国外巡飞防空武器现状及发展研究

发布日期：2025-03-07 16:47    点击次数：151

来源：空天防御在线作者：梅志伟， 余慧敏， 刘小磊， 张子伦， 凌丽

摘要：传统巡飞弹主要用于执行对地/海作战任务，而近年来在军事需求和军事技术进步的持续推动下，将巡飞弹用于防空作战得到快速发展。以美国为首的军事强国，推出了一系列巡飞防空武器演示验证项目，并有部分已形成实战能力，有望成为未来防空装备体系中的重要组成部分，可能会深刻改变未来作战样式。本文综合分析了国外巡飞防空武器发展现状，梳理需要突破的关键技术，并提出了巡飞防空武器未来的发展方向。

关键词：巡飞弹；防空作战；发展现状；关键技术；发展方向

巡飞弹是一种导弹技术和无人机技术相结合的新质作战武器，它融合了无人机滞空时间长、作用范围广和持续威慑能力强的优势，又具备导弹多平台发射、快速抵达、高速精确打击、使用维护方便等优势。巡飞弹能够快速抵达目标区域，进行长时间自主巡弋飞行，并执行各类作战任务。自20世纪90年代美国率先开启相关研究后，英国、法国、俄罗斯、以色列等国家纷纷跟进，加入巡飞弹的研制行列，并先后发展出多个巡飞弹型号。目前，巡飞弹的发射方式涵盖了单兵、车载、舰载、机载、炮射、子母弹投放等多平台；同时可具备情报侦察、目标指示、信息中继、区域封控、精确打击和毁伤评估等各类作战功能[1-7]。

从作战任务划分，巡飞弹可分为对地作战型和对空防御型两大类。对地型巡飞弹发展比较充分，国内外成熟型号较多，主要用于执行对地面固定、慢速移动目标的侦察、打击或干扰任务。其中，典型代表包括美国“弹簧刀”300/600系列、“郊狼”系列，英国“火力阴影”，以色列“哈比”系列、“英雄”系列、“黛利拉”，俄罗斯“柳叶刀”系列、R-90炮射巡飞弹等[8-9]。

近些年，随着无人机/蜂群威胁日益严峻，对空巡飞弹作战概念及技术、装备得到快速发展，美国、俄罗斯、伊朗等国家均大力布局，推出了一系列演示验证项目，并有部分已形成实战化装备。本文主要对对空防御型巡飞弹进行研究和分析。

相比传统防空导弹，巡飞防空弹具有如下显著特点：

（1） 飞行航程远：大升阻比气动外形升力大，巡航速度低、飞行阻力小，可持续动力体制，飞行航程是同口径导弹的10倍以上；

（2） 威慑时间长：可在威胁主轴方向或目标区域长时间巡航，具备长时区域拒止/反介入作战能力；

（3） 作战样式多：携带多体制异构载荷，可执行“侦、打、评、扰、保”等各类作战任务；

（4） 协同能力强：基于长时滞空能力，弹群协同作战效果好、效能高；

（5） 制造成本低：基于无人机制造技术，可大量采用模块化、通用性设计，制造成本低廉。

1 巡飞防空武器发展现状

     

国外巡飞防空武器主要应用于反无人机/蜂群、反直升机/战斗机、空中电子对抗等领域。

1.1　反无人机/蜂群作战

典型代表主要有美国“郊狼”系列、“莫菲斯”和 “Dynetics”反无人机巡飞弹；俄罗斯“空中布雷”系统、“飞行步枪”系统等。

1.1.1　“郊狼”系列巡飞防空弹

雷神公司于2017年推出“郊狼”Block1反无人机巡飞弹，弹长0.6 m，翼展1.473 m，质量5.9 kg，最大速度130 km/h，采用射频导引头，配备近炸引信和战斗部。2019年推出“郊狼”Block2（图1），摒弃原折叠矩形弹翼和垂尾外形，采用X-X型正常气动布局，增加涡喷发动机，最大飞行速度可达555 km/h，配备近炸引信和破片战斗部。于2018年、2019年开展了演示试验，并成功击落数十架无人机。“郊狼”Block2巡飞防空弹已被美国陆军纳入采购合同，计划从2025财年起大规模采购。

