鄭大壯

美國空軍小直徑航空炸彈

2015年10月6日，美國“防務更新”網(wǎng)站刊登了一篇題為《美空軍小直徑炸彈發(fā)展前景廣闊》的文章。該文從發(fā)展歷程、優(yōu)異性能等方面對美空軍小直徑炸彈（SDB）進行了闡述，并稱其將是美空軍第五代戰(zhàn)斗機F-22“猛禽”裝備的主力航空炸彈。這則文章再次引起了我們對這款炸彈的關注。那么，小直徑炸彈的真實面貌如何？它的作戰(zhàn)使用流程又是怎樣？且聽本文分解。

美國空軍F-22戰(zhàn)斗機配裝GBU-39小直徑炸彈

橫空出世

航空炸彈的小型化可謂是軍事武器專家多年來所追求的一個目標。可以說，美軍近些年來所裝備研發(fā)的多種靈巧航空武器享譽世界。作為航空炸彈家族的又一生力軍，小直徑炸彈以其卓越的便攜性和靈巧性，或?qū)⒊蔀槊揽哲妼Φ毓糇鲬?zhàn)的中流砥柱。

小直徑炸彈的前身可以追溯到美軍研發(fā)微小型彈藥的概念，即“靈巧武器”的一種。美軍對于靈巧武器的定義十分寬泛，雖未從武器研發(fā)概念上賦予實際意義，但總體看來還是以輕巧靈便和切合實戰(zhàn)為主。關鍵就是能夠讓戰(zhàn)機在有限的空間內(nèi)增大載彈量，提升攻擊效能。早在海灣戰(zhàn)爭期間，擔任美空軍主力戰(zhàn)機的F-117“夜鷹”每架次只能攜帶2枚908千克激光制導炸彈，攻擊2個地面固定目標。由于這種激光制導炸彈比較笨重，致使F-117作戰(zhàn)能力受限。美空軍意識到，F(xiàn)-117只有內(nèi)彈艙、無外掛彈架，載彈量有限。此外，由于海灣戰(zhàn)爭中彈藥尺寸和威力都過大，也造成了裝載不便和附帶傷亡大等問題。

為使戰(zhàn)機能夠在一次行動中打擊更多目標，美空軍應該研制一種威力大、尺寸小、精確度高的250磅級（113千克）小型航空炸彈，以增加F-117的載彈量，同時提高空戰(zhàn)速度、降低摧毀目標成本。美空軍最初提出的目標是：1架F-117攜帶與2枚2000磅級（908千克）激光制導炸彈重量相當?shù)臄?shù)枚250磅小型航空炸彈，一次戰(zhàn)斗飛行過程中可打擊12個地面固定目標。

第二代GBU-53/B小直徑炸彈

1995至2000年期間，美空軍研究實驗室曾開展過多個微型彈藥技術演示（MMTD）項目，其中包括微型彈藥技術（MMT）、小型靈巧炸彈（SSB）、靈巧的多彈發(fā)射軌（SMER）和小型增程靈巧炸彈（SSB-REX）等的研發(fā)工作，但都因技術和資金問題相繼告吹。2001年年初，美空軍決定在SSB-REX項目的基礎上啟動SDB項目。9月，美軍為兩大軍火巨頭波音公司和洛克希德·馬丁公司開出了SDB項目的競標合同。波音公司提出了以聯(lián)合直接攻擊彈藥（JDAM）為基礎，研發(fā)代號為GBU-39的小直徑航空炸彈方案，洛克希德·馬丁公司提出了在聯(lián)合空對地防區(qū)外導彈（JASSM）和風修正彈藥布撒器（WCMD）等項目的基礎上研制GBU-41的方案。經(jīng)過細致評定，美空軍于2001年10月選擇了波音公司的GBU-39方案，并正式命名為SDB，即第一代小直徑炸彈。同時，波音公司獲得了價值25億美元的SDB研制與生產(chǎn)合同，成為SDB的主承包商。

