基本介紹
簡介,概念,研製,系統,結構,定位,套用,
簡介
彈簧刀無人機（UCAV），美國航空環境公司開發一種名為彈簧刀的小型、殺傷性無人機，彈簧刀還裝備一個小型彈頭，一旦美軍操作手認為目標值得攻擊，彈簧刀就會收起機翼，變身成一枚小型巡航飛彈，直接與其鎖定的目標同歸於盡。
概念
巡飛彈”這個概念是美國在1994年首次提出的，是一種能在目標區上方進行“巡弋飛行”、“待機攻擊目標”的新概念彈藥。我們可以把它看作無人機和飛彈的結合，或者是帶戰鬥部的無人機。這種新的攻擊方式、彈藥概念一提出，就受到很多國家的關注，美俄以英德法等國紛紛開展研究。“彈簧刀”的採購和投入實戰，標誌著國外首型具有偵察/打擊一體化能力的單兵巡飛彈正式步入作戰使用階段，將來可能改變士兵的作戰模式。
研製
它的研製計畫，始於2008年。為了讓小規模部隊，如班、排和特種作戰分隊等，在沒有空中、地面火力支援的情況下，也能即時打擊視距外目標，美國國防高級研究計畫局和美國宇航環境公司簽訂契約，要求該公司在其“炮射無人飛行器”的基礎上研發“彈簧刀”單兵巡飛彈。此後，為了回響陸、海、空軍和海軍陸戰隊特種作戰司令部，以及陸軍“卓越”機動中心這五家共同提出的對攜帶型非瞄準線精確打擊能力的需求，軍方又於2010年啟動了“小型致命空中彈藥系統”（Lethal Miniature Aeri⁃al Munition System，LMAMS）項目。
宇航環境公司就以他們的“彈簧刀”單兵巡飛彈參與了這個項目的競標。當時參加競標的還有MBDA公司的“增程型戰術榴彈”（TiGER），達信防務系統公司的“戰術遙控空中彈藥”（T-RAM），美國國際航天技術公司的“指向並投擲”（Point and Toss）小型彈藥。2010年12月，“彈簧刀”在競標中最終勝出，並在2011年6月獲得生產契約。和普通的制導武器相比，它的成本只有約1萬美元。別看價格低廉，“彈簧刀”卻具有超前的作戰性能。
系統
“彈簧刀”巡飛彈系統由發射器、巡飛彈及地面控制站等部分組成。巡飛彈是其中的核心，最大重量約1.36 千克，長度為360毫米。機身像一條切面麵包，有前後兩對彈翼摺疊在下部，展開後翼展最大610毫米。“彈簧刀”巡飛彈以電動馬達驅動尾部的螺旋槳，最大飛行速度可達37.5米/秒，巡飛速度19.7米/秒，最大持續飛行時間50分鐘，最大飛行高度為3 000米，射程最大可達39千米，精度為1米。
它最早的原型可以追溯到宇航環境公司與美國空軍研究實驗室2001年開始聯合研製的“炮射無人飛行器”（GLUAV），隨後又結合了國防高級研究計畫局2005年開始研發的“近戰偵察/殺傷巡飛彈”（CCLR）的相關技術。從外形看，“彈簧刀”與炮射無人飛行器非常相似，但從作戰使用概念來看，更接近後來的近戰偵察/殺傷巡飛彈。
結構
“彈簧刀”小巧的外形結構設計，不僅方便攜帶，還降低了被發現的可能性。動力系統由電池、電動馬達和雙葉片螺旋槳構成，產生的噪音和熱信號特徵低，因此很難探測和識別，可以對目標進行近距離跟蹤和偵察，提高了打擊的隱蔽性和執行任務的成功率。
“彈簧刀”的頭部安裝導引頭，其後是戰鬥部和處理器等電子部件。彈體中部靠近重心的位置為GPS 天線和GPS接收機，後部為電池、功率調節電路和動力組件。機身殼體採用GPS信號可以順利穿透的材料，以免影響接收效果。彈體上總共有三根天線，分別為上行數據鏈天線、下行數據鏈天線和GPS接收機天線。上行鏈路負責接收指令，下行鏈路負責傳輸視頻信息、視頻跟蹤狀態、飛行參數等信息。
彈上除了數據鏈，還裝有彩色視頻攝像機和定向戰鬥部。巡飛彈在飛行過程中實時傳回無線彩色視頻信號，並在地面控制站中顯示。操作人員可通過地面控制臺、視頻設備等導引巡飛彈。或者在輸入航路點的情況下，巡飛彈利用GPS系統自主飛向目標。操作人員通過傳回的實時視頻圖像確認所要打擊目標後，即可向“彈簧刀”巡飛彈傳送解除保險指令，並鎖定攻擊目標的彈道。隨後，“彈簧刀”轉入滑翔攻擊模式，以最大飛行速度悄然飛向目標，實現隱蔽打擊。在“彈簧刀”解除保險後，操作人員仍然能夠終止對目標的攻擊，提高了作戰使用的靈活性。
戰鬥部是美國阿連特技術系統公司提供的定向戰鬥部，重量0.32千克，飛至目標上空起爆後，鎢制破片向前飛散呈圓錐狀。這一毀傷方式可形象地比喻為“飛行的霰彈槍”。配用的引信有兩種作用模式，第一種為觸發模式，第二種為起爆距離可調的近炸模式，可以控制戰鬥部在離目標7～ 9米處的某一位置起爆，附帶毀傷非常低。操作人員可以在飛行中設定引信是在較高的位置起爆還是較低的位置起爆，從而控制破片的飛散區域。
