弹簧刀无人机

弹簧刀无人机（UCAV），美国航空环境公司开发一种名为弹簧刀的小型、杀伤性无人机，弹簧刀还装备一个小型弹头，一旦美军操作手认为目标值得攻击，弹簧刀就会收起机翼，变身成一枚小型巡航导弹，直接与其锁定的目标同归于尽。

巡飞弹”这个概念是美国在1994年首次提出的，是一种能在目标区上方进行“巡弋飞行”、“待机攻击目标”的新概念弹药。我们可以把它看作无人机和导弹的结合，或者是带战斗部的无人机。这种新的攻击方式、弹药概念一提出，就受到很多国家的关注，美俄以英德法等国纷纷开展研究。“弹簧刀”的采购和投入实战，标志着国外首型具有侦察/打击一体化能力的单兵巡飞弹正式步入作战使用阶段，将来可能改变士兵的作战模式。

它的研制计划，始于2008年。为了让小规模部队，如班、排和特种作战分队等，在没有空中、地面火力支援的情况下，也能即时打击视距外目标，美国国防高级研究计划局和美国宇航环境公司签订合同，要求该公司在其“炮射无人飞行器”的基础上研发“弹簧刀”单兵巡飞弹。此后，为了响应陆、海、空军和海军陆战队特种作战司令部，以及陆军“卓越”机动中心这五家共同提出的对便携式非瞄准线精确打击能力的需求，军方又于2010年启动了“小型致命空中弹药系统”（Lethal Miniature Aeri⁃al Munition System，LMAMS）项目。

宇航环境公司就以他们的“弹簧刀”单兵巡飞弹参与了这个项目的竞标。当时参加竞标的还有MBDA公司的“增程型战术榴弹”（TiGER），达信防务系统公司的“战术遥控空中弹药”（T-RAM），美国国际航天技术公司的“指向并投掷”（Point and Toss）小型弹药。2010年12月，“弹簧刀”在竞标中最终胜出，并在2011年6月获得生产合同。和普通的制导武器相比，它的成本只有约1万美元。别看价格低廉，“弹簧刀”却具有超前的作战性能。

“弹簧刀”巡飞弹系统由发射器、巡飞弹及地面控制站等部分组成。巡飞弹是其中的核心，最大重量约1.36 千克，长度为360毫米。机身像一条切面面包，有前后两对弹翼折叠在下部，展开后翼展最大610毫米。“弹簧刀”巡飞弹以电动马达驱动尾部的螺旋桨，最大飞行速度可达37.5米/秒，巡飞速度19.7米/秒，最大持续飞行时间50分钟，最大飞行高度为3 000米，射程最大可达39千米，精度为1米。

它最早的原型可以追溯到宇航环境公司与美国空军研究实验室2001年开始联合研制的“炮射无人飞行器”（GLUAV），随后又结合了国防高级研究计划局2005年开始研发的“近战侦察/杀伤巡飞弹”（CCLR）的相关技术。从外形看，“弹簧刀”与炮射无人飞行器非常相似，但从作战使用概念来看，更接近后来的近战侦察/杀伤巡飞弹。

“弹簧刀”小巧的外形结构设计，不仅方便携带，还降低了被发现的可能性。动力系统由电池、电动马达和双叶片螺旋桨构成，产生的噪音和热信号特征低，因此很难探测和识别，可以对目标进行近距离跟踪和侦察，提高了打击的隐蔽性和执行任务的成功率。

“弹簧刀”的头部安装导引头，其后是战斗部和处理器等电子部件。弹体中部靠近重心的位置为GPS 天线和GPS接收机，后部为电池、功率调节电路和动力组件。机身壳体采用GPS信号可以顺利穿透的材料，以免影响接收效果。弹体上总共有三根天线，分别为上行数据链天线、下行数据链天线和GPS接收机天线。上行链路负责接收指令，下行链路负责传输视频信息、视频跟踪状态、飞行参数等信息。