第一代小直徑炸彈的全長1.82米，重113千克，戰(zhàn)斗部裝藥量22.7千克，最大飛行距離18.5千米，在加裝輔助飛行裝置后可以擴展至65千米，設計之初主要用于裝備F-15戰(zhàn)斗機。另外，該型炸彈對鋼筋水泥的穿透力大于1米，在復雜氣象條件下也可實施空對地作戰(zhàn)（但精確度稍顯不足），特別適合美軍現(xiàn)代反恐戰(zhàn)爭和低空近距離火力支援的戰(zhàn)場需求。隨著首批次第一代小直徑炸彈在2006年9月交付使用，其開始大量應用于實戰(zhàn)。美軍F-15戰(zhàn)斗機在伊拉克戰(zhàn)場曾多次投放，取得驕人的戰(zhàn)績。在大獲成功后，該型炸彈還曾出口以色列，在對巴勒斯坦加沙地帶的空襲中也曾多次使用。不過，該型炸彈也暴露出了易受電磁輻射干擾、無法精確打擊小型移動目標等缺陷。

在技術攻關方面，激光雷達尋的頭是小直徑炸彈的核心技術。它采用三維模型匹配算法，可獲得三維高分辨率圖像，能夠區(qū)分坦克、步兵戰(zhàn)車和地空導彈等不同類型的目標。借助激光雷達尋的頭制導技術，小直徑炸彈的命中精度可達到1～3米。此外，其采用了菱形背彈翼和格柵翼技術。菱形背翼是一種低成本、高性能、掃描軌跡較大的彈翼組件。菱形背彈翼增程組件收縮時位于炸彈腹下，展開后是一種菱形結構，可使彈翼的壓力中心位于炸彈重心處，并在高速狀態(tài)下提供擾動阻力。這種彈翼具有較大的升阻比，提高了炸彈的防區(qū)外射程和橫向機動能力。折疊式菱形背彈翼是為F-117、F-22、B-1B和B-2A等設計的，利用菱形背彈翼的小直徑炸彈可滑翔飛行65千米。格柵翼看起來像是一個有一定厚度的方形網(wǎng)球拍。它由一系列薄薄的、相互連接的金屬提升翼面構成，裝在一個堅固的矩形框架結構中。彈翼沿彈體向前折疊，可以使空氣動力學控制裝置更為緊湊;并在炸彈投下之后利用氣流作用使彈翼迅速展開，摒棄了復雜而笨重的彈翼展開機構。與普通翼相比，格柵翼下側的阻力稍大，但升力較大且便于操縱。小直徑炸彈利用菱形背彈翼和格柵翼技術，最大滑翔飛行距離可達92.6千米。

后來居上

早在第一代小直徑炸彈發(fā)展的初期，美軍就提出了“梯次式”發(fā)展思路，擬構建第二代小直徑炸彈。據(jù)悉，波音公司曾提出了研發(fā)GBU-40/B后續(xù)方案，基于現(xiàn)有的GBU-39對地面移動目標的打擊能力較弱，主要是在原彈體結構上加裝三模制導頭（即利用三種模式對炸彈進行制導，且三種模式可根據(jù)外部環(huán)境的變換進行實時切換），以能夠精確打擊地面上的小型移動目標。第二代小直徑炸彈的最大特點就是可在任何復雜氣象條件下，對地面固定目標或者大型移動目標予以打擊，能夠?qū)ι涑踢_100千米左右的地面空防系統(tǒng)實施攻擊，如俄制“山毛櫸”、改進型“霍克”防空系統(tǒng)等。

第二代小直徑炸彈對小型移動目標的打擊能力也為美海軍垂涎已久，其早在2003年就向空軍提出希望加入第二代小直徑炸彈研發(fā)計劃，并要求盡早啟動該計劃。就此，美空軍在2005年9月9日正式啟動了第二代小直徑炸彈研發(fā)生產(chǎn)計劃，并于2006年5月敲定了以波音公司的GBU-40/B方案為基礎，由洛·馬公司提供輔助技術，雷聲公司提供技術支持的方案。該項目最終被命名為GBU-53項目，即第二代小直徑炸彈。相比較而言，第二代小直徑炸彈對第一代小直徑炸彈的主要改進是加裝了三模制導頭、自動瞄準識別系統(tǒng)及雙向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。2009年5月，首枚GBU-53完成試射，2009年7月完成數(shù)據(jù)鏈試驗，2009年10月完成了戰(zhàn)機飛行試驗。此后，項目小組又驗證了最為關鍵的三模制導頭外部環(huán)境實時轉(zhuǎn)換能力。但最終由于波音公司的研發(fā)進展不盡人意，美軍在2010年6月將第二代小直徑炸彈4.7億美元的全部研發(fā)合同授予了雷聲公司。

