GBU-36/B GPS辅助惯性制导炸弹

GBU-36的尾椎组件

  美国海军在同时期的也开展了类似制导体制的的先进折断武器系统(Advanced Interdiction Weapon System,简称AIWS)项目,项目的多用途滑翔炸弹还多加了一部GPS接收机,这并没有增加多少成本,但对精确度也没有什么帮助,尤其是在长距离投射时。

AIWS项目演变为JSOW

  80年代末,美国海空军联合进行先进炸弹家族(Advanced Bomb Family,简称ABF)研究项目,目标是研制出一种既便宜、又能更精确投射多种传统炸弹战斗部的新制导组件。

  1990年到1991年间的第一次海湾战争后,上述的3各项目——IGTD、AIWS以及ABF进行了重整,AIWS成为联合防区外武器项目(Joint stand-Off Weapon),而IGTD和ABF则合并成为美国海空军联合研制但由空军主导的联合直接攻击弹药项目。

当年波音公司的JDAM宣传画

JDAM的研制

  美军研制JDAM的原因其实很简单,在海湾战争中为了躲避地面炮火和肩射防空导弹的攻击,联军战斗机的飞行高度得保持在4500米以上。当时造价高昂的激光制导炸弹只限用于攻击高价值目标,大部分目标还得由传统“笨”炸弹负责,在这种高度投弹几乎没什么效果可言。以美军为例,在这场战争中所投下的炸弹中,450公斤和900公斤级的非制导炸弹占了90%,平均圆概率误差是60米,因此每个目标都得丢下2、30颗炸弹才能确保摧毁。如果想改善轰炸精确度而降低飞行高度,那么战斗机在伊拉克猛烈的防空炮火下就会损失惨重,美军就损失了27架战斗机和5架直升机。

在海湾战争时期,大量使用的还是传统炸弹

  1991年5月1日,在海湾战争结束61天后,美国空军参谋长麦克皮克将军(Merrill McPeak)在办公桌前阅读战后报告,仔细思索战场的胜败得失,提笔在一张便条纸上写下:“我们需要全天候的精确制导炸弹。”正式这张便条纸正式开启了JDAM研制的大门。

  1993年8月20日,美国空军向业界正式提出方案邀请书(Request for Proposal),至10月18日截止前,共有休斯(Hughes Missile Systems)、洛克希德(Lockheed Missiles & Space)、马丁(Martin Marietta)、麦道(McDonnell Douglas)、雷声(Raytheon)、德州仪器(Texas Instruments)、以及由罗克韦尔(Rockwell International)、波音(Boeing)、英国航宇(British Aerospace Defense)、查尔斯·斯塔克·德雷珀实验室(The Charles Stark Draper Laboratory)组合的团队,共7家参与竞标。

几家公司提出的不同GPS制导武器设计

  1994年4月,美国空军选定洛马(Lockheed Martin)和麦道(McDonald Douglas,1997年被波音合并)进入JDAM工程制造和研制(Engineering Manufacturing and Development)阶段竞标,要求两家公司在18个月后提出各自的设计草案和制造程序。洛马提出的设计是由110公斤级Mk80、215公斤级Mk81传统炸弹改装的GBU-29、GBU-30。波音提出的设计是由450公斤级Mk83和900公斤级Mk84改装的GBU-31和GBU-32。1995年10月,波音赢得了为期40个月的工程制造和研制合同以及第一批4635件制导套件的采购合同,单价18000美元。(注:目前价格是22000美元)

  1996年1月11日,一架B-1B在2000米高度、0.85马赫飞行速度下,投下3枚装满测试仪器的JDAM试验弹,完成历史上第一次的JDAM试投。接着在当年11月,由F-16完成第一次的实弹制导试投,后续是B-52、B-2A、F/A-18的试投,全部测试在1998年底顺利完成,测试结果显示JDAM最大误差半径为9.6米,小于规定的13米。上述测试大都在中高度(6000到7600米)、中等飞行速度(0.8马赫)下进行,不过有一次F-16在1500米的爬升姿态下,对9公里外的地面目标进行甩投,弹着点误差半径只有7.6米。目前美军全系列战斗机和轰炸机都具备了投掷JDAM的能力。

1996年1月11日。B-1B进行了首次JDAM试射

JDAM在测试中准确击中了目标

JDAM的设计特点

  JDAM的尾部具有4片飞行控制翼面(出于成本考虑,3片是固定的,只有1片可动),不锈钢尾椎组件内置制导和控制系统,替换掉传统炸弹的尾锥后,就给传统炸弹赋予了新的“大脑”和“翅膀”。战斗机挂载JDAM后,无论在任何天候中,都能在11000米的高空对24公里外的目标进行轰炸,从此不再依靠重力和运气来击中目标,也远离了敌方防空系统的威胁。

JDAM套件是在使用前才与炸弹组装到一起的

JDAM的切削成形弹翼

JDAM尾椎内的制导组件系统

  美国空军在研制JDAM时所制定的基本规格是:

  1、价格一定要便宜,单价不能超过4万美元。

  2、美军现役一线战斗机和轰炸机都能投射。

  3、能替换Mk82、Mk83、Mk84、BLU-109/B、BLU-110/B……等传统炸弹的尾锥。

  4、JDAM无需成为个圆概率误差只有3米的“精确”(precision)炸弹,但必需足够“准确”(accurate)。

  5、圆概率误差不能超过GPS信号误差的13米,如果是GPS因故无法发挥作用,在惯性导航下的圆概率误差不能超过30米。

  JDAM的“特异功能”全部来自于制导和控制组件,JDAM的“心脏”是霍尼韦尔(Honeywell)HG1700环形激光陀螺仪(ring laser gyro)惯性测量单元,JDAM的“大脑”则是制导与控制单元(guidance and control unit),而这些设备全容纳在一个尾椎内。