鱼叉反舰导弹M战术技术要求分析.docx
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鱼叉反舰导弹M战术技术要求分析
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鱼叉反舰导弹M战术技术要求分析
“鱼叉”反舰导弹（AGM-84）
战术技术要求分析
导弹总体设计课程大作业
班级
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摘要
本文针对美国着名反舰导弹——“鱼叉”反舰导弹（AGM-84）从战术技术要求和方案设计两大方面进行了简要整理分析。
在战术技术要求上，本文根据美军武器战略发展背景进行了简要阐述，提出基本战术技术要求，之后又对三个子型号空射型（AGM-84）、潜射型（UGM-84）和舰射型（RGM-84）进行了战术技术要求的简要分析，最后又简要阐述了三款导弹在维护技术方面的要求。
在方案设计方面，本文从气动布局，推进系统，制导控制和引信战斗部四个方面进行了简要阐述，并阐述了简要的方案选择原因。
最后根据现阶段自己的见识对“鱼叉”反舰导弹整体优缺点进行了分析，并根据缺点，提出了未来的些许改进方案。
关键字：
“鱼叉”反舰导弹方案分析战术技术要求
一、背景
世界上最早的反舰导弹是德国于二战末期研制的Hs-292反舰导弹，在1944年末投入实战并击沉多艘盟军运输船。
1967年10月21日，埃及使用“蚊子”级导弹快艇发射苏制SS─N─2“冥河”式舰舰导弹，击沉了以色列“埃拉特”号驱逐舰。
这是舰舰导弹击沉敌舰的首次战例。
证实了反舰导弹是海上作战的有效武器。
而美国在此领域内仍为空白（因此前不重视反舰导弹的发展），因而决定加速反舰导弹的发展，缩小与苏联的差距。
1982年6月12日在马尔维纳斯（福克兰）群岛战争中，阿根廷发射岸基飞鱼（MM-38）反舰导弹击中英国格拉摩根号导弹驱逐舰，还用机载飞鱼反舰导弹，击沉英国谢菲尔德号导弹驱逐舰。
引起世界震惊，导弹因此取代火炮成为现代海战的主力武器。
反舰导弹得到全世界各个国家的重视。
与飞鱼导弹类似的鱼叉导弹系列也因此得到大卖特卖，装备全世界几十个国家个地区。
鱼叉导弹及其后期改进型也因此成为经典的飞航式导弹，成为一些国家重点研究对象。
图1巴黎航展上的“鱼叉”导弹
二、简介
AGM-84“鱼叉”（AGM-84Harpoon，或译为“捕鲸叉”）反舰导弹是由美国麦克唐纳-道格拉斯公司（已被波音公司收购）研制的反舰导弹，在1979年装备部队使用，也是美国海空军现役最主要的反舰武器，可以自飞机，各类水面军舰以及潜艇上发射。
导弹于1971年开始研制，1978年空射“鱼叉”AGM-84和舰射RGM-84进入服役，1981年潜射“鱼叉”UGM-84进入服役。
最初技术状态的“鱼叉”Block1A导弹已停止生产，现在生产的都是“鱼叉”Block1C和Block1D型导弹。
至1989年，美国海军已结束对“鱼叉”导弹的采购，但现在正在将原来购买的“鱼叉”Block1型导弹送回工厂，改进为更先进的导弹。
目前仍不断接到国外的订单，所以估计今后一段时间内该导弹仍不会停止生产。
到1997年末“鱼叉”反舰导弹共生产了7271枚。
美国海军购买数达到5000枚，其于导弹出售到了其他23个国家和地区。
AGM-84为空射型，RGM-84为舰射型，UGM-84则是水下潜艇发射型，一般统称为AGM-84，它们的基本结构都是相同的。
图2空射型AGM-84“鱼叉”反舰导弹
