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    “鱼叉”系列反舰导弹

    时间:2020-04-03 05:25:11 来源:千叶帆 本文已影响

    产生和型号

    诞生在20世纪60年代后期的中东战争中,埃及用苏制“冥河”型导弹击沉了以色列的“艾拉特”号驱逐舰,反舰导弹首次在实战中应用即验证了打击水面舰艇的有效性,从而极大地促进了世界军事强国对反舰导弹的研制。

    20世纪70年代初期,美国海军正式开始研发“鱼叉”(Harpoon)系列反舰导弹。麦道公司作为主承包商,在70年代后期即研制成功空舰型“鱼叉”(AGM-84A)和舰舰型“鱼叉”(RGM-84A)导弹,随即转入批量生产,装备美国海军的飞机和舰艇。80年代初期,潜舰型“鱼叉”(UGM-84A)导弹开始服役。90年代,为了争夺国际市场,又发展了岸舰型“鱼叉”(CD Harpoon)导弹,至此,“鱼叉”导弹成为能从舰艇、飞机、潜艇和岸基多种平台发射的全系列全方位的反舰导弹族。

    “鱼叉”导弹的整个研制工作分为武器系统设计、研制试验和海军作战鉴定试验三个阶段。研制伊始就考虑了多平台的通用性,作为空射、舰射和潜射多用途的反舰导弹设计。虽然开始投入的经费较多,但比先研制单一型号再改型要节省大量经费,研制的总周期也大为缩短。另外,该导弹在最初设计时还考虑了能从多种现有的发射架上发射,从而使多数已有舰艇不需要进行大的改装即可装备该弹,并可以使许多舰艇迅速获得先进的装备。

    导弹研制出后,技术鉴定试验非常成功,发射36枚31枚成功。作战鉴定试验包括从飞机、水面舰艇和潜艇上发射,共发射了24枚,19枚成功。在“鱼叉”导弹面世的20多年时间内,共发射了200多枚,成功率达95%。

    繁衍“鱼叉”导弹研制成功后,为了适应新的作战需求和提高战术技术性能,在原型技术方案的基础上不断被改进。

    “鱼叉”各型导弹的系列代号有RGM/AGM/ UGM-84 A、B、C…Blook 1(A)至1G等。其中RGM 、AGM和UGM分别代表舰射、空射和潜射型,A、B、C表示改进的顺序号,Block 1(A)、1B、1C…表示采用不同中制导程序。在A、B、C…后面加-1、-2…表示从不同发射装置上发射的导弹。如1表示从“阿斯洛克”反潜导弹发射架上发射;2表示从“鞑靼人”航空导弹发射架上发射;3表示装备较小的舰艇,从MK140型发射架上发射;C-4表示从英国制的发射箱发射;5装在较大军舰上,从MK141型发射架上发射。

    最初的“鱼叉”Block 1A(AGM/RGM/UGM-84A)导弹在攻击目标时先跃升后俯冲攻击。Block 1B导弹攻击目标时,无跃升程序,而是一直以掠海高度沿直线飞向目标。Block 1C和Block 1G导弹除跃升俯冲攻击外,还可选用掠海攻击弹道。它们采用了中制导程序,设置了航向点,导弹发射后飞到航向点时按预编程序转弯再对着目标飞行。这也称为间接发射,可避免暴露发射平台的位置,避开次要目标以攻击主要目标。

    “鱼叉”Block 1D导弹(曾被称为“鱼叉”BlockⅡ)提高了导弹在强电子干扰环境中作战的有效性,以及导弹的命中率和杀伤力,使导弹的服役期延长到21世纪。该导弹在20世纪90年代开始生产装备,产量估计达到2 000枚。原有5 000枚非Block 1D技术的导弹将逐步送回工厂改装成Block 1D的技术状态。目前“鱼叉”Block 1D导弹只有舰舰型,编号为RGM-84F。

    “鱼叉”Block 1G导弹增强了抗电子干扰能力,改进了制导系统的软件。美国海军准备将约2 000枚“鱼叉”改成Block 1G。

    到20世纪90年代后期,“鱼叉”系列反舰导弹共生产了7 217枚,包括试验用弹和回厂重新改装的导弹。各型“鱼叉”导弹的订购总数已超过5 500枚,其中潜射“鱼叉”导弹1 354枚,是各型中生产数量最少的。美国海军装备3 836枚,其余的出售到20多个国家,每枚售价约100万美元,是世界上生产数量最多、创造效益最高、技术水平居领先地位的反舰导弹。

