低成本弹药深度之一：航空制导炸弹为空中精确打击主要武器，小型化、复合制导是重要趋势

制导炸弹是在普通炸弹上加装精确制导装置（如导引头、惯导与卫星导航等）及空气动力控制装置。近年来的几次局部战争表明，空中精确打击已成为现代高科技条件下主要的作战手段，航空制导炸弹以其成本低、作战效费比高等显著特点逐步成为空中精确打击使用的主要武器装备，受到世界各军事强国重点关注。 美国航空制导炸弹除了早期的简单制导炸弹外，分为下列6个谱系：宝石路系列、JDAM系列、GBU-15系列、JSOW系列、SDB系列以及MOAB系列。当前航空制导炸弹绝大部分重心在小尺寸和无人机载炸弹上，小尺寸航空制导炸弹和无人机载航空制导炸弹是当前航空制导炸弹发展的主流趋势。 小直径炸弹（SDB）是美国空军重点发展的空地精确制导武器之一，主要目的是为了满足未来作战中美国空军提高空中平台挂载能力、提高防区外打击能力、降低武器附带损伤、缩短交战循环等一系列需求。经过多年的开发研制，SDB目前已经发展到第三代，第一代SDB已经在2006年正式列装并在实战中多次使用，第二代SDB已在2020年正式列装，而第三代SDB的研制工作也已经全面展开。根据美国国防部预算文件，过去10年，美国SDB、JDAM等低成本弹药采购金额与JASSM巡航导弹、AMRAAM空空导弹等高价值导弹基本相当，年采购巅峰采购额也大体相当。 以SDB II为例，SDB II弹体内部组成主要包括安装可折叠弹翼的弹体、三模导引头、GPS/惯导组件、弹出式空气涡轮发电机、弹翼驱动电机、可编程引信、聚能-爆破多效应战斗部、任务计算机、热电池、舵机、弹载数据链设备，尾部有针形和刀形天线，分别用于接收GPS和弹载数据链信号。其中，三模导引头和弹载数据链是SDB II的最大特点。 我国航空制导炸弹虽然起步较晚，但技术已达到世界前列。相比于美国，我国航空制导炸弹差距目前主要体现在炸弹类型和型号不够丰富，比如小尺寸炸弹和无人机载炸弹类型较少。国内从事航空制导炸弹相关业务的主要为兵器工业集团航弹院、兵器装备集团湖南云箭、航空工业中国空空导弹研究院、航天飞腾等。相关上市公司包括：航天电子、天箭科技、雷科防务、长城军工等。 风险提示： 航空制导炸弹下游需求不及预期；弹药行业竞争恶化；装备采购价格变动等。 1航空制导炸弹：空中精确打击主要武器 近年来的几次局部战争表明，空中精确打击已成为现代高科技条件下主要的作战手段，航空制导炸弹以其作战效费比高等显著特点逐步成为空中精确打击使用的主要武器装备，受到世界各军事强国重点关注。 1.1航空制导炸弹具有精度高、成本低、投放距离远的特点 制导炸弹是在普通炸弹上加装精确制导装置(如导引头、惯导与卫星导航等)及空气动力控制装置,与普通炸弹相比,制导炸弹具有精度高、成本低、投放距离远等特点。 图表1：制导炸弹的特点 高精度与低成本带来了高效费比。如越南战争期间,美军使用的GBU制导炸弹的圆概率误差为3~4m,而普通炸弹的圆概率误差约200 m,两者效费比之比为100比1。据海湾战争、科索沃战争至阿富汗战场统计资料表明,制导炸弹与普通炸弹两者作战效费比之比为25比1。高效费比还来自于对攻击目标的首发命中,在导弹武器攻防对抗日趋激烈的战场环境中,首发命中极为重要。 1.2美国航空制导炸弹可分为6个谱系 美国航空制导炸弹除了早期的简单制导炸弹外，分为下列6个谱系： 1、宝石路系列：激光制导系列的宝石路，曾是美国航空制导炸弹的重要组成，2001年后，单一制导的激光宝石路基本已经不再开发，只有功能更加完美的多模复合制导的增强型宝石路。 2、JDAM系列：联合直接攻击炸弹是由波音公司为美国海军和空军联合开发的一种空投炸弹配件，安装在由飞机投放的传统炸弹上，将本来自由落体的传统航空炸弹转变为可控，并能在恶劣气象条件下使用的精确制导武器。弹药的制导功能是由炸弹尾翼控制附件以及全球定位系统或惯性导航系统提供，目前GPS/INS制导的JDAM系列也在朝多模复合化发展。 