按照計劃，第二代小直徑炸彈的試生產(chǎn)階段于2010年7月開始，于2012年底開始大批量生產(chǎn)，2014年交付給美軍服役。美國空海軍計劃總共購買15000枚第二代小直徑炸彈。在掛載飛行方面，第二代小直徑炸彈目前試驗的載機也僅限于F-15，以后將推廣到F-22、F-35等第四代戰(zhàn)機上，或是MQ-9無人攻擊機上。有消息稱，英國、以色列等國在獲知這一消息后也對該新型武器表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

特色鮮明

第二代GBU-53/B小直徑炸彈是在第一代GBU-39/B小直徑炸彈基礎上發(fā)展而來，其保持了與GBU-39/B相同外觀。從項目小組所發(fā)布的數(shù)據(jù)情況來看，第二代小直徑炸彈身長1.8米，翼展1.71米，直徑145～179毫米，總重94.7千克。其在外觀上與第一代小直徑炸彈最大的不同是頭部前端為鈍形透明頭錐，主要是為了滿足三模制導頭中紅外和激光制導方式的需求，因為紅外和激光制導模式需要較為透明的空間材料，且不能被干擾。其次，在飛行方面，項目小組充分的考慮到GBU-53應采用刀形翼，而不是GBU-39所采用的菱形翼，該型翼更加符合動力飛行原理，并可大幅提升炸彈的飛行能力。另外，炸彈的儀器艙在彈體頭部的后段，儀器艙的前半部分為信息系統(tǒng)控制單元，用于對數(shù)據(jù)信息進行收集、整理、傳送;儀器艙的后半部分為三模制導頭的電子設備控制傳輸單元，用于在三模制導時進行數(shù)據(jù)的傳輸。與此同時，彈體的上層為獨特的彈出式空氣渦輪發(fā)電機，可以利用高速飛行所產(chǎn)生的動力帶動一部微型發(fā)電機，為三模制導頭提供電力支持，減輕了彈載熱電池的負荷。

彈體的中部為戰(zhàn)斗部。第二代小直徑炸彈為多效能打擊戰(zhàn)斗部，裝藥為內(nèi)圓錐形，體積較小但威力不減。引信在戰(zhàn)斗部后端，與尾艙的任務計算機相連接。任務計算機后邊為彈載熱電池，電池后為微型數(shù)據(jù)鏈單元。從外觀看，微型數(shù)據(jù)鏈單元上面有一部鞭形天線，用于數(shù)據(jù)傳輸。彈體最后端為啟動控制單元，外部有4個呈十字狀配置的折疊尾翼，主彈翼和尾彈翼在投放前均為折疊狀態(tài)，彈體腹部有兩個掛耳和一個數(shù)據(jù)鏈接口，在飛機等平臺上掛載時為彈腹部朝上。

第二代小直徑炸彈在作戰(zhàn)性能上較之第一代有大幅提升，與美軍其他空對地導彈相比，其主要性能特點如下：

炸彈的整體容積雖然有限，加裝三模制導頭和雙向數(shù)據(jù)鏈十分困難，但雷聲公司仍巧妙的解決了這一問題。第二代小直徑炸彈在保留第一代原有的GPS全球定位系統(tǒng)方式制導的前提下，在頭部加裝了三模制導頭。為適應新的制導技術的要求，第二代小直徑炸彈頭部一改尖銳錐形，采用了圓鈍形，直徑明顯加大。在復雜氣象條件下，三模制導頭可利用GPS制導方式，利用GPS信息快速探測、定位和跟蹤移動目標;在暗夜或是光線不足的條件下，使用紅外制導模式實施精確瞄準，提高對移動目標的解析能力;而在對地面大型固定目標實施打擊時，則可利用激光制導模式。與此同時，第二代小直徑炸彈還引入了先進的成像技術及熱輻射測量技術，可利用熱源輻射原理搜索跟蹤目標。三模制導方式可根據(jù)外部環(huán)境的變化實時自動切換，這樣就大幅提升了戰(zhàn)機空對地打擊的精確性及可靠性。