    趋势为满足美国海军未来反舰导弹的要求,麦道公司正在制定改进“鱼叉”导弹的方案,将其称为“鱼叉”2000。美国海军希望改进的导弹在海岸附近有更好的作战性能,能在船只密集、靠近海岸的海上或靠近海岸有干扰的复杂环境条件下与敌舰交战。

    “鱼叉”2000导弹将采用快速反应、自主和人在回路中三种作战方式。快速反应是现在“鱼叉”导弹采用的方式,由航向基准导航,火控系统提供目标搜索程序。自主方式是将原来由导引头提供制导信息改为采用全球定位系统接收修正惯导系统,将导弹制导到目标区域,再进行目标判断/识别和跟踪。人在回路是人参与导弹的制导。系统中装有数据链路,在导弹中段飞行中,指令修正导弹的航向,导引头开机后将图像传回给操作员,由操作员选定攻击目标。该导弹技术状态为Block 1J和Block 1X。

    麦道公司还打算采用SLAM-ER导弹的惯导系统和全球定位系统接收机/处理器,以提高“鱼叉”2000的制导精度、抗电磁干扰能力和目标识别能力,改进现有雷达导引头的信号处理器,勾画陆地的反射图,以便较好地在沿岸区域使用。另外考虑的改进还有采用数据链路、垂直发射和新导引头。

    SLAM是在“鱼叉”导弹基础上改型发展的一种对地攻击导弹,编号AGM-84E。目前在该导弹基础上又发展了SLAM-ER导弹,编号为AGM-84H。

    导弹组成

    舰舰基本型导弹“鱼叉”系列反舰导弹的基本型为舰舰型(RGM-84A)。结构由弹身以及弹翼、舵面和稳定翼组成,其中弹身包括制导装置舱、战斗部舱、主发动机舱(含燃料舱)、控制设备舱和助推器等6个舱段。导弹按功能来分包括弹体结构、推进系统、制导系统、引战系统和电气系统。

    弹体结构弹身为圆柱形,前端为卵形头罩,后端有渐缩的尾段,中部有X型配置的4片梯形可折叠弹翼,尾部有X型配置的4片后掠式可折叠舵面,在助推器上也有X型配置的4片可折叠的梯形稳定翼。三组翼面的翼展相同,构成了典型的“X-X-X”式空气动力外形,用于产生升力、控制力和发射起飞的稳定力。

    制导装置舱包括导引头舱和惯导设备舱。导引头舱内装有雷达导引头及电子设备。惯导设备舱内装有捷联惯导装置、数字计算机、高度表及发射天线等。

    战斗部舱内装有战斗部、引信和保险装置,外部设有前吊挂凸耳和高度表接收天线。

    在导弹的腹部、两弹翼之间,有主发动机的埋入式进气口。后面的助推器与前弹身之间通过连接环用四个分离用的爆炸螺栓连接,串联在导弹尾端。

    推进系统基本型的推进系统由涡轮喷气式发动机系统和串联的固体火箭助推器组成。助推器是一台固体燃料火箭发动机,推力为64 700牛,用于导弹发射加速,保证导弹稳定起飞和主发动机启动所需要的速度,工作结束后与续航级弹身分离。主发动机用于助推器分离后继续推进导弹飞行命中目标。该弹最早使用了潜入式进气口,位于弹体腹部两弹翼之间,开口基本与弹体外壳平齐,只是后缘比弹体略高一些。

    制导系统采用发射后自主制导体制,由惯性导航控制设备、主动末制导雷达与后面操纵舵面的控制设备组成制导控制系统。

    导弹发射后的中段飞行过程由惯导系统和高度表控制。惯导系统在±90°的发射扇面角范围内仍能控制导弹转向目标方向。导弹飞行中由机电式执行机构操纵4个可动舵面执行气动控制,舵面可摆动的角度为±30°。

    末段制导采用主动雷达导引头,对目标进行搜索、捕获和跟踪。该导引头具有良好的抗干扰能力,其圆形平面相控阵天线能在任何方向上转动45°。正常的工作方式包括大、中、小三种搜索图形。导引头的搜索宽度和深度随着导弹与目标距离的减小而加大,搜索的起点由操作员在导弹发射前装定。在预先选定的最大距离上,如果没有捕获到目标,导弹按程序终止飞行。

