【代号名称】"钻石背"计划
【规范称呼】弹药高性能增程技术
【英文名称】Dia-mondback
【密级】机密
【发起者】美国
【行动时间】1988年10月
【目的】研究为小直径炸弹和"联合直接攻击弹药"杰达姆"的增程技术
"钻石背"
【背景】
针对近十几年来外军钻地武器的发展状况，着重研究了钻地武器研制过程中所采用的关键技术，分析了它们在钻地武器中的应用及实现途径，以期对开展钻地武器研制及重要军事目标的防御提供参考。
引信在钻地武器的研制与使用过程中，开发了许多先进的技术。这些先进技术的应用不仅提高了钻地武器的钻地深度，提高了打击精度，还具有防区外投放的能力，与此同时开发了针对不同目标的战斗部，使得钻地武器的打击效果大大增强。"深钻地技术实现深钻地是钻地武器追求的目标之一，也是确保有效摧毁深埋地下坚固目标的重要保证。
实战证明，如果炸弹能钻入道路下面几米再爆炸，那么其产生的破坏程度将大大增强；同样在攻击掩体时，先钻入掩体内再爆炸则能显著提高弹药的破坏效果，因此深钻地技术是钻地武器的一项关键技术。分析得出，国外在钻地武器的研制过程中，为提高钻透能力，主要采用了以下措施：
1、提高导弹初速对动能侵彻型战斗部，其钻地深度主要取决于战斗部的动能。利用弹道导弹或超声速导弹将弹头加速到超声速，甚至高超声速，使弹头的撞地速度达到1200m/S或者2000m/S以上，其动能显著增大，钻地深度大大提高，钻混凝土从原来的几米提高到十几米。
试验表明，当动能达到一定程度后，弹丸对混凝土的破坏机理将发生变化，高超声速的杆状侵彻弹对坚固目标会产生特殊的破坏形式，钻出一个远远大于弹头直径的深洞。美国空军认为，美国宇航局在超燃冲压发动机方面的成果可用于高超声速巡航导弹，如果在先进的高能、高密度燃料上取得突破，就能够研制出体积较小的高超声速巡航导弹。
美空军特别重视对吸热型碳氢燃料的开发，这种燃料是在碳氢化合物中加入特殊添加剂制成的，在热压下分解，释放出氢的烯烃，其吸热能力要比普通燃料高几倍，可提高推力，有利于获得高速度。美军在1996财年申请了1990万美元用于开发新燃料，预计美空军研制的吸热型碳氢燃料将在2005年提供使用国、法国和俄罗斯也已开始这方面的工作。
2、采用新的战斗部技术由于动能战斗部要依赖其动能，而且质量大，作战效能低，因此出现了复合弹头系统。复合弹头系统就是一种具有较单一战斗部且威力更大的战斗部，实际上就是串联战斗部。它的前级空心装药首先爆炸产生高超声速的金属射流，在目标表面预先钻出一个深洞，再由主战斗部钻入混联合直接攻击弹药凝土或砖石建筑物，在其内部爆炸。
这种弹药在攻击目标时对自身的冲击速度要求不高，产生跳弹的风险也大为降低，因此串联战斗部使低空投放的弹药以低速击穿掩体成为可能。英国研制生产的“拉刀”（BROACH）战斗部、德国的“墨菲斯托”（MEPHISTO，多效应侵彻、高尖端、目标优化）以及先进单一战斗部都属于这种类型。
研制新的壳体材料钻地武器在侵彻硬目标或地下掩体时，会遇到非常严重的载荷环境，对壳体的材料而言，高韧性和高强度成为主要的力学性能要求，另外还要求具有耐高温和耐腐蚀的特性。对穿爆型战斗部，其结构可简化为空心壳体。这类战斗部的常用材料是35CrMnSiA，近年来又发展了G50、50SiMnVB、82钢和971钢等新钢种，而将高密度钨合金用作导弹战斗部的壳体材料也已有尝试。这类战斗部要求材料能实现深侵彻且在侵彻过程中不发生明显的塑性变形和破坏，完成侵彻后爆轰时壳体材料应有尽可能高的有效破片率。目前美国钻地弹使用的主要壳体材料是高强度钢和钨重合金。
