1982年英阿马岛之战

1982年4月2日到6月14日,英国同阿根廷在远离英国本土的马尔维纳斯群岛及其周围的海空区域进行了一场海空战。虽然战争历时仅74天,交战双方只使用了部分兵力,战区面积也仅为1 200平方千米,但它却是现代海空战的一个缩影:自从进入精确制导武器时代以来,这场战争是导弹的第一次大规模应用。也正是在这场导弹对抗中,惯性导航系统立下了赫赫战功,那就是由阿根廷海军的一架“超军旗”舰载攻击机(图1)发射的一枚“飞鱼”导弹一举击沉了英国海军的“谢菲尔德号”导弹驱逐舰!

图1 “超军旗”舰载攻击机正携带“飞鱼”空-舰导弹进行训练飞行

那是1982年5月4日,南大西洋海面上风大浪高,阿海军一架“超军旗”舰载攻击机从离英舰约300千米远的阿根廷“5月25日号”航空母舰上起飞。该机以低空飞行,从英舰“谢菲尔德号”雷达盲区接近敌人,而当接近英舰时,突然急跃升空,飞机直刺蓝天。接着,飞机又迅速降低高度,在距英舰30多千米处发射了一枚价值20万美元的法制“飞鱼”空-舰导弹。随着一声巨响,价值1.8亿美元的“谢菲尔德号”现代化导弹驱逐舰立刻被熊熊大火所吞噬(图2),并渐渐地沉没下去,这是空射反舰导弹的第一个实战战果。

图2 阿根廷空军的“飞鱼”导弹击沉英国海军的“谢菲尔德号”导弹驱逐舰

“飞鱼”导弹击沉英舰的价值,不仅在于给英国带来了数亿英镑的损失,更为重要的是,它显示了精确制导武器将使未来海战或空战模式发生深刻变化:阿根廷的“超军旗”舰载攻击机装备了一套挠性陀螺平台惯性系统。在该系统中,导航功能与武器投放所必需的计算组合在一起,从而可完成飞机导航和武器投放的任务,其中还包括为机载“飞鱼”导弹传递惯性基准的能力;

“飞鱼”导弹上也装备有惯性制导装置,导弹依靠惯性制导及末段主动雷达制导来实现对舰攻击;在此前两天的5月2日,阿根廷的一艘万吨级“贝尔格拉将军号”巡洋舰被英国海军“征服者号”核潜艇发射的“矛鱼”式鱼雷一举击沉,葬身海底。该鱼雷也采用了捷联式惯性导航技术。

1991年海湾战争中“爱国者”大战“飞毛腿”

在1991年年初爆发的海湾战争中,“爱国者”大战“飞毛腿”的故事被大肆渲染,引起了世界各国的极大关注。

1991年1月21日,一枚改进型的“飞毛腿”B式地-地战术导弹从伊拉克中部地区发射升空,进入攻击沙特首都利雅德的飞行弹道。16秒钟以后,一枚运行在300千米高空的美国预警卫星发现了它,并紧急报警,实时将“飞毛腿”导弹的飞行参数向地面站传送。设在澳大利亚的美国空间基地和设在美国本土的美国航空航天司令部同时接收到了这一信息,经过地面站计算之后,迅速将“飞毛腿”导弹的飞行弹道和弹着点参数发往在沙特的“爱国者”导弹发射阵地。阵地指挥控制中心立刻命令“爱国者”导弹以38°倾角升空拦截,果然将此枚“飞毛腿”导弹击落。这是“飞毛腿”导弹系统在海湾战争中的一次实战描写。

在战争爆发前,伊拉克拥有800枚“飞毛腿”地-地弹道导弹。战争一打响,从1月12日到2月21日期间,伊拉克向以色列和沙特阿拉伯境内共发射80多枚“飞毛腿”,而被美国采用“爱国者”地-空导弹(图3(a))成功拦截的“飞毛腿”导弹(图3(b))达70枚之多,拦截概率高达90%以上,从而开创了防空导弹反战术地-地导弹的实战记录。

图3 “爱国者”与“飞毛腿”导弹

“爱国者”拦截“飞毛腿”的整个拦截过程可分为两个阶段:

第一阶段是提供“飞毛腿”发射的告警信号;

第二阶段是实施“爱国者”导弹发射拦截。

在第一阶段,当卫星、高空侦察机、预警机等对“飞毛腿”的状态完成探测、侦察和信息传递后,“爱国者”立即发射,并根据预先计算的最佳拦截时间到达最佳位置,其间的中段飞行则是依靠弹载惯性制导装置来飞向预定的拦截位置,并能在飞行中接收地基雷达的更新数据。到“爱国者”与目标之间的偏差角进入其战斗部6~8米的杀伤半径内时,立即引爆其战斗部,利用高能碎片来击毁“飞毛腿”,这是拦截的第二阶段(到“爱国者”-3导弹时,其弹头以“碰撞杀伤”方式取代过去的“碎片杀伤”方式,杀伤力更大。在飞行的最后2秒,“爱国者”-3利用50瓦的Ka波段主动雷达终端导引头制导)。需要指出的是,“爱国者”地面雷达截获“飞毛腿”的距离通常为80千米,此时“飞毛腿”距弹着点仅有40秒钟的飞行时间,而“爱国者”的发射反应时间需10秒,故“爱国者”导弹与来袭的“飞毛腿”之间只有30秒的拦截时间,这是一场何等紧张的拦截战斗!

