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雷神公司“郊狼”反無人機試驗

軍工資源網 2022年10月12日

“郊狼”巡飛彈是美國雷神公司研發的低成本、多任務巡飛彈,經過對基本型的改進,已發展出“郊狼”第1B批次(Block ⅠB)、“郊狼”第2批次(Block Ⅱ)巡飛彈,“郊狼”第3批次(Block Ⅲ)正在研制中。

“郊狼”巡飛彈低成本,安全可回收(因此也可視之為無人機),具備半自主彈間合作能力,已被美陸軍、海軍、海軍陸戰隊采辦或部署,其自主性模塊、抗干擾數據鏈也已轉化到了美空軍研究實驗室(AFRL)的“金帳汗國”項目。

“郊狼”巡飛彈已成為未來美海軍、空軍和陸軍大量后續活動和計劃的基線。

一、研發歷程


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1、持續改進
“郊狼”(coyote)巡飛彈最早由先進陶瓷研究(Advanced Ceramic Research)公司研制,2007年首飛,2009年至2015年期間,先進陶瓷研究公司先后被BAE系統公司、森斯特(Sensintel)公司收購,最終于2015年1月并入雷神公司。
除“郊狼”巡飛彈基礎型以外,雷神公司于2017年推出了“郊狼”第1B批次反無人機巡飛彈,該巡飛彈配裝先進傳感器和戰斗部,采用射頻導引頭。
2019年推出“郊狼”第2批次多任務巡飛彈,摒棄原折疊矩形彈翼和V型尾翼,采用正常式布局,4組折疊主翼和舵面分別位于同一平面;增加噴氣式渦輪發動機;2020年5月,該型巡飛彈被美國政府批準對外軍售。
2021年3年,美海軍研究辦公室授予雷神公司一份價值3285.32萬美元的“郊狼”第3批次研制合同;該巡飛彈自主性軟件模塊由美國佐治亞理工學院開發;數據鏈由L3哈里斯技術公司開發。 
圖片“郊狼”巡飛彈基礎型(美國雷神公司圖片) 
圖片“郊狼”第2批次(美國雷神公司圖片)
“郊狼”巡飛彈已被美陸軍、海軍、海軍陸戰隊采辦或部署。美陸軍通過“聯合緊急作戰需求”(JUON)采購該巡飛彈,并將其與Ku波段射頻系統集成為“呼嘯者” ( Howler ) 反無人機系統;美海軍采購該巡飛彈,并作為“低成本無人機群技術”(LOCUST)項目組成部分;美海軍陸戰隊將該巡飛彈納入“地面防空”(GBAD)戰斗系統。
此外,美空軍也曾積極推進“郊狼”巡飛彈的開發,其自主性軟件模塊及抗干擾數據鏈也已轉化到了美空軍研究實驗室的“金帳汗國”項目。
2、重要作戰試驗
(1) “低成本無人機群技術”項目試驗
“郊狼”巡飛彈是美海軍研究辦公室(ONR)“低成本無人機群技術”項目的重要組成部分,該項目可提供陸、空、水面和水下平臺發射的情監偵精確巡飛彈,并可單獨或成群的與有人作戰系統協同作戰。海軍研究辦公室已對“郊狼”巡飛彈開展了多次演示驗證。 

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2016年4月,美海軍研究辦公室開展的“低成本無人機群技術”發射試驗中,多枚“郊狼”巡飛彈先后從地面發射裝置中彈射,并在空中進行編組飛行(美國雷神公司視頻截圖)

美海軍研究辦公室開展的“郊狼”巡飛彈試驗情況

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(2)“呼嘯者”(Howler)反無人系統試驗
Ku波段射頻系統是雷神公司研制的先進全角度雷達,可與“郊狼”巡飛彈集成,即為美陸軍“呼嘯者”反無人機系統。
2018年6月,在“郊狼”第1B批次巡飛彈與Ku波段射頻系統的試驗中,巡飛彈成功摧毀了11個目標(共12個目標),命中率91.67%;2019年12月,美陸軍在亞利桑那州尤馬試驗場開展了“郊狼”第2批次巡飛彈與Ku波段射頻系統的反無人機預部署試驗。
試驗中,多枚巡飛彈被彈射至空中并飛向目標無人機,采用兩種方式摧毀目標:一是在靠近目標時,近炸引信引爆破片式戰斗部,快速小型碎片可摧毀小型無人機;二是采用惰性戰斗部,巡飛彈對目標實施精確物理撞擊,可穿透目標實施動能殺傷。 
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 “郊狼”第1B批次巡飛彈與Ku波段射頻系統的試驗中,巡飛彈摧毀靶機瞬間(美國雷神公司視頻截圖;中國航空工業發展研究中心,作者標注)
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“郊狼”第2批次巡飛彈與Ku波段射頻系統的反無人機預部署試驗,巡飛彈發射瞬間(美國雷神公司視頻截圖;中國航空工業發展研究中心,作者標注)

二、主要性能及特點


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“郊狼”巡飛彈基礎型主要技術特點如下:

