智能炸弹工作原理

炸弹的基本概念非常简单。传统炸弹包括一些塞在坚固壳体中的爆炸性材料和引信装置（没错，它是引信 (fuze)，而不是保险丝 (fuse)）。引信装置包括一个触发装置——典型的延时系统，一种撞击式传感器或备有近爆引信的传感器 ——用来引爆炸弹。在引爆触发装置后，引信会点燃爆炸性物质，导致爆炸。爆炸产生的巨大压力和飞散的碎片可以摧毁周围的建筑物（有关炸药和引信的信息，请参见 榴弹工作原理）。

美国国防部供图 一架F-15 鹰式战斗机投下了几颗GBU-12激光制导智能炸弹。

“非智能炸弹”就是只由这些基本组件构成的从飞机（例如 B-2轰炸机）上抛下的炸弹。这种炸弹被称为“非智能炸弹”，因为它只能自由降落到地面上，而不能自动制导。毫无疑问，能够使用这种武器精确击中目标可称得上是技艺高超。轰炸机可能必须投放几十甚至几百颗非制导炸弹，才能有效地摧毁目标。

相比而言，“智能炸弹”可以精确地控制自身的下落方式，以便十分精确地击中指定目标。在本文中，我们将了解几种主要类型的智能炸弹如何完成此任务的。

智能炸弹基础知识

智能炸弹基本上是由普通非智能炸弹经过几处主要改进发展而来的。除了普通引信和爆炸物以外，它还有：

• 电子传感器系统
  
• 内置控制系统（弹载计算机）
  
• 一组可调整飞行翼片
  
• 电池

当飞机投放智能炸弹后，该炸弹会变成一个特别沉重的滑翔器。它本身没有任何与导弹相似的推进系统，但是它拥有向前的速度（依靠从高速飞行的飞机抛下时提供的初速度）。此外，它还有能够产生升力的飞行翼片，从而保持飞行路线的稳定。

­ 美国国防部供图 这个智能炸弹（增强制导炸­弹 Unit-27）具有光学传感系统、弹载计算机、可调整飞行翼片和为所有设备提供能源的电池。

利用控制系统和可调整翼片，炸弹可以控制自己在空中的滑行路线。炸弹在“飞行”期间，传感器系统和控制系统会跟踪地面上的指定目标。传感器系统为控制系统提供目标的相关位置信息，然后控制系统对此信息进行处理，并计算出炸弹应如何转变方向接近目标。

为了实际转变炸弹的方向，控制系统会向调节器发出信息来调整飞行翼片。这些翼片的工作方式与各种飞机机翼的工作方式基本相同。通过向特定方向倾斜翼片，控制系统可增加炸弹在该侧的阻力作用，结果会使炸弹向该方向转动。（有关更多信息，请参见飞机如何飞上蓝天）。

此调整过程会不断进行，直到智能炸弹到达目标，然后引信装置就会引爆炸药。智能炸弹通常具有近爆引信，可在炸弹到达目标前瞬间引爆炸药，或者具有碰撞引信，当炸弹实际击中目标时引爆炸药。

不同类型智能炸弹之间的主要区别在于传感器系统最初“看到”目标时采用的方式。

昔日的智能炸弹

直到最近，大多数智能炸弹还在使用电视/红外 (TV/IR) 制导或激光制导。这两种类型的炸弹都采用视觉传感器来寻找地面目标。

TV/IR 制导炸弹在其前端装有传统电视摄像机或红外摄像机（用于夜视）。在远程操作模式下，控制器通过无线电信号将信息传递给操作人员，操作人员通常位于轰炸机上。远程操作人员将命令传递给控制系统来调整炸弹在空中的飞行方向——炸弹的行为方式有些类似于遥控飞机。在此模式下，操作人员可以在未找到特定目标或未瞄准时就发射炸弹，然后在炸弹逐渐接近地面的过程中从视频中找到目标。

