千米至70千米不等,精度一般为数米,远小于炸弹的杀伤半径。对于大型建筑一类的目标,常规轰炸需要多架次投射大量弹药方可保证打击效果,而UMPK滑翔制导炸弹仅需1架次至2架次及少量弹药即可。这不但节约了弹药,更为宝贵的是显著降低了载机暴露于敌方防空火力下的概率,因而极大提升了费效比。

加挂UMPK滑翔组件的FAB-1500炸弹。可见组件的制导系统安装在前部尖型结构内。

UMPK滑翔制导炸弹的优点是炸弹中的战斗载荷质量较高。战斗部可达总发射质量的大约70%,而在类似的精确制导武器中只有15%至20%。根据“玄武岩”设计局介绍,其总成本不会超过炸弹本身成本的5倍至10倍,另据俄媒估计,UMPK组件的成本大约为200万卢布左右(约2.2万美元),明显低于其它精确制导武器系统的成本。

目前俄罗斯能够以多快的速度生产UMPK组件,外界尚不可知。以俄罗斯不强的电子工业来看,UMPK组件的生产无法完全摆脱国外进口或特殊渠道获得的电子元件和芯片。残骸拆解分析也显示:UMPK组件集成了来自美国、爱尔兰、东亚国家等不同来源的民用元器件和芯片。也有外媒猜测,俄军在乌战场投射的滑翔制导炸弹并非全部配有卫星导航装置,也有部分只配备了简单的惯性导航系统。

UMPK组件也被安装到燃烧空气炸弹上,该型号已投入实战。

适配弹种及战果

目前,UMPK组件主要适配FAB-500及FAB-1500两种高爆航弹。另据俄媒称,俄军计划要为FAB-3000和FAB-5000两款重型航弹也配备UMPK组件,当然其翼展要做相应增大。载机主要为苏-24、苏-25、苏-30、苏-34及苏-35。

2023年4月4日,乌克兰空军发言人尤里·伊格纳特声称:“俄空天军每天由苏-34战斗轰炸机及苏-35战斗机在乌军防空系统飞行距离之外投射多达20余枚滑翔制导炸弹,其飞行距离可达43英里(约70千米)。”并且在乌克兰媒体上,乌军对于这种炸弹“难于发现和击落”的抱怨不绝于耳。

由于UMPK滑翔制导炸弹大多没有安装喷气或火箭发动机(至少目前如此),故其红外特征较弱。兼之极小的外观尺寸,故无论红外制导或雷达制导防空导弹,均难以发现和跟踪,遑论拦截。

据外媒报道,在赫尔松方向,俄滑翔制导炸弹击毁了乌军一部IRIS-T防空系统雷达;在巴赫穆特方向,俄滑翔制导炸弹对乌军一个特种作战小组指挥所实施了精确打击,毙伤多名乌高级军官及西方专家。

改进与升级

从目前披露的照片来看,UMPK组件与弹体仅仅是简单“组合”在一起,未做气动优化与修形,这样势必对组合后弹体的航程和制导精度产生相当不利的影响。当然俄军也注意到了这个问题,相关媒体近期也披露了经气动修形的UMPK版本。

另外,在俄罗斯举办的“军事-2023”论坛上,战术导弹武器公司KTRV展示了另一种可制导炸弹的全产品线,覆盖型号众多。其战斗部质量从165千克至1170千克不等,制导方式包含惯性导航+卫星修正、电视制导、激光制导等。同样的改进思路也适用于其它小型无控炸弹,甚至包括无人机载的超轻型弹药。

