603研究員專文探討提高jh7a對地攻擊精度的技術途徑

　　西安飛機設計研究所　許雲峰

　　摘要: 本文簡要地分析了攻擊飛機在戰爭中所受到的主要威脅，提出了在現代戰爭環境下提高對地攻擊精度的技術途徑。

　　關鍵詞: 對地攻擊飛機　對地攻擊　攻擊精度　技術途徑

　　一、引言

　　對地攻擊飛機主要用於在戰爭中對敵方的作戰潛力進行打擊，一直是空中力量的重要組成部分。在現代戰爭中，對地攻擊飛機發揮着越來越重要的作用，不但可以攻擊對方的戰術目標，也可以攻擊對方的戰略目標。它們可以摧毀對方的防空設施和作戰指揮中心，可以使用防區外導彈實施精確攻擊，也可以對地（海）面目標實施全面攻擊。儘管航空武器經過了近一個世紀的發展，技術水平已相當先進，圍繞着戰爭，相應地發展了戰鬥機、對地攻擊飛機、轟炸機、預警機、偵察機、干擾機等，但是飛機用於戰爭的最初模式，也是最終目的，並沒有改變，只是這種實施攻擊與抵抗攻擊的對抗在更高的技術層上展開而已。航空技術的發展為攻擊飛機提高攻擊精度提供了堅實的技術基礎。

　　二、對地攻擊作戰中的主要威脅

　　當前，世界各軍事強國普遍發展了由空間衛星、空中偵察機、預警指揮機、地（海）面警戒與指揮機構和地下指揮所組成的C 3I系統網絡，並以此為基礎構築了嚴密的防空網絡。預警機一般飛行在9000～10000m的高空，可以發現300～600km以外的空中目標，使得預警時間提早，作戰環境日益透明，突防作戰難度日益增大。C 3I系統可以引導己方的戰鬥機對中高空、遠距離的威脅目標進行攔截。地面防空導彈和高炮也組成了高、中、低結合的火力網，可以對中近距離的目標進行打擊。尤其是目前出現的單兵式地對空導彈，對低空突防的飛機構成了嚴重的威脅。

　　由於防空系統的威力日益強大，攻擊飛機在執行任務的時候要考慮各種限制因素，如機群組成、飛行高度、導彈規避等。需要重點考慮的是攻擊飛機的飛行高度，進攻一方要根據敵方地對空導彈的射程和雷達的探測距離來確定己方攻擊飛機的飛行高度和飛行路線。為了避免受到敵方地對空導彈的攻擊，對地攻擊飛機傳統上採用低空突防的戰術，這種突防方式在現代戰爭中攻擊敵方重點防禦的目標時仍有應用。但是，飛機低空突防雖然可以避開地對空導彈的攻擊，同時又進入了地面防空炮火的攻擊範圍。例如，在海灣戰爭中，伊拉克的地對空導彈被基本摧毀之後，對飛機構成主要威脅的是防空炮火，所以迫使多國部隊的攻擊飛機仍要採用中空攻擊的戰術。

　　為了提高攻擊飛機的作戰效能，一方面要提高攻擊飛機在高強度的對抗環境中的生存能力，另一方面要儘可能提高攻擊飛機的攻擊精度。合理組織進攻機群，在進攻機群中配備其它的防空壓製機種，如攜帶反輻射導彈的戰鬥機、電子干擾機、偵察機等，可以保證攻擊飛機的安全突防和成功攻擊。從攻擊飛機自身的發展來講，提高攻擊飛機在激烈對抗環境中的攻擊精度，是攻擊飛機在現代戰爭條件下發揮作戰效能的充分保證。

