民航联盟:苏联时代的乌克兰飞机改装挂载北约武器的可能性研判
近日,乌克兰的一架 Su-24M攻击机挂载两枚“风暴前兆”巡航导弹的照片被曝光,此前乌克兰表示“风暴前兆”导弹已在战斗中使用,并且有效命中目标,俄罗斯也表示拦截的目标中包括“风暴前兆”导弹。
在2022年11月,波兰表示计划将对乌克兰的苏-24M攻击机进行改装,与北约的巡航导弹整合在一起,包括“风暴前兆”,而如今在英国交付该弹后,短时间内即投入作战,表明该机的改装较为成功。此前乌克兰的飞机已多次进行改装,以使用北约标准的武器,但包括目前的苏-24在内,并没有相关信息说明飞机改装的具体细节问题。
挂载“风暴前兆”导弹的乌克兰苏-24M攻击机。
“风暴前兆”导弹发射前由载机进行任务规划,并将导航和制导数据装定于导弹,导弹在发射后依靠惯性系统+GPS进行中段导航,在到达目标区后采用红外成像进行高精度末段制导。上述使用方式与美军JASSM导弹相似,而已援乌的JDAM炸弹也采用类似的过程,只是没有中段飞行直接由惯导+GPS导引至目标。上述武器在载机平台上进行初始目标装定的过程也都是相似的,因此,可以通过JDAM或JASSM的武器系统工作程序和目标数据装定过程,来研判乌克兰的飞机进行了何种改装。
MBDA公司的“风暴前兆”巡航导弹及乌克兰发现的该弹残骸。
JDAM炸弹在投放前的主要设置
对于JDAM炸弹,虽然表面上GPS制导无需与载机进行数据上的交流就可以使用(即使未必能发挥炸弹的全部性能),但在实际使用中,GPS系统的装定和炸弹导航系统的初始化都离不开载机平台的火控系统。
第一,在JDAM投放前,由于其弹尾的卫星信号天线会被飞机机身和机身所屏蔽,炸弹本身并不能接收到卫星的定位信号,因此炸弹在挂载于飞机上时,要接收来自飞机的“定期传输对准信息”(PTAM),主要包括飞机的位置、速度、时间和过载等数据。这些数据每6~10秒刷新一次,载机必须保持GPS辅助的定位位置信息向炸弹传输。JDAM的GPS信号接收装置在投放后27~30秒后才会被激活,此前都是使用惯导系统进行导航,如果炸弹在较低高度投放、飞行时间不到30秒,此时炸弹仅应用惯性制导。因此,JDAM在投放前必须使用上述数据来使炸弹的惯导系统与载机的导航系统和世界大地1984坐标系对齐,才能使炸弹在投放后其惯导系统导引炸弹向目标飞行。
JDAM典型飞行剖面。
第二,JDAM在作战中所需要的目标数据精度至少为7.2米,而且并不止需要GPS卫星提供的位置数据,还需要卫星星历等精确时间数据,因此“GPS加密密钥”是最关键的数据,一般JDAM的导航系统在初始化时需要加载两周(本周和未来一周)内的GPS加密密钥。虽然载机平台理论可在地面或驾驶用途中手动输入和编辑JDAM目标数据,然而对于“GPS加密密钥”仍需要计算机和火控系统自动加载到炸弹上。
第三,虽然诸如目标数据、终端撞击参数和引信设置等可以在地面任务规划期间确定,或在飞行中手动输入,但炸弹在进行目标装定时,仍需使用飞机的导航数据作为参考,手动输入的坐标信息经计算机解算后执行所需的坐标转换才能瞄准目标。所以飞机的系统与和炸弹必须充分集成。
JASSM导弹系统的初始化流程
对于复杂一些的JASSM导弹,在载机平台上的目标装定程序与JDAM相似。以B-52挂载JASSM为例,导弹也需要接收GPS信号在两周内的星历数据。该数据的主要来源是B-52上的GPS接口单元,弹上计算机在导弹通电后从GPS系统的存储器中自动检索数据,B-52的机组人员应确保机上的GPS系统在导弹通电之前包含正确的星历数据。如果飞机上的GPS系统暂时没有包括正确的星历数据,则需要将GPS系统开机或重启后,等待至少12.5分钟后GPS系统对卫星进行稳定的跟踪、完成初始化过程,并将新的星历数据存储在存储器中,采用GPS加密密钥对导弹的导航系统进行数据加载。除星历以外,需要向JASSM计算机提供的GPS数据还包括抗干扰/卫星配置数据、GPS每周的密钥、时间数据等,才使导弹投放后获取正确的卫星导航信息。
在导弹投放前,主要的导航模式是GPS辅助惯导、无线电导航辅助惯导或自由惯导,导弹与飞机的惯导对齐质量分为1~10级别,1代表对齐质量最好,10代表最差,而如果导弹需要有效执行任务,需要惯导对齐质量为1级。
JASSM导弹初始化的时间线。
在完成上述工作后,JASSM才开始进行目标数据装定,而在使用手动坐标装定时,操作员装定的数据仅包括与特定位置点相关联的数据,例如导航点位置坐标和目标位置坐标,以及导弹的飞行轨迹等,而导弹要有效完成任务,在目标数据装定前的系统初始化过程必须准确无误。
B-52轰炸机投放JASSM导弹。
乌军战斗机的改装并不简单
此外,还有其他很多因素使得武器的GPS导航系统的设置操作并不简单,当然这也是目前武器装备主流的操作流程,尽量将“复杂操作前移”;即现代武器的操作并不是更简单了,而是将复杂的操作流程提前完成了,从而使其在临战时可以实现“一键投放”。
此前乌军表示他们在使用JDAM炸弹时“非常准确”,而后来在使用“风暴前兆”时也拥有较高的精度。从此类武器的使用设置流程看来,要想达到这种效果必须使武器与载机平台充分集成,绝非“仅挂载于飞机上在地面进行目标数据装定,与飞机系统无需信息交换”这样简单。乌军米格-29挂载“哈姆”导弹的集成也是同理,“哈姆”在发射前也需要对惯导系统进行设置和对齐。在米格-29上,飞行员发射导弹的操作也是采用驾驶杆上的按钮而不是拨动一个额外的开关,“哈姆”导弹在飞机的导弹显示器上也显示为一枚R-27导弹,因此该机很可能是加装了西方导弹与俄式计算机的数据接口,导弹和载机能进行相互的信息交流(虽然可能是不够兼容),使导弹的控制系统得到正确的信息以完成有效的导航。
发射“哈姆”的米格-29驾驶舱中加装的显示器,以及该弹被识别为R-27PE空空导弹。
此外,对飞机的改装也可能是加装了一套相对完整的导弹操作控制系统,包括火控计算机、与导弹匹配的GPS和惯性导航系统,以及导弹发射控制系统等在内,过去美国空军在改装老式飞机适配于新式武器时,也有加装一套独立于飞机现有系统的武器控制设备的情况。
但总体看来,西方国家对乌克兰战斗机的具体改装细节是保密的,例如米格-29虽然表面上只是在驾驶舱中增加了一个显示器,但对飞机内部进行何种改装却从未公开过。究其原因,可能是如果外界得知此类精确制导武器实现有效操作的“最小设备需求”,那么就可能据此研究更有效的反制手段,这也许是北约国家不想公开改装过程的主要原因。
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