3、GBU-15系列：一种多用途模块式制导滑翔炸弹，设计之初的主要目的是想改善飞机轰炸严密设防目标的突防能力和飞机自身的生存能力。采用模块式设计，每套装置近20万美元估计成本。该系列目前已基本废止，美国后对GBU-15系列进行了升级，升级后为enhanced GBU-15系列，即EGBU-15。 4、JSOW系列：联合防区外发射武器是美国海军和空军装备的一种无动力滑翔武器，是可从多种战斗机和轰炸机上投放的空对地远射武器。 5、SDB系列：小直径炸弹，当前航空制导炸弹绝大部分重心在小尺寸和无人机载炸弹上，小尺寸航空制导炸弹和无人机载航空制导炸弹是当前航空制导炸弹发展的主流趋势。 6、MOAB系列：大型空爆炸弹，俗称炸弹之母，是一款超大型GPS制导自由落体炸弹，以战略威慑为目的开发的，用来代替核弹，具有和核弹相当的威力，但不会产生核污染，也免受舆论的谴责和国际公约的制约。除非超大规模战争，一般不会投入应用。 图表2：美国航空制导炸弹谱系图 1.3航空制导炸弹发展三大趋势 （1）复合化趋势 由近现代战争，尤其最近的伊拉克战争，和现代反恐战争中航空制导炸弹的发展可以看出，单一制导方式的航空炸弹已经基本不存在。现代战争是高技术的战争，航空制导炸弹由单一制导向复合制导发展，复合方式也更加多样。 （2）防区外趋势 追求战争伤亡最小化成为影响航空制导炸弹发展的关键因素，叠加近年来防空力量的发展，使得在防区外投射航空制导炸弹成了趋势。防区外的航空制导炸弹，需要加装动力装置，以保证炸弹在发射后在动力推进下飞行到有效下落射程内。随着对防区外作战能力的要求进一步的提升，防区外航空制导炸弹必将得到高速的发展。 （3）小型化趋势 从2001年911事件到美国推动全球反恐战争开始，恐怖分子游走在山区，在各种人员密集的地区发起恐怖袭击或城市暴动，活动规模零散，不易实施“湮灭”式的打击。所以各种小尺寸炸弹和无人机载炸弹得以快速发展。小尺寸炸弹的特点明显，可能增加作战任务时的战斗机携弹量，并适合对小型目标实施精确打击，而无人机炸弹则可以执行各种危险性高或不适宜作战人员参与的作战任务。 2美国SDB的发展现状与趋势 F-22、F-35等五代战斗机隐身作战时，受弹舱尺寸限制，每个内置弹舱仅可挂载1枚454kg的联合直接攻击弹药（JDAM），即一次对地攻击任务至多打击两个目标，极大限制了隐身飞机的对地攻击能力。 为提高内置弹舱的弹药挂载数量，提高防区外打击能力，2001年7月美军提出了对小型化炸弹的具体需求，要求弹药质量113kg左右，长度 ≤1.83m ，以便保证采用四联装挂架时，F-22每个内置弹舱可挂载4枚，并由此催生了小直径炸弹的诞生。 “小直径炸弹”(SDB)由美国航空武器中心和空军研究试验室牵头开发，用于攻击指挥控制中心、防空设施、飞机跑道、导弹阵地、火炮阵地等多种目标，是美军重点发展的精确制导武器之一，也是美空军全球打击部队的重要机载武器。 2.1 SDB代际演变历程 2.1.1 SDB I 2003年，波音公司获得了第一代小直径炸弹（SDB I）合同，研制了SDB I，炸弹型号定为GBU-39/B。2006年装备美军，目前可由美空军F-15E、F-16、 F- 117A、B-1、B-2、F-22和AC-130W等飞机挂载。F-22战斗机可内挂8枚，F-15E战斗机可外挂20枚，载弹量增加为原来的4倍。 图表3：GBU-39/B与BRU-61/A挂架 SDB I实现了打击威力和挂载数量的完美结合，满足了低成本精确打击固定和机动目标的要求，主要用于打击加固指挥中心、防空设施、加油站、机场、导弹、炮兵和防空兵阵地等，基本涵盖了典型空袭行动涉及目标的80%，具备美国空军要求的摧毁14种难易不等目标的能力。2006年10月，美军在伊拉克首次实战中使用了SDB I。 图表4：GBU-39打击加固机堡过程 SDB I虽成功研制，但由于采用的是差分GPS/INS的组合制导方式，只能打击固定目标。