　　三、提高對地攻擊精度的技術途徑

　　在現代戰爭中，為了保證攻擊飛機不受敵方防空系統的攻擊，要求飛機投放武器的時候儘量不要飛躍目標甚至不要接近目標。這種作戰需求使得防區外武器的使用不斷增加。防區外武器帶有自動制導系統，射程較遠，要求載機相應地配備先進的航空電子設備。目前採用較多的是瞄準吊艙，如美國的LANTIRN吊艙和英國的TIALD吊艙。瞄準吊艙屬於"視線型"，在它"看到"目標的同時，目標也能"看到"它，這意味着飛機同樣存在受到攻擊的危險。為了減小這種危險，在攻擊固定目標的時候，可以採用預編程的方法，將關於目標的信息輸入武器系統，在遠離目標的區域發射武器，由攻擊武器自主地鎖定目標並實施攻擊。這種攻擊方式對攻擊飛機的數據獲取能力和數據處理能力提出了更高的要求，同時需要作戰系統具有協同作戰的能力。提高攻擊飛機的攻擊精度，要從飛機設備、武器種類以及相互之間的協調等方面進行綜合考慮。

　　1.自動的武器制導

　　目前，新一代對地攻擊飛機大多都配備先進的制導武器，只要將目標的有關數據輸入武器，它的制導系統就可以自動地控制武器的軌跡。輸入的目標數據一般包括目標的位置（即經度與緯度）、類型以及運動的速度等。武器導航可以採用不同的系統，採用較多的是慣性導航系統，另外還可以配備其它的導航系統，如全球定位系統（GPS）、地形參考導航系統、圖形參考導航系統等，也可以採用各種導航系統的組合。武器導航系統的選擇是由導航精度、最大和最小射程等決定的，當然也得考慮費用的因素。目前在國外，射程較短的、帶有末端尋的頭的武器在初始飛行階段一般使用慣性導航；射程較遠的武器（如美國的JSOW）或不帶尋的頭的武器（如美國的JDAM）通常採用GPS信息來提高導航精度。由於武器的導航系統屬於消耗品，不可重複使用，一般採用廉價的系統，所以其精度要比飛機本身安裝的導航系統低得多。

　　對於制導武器來講，為了使武器從載機精確地飛向目標，要用當前位置和方向/姿態數據對導航系統進行初始設置，最簡單的方法就是將飛機的導航數據"輸入"武器系統。提高輸入數據的精確性，可以在一定程度上抵消武器導航系統精度不足的缺陷。通過對武器系統慣性測量單元的性能進行分析，將武器系統慣性測量單元的測量結果與飛機的導航數據進行比較，可以估算武器系統的導航誤差，從而在導航算法中予以修正。這種數據校正過程雖然可以提高武器的攻擊精度，但是如果這一過程需要的時間太長，就會降低武器的靈活性和反應速度，從而對武器產生不利的影響，所以數據校正過程應該快速、準確和可靠。

　　2.準確的目標數據

　　制導武器的攻擊精度與多種因素有關。發射前將估算的目標位置數據提供給武器的導航系統，導航系統利用這些數據將武器導向目標的位置。導航系統會存在微小的誤差，使用末端制導裝置可以消除這種誤差。常用的末端制導裝置是尋的頭或圖像匹配系統，它們可以為目標識別或圖像匹配算法提供最新的數據。安裝在武器上的這些尋的頭/圖像系統一般都是廉價的小型裝置，其分辨率和搜索範圍有限。為了使末端制導裝置能夠順利地發現目標，對目標初始位置的估算必須足夠精確。而對於不帶尋的頭的對地攻擊武器，微小的數據誤差會導致巨大的攻擊誤差，所以對目標位置的初始精確估算更加重要。

　　在攻擊機動目標的時候，關於目標的數據（位置和速度）是在武器發射之前獲得的，有時這些數據是從載機之外的其它設備獲得的，沒有經過本機傳感器的確認。在武器飛抵目標之前，目標的位置隨時在發生着變化。另外，這些數據在從其它設備向武器載機傳遞過程中存在時間延遲，C 3I的各個環節都存在時間延遲，這些因素都增加了目標位置的不確定性。武器的射程越長，飛行的時間也就越長，目標的機動性對武器的攻擊精度的影響也就越大。在飛行末段進行人工修正或裝備數據鏈，加快數據的傳輸和更新，可以消除這種影響。

