浅析美国“标枪”便携式反坦克导弹系统

云脑智库 2022-05-11 00:00


来源 | 高端装备产业研究中心

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前 言



FGM-148“标枪”是美国研制的便携式反坦克导弹系统,不仅可以肩扛发射,也可以安装在轮式或两栖车辆上发射,兼有反直升机能力。“标枪”由美国雷神公司和洛克希德·马丁公司联合于1989年6月开始研制,1996年正式列装美国陆军。该导弹及后续改进型号,曾出口多国并投入实战。


“标枪”反坦克导弹系统


发展历程


20世纪80年代初,美国陆军为了替代FGM-77“龙”式反坦克导弹而提出的新型反坦克导弹研制计划,最初被称为先进中程反坦克武器系统(AAWS-M)。


1989年6月,美国陆军发布了研制FGM-148“标枪”导弹的合同,同时,雷神公司和洛克希德·马丁公司组建了FGM-148“标枪”导弹研制的合资公司,具体负责FGM-148“标枪”导弹研制,其中雷神公司控股60%,洛克希德·马丁公司控股40%。


1992年8月,FGM-148“标枪”反坦克导弹进行首次试验并取得成功。


1994年,FGM-148“标枪”反坦克导弹开始批量生产。


1996年,FGM-148“标枪”反坦克导弹开始部署于美国乔治亚洲的本宁堡陆军基地。


雷神公司负责标枪指挥发射单元(CLU)、导弹制导电子单元、系统软件和系统工程管理,洛克希德·马丁公司负责导弹导引头、工程和组装。


后续改进


1996年FGM-148“标枪”反坦克导弹系统装备美军后,美国军方根据使用中发现的问题提出了改进计划。改进主要包括将导弹的质量降至15.9千克,以及生产质量6.4千克的可以多次使用的指令式发射控制装置(CLU)。此外,对导弹的主飞行发动机也做了改动,使用新型助推装药和飞行推进装药,使射程增大至4000米。根据军方提出用128×128焦平面红外成像探测器阵列替代原来的64×64阵列,以增大导引头探测距离、强化抗干扰能力、引入跟踪自动决策和弹道自动选择功能,以增加武器系统攻击隐蔽物后的目标和装有主动防护系统目标的能力等等。


FGM-148“标枪”反坦克导弹改进型对于瞄准控制指令装置的改进包括增加自动目标提示,即增加一个信息数据终端,在其显示屏上自动显示标记射手视野内有可能出现目标的区域;对于光学通道的改进主要是加强图像增强与放大、自动聚焦、自动变焦、数字图像自动矗立及自动稳定等功能。改进后的FGM-148“标枪”反坦克导弹,射手就可以得到更大范围内的目标活动情况和预警,对于选择作战目标非常有利。


FGM-148“标枪”反坦克导弹的领先技术和模块化结构设计决定了其在21世纪不断增长的威胁、干扰与战术改变环境中的地位,并保持到21世纪20年代。


图表:“标枪”系列衍生型号

资料来源:调研整理


FGM-148A型号导弹


系统构成


“标枪”导弹系统由三个主要部分构成:发射控制装置、发射管组件和导弹。


“标枪”导弹及其发射系统


1、发射控制装置


发射者携带一个可重复使用的发射控制装置(发射管组件除外),通常被称为CLU,是两部分系统的瞄准组件。CLU有三个视野窗口,用于寻找、瞄准和发射导弹,CLU也可以作为便携式热瞄准器与导弹分开使用。射手不再需要与装甲运兵车和带热成像仪的坦克保持持续接触。这使得射手更加容易感知到他们在其他情况下无法发现的威胁。2006年,Toyon公司获得了一份合同,开始开发CLU的升级版,以便将目标图像和GPS位置数据传输到其他单位。


发射控制装置:从左至右分别为窄视野镜头、宽视野镜头和日视野镜头


日视野


第一个视野是4倍放大的日视图。它主要用于在白天运行时扫描可见光下的区域。它还能在日出和日落之后(此时由于地球的自然快速加热和/或冷却,热图像难以聚焦)进行扫描。


宽视野(WFOV)