图3空射型UGM-84“鱼叉”反舰导弹
在AGM-84基础上，又研制出了对地打击型AGM-84E（Block1E）/SLAM导弹。
系以鱼叉导弹为基础发展而来，沿用鱼叉导弹的弹体、推进系统与战斗部，改采AGM-65D小牛导弹的红外线寻标器并加装GPS以及供发射机传输指令的L波段数据链，装置在战斗机上以攻击陆上目标，在波斯湾战争中有不错的表现。
SLAM在1990年代末期也出现了新的改良型──AGM-84H增程距外陆攻导弹（SLAM-ER），于1998年开始交付，2000年达成初始操作能力。
图4对地打击型AGM-84E“鱼叉”导弹
图5AGM-84H增程距外陆攻导弹
基本战术性能指标
性能
参数
最大射程
100km（9Block1）
124km（Block1C）
227km（Block1D）
最小射程
13~15km
飞行速度
飞行高度
61m（巡航）
15m（末端）
Block1C巡航高度约30m
发射深度
10~60m（UGM-84）
弹道最高点
750m（RGM和UGM-84）
可靠性
实验成功率达93%
命中概率
单发95%
弹长
（有助推器）
Block1D为（无助推器）
弹径
翼展
（Block1D的翼展面积较大）
发射质量
（有助推器）
Block1D为（有助推器为）
表格1基本战术性能指标
三、战术技术要求
战术技术要求
本节根据相关资料首先阐述了“鱼叉”导弹基本战术性能指标，其次分别对空射型（AGM-84）、潜射型（UGM-84）和舰射型号（RGM-84）的战术任务指标做出简要说明。
基本战术指标
主要打击大、中型水面舰艇，也具备打击小艇的能力，战斗部为半穿甲爆破战斗部。
具备较远的射程基本型超过100km公里。
采用自主式制导、自控飞行，巡航段为超低空掠海飞行，当导弹进入目标区，导引头自动搜索、捕捉和攻击目标。
可以从多种型态的载具上使用，包括从各类飞行器上发射的空射型，由地面发射的陆射型，由水面舰艇使用的舰射型以及自潜艇发射的潜射型。
具备良好的目标识别及抗电磁干扰能力。
空射型（AGM-84）
对于尺寸相近的水面舰艇，其雷达视距远近相差不大，它对敌舰的威胁与受到敌方导弹攻击的威胁也差不多。
因此，交战双方都想抢在对方之前发射导弹，同时利用近战武器和电子战系统对来袭导弹进行防御。
空射型武器则完全改变了这一作战原则。
因此，空射型号具备射程远，灵活，自我生存能力强的优点。
由于载机与载机电子系统的限制，空射型不同于其他两个型号要求具备以下要求：
更轻的重量；
不需要助推发动机；
更好地抗电磁干扰能力。
舰射型（AGM-84）
除了空射型满足基本的战术外，首先需要助推发动机达到一定速度，其次还要保证舰艇自身不被敌舰首先摧毁。
因此需要如下特殊要求：
需要助推火箭发动机；
相比较空射型较大尺寸和更远的射程；
可以从一般垂直发射单元（如MK41）中发射；
复杂条件下的发射能力（如舰体晃动）。
潜射型（AGM-84）
1965年，美国海军航空系统司令部启动一项空射战术反舰导弹的研究案，主要目的是攻击当时配备SS-N-3反舰导弹的苏联潜艇；由于SS-N-3导弹只能在水上发射，因此美国海军计划趁其在水面上进行发射作业时，抢先发射导弹将之击沉；由于这种攻击型态类似捕鲸船以鱼叉攻击浮在水上的鲸鱼，因此计划代号就称为鱼叉。
在当时，“鱼叉”的射程要求是25海里（40km）。
除了空射型满足基本的战术外，潜射的发射条件更为苛刻，基于水下发射的特殊环境，所以还需要满足以下要求：
需要加用壳体用于整流
可以从一般鱼雷管（如533mm发射管）发射；
