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美海軍的戰斧5巡航導彈
送交者: 一劍破天 2025年04月22日15:07:32 於 [軍事天地] 發送悄悄話

圖片

引 言 

2020年11月30日和12月1日,美軍阿利伯克級驅逐艦查菲號連續兩天成功試射戰斧 5 巡航導彈,表明美海軍近年來一直推進的戰斧系列巡航導彈改進計劃取得成功,標誌着新一代戰斧的誕生,並將很快服役,使美戰斧傳奇再次得以延續。新一代戰斧進行了多種技術改進,具有較為顯著的性能特點。美海軍之所以要在高超聲速導彈時 代不遺餘力地延續這種經典的亞音速武器,有其特殊的考慮。

1 美國戰斧5巡航導彈的發展 

戰斧導彈在過去數十年間作為美軍對外干涉的主要手段多次參加實戰,並根據使用和威脅不斷改進,陸續發展了4大階段型號。而近年來,在新技術的支持下,美軍為應對新的戰場形勢,再次將改進戰斧導彈作為應對多樣化威脅的重要手段。 

1.1戰斧4 

美軍戰斧巡航導彈自1983年服役以來,參與了美近年來幾乎所有重大軍事行動。在海灣戰爭中,美軍共發射 228 枚戰斧巡航導彈,成功率達到 85%,將伊拉克大量防禦基礎設施摧毀。在隨後的科索沃和伊拉克、利比亞等多場對外戰爭中, 美軍基本都是以戰斧導彈作為開路先鋒。同時,戰斧導彈也在不斷改進吸納新技術,從戰斧標準型一路發展到戰斧4,其大量使用複合材料,具有良好的氣動外形,不但具有一定的隱身能力與較好的突防性能,而且射程達到1667km。此外,由於安裝了抗干擾 GPS 接收器和雙向數據鏈,可在飛行過程中改變目標,命中精度達到7. 62 m之 內。雖然戰斧4性能先進,但美軍並未滿足,2004年12月,在美海軍接收第一批戰斧4導彈的同時,就開始籌劃發展更新型號的戰斧5導彈。 

1.2 改進型戰斧4 

雖然戰斧5的起步較早,但其長期以來都是在戰斧 4 的技術框架內進行技術驗證,主要是通過更換老舊部件延長壽命15年,並採用模塊化設計 和新製造技術降低造價。2010年10月,美海軍完成聯合多效應戰鬥部系統 (Joint Multi Effects Warhead System,JMEWS)首次實體測試,戰鬥部穿透兩層靶板後擊中混凝土靶標。2014 年 3 月, 雷神公司對戰斧導彈衛星數據鏈路收發器進行升級,升級後控制人員可通過導彈衛星數據鏈,改變導彈飛行,鎖定目標和節省燃料,還可在導彈發射後改變攻擊目標。2014 年 4 月,雷聲公司推出可對發出射頻信號的移動目標進行導航和跟蹤 的導引頭,並於 2016 年 1 月搭載試驗成功,使戰斧導彈具備了打擊地面或海上移動目標的能力。雖然這些改進都以戰斧4為載體,但其為戰斧5的進一步發展奠定了基礎。2015 年,美推出海上打擊型戰斧導彈 (Maritime Strike Tomahawk,MST), 並進行了對海上目標的打擊測試,測試中導彈成功擊中移動的金屬集裝箱目標。當時有報道稱其是戰斧5,但實際直到 2018 年美海軍才在 2019 財年預算中正式啟動戰斧5巡航導彈計劃。

1.3 戰斧5 

新的戰斧5導彈充分吸收和利用了戰斧4的改進成果,這使得其發展水到渠成。從 2019 年 3 月開始,美國海軍通過中期再認證和改進計劃,將戰術戰斧 Block4 升級為了Block5。這一過程包括兩次主要升級:第一次是通過接收MST改裝的戰斧4,引入多模式傳感器和相應設備,發展成可精確打擊海上移動目標的新型戰斧,也就是戰斧5A。戰斧5A型導彈改進了戰斧4的導航和通信系統,使其具備了對海打擊能力。第二次升級是為其換裝聯合多效應彈頭系統 (JMEWS),為現在的高爆破片戰鬥部增加侵徹能力,從而擴大對陸攻擊目標範圍,這就是戰斧Block5B。雷聲公司透 露,將在美軍現役的4000多枚戰斧4型導彈進行服役中期返廠檢修時,把其中一部分升級為 Block5A 型反艦巡航導彈,其他的導彈則升級為 Block5B對陸攻擊巡航導彈。