“郊狼”巡飛彈基礎型主要技術特點

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綜合看,“郊狼”巡飛彈具有以下特點:
1、低成本,安全可回收
單枚“郊狼”巡飛彈價格低至1.5萬美元,盡管雷神公司對其進行多次改型,但“低成本”一直是研發基本要求。雷神公司主要通過兩種方式保證“郊狼”巡飛彈的低成本:一是采用現有商品化產品或技術;二是將“郊狼”巡飛彈與先進指控系統集成,既能降低對巡飛彈技術的要求,又能滿足作戰需求,如:“郊狼”第2批次巡飛彈與Ku波段射頻系統集成,將Ku波段射頻系統作為其火控系統,這種組合類似步槍,瞄準具很昂貴且數量少,但彈藥很便宜且數量多。
此外,“郊狼”巡飛彈采用“人在回路”控制系統,在執行打擊任務過程中,操作手可在其撞擊目標前的任一時間點,通過遠程控制中止任務執行,巡飛彈可回收再利用。
2、半自主彈間合作技術
美海軍研究辦公室以“低成本無人機群技術”(LOCUST)項目為牽引,已對“郊狼”巡飛彈開展多次編隊飛行試驗,但始終是“人在回路”任務模式,需要適時的人工介入進行控制。
2021年3月16日,美國防部宣布,“郊狼”第3批次巡飛彈自主性模塊已轉化到了美空軍研究實驗室 “先鋒”計劃中的“金帳汗國”項目;在2021年1月7日、2月19日開展的兩次“金帳汗國”自主彈藥蜂群技術演示中,所使用的“小直徑炸彈”裝配了軟件定義無線電,用于彈間通信,還裝配了采用合作算法的處理器,使用合作算法的武器屬于半自主武器,受預設交戰規則嚴格限制。因此,“郊狼”巡飛彈已具備半自主彈間合作能力。

三、作戰應用


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1、與美海軍陸戰隊“地面防空”反無人機系統集成
美海軍陸戰隊的“地面防空”系統是探測、識別、跟蹤和打擊小型無人機的武器系統。將“郊狼”巡飛彈與該系統集成,通過“地面防空”系統的RPS-42型S波段有源相控陣雷達、電子戰系統及光學傳感器探測、追蹤“低慢小”空中目標,通過發射“郊狼”巡飛彈對目標實施打擊。
2、與Ku波段射頻系統集成
將“郊狼”巡飛彈與雷神公司研制的Ku波段射頻系統集成,即為美陸軍“呼嘯者”反無人機系統。在現有研發成果基礎上,美陸軍僅耗時17個月即開發并部署了該武器系統。執行任務時,由Ku波段射頻系統使用有源相控陣雷達對空中目標進行精確、持續監視,并將目標數據傳遞至“郊狼”巡飛彈,引導巡飛彈對目標實施打擊。
3、與P-8A反潛巡邏機集成
根據美海軍研究生院一項“P-8A反潛巡邏機高空反潛”的系統工程分析研究演示文稿,波音公司的P-8A反潛巡邏機可結合裝有“磁異探測”(MAD)傳感器的“郊狼”巡飛彈開展高空反潛任務。
當P-8A反潛巡邏機不明確目標潛艇的具體定位時,可在高空發射 “郊狼”巡飛彈,巡飛彈在近海面高度利用“磁異探測”傳感器定位目標后,將目標位置數據傳遞至P-8A反潛巡邏機,反潛巡邏機隨即發射滑翔魚雷對目標實施打擊。該組合可減少尋找、跟瞄和打擊潛艇的時間,同時成本低,人員工作量小。 
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P-8A反潛巡邏機與“郊狼”巡飛彈開展高空反潛任務過程。圖左上角為美國皮亞斯基飛機公司為美海軍研制的“圖瑞斯”(Turais)空射反潛無人機,可執行寬視場海上監視、高空反潛、目標跟瞄等任務(美海軍圖片;中國航空工業發展研究中心,作者漢化)

四、觀點


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一是通過水面、水下平臺發射單獨或集群的“郊狼”巡飛彈值得關注。
美海軍研究辦公室積極實現“郊狼”第3批次巡飛彈從無人水面艇、無人潛航器上發射的作戰能力,根據“郊狼”巡飛彈惰性戰斗部試驗表明,巡飛彈可實現對空中無人機的精確物理撞擊,其威力是否能摧毀大型軍艦尚不確定,但用來攻擊關鍵系統,降低大型軍艦作戰能力是可行的;其次,美海軍研究辦公室開展的“低成本無人機群技術”項目,強調要研發可通過陸海空平臺發射的巡飛彈“蜂群”,結合近期“郊狼”第3批次的合同要求,美海軍很可能已經開始研發水面、水下巡飛彈“蜂群”及發射裝置。因此美海軍對“郊狼”第3批次及未來改型巡飛彈的研制成果和作戰應用值得持續關注。
二是“郊狼”巡飛彈可能與其他無人機“蜂群”聯網。
目前,“郊狼”巡飛彈已實現彈間聯網,未來的聯網方式可能不局限于此。可與配備情監偵傳感器、激光指示器的無人機群聯網,使類似“地面防空”系統、Ku波段射頻系統作用的指控系統轉移到空中,提升機動性的同時仍然保持“郊狼”巡飛彈的低成本。
三是“郊狼”巡飛彈的全自主“蜂群”合作技術很可能代表美軍彈藥“蜂群”技術水平。
“郊狼”巡飛彈尚不具備全自主“蜂群”合作能力,該巡飛彈作為美海軍、空軍和陸軍大量后續活動和計劃的基線,除“金帳汗國”項目外,自主性模塊還將轉化到美海軍陸戰隊的“遠程無人水面艇”(LRUSV)在冊項目,及美國邁特里公司(MITRE)的“仿真實驗”中。未來“郊狼”巡飛彈的全自主“蜂群”合作技術很可能代表美軍彈藥“蜂群”技術水平,因此,其相關技術及試驗活動值得高度關注。

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