“玄武岩”设计局展示的新下线UMPK组件,其工艺更为现代,搭配FAB-1500炸弹。

乌军的可能的对抗措施与类似装备

由于UMPK滑翔制导炸弹体型很小,所以很难被雷达捕捉到并进行拦截,所以乌军可能采用的对抗方式包括以下几种。

其一对“彗星”-M导航模块进行干扰,干扰卫星信号使其无法精确导航,从而降低其打击精度。由于卫星信号传播到地球表面时,其强度已经非常微弱,很容易以较低功率进行干扰,而且距干扰源越近,干扰效果越强。乌军已获得多部UMPK残骸,显然已经获知其卫星信号频率及加密模式。即使无法破解,单纯采用大功率干扰信号,也能够保证将卫星导航信号“烧掉”,从而使其失去作用。

这种战术的有效区域取决于干扰机的覆盖范围大小。此时滑翔制导炸弹仅由惯性导航系统INS控制,其精度远低于卫星导航模式。如果载机的发射高度较低,则弹体缺乏足够的高度/航程用以修正方向,也必然错失目标。

可供选择的装备有雷声公司开发的AN/ALQ-249型干扰机和BAE System开发的AN/ALQ-218型干扰机。考虑到UMPK滑翔制导炸弹的飞行距离可能为80千米至100千米,则乌军现役的“爱国者”PAC-2导弹必然面对更大压力。

电子干扰机也可以干扰滑翔炸弹的飞行。图为美国空军正在试验的ALQ-249机载干扰机。

另一种可供考虑的措施,是积极利用乌空军战斗机在空中击落俄军机。以目前乌空军的状况,只有西方援助的F-16或“鹰狮”挂载类似AIM-120的中距空空导弹才能实现这个想定。但是对于乌空军而言,改装F-16或“鹰狮”,在短期内形成战斗力绝非易事。

广泛部署类似“铁穹”防御系统的近距离防空导弹系统也是个办法。“铁穹”系统的警戒雷达理论上对小型飞行器目标的探测距离超过了30千米。理论上可以拦截滑翔炸弹。

相对于巴勒斯坦武装组织的土制火箭,UMPK滑翔制导炸弹的弹道较为简单,飞行过程中也只有小幅航路修正而没有大的转弯机动,其飞行距离也在“铁穹”防空系统可监控和拦截的范围内。相信在对“铁穹”防空系统的软件做适当升级后,是可以担当乌克兰境内的要地防空任务的。

但是与以色列的国情不同,乌克兰的国土面积高达60.4万平方千米。这是以色列国土面积的近30倍。按照每套“铁穹”防空系统150平方千米覆盖面积计算,需要约4000套“铁穹”系统。即使采购并部署十分之一,其成本也绝对是乌克兰难以承受的。

“铁穹”系统可以拦截制导炸弹,但效费比不佳。

其实俄乌冲突开始后,乌克兰也获得了来自美国的增程型JDAM炸弹(JDAM-ER)。这种滑翔炸弹的飞行距离在72千米左右。2024年1月17日,法国防长莱科努也宣布将向乌克兰援助600枚AASM-250“锤子”精确制导炸弹。

2023年3月乌克兰空军发言人极力称赞了JDAM-ER的打击精度,并敦促美方提供更多的JDAM-ER。然而仅仅一个月后,网络披露的美军相关报告,在乌空军某次攻击发射的9枚JDAM-ER中有4枚未能命中目标。这表明俄军对于卫星制导炸弹已经采取了对抗措施,很可能是俄军装备的R-330ZH电子战系统的作用。

图示:AASM导弹是法国萨基姆公司研制的模块化空地武器,可兼容125、250、500和1000公斤级的炸弹弹体。2011年,法国在空袭利比亚行动中首次实战使用该导弹,命中精度小于1米。

JDAM-ER滑翔炸弹

至于法国制导炸弹方面,2024年3月5日乌空军使用了法国援助的AASM-250打击乌东地区的俄军仓库。3月18日挂载AASM-250的乌空军米格-29型战斗机照片也见于网络。

不过这些炸弹的数量有限,而且乌空军战术飞机数量有限,因此其战果相较俄军滑翔制导炸弹而言,更为鲜少。