本文原载于《兵器》杂志2009年05月刊,本次转载时经重新二次内容完善及编辑、补充整理部分插图,以与同好共同分享。个人认为《兵器》杂志是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事及政治知识。在将家中《兵器》数字化保存过程中,转载其上的一些年代比较久远的文章,主要是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。
在2008年年底的巴以冲突中,以色列空军向加沙地带的巴勒斯坦目标投掷了大量GBU-39/B小口径炸弹,摧毁了哈马斯的40个重要目标,特别是一些深埋地下的工事和隧道。这种重量只有113千克的炸弹,却能穿透1米厚的钢筋混凝土工事,是当今美军最看好的武器之一。那么这个小炸弹身上,到底有什么大名堂呢?
概念由来
GBU-39/B的制造商波音公司在介绍这种炸弹时指出了两个研制目的:一是提高美空军的轰炸效率,二是用小当量装药减少平民的人身和财产损失。
上述第二个目的相对容易理解,因为从海湾战争开始,战争造成平民伤亡成为舆论关注的焦点。而由于数字技术和互联网的蓬勃发展,平民被“附带杀伤”的悲惨场景在第一时间传遍世界。西方国家的新闻管制在无孔不入的网络传播面前失去了效用。战争发动者在遭受巨大舆论压力的情况下,被迫研制威力较小、精度较高的弹药以减少“附带杀伤”。
图示:2008年年底以色列在空袭前对打击目标进行了详细的侦察和定位。图中红线内的建筑物即为哈马斯目标。为避免误伤民宅,以使用精度高的GBU-39/B小口径炸弹(SDB)。
第一个目的则与美军战略转型有着极为密切的联系。21世纪初,美国空军开始战略转型,要求实现“全球机动、全球响应、全球攻击……”,甚至提出要同时与5000个目标交战。虽然美国是世界第一空军强国,但要达成上述目标也有巨大难度。它在鼎盛时期装备的各型作战飞机过万架,而眼下F-22的采购量只有181架,F-35各空军型号的采购量也只有1763架。
2014年10月21日,AF-1号F-35在爱德华兹空军基地进行GBU-39 SDB的飞行分离试验 。
以往的空袭作战都是出动多架飞机突击一个目标,要求飞行员一次出击轰炸多个目标的情况很罕见。按这样的战法,一旦在全球同时出现多处局部冲突或潜在冲突,美空军的飞机就不够用了。
如果能装备一种精度很高、能自主寻的、又能攻击坚硬掩体的炸弹,就可以实现一个批次、甚至一个架次轰炸多个目标的要求。如果这种炸弹重量很小,那么飞机就可以携带更多炸弹,攻击同样数量的目标所需要的架次就更少。如此计算,有限数量的作战飞机就可以实现“全球机动、全球响应、全球攻击”。GBU-39/B就是在这样的需求背景之下产生的。
需要指出的是,F-22具有超音速巡航能力,而且完好率、可维护性比第3代战斗机乃至B-1B、B-2高了一个数量级,因此有限数量的F-22加GBU-39/B就能实现“全球到达”的理想。美空军一直在向国会呼吁追加采购F-22就证明了这一点。可见GBU-39/B的研制需求是从空军转型的顶层提出的,其地位是战略性的。
F-22战斗机可在机腹的内置弹舱中挂装8枚GBU-39/B(左右弹舱各4枚)
发展简史
2001年10月3日,美国波音公司与空军正式签署合同,以4700万美元经费研制一种价格可接受的、高性能的、小型化的弹药武器系统,装备在有人驾驶和无人飞机上,称为小口径炸弹(SDB)。
GBU-39/B小ロ径炸弹(SDB)
F-15E战斗机挂载GBU-39小直径炸弹,机腹可以挂载20枚。
SDB系统分为炸弹携带系统和任务规划系统、后勤保障设备两部分。SDB包括两型炸弹,其中SDB I采用惯性/GPS导航系统,用来攻击固定目标或停止目标;SDB II在SDB基础上加装寻的能力,可以攻击移动目标和可变换位置目标。诺斯罗普-格鲁曼公司也参与SDB II研制。
经过5年的研制,2006年9月6日SDB I交付空军,并正式获得了GBU-39/B的编号。波音为之研制的挂架编号为BRU-61/A。由于GBU-39/B的重量和尺寸都比传统制导炸弹小很多,因此一个BRU-61/A可以挂4枚GBU-39/B,有效提高了飞机载弹量。
放置在弹药车上的BRU-61/A挂架。其下方挂装4枚GBU-39/B炸弹。