加用助推器；
初段飞行快速的姿态调节能力。
图6潜射型（UGM-84）发射筒分解
使用维护要求
此节针对“鱼叉”导弹的战术维护需求和使用需求做了一些分析。
以差别较大的空射型（AGM-84）与潜射（UGM-84）和舰射型号（RGM-84）分别予以讨论。
空射型号（AGM-84）
基于基本战术技术的要求，“鱼叉”反舰导弹的机载型，需要具备良好的通用性，可以满足各个国家不同的战机的挂在兼容需求。
同时要减小气动阻力和对载机气动和电磁干扰的影响。
在维护方面，一般来说，空射型导弹采用裸弹发射方式，没有发射筒（箱），因此需要较高的可靠性，可维护性高。
同时也需要“鱼叉”反舰导弹采用可靠可以及时使用的发动机，如喷气式发动机或者固体火箭发动机，而不宜采用加注燃料时间较长的液体火箭发动机。
舰射潜射型号（RGM-84和UGM-84）
“鱼叉”反舰导弹舰射潜射型除了具备和空射型基本战术性能指标外，还需要满足更为苛刻的发射条件，例如海水的腐蚀。
有导弹的运输发射筒维护起来也非常简便，无需加注液体和气体，对储存地区和载具上的微气候也没有特殊的要求。
导弹平时装入密封的运输发射筒内，“鱼叉”导弹与运输发射筒内壁之间没有任何缝隙。
所有这一切不仅简化了维护保养，还提高了其技术可靠性，使处于无故障保存期内的导弹始终处于“良好”的状态。
使用运输发射筒、广域的发射角度、发射无需复杂的操作规程，这使得“鱼叉”很容易挂载到各种载具上，即便是设计结构差异非常大的发射装具。
比如，小吨位导弹艇使用的结构极其简单的支架式发射装置，以及大排量水面舰艇（护卫舰、驱逐舰和巡洋舰）的舱式垂直发射装置都可以使用这种导弹。
图7“鱼叉”导弹可以从不同平台发射
四、方案分析
气动布局
气动布局
鱼叉导弹的弹体拥有两组十字形翼面，位于弹体中部是四片大面积梯型翼，弹尾则设有四面较小的全动式控制面，两组弹翼前后完全平行，而且均为折叠式，折叠幅度为弹翼的一半。
此外，舰射、潜射型的火箭助推器上也有一组十字形稳定翼。
气动布局如下图：
图8气动布局
弹体结构
整枚导弹由前而后依序为导引段、战斗部、推进段与尾舱，此外舰射、潜射型具有火箭助推器，如下图。
图9空射型（AGM-84）弹体结构
图10潜射型（UGM-84）和舰射型（RGM-84）增加助推段后的弹体结构
引导头舱内装有雷达引导头及其电子设备，捷联惯导装置，数字计算机，高度表及其发射天线等。
后期型号内有GPS模块，提供卫星导航数据。
战斗部舱内装有战斗部，引信及保险装置，其外部设有前吊挂凸耳和高度表接受天线。
推进舱由燃料舱和发动机舱组成。
燃料舱内有燃料箱和电池，以及主发动机的进气口和进气道，外部还有弹翼、后吊挂凸耳和外接线插座；发动机舱内装有一台涡喷主发动机和驱动操作尾翼的作动设备；
在潜射型和舰射型中，最后一部分是一台固体火箭助推器，其外部装有稳定翼。
助推器与弹体之间用爆炸螺栓连接。
推进系统
“鱼叉”导弹的推进系统是有涡喷主发动机和串联的固体火箭助推器组成（空射型无助推器）。
“鱼叉”导弹族中
鱼叉导弹发动机段占据弹体后段，主要部件23型护卫舰发射鱼叉反舰导弹23型护卫舰发射鱼叉反舰导弹包括铝制的半埋固定式发动机进气道（进气流量s）、一具德利台开发的CAEJ-402-CA-400型单轴涡轮喷射发动机以及燃料箱，此外还有1个发射电缆插孔以及2个位于燃料箱前端的2个银锌电池；而弹体靠近尾翼以及连接发射架的后弹耳处还刻意加强了结构。
图11CAEJ-402-CA-400发动机
主发动机
J402-CA-400采用环形燃烧室，压缩机为一级轴流和一级离心组合式.