2019 年 9 月,美海軍航空系統司令部授予雷聲公司3. 49億美元合同,完成海上打擊型戰斧導彈(MST)項目第一階段工作。該導彈打擊距離 1852 km,預計在2023年2月前完成第一階段的設計、集成、試驗和評估工作,並改造裝備超過200枚。2020年11月30日和12月1日,美阿利伯克級驅逐艦查菲號分別試射1枚戰斧5導彈,分別命中了加州聖尼古拉斯島和中國湖海軍航空站的目標。期間,導彈利用最新的先進通信系統架構在飛行狀態下重新定位並更換打擊目標。此次測試確保美海軍在 2021 年內能如期列裝該型導彈。按照慣例,該型導彈還將在美國列裝後陸續列裝英國海軍。由此可見,戰斧 5 將成為美軍未來對海和對陸上目標打擊的主要武器,從而影響到未來陸海作戰形態。

2 美國戰斧5巡航導彈的主要性能

從目前情況看,戰斧5與戰斧4相比,總體上的升級包括集成無線電解決方案、新的 2 個 UHF 天線、新的中部彈體外殼、彈體後部結構變化和新的外殼,並裝備了新的使用 M 碼的抗干擾 GPS 接收機。戰斧 5 型導彈有普通型、反艦型和反碉堡型等 3 種型號,而按照作戰用途的明顯不同主要區分為5A和5B兩個型號。

2. 1 戰斧5A型反艦巡航導彈

戰斧 5A 型巡航導彈在戰斧 4 型巡航導彈的基礎上,重點對導航和通信系統進行改進,不但進一步提高對陸上固定目標的定位打擊能力,而且具備打擊海上移動目標的能力。實際上,戰斧在最初開發時就包括一種採用主動雷達導引頭的反艦型戰斧,但由於速度太慢,加之美軍主要依靠航空兵進行反艦作戰,因此其在服役期內從未獲 得實戰機會,最終不得已在1994年全部退役。新的戰斧5A導彈射程1600 km以上,雖較此前有些型號有所降低,但仍超過目前所有反艦導彈射程,接近反艦彈道導彈射程。該導彈繼承戰術戰斧導彈的外形,具備一定隱身能力,可用於打擊航母 戰鬥群,在艦載機防空圈外進行攻擊,威脅程度較高。戰斧5A型巡航導彈的出現,意味着未來美國海軍水面艦艇和潛艇部隊將再次擁有射程達上千米的反艦巡航導彈,使美軍阿利·伯克級驅逐艦在捕鯨叉反艦導彈退役後,仍能繼續保持對海打擊能力。

2. 2 戰斧5B型巡航導彈

戰斧5B型巡航導彈主要是將原有彈頭升級為聯合多效應彈頭系統 (JMEWS),這一戰鬥部系統包括 2 級彈頭,採用 BAE 公司的 BROACH 多級彈頭技術,結合了增強成型裝藥和後續彈頭。這樣可以增強戰斧打擊堅固目標的能力,同時能增強爆炸和破片殺傷能力,也能更好地打擊軟目標。

從目前情況看,戰斧5基本沿襲了戰斧4的總體設計框架。彈長 5. 56 m,加上發射助推器的長度為6. 2m,直徑518mm,重1315. 4 kg,加上助推器總質量為1587. 6 kg, 翼展2. 7m, 射程1600km。混合制導系統包括:慣性導航系統,根據 GPS 衛星系統信號制導,在彈道軌跡中間段工作的TERCOM地形匹配製導系統,DSMAC數字地形匹配製導系統,以及中段數據鏈指令系統、紅外及反輻射等。根據美國海軍航空系統司令部慣例,戰斧 5 和戰斧 5A 型巡航導彈的編號為 RGM109E/UGM-109E,與先前的RGM-109E/UGM109E有不同的海軍後勤代碼。而戰斧5B型巡航導 彈被編號為RGM-109M/UGM-109M。

3 美國戰斧5巡航導彈的主要特點

從目前情況看,美海軍對戰斧5型導彈的要求是滿足對海和對陸打擊的幾乎全能要求,這使其具有與以往戰斧系列導彈相似但又不同的諸多特點。

3. 1 飛行距離遠

從目前公布的情況看,戰斧 5 導彈無論是 5A 還是5B型,射程都比其前身有所提高。外界公布的射程為1600 km,但實際上5A反艦型的射程很可能有所隱藏,這主要是因為隨着導引頭的升級,導彈打擊精度大幅提高,特別是對艦船等目標的打擊並不需要過大的戰鬥部。從外界報道看,其戰鬥部從 450 kg 減少到 320 kg,這樣可攜載更多燃料,從而使導彈航程大幅增加。外界推測航程可增大25%以上,以此推斷戰斧5A型的射程如果不考慮數據鏈的限制,很可能達到2000 km。而5B型由於採用多級戰鬥部,可在不增加甚至減少裝藥的情況下,提高彈頭的貫穿能力,且放棄多 效應設計,兼顧了對人員等其他類型目標的毀傷效果。因此,雖然其戰鬥部威力有所增加,但射程與以往型號相比並沒有減少。