第二个视野是4倍放大的夜视图,向射手显示所观察区域的热成像。这也是使用的主要视图,因为它能够探测到红外辐射,并发现部队和车辆,否则隐藏得太深而无法探测到。屏幕上显示的是“绿色标度”视图,可以调整对比度和亮度。CLU的内部由连接在瞄准器上的小型制冷装置进行冷却。这大大提高了热成像能力的灵敏度,因为瞄准器内的温度远低于它所检测到的物体的温度。

由于这种敏感性,射手通过显示仅几度的温差来“聚焦”CLU,以显示正在查看的区域的详细图像。射手使用类似于现代驾驶舱中的控制杆的两个手台来操作此视图。正是从这个角度,射手聚焦图像并确定锁定导弹的最佳热信号区域。


窄视野(NFOV)


第三个视野是一个12倍的热瞄准镜,用于更好地识别目标车辆。一旦CLU在WFOV中被聚焦,射手可以在激活Seeker FOV之前切换到NFOV进行目标识别。


一旦选择了最佳目标区域,射手按下两个扳机中的一个,便会自动切换到第四个视野:Seeker FOV,这是一个9倍放大的热视图。这一过程类似于大多数现代相机的自动变焦功能。此视野也可与前面提到的视野一起使用,所有这些都可以通过按下一个按钮来访问。然而,它并不像高放大倍率视图需要更长时间来扫描广阔区域那样应用得多。


窄视野允许射手进一步瞄准导弹,并设置安装在导弹内的制导系统。正是在这个视图中,信息从CLU,通过发射管组件的连接电子装置,传递到导弹的制导系统。如果射手决定不立即发射导弹,他们可以在不发射的情况下循环返回其他视图。当炮手对目标画面感到满意时,他们会扣动第二个扳机并“锁定”。导弹在短暂的延迟后发射。


轻型CLU


美国陆军开发了一种新的CLU作为对Block I版本的改进。新的CLU体积小了70%,重量轻了40%,电池寿命增加了50%。轻型CLU具有:长波红外传感器、分辨率更高的高清显示屏、集成手把、500万像素的彩色摄像头、可以通过视觉或红外看到的激光点、使用GPS的远距离目标定位器、激光测距仪、航向传感器和现代化的电子设备。轻型CLU还展示了发射FIM-92“毒刺”防空导弹的能力,利用其优越的光学特性来识别和摧毁小型无人驾驶飞行器(UAV)。


轻型CLU


轻型CLU及发射管


2、发射管组件


发射者和弹药携带者都携带一个称为发射管组件的一次性发射管,用于容纳导弹并保护导弹免受恶劣环境的影响。发射管也有内置的电子设备和锁定铰链系统,使导弹与发射控制装置的连接和分离成为一个快速而简单的过程。


3、导弹


“标枪”导弹采用正常气动布局,弹体为圆柱体。在弹体中部稍后有8片折叠弹翼,尾部有4片折叠尾翼(舵片)。发射前,弹翼、尾翼分别向前折入导弹弹体,发射后迅速展开。弹体结构布局从头部向后依次是∶红外焦平面成像导引头、前置战斗部、电子舱、主战斗部、具有推力矢量控制功能的单室双推力固体火箭发动机、控制执行装置(舵机)与四片稳定尾翼。


“标枪”导弹部件


弹头


“标枪”导弹的串联弹头是一种高爆反坦克(HEAT)类型。这种弹头利用爆炸性的定型炸药来产生由喇叭形金属衬里形成的超塑性变形金属流,结果是形成可以穿透装甲的狭窄高速粒子流。