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图1　美国“郊狼”Block2巡飞防空弹

Fig.1　American Coyote Block2 patrol air defense missile

1.1.2　“莫菲斯”反无人机项目

2021年3月，美国洛克希德-马丁公司公布了“莫菲斯”反无人机项目，将高功率微波任务载荷集成到巡飞防空弹内（图2）。“莫菲斯”全重不超过13.6 kg，封装在直径15 cm的发射管中，配装有导引头和辐射功率高达吉瓦级（1 000 MW）的高功率微波武器，用于攻击无人机或无人机“蜂群”。自2018年以来，“莫菲斯”已完成了15次以上的试验活动，曾在美陆军UH-60“黑鹰”战术通用直升机上进行过多次发射试验，一次飞行可攻击多个目标，可回收和重复使用。

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图2　美国“莫菲斯”巡飞防空弹

Fig.2　American MORFIUS patrol air defense missle

1.1.3　“Dynetics”反无人机项目

2021年6月，美国DARPA主导完成了Dynetics反无人机系统第3阶段演示试验（图3）。该系统使用X波段雷达自动检测和跟踪无人机，通过MFP车载垂直发射可悬停巡飞防空弹。巡飞防空弹追上来袭无人机后，调整速度，然后发射飘带缠住无人机的旋翼，使其失去推进力并坠入地面。该系统具有1 km防御半径。

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图3　美国“Dynetics”巡飞防空弹

Fig.3　American Dynetics patrol air defense missile

1.1.4　俄罗斯“空中布雷”系统

俄罗斯以“柳叶刀”巡飞弹为基础，研发了针对无人机的“空中布雷”系统。“柳叶刀-1”和“柳叶刀-3”均采用了“X-X”型气动布局，最大飞行速度达300 km/h，具备较大的机动能力。

“柳叶刀-1”搭载1 kg战斗部，滞空时间30 min；“柳叶刀-3”搭载3 kg战斗部，滞空时间40 min（图4）。每架“柳叶刀-3”可保障防御半径为30 km、高度为5 km的空域。

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图4　俄罗斯“柳叶刀-3”巡飞防空弹

Fig.4　Russian Lancet-3 patrol air defense missile

1.2　反直升机/战斗机作战

1.2.1　伊朗“358”巡飞防空弹项目

伊朗针对中大型无人机、直升机等典型威胁，研制了“358”巡飞防空弹（图5）。该弹长约2.7 m，直径155 mm。气动外形采用三翼面结构，鸭式气动布局，中间4片X形布局后掠梯形升力翼，用于提供主要的升力以维持长时间巡航飞行，尾部采用航模级微型涡喷发动机+弹体两侧内埋式进气口设计，最大飞行速度0.8 Ma。配套近炸引信和定向破片战斗部，具备对无人机、直升机等目标的拦截能力。2023年11月，伊朗“358”巡飞防空弹成功击落美军MQ-1“捕食者”无人机。

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图5　伊朗“358”巡飞防空弹

Fig.5　Iran 358 patrol air defense missile

1.2.2　美国“远射”项目

2021年2月，美国国防高级研究计划局（DARPA）与3家公司签订“远射”项目第一阶段合同（该项目概念机如图6所示）。该项目旨在开发和验证一型巡飞防空弹，该巡飞防空弹可通过战斗机或轰炸机投放，实现前出抵近作战；并通过发射自身携带的空空导弹，实现对空打击。该“慢巡快打”作战概念颠覆了传统空战模式，相较于传统空空导弹，其射程显著增加，空空导弹抵近发射拦截概率更高，同时可大幅提升有人平台战场生存能力。

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图6　美国“远射”项目概念机

Fig.6　American Longshot project conceptual aircraft

1.3　空中电子对抗

空射诱饵作为一次性使用的有源/无源雷达诱饵小型空射飞行器，是一种先进的、低成本的、高效能的电子对抗武器。美军一直引领空射诱饵装备发展，先后研制了ADM-20、ADM-141、ADM-160、MALD-J、MALD-N、MALD-X（图7）系列化武器装备，利用其不对称成本优势、集群数量优势以及“诱、干、侦、打”多任务协同作战能力，对地面防空系统产生重大威胁，已成为未来夺取制空权的“踹门”利器[10-11]。