3. 2 制導更先進

美國海軍通過戰斧 4 的升級計劃驗證了多種導彈制導技術,開發了多樣複合的導引頭,這些技術幾乎基本都應用於新的戰斧 5 系列導彈。據雷聲公司透露,新型導引頭採用了新的模塊化多模處理器,不但改進了電子支持系統 (ESM)導引頭,而且還設計有在戰斧 4 上應用成熟的雙向衛星數據鏈,可使攻擊控制器控制飛行中的導彈 轉向攻擊其他或更重要的目標。此外,還專門為戰斧 5A 型導彈開發了主動雷達導引頭,為此改進了導彈頭錐和多模處理器,使其可以鎖定和跟蹤固定/移動雷達目標。雖然該導引頭無法探測靜默目標,但其多模處理器可轉換使用 GPS/慣導或紅外成像尋的方式,甚至可通過彈載數據鏈將更新後的目標的 GPS 位置數據發送給導彈本身,對超視距目標進行修正制導。目前,位於弗吉尼亞州諾福克、夏威夷和英國諾斯伍德的 3 個巡航導彈支持行動站,負責戰斧巡航導彈的任務規劃。這些行動站能夠在導彈彈道的最終階段,即交戰階段,快速將更新後的目標位置信息發送給導彈,這使得導彈即使不使用末制導系統,也具備潛在的遠程反艦和打擊地面重要移動目標的 能力。

3. 3 彈頭效應多

戰斧 5B 型導彈採用了在戰斧 4 升級計劃中研發的最新型聯合多效應戰鬥部系統 (Joint MultiEffects Warhead System,JMEWS),這種戰鬥部由美海軍在2010年10月首次完成實體測試。在測試中,戰鬥部爆炸製造了足夠後續部件進入的洞口, 完全侵徹了混凝土目標並穿透了兩層靶板 。JMEWS計劃的目的是為戰斧陸攻型戰術導彈設計新型戰鬥部,使單一戰鬥部在具備相同破片殺傷能力的同時,增加侵徹能力。此外,美還在該計劃內試驗通過其他方式增加導彈破壞威力的技術途徑。2016 年 1 月,洛斯·阿拉莫斯國家實驗室就開始研究將戰斧導彈擊中目標後剩餘的未燃燒 燃料轉化為額外的爆炸力。其基本原理是將導彈的JP-10燃料轉變成燃料空氣炸藥,與空氣中的氧氣結合併迅速燃燒,也就是將這些燃料變成一個巨大的空氣燃料彈。

3. 4 抗干擾性強

戰斧 5 型導彈通過升級通信和導航系統,大幅提高了數據傳輸和制導系統的抗干擾能力。美哈德遜研究所高級研究員布萊恩·克拉克稱,此次升級加大了導彈電子對抗和探測的難度。“其有更強大的電子設計,能夠在不同干擾情況下有效工作,導彈的抗干擾加固和電子對抗使其難以被雷達發現和瞄準,提高了其生存能力,進一步降低了其搜索器或通信被干擾的可能性。其也可對抗敵人的雷達,防止被瞄準而遭受攻擊。”雷聲戰斧項目經理在亞利桑那州圖森導彈工廠也透露,升級的導航系統將確保導彈即使在 GPS 被摧毀的情況下也能打擊目標。從目前透露的情況看,戰斧 5 不但通過電子設計增加了系統抗電磁干擾能力,而且利用數據鏈嵌入戰場網絡,獲取最新的目標和航跡規劃數據,以增強系統抗干擾能力。