美国空军地勤人员正在为F-15E多用途战斗机挂装GBU-39/B。因其采用组合挂架,挂装的难度比普通炸弹要大得多
2006年10月2日,空军作战司令部宣布GBU-39/B正式形成初始战斗力,比原计划提前了6个月。根据空军公布的数据,GBU-39/B可以从1.2万米高空、距目标50海里(另有资料称110千米)外、以马赫数0.95速度投放,可以全天候使用,对固定目标的命中精度为1.2米。
GBU-39/B小口径炸弹投掷后,弹翼即打开,以获得一定的滑翔升力。
3天以后,美国空军驻伊拉克的第494特遣中队就用F-15E战斗机投放了多枚GBU-39/B进行近距离空中支援。
对于一种全新研制的弹药来说,这样的研制、装备进度可以称为神速。此后,GBU-39/B就在伊拉克和阿富汗战场扮演了重要角色,几乎每天都要投掷多枚。2006年年底,美国空军和波音公司签定了价值12亿美元的合同,采购2.4万枚GBU-39/B和2000个挂架,2015年交付完毕。
A-10攻击机正在内华达州内利斯空军基地进行小直径炸弹(SDB)的挂载测试。
设计人员正在进行GBU-39/B从F-35战斗机的分离数据风洞试验。
超强破坏力
GBU-39/B的装药量只有20多千克。这对一种航空炸弹来说并不算多。但从新闻照片来看,它所造成的破坏程度却不亚于重磅炸弹。有专家认为,GBU-39/B不但采用了TNT和黑索今混合炸药,还在其中加入了纳米级的金属粉末,使炸药的爆速大大提高,在封闭掩体内可以达到相当于908千克普通炸弹的杀爆威力。
用SDB攻击火箭炮或导弹发射车之类的移动目标可谓易如反掌
另一个值得关注的问题是GBU-39/B的穿甲能力。一般来说,如此小重量的炸弹,其穿透能力是非常有限的。要穿透1米厚的钢筋混凝土,至少要454千克级炸弹才能做到。不过这只是常规航空炸弹的思路,GBU-39/B的结构其实更接近于大口径的炮射半穿甲弹。根据外电报道,GBU-39/B在头部装有一个高密度金属的穿甲锥,其材料是钨合金还是贫化铀尚未透露。
根据有关力学理论,一个物体在空气中飞行,在气动外形一定的情况下其质量越大,则动能损失越小。对炸弹来说,在投放高度、投放速度和弹形相同的情况下,重量越大则命中目标时的动能损失越小,也就是速度损失越小、穿透能力越强。用GBU-39/B攻击掩体,相当于用190毫米大口径火炮抵近发射半穿甲弹,其威力可想而知。
被SDB试验弹击穿的混凝土目标模板
除了小重量和大威力外,GBU一39/B最重要的关键技术在于其信息支持系统。
庞大的信息系统
GBU-39/B最大的优势在于精确命中。如果偏离目标太多,其半穿甲弹头就失去了意义,20多千克的装药量也无法对目标形成有效毁伤。但如何让它精确命中目标呢?这就需要一个强大、完整、反应迅速的基础性地理空间信息系统。
设计人员正在进行GBU-39/B的攻击测试。目标区和试验弹的所有参数都显示在控制中心的综合显示屏上。
这个信息系统又称3S,即全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感系统(RS)。
GPS是读者比较熟悉的东西,它用庞大星座不断向地面广播导航信息,形成一个覆盖全球、不间断工作的导航体系。GPS已经成为美军日常活动和作战的必要基础设施。
GIS简单说就是电子地图,不过军用GIS的分辨率、精度要比民用GIS高很多,而且各军兵种都要根据自己的作战任务开发自己的GIS。我们无从得知以色列空军的GIS是自行开发还是来自美国,不过以色列在这方面有相当强的技术实力,完全可以自行制作。空军轰炸用的GIS要以三维地形图为基础,列入己方的场站、重要地标、敌方防空阵地等内容。
卫星地图上的关岛美军事基地一览无遗
至于RS,遥感是民用空/天对地观测的称呼,军事领域内就是侦察。RS可以通过卫星或飞机实现。以色列有研制侦察卫星和无人机的能力,其“地平线”系列侦察卫星和“哈比”无人机在国际上都赫赫有名,而且哈马斯没有什么防空能力,以色列的有人驾驶侦察机也可以肆意拍摄地面情况。
需要指出的是,RS不是拍回照片来就大功告成,后期的照片处理和判读才是重头戏。根据美国的经验,一名合格的照片判读员需要7~8年时间培养。然而以色列在这方面可能具有优势,因为这个长期打仗的国家不缺少熟练的军官和侦察兵,稍加培训就可以充任判读员。