J-402-CA-400发动机参数
性能
参数
长
748mm
直径
318mm
质量
燃料箱长度
燃料重量
燃料类型
RJ-5
推力
转子转速
41200r/min
压缩比
压缩比58：
1
空气流量
s
耗油率
34mg/Ns
从起动到最大推力的额定时间
7s
寿命
1h
表格2J-402-CA-400发动机参数
发动机进气口采用潜伏式进气口，进气口是长方形的，位于弹体腹部弹翼之间，开口基本与单体外壳平齐，只是开口的后缘比弹体稍高一些。
发动机工作时，燃油先透过负载弹性波纹管加压，接着进入燃烧室，混合加压空气然后点火燃烧。
发动机的点火装置采用固体推进剂起动器以及含镁量为62%的烟火剂，由电发火星塞引爆起动，在低温、低空速时亦能正常起动，在测试中于高温（71℃）、低温（-54℃）环境都能顺利启动。
位于尾舱的尾翼采用电力伺服驱动，每个翼面的舵机由连续运转马达、传动机构、摩擦圆盘离合器及制动器组成，偏转角度为正负各30度。
火箭助推器
舰射及潜射型鱼叉的弹尾拥有一具固体火箭加力器，该助推器采用圆柱形壳体，拉瓦尔喷管。
助推器通过连接环用4个爆炸螺栓串联式连接在尾端。
该助推器能在发射后秒内让导弹获得10G的加速度，飞行速度达到马赫，当导弹爬升至340m的高度时便自动脱离，由涡轮发动机接手工作。
火箭助推器参数
性能
参数
长
610mm
质量
119kg
喷管临界截面直径
喷管临界截面面积
×10-3m2
喷管出口直径
166mm
喷管出口面积
×10-3m2
面积比
工作时燃烧室压力
~13MPa
燃烧时间
推力
燃料
高氯酸按氧化剂%、铝粉6%、
亚氯酸铜2%、流1%、粘合剂%
表格3火箭助推器参数
制导与控制
“鱼叉”导弹及其衍生型号指导方式如下：
型号
制导方式
AGM-84A/B/C/G
惯性导航中制导+主动雷达末制导
AGM-84E/H
惯性导航+GPS中制导+红外成像末制导
GrandSLAM
惯性导航+GPS+地形匹配中制导+红外成像末制导
表格4“鱼叉”导弹及其衍生型号指导方式
中制导体系
鱼叉导弹的MGU包括飞行姿态控制系统和飞行高度测量系统，前者由利尔·西格勒公司的三轴捷联式惯性制导系统、国际商业仪器公司的4PISP-OA数位计算机以及供电单元（又称数位计算机/供电器）/自动驾驶仪构成一个单一总成，重量仅11kg，耗电功率为100W。
4PISP-OA拥有7680个16位元二进制编码指令唯独存储器和512个word的随机存取存储器，ARA则拥有3个速率陀螺，负责向自动驾驶仪提供导弹在三个轴向的角速度，进而求得相对应的控制信号传给尾翼控制系统。
至于飞行高度测量系统则以AN/APN-194单脉冲主动式雷达高度计为主，用于维持低空巡航的飞行高度，其窄波主动雷达发射天线位于导弹战斗部外壳处下方。
图12制导系统剖面图
末制导体系
末段制导采用德克萨斯仪表公司生产的PR-53/DSQ-28主动雷达引导头，对目标进行搜索、捕获和跟踪。
该引导头完全晶体管化，重约34kg，占有的空间。
由于采用了宽频带频率捷变并同弹上计算机逻辑电路相连，因而有良好的抗干扰能力，其圆形平面相控阵天线能在任何方向转动45°。
飞行期间导引头的扫描是在数字计算机控制下进行的。
正常的工作方式，包括大、中、小、三种搜索图形。
由相控阵产生的波束，不论晴天、雨天对快艇一类的小目标有相当圆的探测距离，对驱逐舰一类的大目标，探测的距离更远。
在预先选定的最大距离上，如果没有捕获到目标，导弹按程序终止飞行。
另外，末制导中还包含接近目标是的偏置比例高低制导，使导弹能进行突然跃升机动飞行。
引信战斗部
引信
“鱼叉”导弹战斗部由延迟触发引信引爆，以达到最大的内部爆破效应，出延时触发引信外，还配有近炸引信，即使导弹没有击中目标，也能靠引爆后的高压力和碎片重创目标。
此外也有近炸型，近炸引信可使导弹贴舰面飞越时，立即起爆,以冲击波和破片重创舰上的设备和人员。