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图7　美国MALD空射诱饵巡飞弹

Fig.7　American MALD aerial decoy cruise missile

2 巡飞防空武器关键技术

     

巡飞防空武器作为高技术结合的武器系统，在发展过程中需要突破新任务、新样式带来的一系列挑战。

2.1　变气动外形总体设计技术

巡飞防空弹兼具巡飞和拦截特性，在气动布局上介于无人机和防空导弹之间。巡航飞行时，必须考虑大升阻比设计，以满足长航时要求；拦截动目标时，必须充分考虑高机动气动外形设计。同时，巡飞防空弹属于建制武器装备，为便于使用维护保养，一般采用储运发一体设计，其弹翼舵面在发射前均为高度折叠，发射时展开。由此，会带来任务剖面内气动特性复杂化，需要开展综合优化设计[12-13]。

2.2　宽速域可变推力动力技术

巡飞防空弹一个重要指标是巡飞时间，为维持长续航时间，一般动力装置主要有电动机、转子发动机、活塞发动机、小型涡喷发动机、脉冲喷气发动机等。但是与对地型巡飞弹不同，对空型巡飞弹典型目标为空中高速、高机动目标，拦截段速度要求更高，有的甚至要达到超音速。因此，宽速域可变推力是发动机必须解决的关键技术[14]。另外，采用机载投放或子母弹投放的巡飞防空弹，还要解决复杂工况下发动机高空、快速冷启动难题。

2.3　变构形飞行控制技术

巡飞防空弹在飞行过程中外形发生变化，作用于飞行器上的气动力、力矩随时间改变，尤其对于大尺度快速变形，由于“附加速度效应”和“流场滞回效应”的共同作用，非定常气动力将对飞行器操稳特性、控制律设计以及飞行安全产生重要影响。因此，需要开展变形过程飞行动力学建模、气动及飞行力学特性研究，针对飞行模态转换过程中的非定常动态气动特性，开展相关飞行控制律设计研究，保证不同飞行模态控制效率及模态转换过程安全有效控[15]。

2.4　多模融合探测制导技术

巡飞防空弹前出作战导引头应具备大范围自主搜索、低虚警截获、高概率识别目标的能力；进入拦截段，导引头还应具备快响应跟踪和高精度测量能力，以满足制导精度要求。为适应复杂战场环境下独立自主作战需求，巡飞防空弹导引头需根据作战任务、典型目标特性及干扰特性，综合采用“主被动”结合、“多模复合”制导体制[16-18]。

2.5　多模软硬杀伤技术

以反无人机/蜂群为例，可采用的软硬杀伤技术手段多样，如多体制战斗部、定向捕获网、丝带、多模复合干扰、霰弹枪、弹载高功率微波等。同时，不同载荷作用机理和使用条件不同，为达到有效杀伤，还涉及不同体制载荷引战配合综合优化设计技术。

2.6　大带宽高抗扰数据链技术

由于巡飞弹外形尺寸小，对弹载数据链终端的体积、质量和功率要求严苛。为了保证传输距离、传输速率、抗干扰等要求，往往必须平衡好信号发射功率、传输距离及带宽的关系，需研制专门的体积小、质量轻、功耗低的数据链终端。此外，为支撑多巡飞弹的协同应用，还需要研制具备弹间快速组网、自适应接入能力的链路网络协议，并在信号处理及传输的过程中具备保密及抗毁能力。

2.7　集群协同作战技术

巡飞防空弹具备长时滞空能力，因此，有较好的弹群协同作战基础。未来作战是体系与体系间对抗，巡飞防空武器也必然从单弹独立作战向多弹编队协同作战发展。通过发展自主组网实时信息融合态势共享、探测/干扰/软硬杀伤等异构载荷协同对抗、杀伤效果实时评估及目标动态再分配、编队毁伤自重构等协同作战技术，提高战场生存能力和体系化作战能力。