美国空军根据新的作战需求，提出了第二代小直径炸弹的研制目标，要求在SDB I的能力基础上，增加全天时和全天候攻击移动目标的能力。 2.1.2 SDB II 2009年4月，雷神公司完成了首枚SDB II的试射。试验结果表明半主动激光/非制冷红外成像/毫米波雷达三模引头的设计已满足技术成熟度六级的要求，可以应用到SDB II研制。 2009年9月，雷神公司使用美国陆军的UH-1直升机完成了SDB II的数据链飞行试验。该弹载数据链由柯林斯公司研制，包括双向通信的Link16和甚高频（UHF）数据链。试验对两种数据链的传输能力进行了评估，验证了SDB II具有投放后接收目标修正数据、回传炸弹探测跟踪信息的能力。试验结果表明弹载数据链可满足技术成熟度六级的要求。 2010年8月9日，雷神公司赢得美国空军和海军价值4.508亿美元的SDB II合同，炸弹型号定为GBU-53/B，又名风暴破坏者（StormBreaker），首装空军的F-15E飞机，定型后将装备海军F-35B/C和F/A-18E/F飞机。随即SDB II转入工程制造阶段。 图表5：一个 F- 35内置弹舱可挂载4枚SDB 2 2015年6月，美国国防部和雷神公司签订了3100万美元的合同，采购第一批次144枚SDB II和12枚训练弹。 2020年10月，美国空军批准SDB II装备F-15E飞机，标志着该弹完成研制并正式列装。 2023年11月，雷锡恩公司宣布，美国海军F/A-18E/F战斗机已经装备了SDB II，是第一款被批准搭载SDB II的美国海军飞机。 当前，美国空军和美国海军已经开始在F-35联合攻击战斗机上进行SDB II的集成试验，在集成实验结束后，SDB II有望进一步放量。 图表6：SDB I与SDB II参数区别 与SDB I相比，SDB II继承了其小型化特点，弹药尺寸、质量、射程和挂载方式保持不变，几乎能够适装美国空军、海军所有的飞机平台，适装性好，挂装数量多；其次，通过采用首型三模导引头，为弹药的智能化提供了传感器，使SDB II具备在各种复杂作战条件下的精确打击能力；最后，SDB II上加装了数据链，在武器节点上实现了美军近年来大力推动的网络中心战作战理论，贯通了指挥所—载机平台—武器弹药的信息链路，极大缩短了观察、判断、决策、行动（OODA）循环时间，具备网络化作战能力的特点。 2.1.3 SDB III 第三代小直径炸弹在前两代基础上加装动力装置，将SDB Ⅲ升级为巡飞弹，从根本上实现防区外打击的作战能力。据《THE WAR ZONE》网站2021年1月8日报道，美国空军已经开始测试网络化巡飞弹的发射工作。在无人机挂载方面，该型“导弹”极大可能结合新型无人机如捕食者C等的发展，应用于大中型或高超音速无人机平台，更高效率地实现“蜂群”弹药的自主网络协同，实现对目标的自主分类、瞄准和摧毁。 2.1.4 GLSDB 地面发射型小直径炸弹（GLSDB）是由瑞典萨博公司和美国波音公司共同研制的远程全方位精确打击地面发射武器，是SDB I空中发射武器和M26地面火箭发动机相结合的产品。该弹于2015年3月发射，于2015年9月参加在伦敦举办的DSEI 2015年防务展览。瑞典萨博公司和美国波音公司于2014年8月签署了一项合作协议，共同研制地面发射型小直径炸弹（GLSDB）。 GLSDB长为3911mm，直径为241 mm，质量约为272 kg，可360°打击目标，打击精度小于1 m。多管火箭发射系统具有两个火箭架，每个火箭架最多可以装载6枚火箭。 GLSDB已经出现在俄乌战场上。俄罗斯国防部2023年3月28日首次报告称，俄军在特别军事行动区击落了一枚GLSDB制导炸弹。 2.2 SDB II功能组成 一套SDB II武器系统包括4枚GBU-53/B炸弹、1具可挂载4枚炸弹的BRU-61挂架、机载火控系统和地面任务规划系统。GBU-53/B炸弹尺寸、质量与GBU-39/B相近，