战斗部
“鱼叉”导弹战斗部为半穿甲爆破型战斗部，重约230kg，外形为圆柱形，直径，长装药量约90kg以上。
壳体前段为平的穿甲头部，具有良好的防跳能力，能贯穿一般厚度的舰艇壳体。
战斗部以7°的俯冲角从加班或船舷穿入舰内，由延迟触发引信引爆。
战斗部爆炸后由炸药形成的一团高温、高压、高密度气体。
其破坏作用距离约为装药直径的10倍左右。
主要破坏效应有以下三种：
能摧毁爆炸点附近的人员，设备和隔舱。
可以形成强大的冲击波作用；
可以对穿甲孔起到扩孔撕裂作用。
五、评价及改进方案
该型导弹优点
用途广
用于攻击出水潜艇、驱逐舰、大型战舰、巡逻艇、导弹快艇的商船等水上目标。
可一弹多用，节省研制经费。
本身可用作空对舰、舰对舰或岸对舰的反舰导弹。
但既可用作空对舰和舰对舰、又能用作潜对舰的反舰导弹目前还只有“鱼叉”一种。
发射平台多
弹翼和控制尾翼可折叠，便于由舰船、潜艇和飞机运载和发射。
适应性好，可从多种发射平台发射，因此能大量装备部队，迅速形成战斗力。
导弹发动机进气口潜隐弹体内，适合潜艇标准鱼雷发射。
导弹水下发射运载器是一种无动力运载器，在水下运行无声音，隐蔽性好，不易被发现。
探测距离大
采用宽带频率捷变主动雷达导引头和先进的弹上计算机逻辑电路，因而有良好的抗干扰能力。
它的圆形平面相控阵天线可向任意方向转动45°,按正常工作方式（包括大、中、小三种搜索图形）,无论晴雨,对快艇一类的目标有相当远的探测距离。
多种爆炸方式
采用半穿甲爆破型战斗部和延时触发型及近炸型两种引信。
利用延时触发型引信可使战斗部穿入舰艇内部才爆炸,以获最大破坏效果；近炸引信可使导弹贴舰面飞越时，立即起爆,以冲击波和破片重创舰上的设备和人员。
攻击命中率高
可在±90°扇面内发射，中段巡航高度为61米，末段低于15米，接近目标时突然越升然后俯冲攻击目标，单发命中概率95％。
问题提出
飞行速度低
该导弹缺点在于飞行速度低，巡航速度只有马赫，在飞行过程中一旦被发现，增加了遭受拦截的可能性；
此外，较小的速度也使其动能杀伤威力较小。
末段制导方式单一化
主动雷达导引头辐射电磁波，对方电子支援设备能够探测和分析这种辐射，从而采取干扰措施。
重量相对较轻
相比一些重型反舰导弹（如俄罗斯“白玲”，“花岗岩”等），其战斗部威力较小。
相对较轻的尺寸也限制了其平台的大小，发展潜力较小。
飞行距离短
由于采用涡喷发动机，相比涡扇发动机，其耗油率较高，再加上平台尺寸的限制，使其射程较短，相比之下“战斧”式巡航导弹（BGM-109）射长可达2500公里，即使是反舰型“战斧”式导弹，射程也达到了四五百公里。
不具备隐身能力
正常的气动布局，普通的金属材料，其雷达反射截面较大，容易被探测到，增加了被拦截的概率。
可能的改进方案
改变导弹任务定位
单一的反舰任务越来越被其他类型武器所挤占（如BGM-109反舰型），在未来作战中，其发挥的余地较小。
因此，可以考虑改变其任务定位，通过改进增加对陆攻击型，考虑到其较小的尺寸，发展一种射程为1000km内的战术巡航导弹，与“战斧”系列导弹构成远近搭配。
改进气动布局
更改气动布局，提高隐身性，增加对复合材料的使用，进一步降低雷达反射截面与红外特征，提高生存能力。
更换发动机
使用更为高效的涡扇发动机，提高射程，提高速度。
必要时可以更换为冲压发动机，是该导弹发展为一种超音速巡航导弹，提高生存能力，提高打击性能。
改进制导方式
改变末段单一的制导方式，增加红外制导或者图像匹配制导，提高抗干扰能力。
此外，对于对陆攻击型的中段，可以提供地形匹配制导和GPS制导，增加制导精度和可靠性
参考文献
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[10]
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