    引战系统由半穿甲爆破型战斗部和触发延迟引信及近炸引信组成。战斗部装有高能炸药约90千克,壳体前端为平的穿甲头部,具有良好的防跳能力。它以7°的俯冲角从甲板或船舷穿入舰内,由延时触发引信引爆,在目标内部爆炸,以达到最大的毁伤效应。如果导弹飞越目标上方没有直接命中目标,近炸引信能发出指令引爆战斗部,靠引爆后的高压冲击波和高速破片重创目标。

    电气系统由银锌主电池、电气组件和弹上电缆网组成,用以对弹上电子设备与火工品供电及控制。

    其它各型导弹空舰型“鱼叉”(AGM-84A)导弹在弹体尾端没有串联助推器,从飞机上投放后主发动机直接启动,推进导弹飞行。导弹的其余构成与舰舰型相同。

    潜舰型“鱼叉”(UGM-84A)导弹密装在无动力浮力运载器内,外形和鱼雷相似。运载器由头罩、中段和尾段三部分组成。头罩为切顶半球型,内装向后外侧喷射的小火箭、出水压力传感器和电气设备。中段为圆柱形运载器体,用爆炸螺栓与头罩相连,内装弹翼和舵面均折叠的导弹、防震发射导轨、适配器、导弹位置约束机构和导线。尾段为圆锥形体,用螺栓与中段相连,内装气压为206.8帕的高压氮气瓶、气压控制系统的阀门、管路和驱动活塞、定时机构。尾段外的正上方有一垂直稳定尾翼,两侧下方各有一可折叠水平尾翼,其后缘装有两位置升降舵,用来操纵运载器按预定水下弹道浮升至水面。运载器装入鱼雷管时,水平尾翼呈折叠状态,用约束卡锁定。运载器长6.25米,重400千克,能产生2 668牛的净浮力。运载器在尾部翼面的控制下,利用从鱼雷管发射过程中获得的惯性力和运载器的正浮力,按要求姿态和速度将导弹运送到水面。出水压力传感器发出头罩分离指令,随后导弹点火起飞。

    “鱼叉” Block 1C导弹的涡喷发动机燃料由原来的JP-5改为JP-10,燃料的密度更高,从而使导弹的射程增大15%,达124千米。巡航高度比最初的“鱼叉”导弹降低了50%。

    “鱼叉”Block 1D导弹的基本组成不变,在Block 1C基础上的主要改进是:采用了称之为Dash 4型新导引头和电池组,增加了再攻击逻辑,燃料箱加长了600毫米,弹翼位置略向前移并加长了翼舷等,但导弹的外形布局变化不大。Dash 4型导引头是“鱼叉”导弹导引头的第4次改进,可重新捕获丢失的目标,大幅度提高了抗干扰能力,性能比最初的导引头提高了1~2倍。燃料箱长度的增加为导弹能提供了更多的燃料,但使导弹的长度增大到5.23米(无助推器时为4.4米),发射重量增至784.7千克(无助推器时为621.4千克),比最初的“鱼叉”导弹重90.8千克。射程增至227千米,比最初的“鱼叉”高一倍,比Block 1C增大75%。飞行特征和机动性保持不变。由于制导系统的改进和射程的增大,使导弹具备了1~2次的再攻击能力,并能在防区外发射,而且进一步降低了掠海飞行高度和攻击点。

    全系统构成

    “鱼叉”系列导弹武器系统除导弹系统外,还包括目标探测系统、火控系统和发射装置。

    目标探测系统“鱼叉”导弹的空射、舰射、潜射和岸防型号采用不同的目标探测方法。空射型一般直接由发射飞机上的雷达探测。舰射型和岸防型近距目标用舰载雷达和岸防系统所备的雷达探测,超视距目标用直升机、巡逻机和其它超视距探测设备测定。潜射“鱼叉”导弹主要用载弹潜艇上的主动和被动声呐探测。潜载火控系统的MK-113主动声呐的定向探测距离可达65千米,全向探测距离达15千米,其被动声呐全向探测距离可达176千米。岸防型导弹武器系统,由其自配的雷达或其它侦察机提供目标信息,发射计算机接收目标信息进行处理,然后由指控台将有关信息发送给发射车,最后由中继装置自动将信息输入导弹。