弹上除了数据链，还装有彩色视频摄像机和定向战斗部。巡飞弹在飞行过程中实时传回无线彩色视频信号，并在地面控制站中显示。操作人员可通过地面控制面板、视频设备等导引巡飞弹。或者在输入航路点的情况下，巡飞弹利用GPS系统自主飞向目标。操作人员通过传回的实时视频图像确认所要打击目标后，即可向“弹簧刀”巡飞弹发送解除保险指令，并锁定攻击目标的弹道。随后，“弹簧刀”转入滑翔攻击模式，以最大飞行速度悄然飞向目标，实现隐蔽打击。在“弹簧刀”解除保险后，操作人员仍然能够终止对目标的攻击，提高了作战使用的灵活性。

战斗部是美国阿连特技术系统公司提供的定向战斗部，重量0.32千克，飞至目标上空起爆后，钨制破片向前飞散呈圆锥状。这一毁伤方式可形象地比喻为“飞行的霰弹枪”。配用的引信有两种作用模式，第一种为触发模式，第二种为起爆距离可调的近炸模式，可以控制战斗部在离目标7～ 9米处的某一位置起爆，附带毁伤非常低。操作人员可以在飞行中设定引信是在较高的位置起爆还是较低的位置起爆，从而控制破片的飞散区域。

因此，“弹簧刀”系统不仅具备侦察/打击一体化能力，还具备“人在回路”实时控制能力。这和时下的新闻明星，无人机加导弹的组合，还真有点类似。虽然飞行距离、爆炸威力小一些，可“弹簧刀”的成本要低得多，而且只需要一名士兵就可以奔赴前线。如何在小小的尺寸和成本中实现飞行、侦察、爆炸、控制等能力，特别是50分钟的飞行，就得靠简单实用的结构。

首先，“弹簧刀”的弹体结构设计巧妙，气动力特性优良。它采用钝头、长方体机身设计，有前后两对弹翼，背部还有一对呈一定夹角的方向舵，体型与60毫米迫击炮弹相近。

为方便用筒式发射器发射，“弹簧刀”的前后弹翼、方向舵以及螺旋桨均采用折叠式。发射前，位于发射筒内时为折叠状态，离开发射筒后迅速展开

和普通的小型无人机不同，“弹簧刀”对飞行速度的要求范围比较宽，发射以及某些时候侦察时，需要以极低的速度巡飞，而在最后攻击目标时，又希望尽量快点。为增加低速状态下机翼的升力，“弹簧刀”的前翼像有人飞机一样，还在后缘部分设计了一对襟翼。襟翼的结构非常简洁，下方有弹簧片，上方有作动器，两者“夹”着它控制偏折。需要增加升力时，作动器上的电机正向旋转，带动连杆向下压迫襟翼，使其偏折；不需要增加升力时，电机反向旋转，襟翼在弹簧片的作用下回到原位。

“弹簧刀”巡飞弹的重量有1.36千克，这对手抛发射来说就重了点，于是它的包装筒也是发射器。和普通的导弹发射装置不同，它具备无烟、无光、无声的性能，是一种简便可靠的“三无”发射器。

筒式发射器由发射筒、底座和支架（两根支撑杆）组成。底座和支架在发射时架设好，起调节发射角和稳定作用。发射筒内从下至上分别为气体发生器、活塞和巡飞弹。依靠巡飞弹自身在发射筒内达到密闭效果，封闭发射气体，密闭性不好，更何况尾部还有折叠的螺旋桨、电机等重要部件。因此发射筒内加入了活塞，作为闭气装置。活塞与发射筒底部之间由一根系绳相连。系绳起限制活塞运动的作用，使其依靠间射火力、空投弹药进行火力支援。但间射火力绝大多数配备于更高级别的部队，空投弹药隶属于空军，特别是精确制导的火力、弹药，火力支援能力无法随叫随到。“弹簧刀”巡飞弹系统将部署到排级及班级作战部队，提供建制内精确打击能力，使其在前线作战时无需依靠无线电呼叫间射或空中火力支援即能打击敌军部队，大幅提高了作战灵活性和反应能力，小规模部队作战方式也将发生改变。