为什么“飞毛腿”屡被“爱国者”拦截并摧毁呢?第一,“飞毛腿”导弹是一种典型的弹道式导弹,再入时不作机动,从发射到再入落地的整个飞行时间约为7分钟,其中主动段的工作时间就长达90秒,因此易被侦察卫星发现,其轨道也较易被预测;第二,“飞毛腿”弹头无突防措施,即不存在对拦截系统的干扰,一旦固定的弹道轨迹被测得,就很难有规避的机会;第三,“飞毛腿”采用的是一种比较简陋的捷联式惯性导航系统,采用滚珠轴承支承的陀螺,其精度仅为每小时几度,导致制导系统的精度也很低,导弹最后的落点偏差高达1.8千米,显然很难实现对目标精确打击。以上这些问题综合起来,最终造成了“飞毛腿”屡被“爱国者”拦截并摧毁的结果。

1991年海湾战争拉开了高技术战争的序幕

海湾战争是第二次世界大战以来规模最大、耗资最高、参战国最多、采用武器最新的一场现代化战争。这场战争从1991年1月17日开战至2月28日宣布停火,共历时42天,以美国为首的32国出兵,41国出力,包括“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”行动在内的整场战争共耗资600多亿美元,军费开支平均每天高达5亿~10亿美元。

这场战争是集陆、海、空、天、电五维为一体的高技术战争,多国部队共出动了11万架次飞机,使用了数百枚巡航导弹,海湾水面游弋着200多艘舰艇,海湾高空部署着10多颗侦察卫星,地面还投入了大量的快速机动陆军部队,因此,这是一场以先进技术和装备取胜的不对称战争。

这场战争是以航空武器为主体的现代化常规战争,多国部队完全掌握了制空权,42天战斗中空袭占38天,地面作战仅4天。

在这场战争中,精确制导武器的威力得到了充分发挥,通过大纵深外科手术式的精确打击,奠定了战争胜利的基石。

例如,F-117A隐身战斗机(图4)在这场战争中担负了繁重的战略轰炸任务,向巴格达市投下的第一枚炸弹就是由F-117A完成的。在整个战斗过程中,巴格达市95%的战略目标是由F-117A投弹摧毁的,而且参战的44架F-117A在通过长达370千米的突防线时竟无一架损失,军事上称之为“零损失”。F-117A战斗机装备的是高精度静电陀螺惯性导航系统,这是当时世界上精度最高的一种惯性导航系统。

图4 F-117A隐身战斗机

又如,在海湾战争中,美国共使用了近20种导弹,其中13种为飞航式导弹,它们中的90%都由飞机从空中发射。这些飞航导弹中有1/3以上采用了惯性中段制导。而在所有的机载飞航导弹惯性导航系统中,其初始基准的建立均依赖于飞机上的主惯性导航系统。

需要特别指出的是,有3种精确制导导弹是首次被用于战争的,分别为集高技术于一身的“战斧”巡航导弹(图5)、“斯莱姆”防区外对地攻击导弹(图6)以及专打“飞毛腿”的“爱国者”防空导弹(图7)。

图5 “战斧”巡航导弹

(a)空射“战斧”巡航导弹;(b)潜艇发射“战斧”的情景

图6 “斯莱姆”防区外对地攻击导弹

图7 “爱国者”PAC-3地空导弹

“战斧”的作用距离超过1 500千米,速度超过800千米/小时,在导弹飞行2小时后的命中精度还优于6米,这样高的精度是“战斧”采用了包括惯性制导在内的几种制导技术的逐个“接管”才达到的。“斯莱姆”导弹的终端误差为16米,这是由于它采用了惯性中制导与GPS修正惯性导航的技术。

从多国部队的武器装备来看,各种飞机、导弹、舰船,以及先进的坦克、装甲车和自行火炮,都装备有各种各样的惯性导航系统,这些惯性导航系统作为各种武器的心脏,是这场战争中不可缺少的重要设备。综上所述,海湾战争对惯性导航系统来说是一次最全面、最严格的实战考验,惯性导航系统在战争中的作用不容忽视。