3. 5 作戰網絡化

戰斧5型導彈在戰斧4數據鏈的基礎上,試驗了嵌入戰場網絡的可能性。早在 2014 年 4 月,美國雷聲公司導彈系統分部就同美海軍簽訂了一份對戰斧 4 導彈衛星數據鏈路收發器進行升級的合同,由於現場可編輯門陣列(FPGA)插件的老化,美海軍空戰系統司令部要求雷聲公司更換戰斧導彈衛星通信系統中的I/O電路插件,提出對新的嵌入式計算插件進行測試,以確保衛星數據鏈收發器和I/O電路插件的更新滿足所有要求,這種衛星數據鏈收發器支持海軍控制人員與飛行導彈的通信。這不但使海軍控制人員可通過導彈遠程衛星數據鏈改變導彈飛行,鎖定目標和節省燃料,還可在導彈發射後改變攻擊目標,也可使其融入戰場網絡,獲得更全面的戰場態勢感知信息。雷 聲公司還利用這一網絡驗證了該導彈在戰斧 4 階段就具備的利用點對點通信執行戰場毀傷評估任務的能力,這種能力主要是在傳輸被毀傷後的目標信息時,藉助數據鏈將圖像信息傳輸回來。網絡化的傳送方式無疑使信息傳輸和評估速度等加快,內容更豐富。

3. 6 製造成本低

戰斧5導彈通過使用大量現有成熟技術和新型材料,大幅降低了導彈製造成本,使其成為一種可大規模使用的武器。據雷聲公司透露,戰斧 5 導彈在確保戰術能力的同時,降低了採購、作戰和後勤的成本。其在設計中採用了模塊化設計, 在生產中利用了戰斧 4 導彈的標準化程序,在技術上使用了以往戰斧系列導彈的成熟技術,在燃 料等關鍵部件上採用了更廉價的原料。例如,其多模導引頭和聯合多效應戰鬥部系統都是在以往戰斧系列導彈項目中發展起來的,此次升級只是進行了適應性開發。在燃料上嘗試採用從玉米內提煉出的乙醇作主發動機燃料,所以使用成本將比原來戰斧系列的 JP-10 通用燃料更為廉價。此外,美軍在戰斧 5 的服役進程中,還採用了利用 原有戰斧 4 導彈改裝的方式,使得先期投入資金降到了最低點,成本降低到單價 100 多萬美元的水平,只有戰斧4採購價格140萬美元的2/3左右。而雷聲公司同樣的改裝反艦導彈標準 6 的成本據稱是同類戰斧5A導彈的4倍多,且前者射程範圍更小。

此外,戰斧5系列導彈還集成了戰斧4導彈採用雷達吸波材料,以及減少導彈電磁、紅外特的隱身技術,這使其成為集前者大成的產物,因此其無疑將成為戰斧系列導彈發展的里程碑。

4 美國戰斧5巡航導彈的發展動因

美在擁有較為完整的戰斧導彈譜系的情況下,仍然堅持發展戰斧5導彈,其內在動因主要是:

4. 1 應對海上現實威脅

進入新世紀後,美軍逐步發現包括中國在內的潛在對手的海上能力逐步增強,其面臨的威脅越來越現實。美軍認為,目前中國海軍艦艇總數已超過美海軍東西海岸艦艇數的總和,因此必須正視這種威脅。美海軍潛艇部隊負責人達里爾· 考德爾中將就此表示,鑑於嚴峻的國際形勢,美海軍將為潛艇配備射程更遠的武器,包括即將面世的海上打擊型戰斧導彈。其稱:“我們正在擴大射程,在推進‘魚叉’反艦導彈重返太平洋的同 時,也在努力推進研製海上打擊型戰斧導彈。”為此,美空軍、海軍陸戰隊甚至陸軍都在努力發展反艦導彈。目前,美國海軍陸戰隊正在從擅長反恐行動的第二陸軍向海軍的兩棲作戰夥伴轉型。由於 《中導條約》 廢止,使美海軍陸戰隊得到了使用此類武器的自由。海軍陸戰隊本質上是想通過改進海軍的一些海基反艦導彈,使其能夠在陸地上發射,從而形成更強大的軍事力量。

4. 2 彌補反艦能力不足

從冷戰到冷戰後數十年間,美海軍幾乎一直占據着海上優勢,因此其一向不重視反艦導彈研製,因此其長期以來基本只有魚叉這一種始於上個世紀70年代的亞音速反艦導彈。雖然以後經過陸續改進,但由於技術框架的局限性,在射程和攻擊方式等方面始終無法突破,火力覆蓋只有100餘千米,在面對中俄動輒數百千米的海上打擊武器,只能進口挪威的海軍打擊導彈 (Naval Strike Missile, NSM)和聯合打擊導彈 (Joint Strike Missile,JSM)反艦導彈,並依靠艦載機前出打擊,而這也造成美軍雖然擁有龐大的艦隊,但水面艦艇幾乎都無法脫離航母編隊的窘境。而單艦遠程反艦能力就更捉襟見肘,難以形成威懾力。為此,美海軍不得不依據“分布式殺傷”概念用防空的標準 6 導彈開發了一種反艦導彈,但存在着成本高昂和戰鬥部威力不足等問題,同時其射程仍無法對中俄構成實質性威懾,因此,美目光再次轉向戰斧導彈。如果按照戰斧 5 導彈 2000 km射程來看,美軍只需1艘裝備戰斧5的艦船從關島出發,部署在沖繩以西或菲律賓蘇祿海等安全區內,從而緩解美海軍反艦武器不足的問題。