美国空军供图 GBU-15型TV/IR智能炸弹

在自动模式下，飞行员在发射之前会通过炸弹的摄像机找到目标，并向炸弹发送信号并告诉它锁定目标。炸弹的控制系统会调整炸弹的方向，使指定目标图像一直保持在电视屏幕中心附近。通过这种方法，炸弹可自动瞄准锁定的目标。

激光制导智能炸弹的工作方式略有不同。代替摄像机传感器，炸弹上装有激光导引头 ——一个光电二极管阵列。正如您所料，光电二极管可以感测特定频率的激光。若要使炸弹能够看到指定目标，地面或空中的独立操作人员必须使用高强度激光束“画出”指定目标。激光束从目标上反射回来，然后激光导引头就可以找到目标。

美国国防部供图 GBU-10 型激光制导智能炸弹

激光指示器具有自己的独特脉冲模式。在投放炸弹之前，轰炸机上的计算机会将特定的脉冲模式通知导弹控制系统（通过电子“脐带”与炸弹相连）。一旦炸弹投出之后，控制系统就仅专注于具有此脉冲模式的激光能量。控制系统的基本目标是引导炸弹，使反射的激光束保持射中光电二极管阵列中心附近位置。这样可保持导弹直接飞向目标。

美国国防部供图 地面激光目标指示器 II (GLTD II)，用于指引激光制导智能武器

这两种系统可能都非常有效，但是它们有一个主要缺点：炸弹传感器必须与目标保持视觉接触。如果受到云层或障碍物的阻挡，炸弹将很可能偏离方向。

联合制导攻击武器

目前最卓越的智能炸弹技术就是波音公司的JDAM，它表示联合制导攻击武器。JDAM计划背后的基本思想就是利用先进的尾部制导部件配备现有“非智能”炸弹。美国空军当前使用的JDAM具有907公斤的BLU-109或MK-84弹头，或454公斤的BLU-110或MK-83弹头。

美国空军供图 F-16投放了一颗配备了JDAM的GBU-31 2,000 磅炸弹。

JDAM“尾部套件”包括可调整尾翼、控制计算机、惯性制导系统和全球定位系统 (GPS) 接收器。GPS 接收器和惯性制导系统使炸弹能够在空中给自己定位。GPS接收器通过解码GPS卫星信号来计算出自己所处的位置（请参见 GPS接收机工作原理），而惯性制导系统用来监控炸弹的运动状态，并从发射位置开始跟踪炸弹的飞行路线。

在投放炸弹之前，飞机会使用自身的GPS接收器来精确定位地面上的特定目标。在释放炸弹前的瞬间，机载计算机会向弹载计算机报告它的当前位置和目标的GPS坐标值。

美国空军供图 JDAM 炸弹的基本设计结构

在空中，JDAM的GPS接收器处理从GPS卫星发来的信号，保持跟踪其自身的位置。与其他智能炸弹类似，控制系统通过调整飞行翼片来“操纵”炸弹朝向正确的方向飞行。据美国空军所称，该系统的精确度误差保持在13米之内。如果一切运行正常，炸弹通常会击中目标附近几米范围内的位置。

此系统甚至在恶劣天气中也能良好运行，因为JDAM可以从卫星信号获得所有信息，而不会受到云层或障碍物的阻隔。炸弹根本无须看到任何事物就可以找到抵达目标的路线。而且，每个尾部套件（其可以添加到现有的弹头）的造价在 20,000美元左右，这与激光制导炸弹超过120,000美元的造价相比要经济得多。

美国国防部供图 一架 B-1B Lancer 轰炸机炸弹舱装载着配备JDAM的BLU-109 2,000 磅炸弹，正在“持久自由行动”中待命。

2001年，在美军入侵阿富汗战争中，JDAM发挥了重要作用，而且在不久的将来，它一定还会在任何美国的轰炸战役中扮演重要角色。虽然最新的智能导弹并不能达到100%的准确，但是它们在原有炸弹的基础上的改进使其迅速占据了美国武器库。