“标枪”反击了爆炸性反应装甲(ERA)的出现。当被弹头击中时,位于车辆主要装甲上的ERA盒子或瓷砖会爆炸。这种爆炸不会伤害车辆的主装甲,但会导致钢板飞过HEAT弹头狭窄粒子流路径,扰乱其焦点,使其无法穿透主装甲。“标枪”使用两个串联的聚能装药弹头。微弱的、直径较小的HEAT前体装药引爆ERA,为直径大得多的HEAT弹头扫清道路,然后穿透目标的主要装甲。


前体采用两层钼衬里,主弹头采用铜衬里。


为了保护主装药免受导弹弹头撞击和前体装药引爆所引起的爆炸、冲击和碎片的影响,在两个装药之间使用了一个防爆罩。这是第一个复合材料的防爆罩,也是第一个中间有孔的防爆罩,以提供较少扩散的射流。


较新的主装药衬里产生了更高速度的射流。在使弹头变小的同时,这种变化使其更加有效,为主火箭发动机的推进剂留下了更多的空间,从而增加了导弹的射程。


“标枪”上有电子装备和引信,称为电子安全武装和火力(ESAF)系统。ESAF系统使发射和装备过程得以进行,同时对导弹进行一系列的安全检查。ESAF在扣动扳机后给发射电机提供提示。当导弹达到一个关键的加速点时(表明它已经离开发射管),ESAF启动第二个信号,发射飞行马达。在对导弹状况进行另一次检查(目标锁定检查)后,ESAF启动最后一次布防,以使弹头在撞击目标时被引爆。当导弹击中目标时,ESAF启用串联弹头功能(在前导装药爆炸和主装药爆炸之间提供适当的时间)。


尽管“标枪”的串联HEAT弹头已被证明在摧毁坦克方面很有效,但在伊拉克和阿富汗用来对付的大多数威胁是武器人员和团队、建筑物、轻型装甲和非装甲车辆。为了使“标枪”在这些情况下更加有用,航空和导弹研究、开发和工程中心为FGM-148F“标枪”开发了一种多用途弹头(MPWH)。虽然它对坦克仍有杀伤力,但新弹头有一个自然碎裂的钢弹头外壳,由于碎裂增强,对人员的杀伤力加倍。MPWH不会增加重量和成本,并且有一个更轻的复合导弹中间体,可以直接替换现有的标枪管。改进后的导弹设计,以及新的更轻的CLU和改进的目标跟踪器,于2020年5月投入生产。


推进装置


FGM-148“标枪”反坦克导弹的动力装置采用两级固体火箭发动机,分为发射级和加速级。发射级装药在发射筒中燃烧完毕,燃烧时间0.1秒,赋予导弹较低的初速(15.24米/秒),以保证发烟最少并能实现软发射,既降低了导弹发射时的红外和可见光特征,也大大降低了后坐力和尾喷,从而使导弹具备从密闭空间发射的"四微"(微光、微声、微烟、微后坐力)软发射能力。导弹出筒后惯性飞行3米左右,加速级装药点火,燃烧时间约4.55秒,将导弹加速到最大速度167米/秒,此后导弹靠惯性飞完全程。


搜寻器


作为一种发射后不管的导弹,在发射后,导弹必须能够追踪并摧毁其目标,而无需射手的协助。这是通过将车载红外成像系统(与CLU成像系统不同)与跟踪系统相结合来实现的。


射手使用CLU的红外系统来寻找和识别目标,然后切换到导弹的独立红外系统,在目标周围设置一个跟踪框,并建立锁定。


导引头保持对目标图像的关注,在目标移动或导弹的飞行路径改变或攻击角度改变时继续跟踪它。导引头有三个主要组件:焦平面阵列(FPA)、冷却、校准及稳定。


性能参数


“标枪”导弹系统是陆军携行式武器,重量轻、弹体小,整套系统包括制导系统及射控主件约重22.3千克,包含被动目标识别,射控组件及整合式昼(4倍)夜间(4-9倍)放大瞄准器。弹体重11.8千克,长108厘米,弹体直径12.7厘米。发射管重4.1千克,长119.8厘米,直径142.1厘米,射程约2500米。“标枪”导弹弹出发射筒后,会迅速向上攀升到150米的高度,然后再以近乎垂直的角度,直接刺向坦克最薄弱的顶部。