    火控系统不同型号的“鱼叉”导弹所使用的火控系统虽有所不同,但是导弹的专用火控设备相同。

    舰射“鱼叉”导弹火控系统通常采用AN/SWG-1A(V)型火控系统。它由武器控制台(含有数据系统柜)、攻击航线显示器、发射转换设备、故障板和发射继电器等组成。

    空射型“鱼叉”导弹的火控系统是由载机上原有设备加“鱼叉”专用设备构成,包括飞机导航装置、武器控制板、中央计算机,将目标数据、载机位置和运动数据提供给导弹专用数据处理装置。

    潜射“鱼叉”导弹的火控系统由潜艇水下火控系统加“鱼叉”专用火控设备组成。装在潜艇上的“鱼叉”专用火控设备与水面舰上使用的基本相同,只是安装方式有别。

    岸防“鱼叉”导弹的火控系统由武器控制台、发射架的转换装置、训练模块和通信收发机组成导弹指控单元。

    发射装置舰射“鱼叉”导弹发射装置可使用MK11、MK13、MK112、MK41、MK140-0、MK141-1型等发射架,其中MK140-0是专用发射装置,多装在快艇上。它是由4个圆柱形发射箱组成的四联装发射架,发射装置以15°的固定仰角通过支架装在上甲板上(有朝前安装的,也有与轴线成90°安装的),发射间隔时间为2秒。

    MK141-1型发射架也是由几个圆柱形发射箱构成的,通常是双联式发射架,用于较大的舰艇上,有很厚的防护甲板,总重5.9吨,发射间隔时间2秒。

    MK11是“鞑靼人”舰空导弹发射架,MK13是“标准”舰空导弹发射架,MK112是“阿斯洛克”反潜导弹的发射架,MK41是一种能够发射舰空、舰舰、反潜和巡航等导弹的垂直发射系统。它们虽都不是“鱼叉”导弹的专用发射装置,但有它们的舰艇就不必再设置“鱼叉”专用发射装置。

    空射“鱼叉”导弹发射装置采用S-3B、A-6E和A-7E飞机上的MAU-9A/1型发射架,在P-3C飞机上用Aero 65A1发射架。F/A-18、F-111C、B-52G、“猎人”、F.27、F.50和CN-235等飞机的发射架也可发射该导弹。F-16C/D飞机发射该导弹时需加装“鱼叉”接口。

    潜射“鱼叉”导弹的发射装置采用潜艇前端的鱼雷发射管和专用的控制设备。

    岸防“鱼叉” 导弹发射装置由发射车、控制车和重装车组成。发射装置与MK140-0型发射架相似。该系统中的导弹、指控设备和发射装置与舰上“鱼叉”导弹专用系统相同。岸防“鱼叉”导弹连包括导弹指控单元、两个发射运输单元和一个重装单元。导弹指控单元的武器操作人员负责操作武器控制台、发射架的转换装置、训练模块和通信收发机。发射运输单元是在一辆发射车上装一个四联装发射架,日常平放在车底盘上,发射时用液压系统使发射架仰起到发射角度。发射架上的中继线路系统将指控中心发送来的数据和程序自动输入导弹内,发射车上的陀螺测定发射车的方向和姿态。重装单元有一辆重装车,上有四联装导弹发射箱和装卸起重机。作战时,当发射车上4枚导弹发射完成后,重装车将发射车上空发射箱卸下,重新装上内有导弹的发射箱。

    作战使用

    作战过程“鱼叉”导弹技术状态不同、发射平台不同,发射飞行过程也有所不同。

    舰射“鱼叉”导弹探测系统发现目标后开始跟踪,并将目标数据传输给火控系统,火控系统对目标的运动数据和发射舰的位置及运动数据进行处理显示,同时向导弹供电,进行内检,选定发射的导弹及攻击方式后,将导弹飞行程序和有关数据输入导弹。目标进入导弹射程之内前,上述过程连续进行,不断更换输入的程序和数据(因为发射平台和目标都在运动),一旦目标进入导弹的射程,在±90°的攻击扇角内时,输入最后的程序和数据,然后按下发射按钮,助推器点火,导弹起飞。

    导弹发射后以10g的加速度、与水平面成35°的角度爬升到约700米的高度,助推器燃完被抛掉,主发动机启动,当导弹爬升至离水面约760米时,主发动机已达到额定推力,导弹开始在高度表控制下下降飞行。

    在下降过程中,“鱼叉”Block 1导弹根据目标在发射扇面的具体区域转为对着目标的方向。当下降到离海面约61米时转为水平巡航飞行,由惯导系统和高度表控制,导弹沿直线飞向目标。在距目标选定距离处,导引头开机搜索目标,捕获目标后导弹下降到最后的掠海高度,飞行很短的一段距离后,导弹突然跃升向目标俯冲攻击。