本次冲突,以色列用GBU-39/B轰炸的主要目标是各种地道,这就需要判读员综合侦察兵、飞机、卫星的情报,在GIS上标注出地道入口的位置。
GPS、GIS、RS之间必须实现格式统一、数据融合。例如所有的地理坐标都必须统一到同一个标准上,否则一个微小的误差就会导致炸弹跑偏。因此任何使用GBU-39/B的军队都必须把自己的GIS和RS统一到美军标准之下,否则无法用GPS精确导航。也就是说它们被牢牢地绑在了美国人的战车上。
美国空军F-15E多用途战斗机挂装SDB模拟试验弹进行挂载测试,验证其对母机空气动力性能的影响。
另外一个尚未得到证据的事情是美国对以色列空袭行动的太空支援。在RS领域,美国早在第4次中东战争期间就向以色列提供过卫星侦察照片,这次很可能也有提供。
而GPS领域就更加微妙。一般来说,某个区域的GPS信号越强,该区域的导航误差就越小,GPS制导弹药打击精度就越高。美国在阿富汗和伊拉克战场如果要发动精确打击,往往要在行动前向美空军航天司令部提出申请,要求增强该地的GPS军用信号。航天司令部会根据申请检查当天覆盖此区域的GPS卫星“健康”状况,如果一切正常就加强其发射功率。
曾经有一次,驻伊拉克的美特种兵计划在第二天8时用M270火箭炮发射GPS制导弹药进行火力支援,而航天司令部发现某颗GPS“健康”状况不好,到第二天9时才有“健康”卫星覆盖伊拉克,于是特种兵就把行动推迟到了9时以后。以色列这次的空袭精度非常高,很有可能是美国加强了覆盖加沙地区的GPS军用信号。如果这个推测正确,那么美国不但是这次巴以冲突的幕后主使,更是直接参与者。
价格之谜
GBU-39/B的价格一直是个谜。根据2006年的美军采购合同12亿元买2.4万枚,其单价不超过5万美元。而美国一些民间研究人士认为其单价应该是7万美元,可能是考虑了物价上涨因素。即使这样它也比激光和电视制导炸弹便宜得多。然而GBU-39/B对不同国家的出口价格却差异巨大。
美国空军F-22战斗机投掷GBU-39/B。
本次美国向以色列出口GBU-39/B的合同是在2008年9月9日就确定下来的。而且这批炸弹是和其他一大批弹药一起运抵以色列的,总重量达3000吨。因此有理由怀疑,以色列的这次空袭行动早就开始策划了。这批GBU-39/B合同包括1000枚炸弹、150个BRU-61/A挂架、30个制导系统测试装置、2个BRU-61/A配套工具包、7个投放试验设备、1个分离实验设备、2套可靠性和检测装置、12通用弹药BIT和编程设备及相应的测试装置和适配器、3个模拟器和2套挂弹训练装置,总价7700万美元。据此,单价7万美元的估算还是可靠的。
2008年12月,意大利空军也购买了一批GBU-39/B,其中炸弹500枚,配套装置数量不详。然而意大利要为这批弹药支付8400万欧元,按当时汇率约折合1.1738亿美元。这比以色列拿到的价钱贵很多。看来美国还是很照顾自己的中东“铁哥们”。
F-16挂载GBU-39小直径炸弹
防空新挑战
到目前为止,世界上还没有哪个国家或哪个军工企业证明自己可以有效击破第二代飞机隐形技术,这就使F-22或F-35有能力自由出入多数国家的防空网。GBU-39/B的最大滑翔距离达110千米,即使在80%射程处投放,投弹飞机距目标的距离也达到88千米,这显然超过了多数防空导弹的有效射程。又由于GBU-39的尺寸很小,想用防空导弹去拦截它是非常困难的。况且GBU-39/B价格很低,防空导弹即使有90%的命中率也得不偿失。因此F-22加GBU-39/B,给多数国家的防空能力提出了一个严峻的挑战。
美国空军F-15E多用途战斗机投掷GBU-39/B。
由于反隐形技术的资料不充分,本文无法进行讨论。除此之外,目前GBU-39/B唯一的命门就是GPS。GBU-39/B在击中目标前要飞行数十千米乃至上百千米,如果没有GPS信号而只靠惯性设备导航,其精度会严重下降。
GPS信号的强度并不大。对无线电技术有一定基础的国家或军政实体来说,干扰上百千米半径内的GPS信号是可以做到的。美国对此非常担忧,将这种战法归入导航战一类。伊拉克战争中,伊拉克前政权就曾动用6个小型GPS干扰机。美军如临大敌,出动了不少兵力去摧毁这些干扰机。在今后的地区冲突中,说不定还会再次出现以导航战对抗精确轰炸的情况,那么空袭和反空袭的作战将会变得更加复杂。