因此，“彈簧刀”系統不僅具備偵察/打擊一體化能力，還具備“人在迴路”實時控制能力。這和時下的新聞明星，無人機加飛彈的組合，還真有點類似。雖然飛行距離、爆炸威力小一些，可“彈簧刀”的成本要低得多，而且只需要一名士兵就可以奔赴前線。如何在小小的尺寸和成本中實現飛行、偵察、爆炸、控制等能力，特別是50分鐘的飛行，就得靠簡單實用的結構。
首先，“彈簧刀”的彈體結構設計巧妙，氣動力特性優良。它採用鈍頭、長方體機身設計，有前後兩對彈翼，背部還有一對呈一定夾角的方向舵，體型與60毫米迫擊炮彈相近。
為方便用筒式發射器發射，“彈簧刀”的前後彈翼、方向舵以及螺旋槳均採用摺疊式。發射前，位於發射筒內時為摺疊狀態，離開發射筒後迅速展開
和普通的小型無人機不同，“彈簧刀”對飛行速度的要求範圍比較寬，發射以及某些時候偵察時，需要以極低的速度巡飛，而在最後攻擊目標時，又希望儘量快點。為增加低速狀態下機翼的升力，“彈簧刀”的前翼像有人飛機一樣，還在後緣部分設計了一對襟翼。襟翼的結構非常簡潔，下方有彈簧片，上方有作動器，兩者“夾”著它控制偏折。需要增加升力時，作動器上的電機正向旋轉，帶動連桿向下壓迫襟翼，使其偏折；不需要增加升力時，電機反向旋轉，襟翼在彈簧片的作用下回到原位。
“彈簧刀”巡飛彈的重量有1.36千克，這對手拋發射來說就重了點，於是它的包裝筒也是發射器。和普通的飛彈發射裝置不同，它具備無煙、無光、無聲的性能，是一種簡便可靠的“三無”發射器。
筒式發射器由發射筒、底座和支架（兩根支撐桿）組成。底座和支架在發射時架設好，起調節發射角和穩定作用。發射筒內從下至上分別為氣體發生器、活塞和巡飛彈。依靠巡飛彈自身在發射筒內達到密閉效果，封閉發射氣體，密閉性不好，更何況尾部還有摺疊的螺旋槳、電機等重要部件。因此發射筒內加入了活塞，作為閉氣裝置。活塞與發射筒底部之間由一根繫繩相連。繫繩起限制活塞運動的作用，使其依靠間射火力、空投彈藥進行火力支援。但間射火力絕大多數配備於更高級別的部隊，空投彈藥隸屬於空軍，特別是精確制導的火力、彈藥，火力支援能力無法隨叫隨到。“彈簧刀”巡飛彈系統將部署到排級及班級作戰部隊，提供建制內精確打擊能力，使其在前線作戰時無需依靠無線電呼叫間射或空中火力支援即能打擊敵軍部隊，大幅提高了作戰靈活性和反應能力，小規模部隊作戰方式也將發生改變。
定位
偵察/打擊一體化功能提高了士兵的安全性和生存能力 由於士兵能連續收看“彈簧刀”巡飛彈傳回的視頻圖像，可以在安全區域先行偵察，然後實施打擊，作戰時更安全。據美國空軍的文獻顯示，“彈簧刀”可避免使用者暴露於敵方精確打擊火力下的危險，因而能有效保護士兵的安全。實際上，“彈簧刀”還可在特種作戰中代替狙擊手執行任務，而且與狙擊步槍等傳統狙擊武器相比，單兵巡飛彈的使用靈活性更好，成功率和安全性更高。
克服傳統火力缺陷，有效打擊難以打擊的目標 “彈簧刀”巡飛彈可迅速定位、跟蹤和打擊時間敏感目標或隱藏目標，尤其是可打擊處於有利地形或位置，如屋頂、建築物內部、小巷、山脊等處的敵人。對於這些地點的目標，步槍、迫擊炮等傳統武器往往由於各自的彈道限制，難以奏效。“彈簧刀”一類的巡飛彈由於擁有良好的飛行能力和精確制導能力，很容易越過建築物、山坡等障礙後對目標實施精確打擊，從而克服傳統武器的局限。此外，由於打擊目標時的視覺、聲音信號低，敵人難以及時發現並躲避，令其防不勝防。
套用
所以現在對於“彈簧刀”巡飛彈這一革命性的新裝備，美國各軍種都非常重視，未來的裝備量可能會非常大。比如有訊息稱，僅美國陸軍就可能總共採購1 000枚，而美國空軍已於2012年2月初簽訂價值416.8萬美元的契約，購買實戰型“彈簧刀”巡飛彈系統及相關工程和訓練服務。其他軍種，如海軍陸戰隊、特種作戰部隊等也會有需求。
現階段研發的“彈簧刀”是以地面發射器發射的，將來還可能從地面車輛、有人飛機、無人機及潛艇等平台發射。同時，由於採用模組化設計，將來可能配用更多類型的毀傷和偵察載荷。據悉，美國陸軍已經在兩次演示驗證中成功測試了七種戰鬥部，另外還有多個公司正在研發能夠安裝到“彈簧刀”上的小型紅外成像儀，比如FLIR 系統公司的Quark320紅外成像儀。因此，從“彈簧刀”的投放平台和載荷類型的擴展來看，其未來的套用將極其廣泛。