    “鱼叉”Block 1C导弹的飞行弹道有很大的变化,没有虚拟目标航向点,巡航高度和末段弹道均可选定。导弹转入巡航飞行前的下降过程中是转为对着设定的航向点飞行。整个制导飞行过程中有三种可选方案。一是全程掠海飞行,大约在30米高度上飞行。二是在60米高度上巡航飞行,或在60米高度巡航飞行一段,再降到30米高度巡航飞行。三是先在较高处飞行一段后再降到60米或30米的高度飞行,最后降至掠海高度飞向目标。末段攻击时有两种方案可供选择:一直以掠海高度飞向目标或突然再次跃升,然后向目标俯冲攻击。后者与“鱼叉”Block 1相同,但开始跃升点离目标更近,跃升高度也较低。

    空射“鱼叉”导弹发射飞行过程与舰射“鱼叉”导弹基本相同,目标用机上雷达探测。当在1 500米以上高度发射时,发射飞机像投放炸弹一样下投导弹,发动机启动。而在1 500米以下高度发射时,导弹的发动机先启动,然后离开飞机。发射后导弹在高度表控制下降到巡航高度飞行。之后的飞行过程与舰射“鱼叉”的弹道完全相同。

    潜射“鱼叉” 导弹导弹由声呐测定目标,用潜艇上的水下火控系统和“鱼叉”专用火控设备进行数据处理。发射前将装有导弹的运载器装入鱼雷发射管内。接上外接线,对导弹进行内检,选定发射的导弹,并输入任务飞行程序和有关数据,随后开始投射。先放水进入鱼雷发射管,待水充满发射管后,打开鱼雷发射管的外端盖和内端的高压气源,高压气体推动投射活塞将装有导弹的运载器加速弹射出鱼雷发射管。此时运载器的速度达15.24米/秒。

    运载器离开鱼雷发射管后,向前水平运动,从尾部释放完长约10米的尼龙索并拉脱,运载器的折叠尾翼展开以稳定运载器的姿态,同时解除运载器头盖火药装置、导弹助推器的点火装置及其分离装置的保险,并启动运载器的操纵控制系统,开始操纵装在运载器折叠尾翼上的升降舵向上偏转,使运载器转为上仰运动。当仰角达45°时,计时器或传感器发出指令,操纵控制系统再使升降舵转到向下偏的位置上,使运载器在浮力的作用下沿着45°的倾斜航线稳定地向水面爬升。运载器出水速度与发射深度有关。

    运载器出水时,出水压力传感器使头盖内的小火箭、连接头盖的爆炸螺栓以及助推器点火装置的电路接通,1秒内爆炸螺栓起爆,火药柱和导弹助推器点火,头盖向侧上方抛出,导弹以10g的加速度从运载器中射出,运载器沉入海底,折叠弹翼和尾翼展开,导弹开始稳定起飞。

    当导弹爬升到接近弹道最高点时,涡轮喷气发动机启动,弹上制导系统开始工作。到达762米的导弹最高点时,涡喷发动机达到额定推力,高度表引导导弹下降,同时控制系统操纵导弹转向目标方向,在降至离海面60米高度时,转为水平巡航飞行。以后的飞行弹道和控制过程与舰射型“鱼叉”相同。

    采用浮力式运载器发射方法,结构较简单,可实现水下“寂静”发射,不会暴露发射艇的位置,适于近程攻击。但这种方案的发射深度较浅,一般最大为30~60米,出水速度较低,抗海浪干扰能力较差,而且因为控制舵仅有两个位置,较难精确控制水下弹道。

    实战应用“鱼叉”反舰导弹在多次的实战应用中表现颇佳。

    首次是美国海军在波斯湾与伊朗海军交战。美海军用舰射和空射“鱼叉”击毁了伊朗的“上新”号巡逻艇和“三汉”号护卫舰。

    另一次是1986年3月,美国海军在西德拉湾发射了5枚“鱼叉”导弹,击毁击沉三艘利比亚导弹快艇,包括从苏联购买的“纳努契卡”大型导弹艇。

    在1991年的海湾战争中,有报道说沙特阿拉伯导弹快艇发射了2枚“鱼叉”导弹,攻击伊拉克的巡逻艇。

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