3 发展方向

     

基于未来战争形态及武器装备技术发展路径，提出如下巡飞防空武器后续发展方向。

3.1　发射平台多样化，适应多场景防御需求

未来作战节奏将极大加快，也将对武器装备的响应速度提出更高要求。巡飞防空武器具有灵活巡弋飞行等作战优势，在形成作战能力过程中，既可以提前发射至目标可能出现的区域，在预定作战空域长时间停留，反复搜索目标，一旦发现目标可快速执行拦截任务，也可以在发现目标后，立即通过发射平台在短时间内进入预定作战区域，快速进行拦截。为满足不同的作战场景与作战任务要求，未来的巡飞防空弹在发射方式上应具备较强的适应性，既可单兵发射、车载发射、舰艇发射、机载投放，又可母弹投送、潜射等多种形式结合。

3.2　探测制导一体化，提升发现即拦截能力

未来战场，目标呈现高机动、高伪装、高时敏等特性，目标识别与定位难度不断加大，“发现—识别—打击”目标的时间和精度要求也在持续提高。巡飞防空武器应实现探测与制导一体化，具备独立搜索、截获、识别与末制导能力，具备小规模部队独立作战能力，对现有作战体系形成有效补充。同时，应减少人工干预，缩短“OODA”环反应时间，发展自主识别、决策技术，具备“发现即拦截”作战能力。

3.3　性能提升持续化，发展亚超结合作战能力

当前，巡飞防空弹飞行速度通常处于亚音速段，其拦截目标局限于无人机、直升机等低速飞行目标；后续，需通过多模式动力系统持续升级和变气动外形综合优化设计，兼顾“慢速巡航”和“高速拦截”任务工况，提高飞行速度可变范围和拦截段机动能力。一方面，提升滞空时间，增加威慑和压制能力；另一方面，可满足对各类亚音速、超音速目标的拦截需求。

未来需通过隐身外形设计与隐身材料应用，提升巡飞防空弹突防及战场生存能力；加强数据链系统时域/频域/空域多体制抗干扰研究，提升复杂战场环境下集群协同网络自组重构、抗毁和干扰对抗能力。

3.4　武器低成本化，适用大规模装备

巡飞防空武器要实现大规模应用推广，前提是具备足够的成本优势。为此，国外在优化设计理念、发挥规模效应、增加可回收功能等方面采取措施，持续降低产品成本。例如，美国通过系统的系列化、部件的模块化、零件设计的标准化和通用化，着力降低了巡飞武器系统成本。以色列在最新研制的“英雄”-120巡飞武器系统过程中，通过模块化设计实现了不同类型战斗部的通用装配，实现了巡飞武器系统的规模效应。此外，以色列还增加了攻击终止复飞、无目标安全返航等回收机制，提高巡飞武器系统的效费比[19]。

3.5　集群作战智能化，提升非对称作战优势

美军自提出“第三次抵消战略”以来，以无人机、巡飞武器等无人系统为研究对象，设计了多种无人系统“蜂群”作战场景，完成了百架规模微型无人机快速发射和编组演示，布局了体系架构、战术生成、多功能载荷、空中发射、回收等技术研发，实施了“灰狼” “金帐汗国”等集群系统攻击演示验证，有望在2030—2035年初步形成作战能力。集群作战相关战法和技术的快速发展，有望支撑巡飞防空武器实现智能化、自主化集群作战能力，在战场上形成明显的非对称作战优势[20]。

4 结束语

     

巡飞防空武器是融合无人机和防空导弹技术的新质作战装备，其作战使用灵活、应用前景广阔，特别是随着低成本、小型化、智能化、集群化等技术的突破与加速应用，有望成为未来防空装备体系的重要组成部分，深刻改变未来作战样式。

将巡飞弹应用于防空作战，无论是国外还是国内均处于起步研究阶段，建议加强作战场景、作战任务、作战能力、战法应用等方面的深化论证，推动作战需求牵引巡飞防空武器技术研究和装备发展。

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