“导引头成本转变”导引头的核心组成

陈珊珊
　　2020年3月，美国防部国防高级研究计划局（DARPA）公布2021财年预算要求，显示“导引头成本转变”（SECTR）项目在2021年将不再申请资金。这意味着该项目经过6年的开发，将于2020财年结束。该项目突破了适应GPS拒止环境的低成本精确制导技术，成果可能或已经应用于某类承担精确打击任务的武器，可有效增强美军空地弹在复杂对抗环境中的作战能力。
　　基本情况
“导引头成本转变”项目是DARPA针对美军机载武器在对抗环境中作战需求而设立的研发项目，旨在开发创新的武器导引头／制导系统，该系统仅需很少的信息支持，即能对固定、可改变位置和持续移动目标进行精确末段寻的，并能在GPS拒止环境中实现全天时导航，且尺寸小、重量轻、功率低、成本低。
　　“导引头成本转变”项目于2015年启动，分两个阶段实施。第一阶段工作主要进行重量小于5千克导引头的设计和技术开发，持续时长21个月。根据公开信息，洛马公司与BAE系统公司均通过第一阶段的关键设计评审，但只见美空军研究实验室代表DARPA授予洛马公司价值820万美元第一阶段合同。第二阶段工作进行重量不超过2千克导引头的集成和测试，持续时长18个月，导引头最终的质量指标为小于1千克。BAE系统公司赢得了该阶段合同。根据DARPA在2017财年至2021财年预算要求材料，该项目共投入5121.7万美元（2017~2019财年为实际拨款，2020财年的362.6万美元为获批预算），计划2020财年完成项目开发工作，并可能转化供军种使用。
　　DARPA公布的“导引头成本转变”项目各财年预算要求，仅显示了2016财年工作成果，其余财年均仅显示了未来财年工作计划。根据2018财年预算要求，该项目2016财年的工作成果是启动核心导引头系统工程设计工作、开发开放式导引头标准架构和接口以及小尺寸／轻型／低功率／低成本的传感器和处理单元，并设计创新型目标识别算法、无GPS图像导航和处理的算法，开展无GPS导航算法、目标识别算法初始硬件在环试验。根据其余财年预算要求，该项目计划于2017财年对传感器／处理单元进行实验室演示验证及系留飞行试验，并完成原型导引头系统的关键设计评审；计划于2018财年将导引头系统集成到导引头原型，并将导引头原型集成到一个或多个精确制导弹药平台；计划于2019财年开展导引头原型、采用该导引头的精确制导弹药系留飞行试验及硬件在环试验、自由飞行试验；计划于2020财年补充导引头原型自由飞行试验，评估导引头性能。
　　技术特点
“导引头成本转变”项目采用无源光电／红外传感器技术和开放式系统架构，也包括GPS接收机、惯性测量仪以及用于未来升级的接口组成。
　　该项目所发展的技术具有三个方面的主要特点：
　　一是可在GPS拒止环境下导航和精确末段寻的。无GPS环境下，利用成像传感器进行导航和精确末段寻的。其采用的无源光电／红外传感器，在导航时可使用宽视场低中分辨率，在末段寻的时可使用窄视场中高分辨率；
　　二是可适用于多种武器平台和任务。导引头预留通用接口，可适用于多种武器平台，用于如压制敌防空系统、时间敏感目标打击等多种任务；通过开放式架构，可在导引头核心组成基础上根据需要加装部件。根据BAE系统公司介绍，该导引头可以适用最先进的传感器和处理机，且该模式降低了开发成本和集成时间，并且降低了技术风险；
　　三是突出降低成本。根据BAE系统公司介绍，该导引头成本目标是现役武器平台定制导引头的几分之一。DARPA认为，该导引头使用的无源光电／红外传感器技术是较为成熟的技术，已在商业市场上发展成为非常小巧且便宜的设备，能从根本上降低导引头成本。
　　几点看法
一是该项目很可能已按原定计划成功完成演示验证。根据DARPA在2021财年的预算要求，“导引头成本转变”项目应于2020年完成演示验证。综合来看，该项目很可能实现了这一目标，因为未见演示验证失败的相关报道、也未见DARPA启动后续补充项目。由于采用开放系统架构，并在
　　组件（包括硬件和软件）间建立标准化接口，完成演示验证后，导引头成果在进一步成熟化之后，可快速集成到原有或规划／研制阶段的武器平台，赋予其GPS拒止环境下导航和精确末段寻的作战能力，增加美军在GPS拒止环境下的打击手段。
　　二是该项目表明美军正在为在强对抗环境下进行大规模空地打击作战做准备。“导引头成本转变”的技术本质在于，当具备GPS／惯导使用条件时，可利用GPS／惯导进行导航；当处于强对抗环境下，可将成像传感器用作导航传感器。2003年“伊拉克自由”作战行动（伊拉克战争）等局部战争多次显示，中等实力的国家无法压制美军GPS信号，其干扰机反而会遭到美军机载反辐射导弹打击。美军实施“导引头成本转变”计划，表明其是在针对“接近同等”的对手，准备在强对抗环境下的大规模空地打击能力，确保在GPS遭压制环境下的大规模精确打击能力。
　　三是该项目如达成预期的低成本目标，将预示着美军未来空地打击强度将得到进一步提高。空地打击能力是美军最重要的非对称优势之一，自越南战争以来，美军空地打击越来越多地使用精确打击武器，在“持久自由”作战行动（阿富汗战争）中，精确制导弹药消耗12500枚，占全部弹药57%；“伊拉克自由”作战行动中，精确制导弹药消耗19948枚，占全部弹药的68%。这主要是因为美军随着“杰达姆”GPS／惯性制导组建技术的成熟和规模化生产，制导炸弹的单价降低到3万美元左右，可以大批量采购和运用。随着“导引头成本转变”计划的完成，美军具备移动目标打击、导航定位功能的导引头价格大幅降低，因此可大规模采购和生产，实现对大量移动目标的打击，预示着美军未来空地打击的强度将得到进一步提高。