　　3.快速的數據傳輸

　　在現代高技術戰爭中，戰爭的節奏很快，戰場形勢瞬息萬變，要求對地攻擊飛機反應迅速，攻擊準確。攻擊飛機的反應速度受多種因素的影響，如攻擊飛機的戰備情況、距目標的距離、獲取信息的速度等。目前，信息技術的快速發展為攻擊飛機的信息傳輸提供了堅實的技術基礎。使用調製解調器，就可以通過無線通訊為攻擊飛機提供所需的全部信息。快速的數據傳輸不但可以提高攻擊飛機的反應速度，也是提高攻擊精度的必要保證。如上所述，攻擊運動目標時，在武器飛行的過程中，目標的位置在不斷地變化。武器裝備數據鏈後，在飛行過程中就可以隨時更新目標數據，從而大大提高攻擊精度。

　　快速的數據傳輸在執行近距空中支援作戰任務時尤為重要。攻擊飛機接到作戰任務後，攜帶精確制導炸彈立即起飛。飛機從接到作戰任務到起飛離地的時間很短，幾乎沒有準備的時間，飛行員了解作戰任務是在飛機升空之後。在儘可能短的時間內為飛行員提供儘可能全面的目標信息是保證攻擊任務完成的必要條件。攻擊飛機利用保密的無線電通訊系統和空中預警與指揮系統取得聯繫，獲知作戰任務的內容和使用的戰術頻率。在此過程中，偵察機在計算機上形成攻擊飛機的作戰指令，通過調製解調器與攻擊飛機的UHF通訊系統相連。偵察機通過全球定位系統可以將本機的位置進行精確定位，誤差小於10m。偵察機工作人員利用數字照相機獲取目標的清晰圖像，利用激光測距儀確定目標的精確位置，將這些信息輸入計算機，就可以通過數據鏈傳輸給攻擊飛機。攻擊飛機收到信息，進行解調製，然後通過1553B數據總線傳給火控計算機進行瞄準計算。飛行員可以通過頭盔顯示器瞄準目標，同時飛機掛載的激光吊艙也指向目標，獲取目標及其周圍環境的圖像。從偵察機傳來的目標圖像同時顯示出來，飛行員將兩個圖像進行比較，最終確定目標，投放武器。

　　4.自動化目標識別

　　數據傳輸可以幫助飛行員獲取目標信息，如果可以實現目標的自動識別，就可以進一步提高對地攻擊的準確性。自動化目標識別的一般過程是將攻擊飛機圖像傳感器獲得的圖像與實際存儲在飛機上的目標圖像進行比較。因此，實現目標自動識別要求飛機具有強大的計算能力，同時配備高分辨率的圖像傳感器。國外這類傳感器已經發展到了第三代，正在研製中的第四代傳感器的識別距離更遠。由於飛機本身的導航系統可以精確地確定飛機的位置，精度誤差只有幾米，所以飛機可以將傳感器比較準確地指向目標，傳感器通過自動掃描就可獲取目標圖像。以攻擊固定目標為例，通過衛星圖像、偵察照片等其它信息來源可以提前獲知目標的詳細情況和周圍的地貌特徵，將存儲的目標圖像與飛機獲取的目標圖像進行實時比較，就可以準確地識別目標。飛行員所要做的僅僅是對飛機自動識別出的目標進行確認，然後投放武器進行攻擊。

　　四、結論

　　在現代戰爭中，攻擊飛機發揮着越來越重要的作用，但同時也承受着巨大的風險，日益先進的防空系統是攻擊飛機的主要威脅。為了降低攻擊飛機的作戰風險，提高攻擊精度，現代攻擊飛機多採用精確打擊武器，武器的射程也越來越長，有的可以實施防區外攻擊。在這種作戰環境下，目標的獲取和識別成為精確攻擊的前提。通過數據鏈為攻擊飛機提供最新的目標信息，有助於攻擊飛機獲取目標；裝備綜合的攻擊瞄準系統，實現目標的自動識別，可以提高攻擊精度並縮短飛機在危險區域內的時間。提高攻擊飛機的信息處理和利用能力，是提高攻擊飛機攻擊精度的主要技術途徑