4. 3 滿足多樣化戰爭需要

繼續發展亞音速的戰斧導彈受到外界廣泛質疑,外界普遍認為在現代防空系統日趨成熟的今天,亞音速導彈突防概率較低,特別是在海上攻擊中難以突破艦隊的多層防禦體系。戰斧5A最大速度只有0. 74Ma,這樣的速度即使能成功抵達目標附近,也難以突破艦隊的末端防禦系統攔截。0. 74 Ma的速度換算下來只有 890 km/h,要打擊 1 600 km 外的目標,須飛行近 2 小時,待戰斧 5A 抵達預定區域時,目標艦艇很可能早已駛出該彈雷達導引頭的鎖定範圍。這也是當今新型反艦導彈武器幾乎清一色都是超音速或高超音速的原因。為此,雷聲公司項目負責人克拉克表示,亞聲速導彈的優勢在於射程,亞聲速意味着能以更節省燃料的速度行駛 . 而同樣要使超音速導彈達到這樣的射程,就需要體積更大的導彈。

實際上,這一問題實際上是利用融入戰場網絡的 F-35 等第三方平台向飛行中的戰斧 5A 發送目標位置信息,同時利用低速下的超低空優勢規劃飛行躲避敵方雷達的探測,以解決長航時目標位置移動和隱蔽突防問題。實際上,戰斧 5 導彈能夠和未來的遠程反艦導彈拉瑟姆 (LRASM)搭配使用,使美海軍的反艦手段更加多樣,滿足多 樣化戰爭需要。先發射的低成本戰斧 5 導彈可充當航母編隊的開路先鋒,此時艦載機可起飛向前推進並發射拉瑟姆導彈,通過隱身接近目標,從而實現對敵航母艦隊顯隱結合的飽和攻擊。實際上,在實戰中,亞音速掠海飛行的反艦導彈威脅依舊巨大,因為這種導彈速度慢使其末段機動響應更快,且發現這種掠海導彈時已處於導彈突防 末段,攔截難度較大。

4. 4 降低遠程打擊成本

近年來,美國用於海上裝備的軍費比例逐年下降,這造成美軍水面艦艇更新速度和武器列裝數量都明顯下降。而與此同時,俄羅斯採用大量中小型艦艇替代大型艦船的發展模式,逐步恢復了水面艦隊,這使美軍水面打擊武器明顯不足,亟需通過使用大量廉價的遠程反艦武器來取得增加打擊武器數量,以及減少戰爭支持成本之間的平衡。這使其不得不選擇更為廉價的武器發展方式。戰斧5A的100多萬美元單價,足以滿足美海軍的大規模使用需要,即使將其定位為低端戰爭武器,也可使海軍騰出更多的拉瑟姆等高端武器來應對更為棘手的水面目標 。美泰勒姆斯 (Telemus) 集團分析師亨德里克斯認為,“戰斧 5 可大量採購,即使在不利情況下,也可承受防守武器的大量損失。這就是為什麼戰斧導彈會在一段時間內繼續存在的原因之一”。美戰略與國際研 究中心的導彈技術專家克拉克也認為,成本是戰斧5的一大優勢,尤其是在低端任務中。其認為,只要能把每發導彈的成本控制在100萬美元左右,海軍就會一直需要這些導彈,並用其打擊恐怖分子訓練營這類重要但價值較低的低端目標。雷聲公司認為,相對於目前洛·馬公司的新型拉瑟姆導彈,戰斧5的最大優勢是在現役4000餘枚戰斧導彈基礎上改進升級而成,因此能夠更快形成規模化的戰鬥力。

5 結束語

從以上分析可以看出,雖然美軍戰斧5導彈在技術應用方面並沒有重大突破,但其降低成本和螺旋式的發展技術路徑值得關注。而且從目前情況看,美海軍戰斧系列導彈將在未來不久全面升級為戰斧5,將成為美海軍主要戰場武器,並將很快部署西太海域,成為中國的主要威脅。

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