导弹采用红外焦平面阵导引头,是一种实现全自动导引的反坦克导弹,主要用于精准摧毁各种坦克和装甲车辆。具备双弹头设计,可以同时引爆目标的表层防护,另一弹头则穿透装甲,深入破坏。每套系统都具有两种性能,一用以攻击装甲车车顶,另一用以攻击直升机和碉堡等。射手可采用站、跪、卧及坐姿发射。


“标枪”导弹单兵坐姿发射


图表:“标枪”导弹主要性能参数

资料来源:调研整理


军贸出口


FGM-148“标枪”导弹已被美国国防部批准为对外军事销售(FMS)项目,可以出售给美国的一些盟国和指定的目标国家和地区。截至2011年已经有立陶宛、约旦和中国台湾地区购买了FGM-148“标枪”反坦克导弹武器系统。


2020年10月31日,“陆军情报”网站报道,美国国务院已经批准向澳大利亚出售FGM-148F“标枪”反坦克导弹及相关设备,预计价格为4600万美元。全世界有21个国家在使用该种导弹。


2020年12月21日,美国务院批准向立陶宛出售FGM-148F“标枪”反坦克导弹,总价值达1.25亿美元,该军售协议包括341枚导弹和30个指挥发射单元备件以及技术支持。


2022年2月,俄乌发生冲突,之后乌克兰军队获得大量军事援助,其中就包括FGM-148“标枪”反坦克导弹。


作战应用


2001年10月,首批美军士兵携带了大量的FGM-148“标枪”导弹,进入阿富汗执行反恐怖作战。


2003年3月,在伊拉克战争中,美国军队大量使用FGM-148“标枪”反坦克导弹。在进攻巴格达的新闻镜头中,很多美军的M2步兵战车、M3骑兵战车都将原安装在炮塔左侧的双联装“陶”式导弹换成了四联装的FGM-148“标枪”反坦克导弹。美军机械化步兵也大量使用该导弹摧毁伊军火力点和观察哨所,甚至用来打击伊军狙击手。由于FGM-148“标枪”反坦克导弹可以攻击65米远的目标,因此比较适于在狭小地区作战,如巷战。


在2016年2月叙利亚内战的沙达迪(al-Shaddadi)攻势中,“标枪”炸毁了一枚进攻的自杀式汽车炸弹。


2019年6月,利比亚民族团结政府部队从利比亚国民军部队手中缴获了4枚“标枪”导弹,这些导弹是由阿联酋提供的。


2022年2月,俄罗斯与乌克兰爆发军事冲突,北约向乌克兰提供了数千枚“标枪”,事实证明该导弹非常有效。在乌克兰摧毁、缴获或损坏的230多辆装甲履带车中,大部分是“标枪”的作用。截止3月18日,五角大楼声称,自战争开始以来,乌克兰发射的112枚“标枪”中,100枚导弹击中目标。


肩抗“标枪”反坦克导弹的乌克兰士兵


小结


“标枪”是一种便携式反坦克武器,具有重量轻、弹体小和发射后不管等特点。它可肩扛式发射,但也可以在履带式、轮式或两栖车辆上的多个平台上部署。“标枪”已广泛部署在阿富汗和伊拉克执行战斗任务。美国及其联军已经在阿富汗和伊拉克成功地与武器系统进行了5000多次交战。在持续的俄乌战争期间,“标枪”反坦克导弹系统被乌克兰军队广泛用于对付俄罗斯坦克和装甲车,历次战争都见证了“标枪”的作战能力。


参考文献

[1]FGM-148 Javelin

[2] Analysis: US Javelin anti-tank missile used in Ukraine becomes a nightmare for Russian tanks

[3] War zone: Ukraine\\\'s US-made Javelin anti-tank missile vs Russian T-72 beasts

[4] Javelin Weapon System

[5] JAVELIN

[6] Javelin Portable Anti-Tank Missile

- The End

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