雷神之锤——联合直接攻击弹药JDAM的前世今生

万磁王

原作者：魏楞杰  


　　联合直接攻击弹药（Joint Direct Attack Munition-JDAM）的首次出现，是在1999年5月美国率领北约进行的“联军作战”（Operation Allied Force）行动中，美国空军的6架B-2A隐身轰炸机，各挂载16枚惯性/全球定位系统（Global Positioning System-GPS）制导的GBU-31 JDAM，从美国本土密苏里州怀特曼（Whiteman）空军基地起飞，通过数次空中加油来回飞行30小时，轰炸南斯拉夫科索沃（Kosovo）。联军在这场战役中投射的炸弹超过25000枚，其中精确制导攻击炸弹约8500枚，占总数的三分之一。当时只有B-2A具备投射JDAM的能力，因此仅投下656枚JDAM，只占总投弹数的3%。虽然天候不佳，但JDAM 90%的弹着点误差都在12米之内，摧毁了近9成的预订目标。

B-2A试射GBU-31 JDAM

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　　2001年底，美国对阿富汗塔里班（Taliban）政权和基地（al-Qaeda）恐怖组织进行大规模的军事打击，2002年2月，战场指挥官法兰克将军（Tommy Franks）在美国空军协会（Air Force Association）的一场研讨会中提到，在这场“持久自由”（Enduring Freedom）反恐行动中，美国空军共投射了18000枚空对地炸弹，其中10000枚是精确制导攻击炸弹，包括5000枚JDAM。
　　根据美国空军对1991年初“沙漠风暴”（Desert Storm）和2003年初“伊拉克自由”（Iraqi Freedom）两次军事行动的统计数字，“沙漠风暴”中投射的近23万枚炸弹中，21万枚是非制导炸弹，在其余近2万枚的制导炸弹中，激光制导炸弹占了9200余枚之多；“伊拉克自由”投射近3万枚炸弹中，约2万枚的制导炸弹，其中JDAM有6500枚。

在“伊拉克自由”行动中，挂载一枚GBU-31 JDAM和两枚GBU-12激光制导炸弹的F-16C

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　　法兰克将军对比了1991年“沙漠风暴”和2001年的“持久自由”行动数据，指出在“沙漠风暴”高峰时，美军战斗机每天出动3千架次，而在“持久自由”中因为大量使用精确制导攻击炸弹，每天仅需派出200架次战斗机就能获得与以前3000架次相同的攻击效果。当年以10架战斗机攻击一个目标，现在一架战斗机就能同时攻击两个目标。
　　精确制导攻击炸弹在战争中的使用比例正在逐渐增加，显示出制导炸弹已成为战场上的重要武器。而随着技术的不断进步，精确度高、造价相对低廉的JDAM已成为美军轰炸主力弹药。

两枚JDAM击中同一处ISIS据点

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JDAM前传
　　JDAM起源于20世纪60年代的越战时期，当时由于美军战斗机在越南战场上损失惨重，为了能在轰炸时躲避北越防空系统的攻击并获得有效的轰炸成果，因此急迫需要精确制导炸弹。早期研制的GBU-8电视制导炸弹仍需要载机的遥控飞向目标，载机无法缩短暴露于北越防空火力网中的时间。后期的GBU-2激光制导炸弹可让载机“打了就跑”，稍稍降低了这种危险性。

GBU-8电视制导炸弹

那些早期的“铺路I”激光制导炸弹们。上排：GBU-10/B、GBU-1/B、GBU-2/B；下排：GBU-12/B、GBU-11/B、GBU-5/B

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　　激光制导炸弹的构造相当简单：流线型的顶罩内有个引导头，制导装置感应到从目标反射回来的激光后，把弹尾的飞行控制翼面锁在居中或者打到最大角度，控制弹体沿着反射激光直奔目标。虽然这种炸弹精确度极佳．最大圆概率误差（circular error probable）只有3米，但却收到先天的限制——在炸弹投射后约30秒的飞行时间内，必需有靠近目标的飞机或地面前进部队这样的“第三者”用激光持续照射目标，直到目标被摧毁。这使“第三者”容易成为被敌人歼灭的对象，处境相当危险。如果激光断线，或是目标物被水气、云雾、灰尘所遮蔽，引导头就成了“盲人”，没有任何制导的功能，炸弹只能延弹道轨迹自由掉落。另外激光制导炸弹价格昂贵，一枚造价50万美元，也限制了它的大量使用。

GBU-12激光制导炸弹的组成部分

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　　80年代中期，美国空军在“惯性制导技术示范”（Inertial Guidance Technology Demonstration，简称IGTD）项目中，对惯性制导炸弹展开了广泛的研究。当时研制的惯性制导炸弹在投射前，先输入目标的坐标数据，炸弹根据弹体内置的惯性测量单元（inertial measurement unit）提供的信息，自动飞向目标。制导系统使用微处理器和卡尔曼（Kalman）数字滤波算法，有非常优异的自动制导飞行能力，能依据最远航程、最大撞击速度、最大撞击角度……等不同的需求来调整炸弹的航道。惯性测量单元不怕电子干扰，不受天候影响，只是要达到所需的精确度费用昂贵，因此惯性制导炸弹从未投产。
　　让惯性制导炸弹起死回生的是GPS技术，以GPS辅助惯性测量单元，限制后者产生的累积误差，相辅相成之下，就能以更低的成本获得纯惯性测量单元所能达到的精确度，甚至更好。
　　首枚投产并服役的GPS辅助惯性制导炸弹，是诺斯洛普飞机制造公司（Northrop）在1994年研制的900公斤级GBU-36/B，专用于该公司所制造的B-2A隐形轰炸机。B-2A在投射惯性制导炸弹之前，会先输入一份GPS卫星名单，炸弹就接收这些卫星的信号而不理会其它卫星，再配合使用差分（differential）定位技术，炸弹的命中误差半径小于6米，已经可以与激光制导炸弹的精确度相媲美。GBU-36/B虽然早在1997年就开始服役，但仅仅是JDAM问世前的过渡产品，产量很小。不过它证明了用GPS来达到精确轰炸的概念是可行的，也验证了差分定位技术的价值。

GBU-36/B GPS辅助惯性制导炸弹

GBU-36的尾椎组件

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　　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

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　　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

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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

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　　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