侦察/打击一体化功能提高了士兵的安全性和生存能力 由于士兵能连续收看“弹簧刀”巡飞弹传回的视频图像，可以在安全区域先行侦察，然后实施打击，作战时更安全。据美国空军的文献显示，“弹簧刀”可避免使用者暴露于敌方精确打击火力下的危险，因而能有效保护士兵的安全。实际上，“弹簧刀”还可在特种作战中代替狙击手执行任务，而且与狙击步枪等传统狙击武器相比，单兵巡飞弹的使用灵活性更好，成功率和安全性更高。

克服传统火力缺陷，有效打击难以打击的目标 “弹簧刀”巡飞弹可迅速定位、跟踪和打击时间敏感目标或隐藏目标，尤其是可打击处于有利地形或位置，如屋顶、建筑物内部、小巷、山脊等处的敌人。对于这些地点的目标，步枪、迫击炮等传统武器往往由于各自的弹道限制，难以奏效。“弹簧刀”一类的巡飞弹由于拥有良好的飞行能力和精确制导能力，很容易越过建筑物、山坡等障碍后对目标实施精确打击，从而克服传统武器的局限。此外，由于打击目标时的视觉、声音信号低，敌人难以及时发现并躲避，令其防不胜防。

所以现在对于“弹簧刀”巡飞弹这一革命性的新装备，美国各军种都非常重视，未来的装备量可能会非常大。比如有消息称，仅美国陆军就可能总共采购1 000枚，而美国空军已于2012年2月初签订价值416.8万美元的合同，购买实战型“弹簧刀”巡飞弹系统及相关工程和训练服务。其他军种，如海军陆战队、特种作战部队等也会有需求。

现阶段研发的“弹簧刀”是以地面发射器发射的，将来还可能从地面车辆、有人飞机、无人机及潜艇等平台发射。同时，由于采用模块化设计，将来可能配用更多类型的毁伤和侦察载荷。据悉，美国陆军已经在两次演示验证中成功测试了七种战斗部，另外还有多个公司正在研发能够安装到“弹簧刀”上的小型红外成像仪，比如FLIR 系统公司的Quark320红外成像仪。因此，从“弹簧刀”的投放平台和载荷类型的扩展来看，其未来的应用将极其广泛。

弹簧刀的军用无人机，又被称为“单兵巡航导弹”。据了解，该款无人机于2008年开始研发，2011年开始量产，2012年就已经在阿富汗投入了实战，因为其具备即时打击超视距目标的能力，因此在没有火力支援的情况下能够发挥极大地作用，深受美军的欢迎。

数据显示，“弹簧刀”全长仅36cm，总重量才为1.36Kg，十分轻巧便捷，机翼位于机身下方，为折叠式的机翼，双翼展开之后才仅有610mm。这种超小的无人机可以有效的侦查战地的地形，在作战的过程中仅仅一个人就可以进行操作，而且它还可以变身小型巡航导弹，通过自杀式攻击的方式去自动摧毁目标，在美军发布攻击命令之后，“弹簧刀”就能够自己锁定目标，对目标进行攻击，十分适合执行搜捕任务。

“弹簧刀”的螺旋桨是以电动马达为驱动的，最大的飞行速度可达37.5m，飞行高度可低于150m并且噪音极低，巡航速度每秒可达19.7m，最大射程约20Km，命中精度极高，可以控制在1m以内。此外，“弹簧刀”还能够实时传输视频，并且“弹簧刀”对于命令的执行性极强，即便美军在引爆的前一秒决定放弃攻击，“弹簧刀”都能够立即停止攻击，可谓是“令行禁止”，这种性能在小型无人机中是十分罕见的。