美空軍第二代小直徑炸彈采用了雙向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，第一路數(shù)據(jù)鏈是將地面或是載機所收集到的情報信息傳送至炸彈，或是在必要時向炸彈發(fā)出攻擊指令;另一路數(shù)據(jù)鏈是將所使用的制導模式（三模制導中的一種模式）在炸彈上和信息控制系統(tǒng)之間進行互動式的傳送，用于武器的瞄準，并將武器發(fā)射前和飛行中的狀態(tài)信息回傳至飛機火控系統(tǒng)的控制終端。據(jù)悉，這種雙向數(shù)據(jù)鏈還曾用于美軍的聯(lián)合直接攻擊炸彈、“捕鯨叉”等先進武器項目。這種雙向通信使用戶可以定位機動目標，向飛行中的武器傳輸命令，如更新目標定位和重新瞄準，并且可以產(chǎn)生制導信息從而跟蹤機動目標，同時使炸彈在打擊目標的瞬間傳輸毀傷評估信息。

最初，雷聲公司在第二代小直徑炸彈上使用了與第一代小直徑炸彈相同的彈頭。但是通過試驗，他們決定開發(fā)一種更能滿足實戰(zhàn)需求的新式彈頭。新式彈頭的炸藥在爆炸時所產(chǎn)生的能量流能夠穿透裝甲，打擊坦克、裝甲車等重裝目標。另外，由特殊復合材料制作的彈頭外殼在爆炸后造成的沖擊波及碎片也可瞬時打擊地面有生力量和輕型裝甲，這些都為該型炸彈進攻類型的多樣化做出了重要鋪墊。

與此同時，為了降低所可能附帶的損傷率，項目設計組在第二代小直徑炸彈上還使用了高能量毀傷技術，在戰(zhàn)斗部的外殼上使用了新型材料取代在第一代小直徑炸彈中所使用的純金屬外殼，可降低附帶的殺傷能力。在炸彈爆炸時，戰(zhàn)斗部將產(chǎn)生纖維碎片，而非金屬碎片，從而限制其殺傷范圍。

復雜多變

小直徑炸彈有多種作戰(zhàn)樣式，從目前的分析來看分為標準打擊模式、協(xié)同攻擊模式和即時打擊模式。標準模式適用于在良好天氣條件下進攻地面目標。在這種模式中，小直徑炸彈可較為靈活的打擊正常地面上的固定目標。但這種模式需要對所要進攻的目標實施精確校準，甚或是連續(xù)跟蹤式校準，且載機在投彈后不必再對炸彈進行操控，而是完全由炸彈本身實施目標打擊，因此僅能進行“一對一”的攻擊，很難攻擊大量目標。通常情況下，美軍戰(zhàn)機的空對地作戰(zhàn)，如果掛載了小直徑炸彈，在執(zhí)行近距離空中支援任務時將采用這一模式。

在協(xié)同攻擊模式中，載機在發(fā)射小直徑炸彈后，可利用繼續(xù)發(fā)射其他武器的方式同時襲擊多個地面目標，完成毀傷大量目標的效果，通過制造某種意義上的“炸彈流”來提高打擊效能。這樣，小直徑炸彈就可與載機實現(xiàn)戰(zhàn)術協(xié)同。同時，也可要求地面或編隊內(nèi)的其他戰(zhàn)機對目標進行協(xié)同作戰(zhàn)。

即時打擊模式強調(diào)打擊的時效性、快速性，主要指第二代小直徑炸彈，其多用于進攻遠距離和隨機出現(xiàn)的地面移動目標。這種情況下，多使用紅外制導或是激光制導方式攻擊，也可以由地面指揮人員通過GPS系統(tǒng)向炸彈傳送目標數(shù)據(jù)信息，利用特有的雙路數(shù)據(jù)鏈瞬時完成數(shù)據(jù)的交換傳輸及精確打擊。而且，由于小直徑炸彈的特殊能力，戰(zhàn)機可在發(fā)射后迅速撤退，降低遭打擊風險。未來，小直徑炸彈將被美軍大規(guī)模應用于實戰(zhàn)，其效果究竟如何，我們將拭目以待。

（編輯/黃國志）