另外，美国还利用贫铀材料作为战斗部的壳体，如核钻地弹壳体采用的就是这种贫铀材料制成的针形。空军称为1410的合金钢是钻地弹壳体的首选材料，它的屈服强度达到1.55GPa。在钻地弹中使用高密度钨比传统的高强度钢有很多优点，可以增加侵彻深度，减少飞机投放所需要的尺寸，增加武器的致命性。
与其它可替代的高密度材料（＜15g/cm3）相比，钨的成本比较低，比金、铱、锇、铂、铼、钽等更容易应用；同贫铀相比，没有放射性，没有贫铀带来的严重的环境和健康影响。"增程技术具有较大射程的钻地弹，不仅可以打击更大范围内的目标，而且从防区外发射可以提高载机的安全。
国外主要采用以下两种途径来增大钻地武器的射程：
1、加装发动机除增加弹翼外，为增大射程，还采用了加装涡轮喷气发动机的方法，使导弹在脱离载机后，点燃涡轮发动机，导弹重新获得推力，从而增大了射程。使用涡轮风扇发动机代替涡轮喷气发动机，增加燃料后，可获得更远的作战距离。
另外，还使用了最新型的超燃冲压发动机，能够将导弹的射程增大到1200km。洲际弹道导弹利用多级发动机推进系统，导弹的射程可以达到几千千米甚至上万千米，可提供“近全球覆盖”能力。例如，在1999年美国空军进行了将民兵洲际弹道核导弹改为洲际弹道常规导弹演示飞行试验，该导弹的推进系统由“民兵”-2第一级、第二级发动机和“民兵”-3第三级发动机构成。"
针对固定延时引信的缺点，英国国防部资助发展了索恩EMI电子公司（现为TME）的960型电子可编程多选择炸弹引信，并作为攻击软硬目标武器的标准引信。这种引信目前已装备美国空军和海军使用的450kg、245kg通用炸弹和GBU-24“宝石路”（BLU-109侵彻战斗部的改进型）炸弹。
英国还为“墨菲斯托”战斗部研制了可编程智能多用途引信。
美国摩托罗拉公司研制出了FMU-152/B联合可编程引信，目前已小批量生产，用于"杰达姆"和FMU-155战斗部和其它硬目标武器美国从90年代起，还开始了“硬目标灵巧引信”计划（HTSF）FMU-157/B的研制。这种引信是研制一种能够摧毁地下目标武器的关键。这种引信采用了精确加速度计和微型控制器来探测多个空穴和地层，能够“识别”保护层，并对获自地下目标的地理数据进行分析，在到达预定的地点之后才起爆。这被认为是摧毁地下指挥部和控制中心的必要条件，也是减少核武器、生物武器和化学武器发射场的附带损害的必要条件。这种引信可用于先进单一穿透弹头（AUP-1和AUP-3）。
2、研制新弹翼给炸弹加上弹翼，能够更好地控制炸弹的飞行，增加炸弹的航程。
这种技术，就是“钻石背”计划的目标。
这就是美国人古怪的技术“钻石背”，导弹后背背负翅膀
【行动经过】
美国空军在1998年为小直径炸弹和"联合直接攻击弹药"杰达姆"的增程计划进行了公开招标，同年10月，阿列尼亚·马可尼公司赢得了该项合同，很快就完成论证和地面试验，拿出了试验组件，并将其命名为“钻石背”。这是一种串式联动弹翼组件，包括折叠弹翼、可以弹出弹翼的机械机构及飞行控制单元。
GBU-39（小直径炸弹）是美国近年来研发的一种低成本、高精确度和低附带毁伤的小直径炸弹，据称是全世界最精确的炸弹，命中精度一般小于5米，据美国空军说法，命中精度可達6英尺（1.5米）以內。小弹径炸弹外形细长，仅1.75米，壳体采用硬度极高的材料制造，并采用了先进的抗干扰GPS/INS制导装置，特别是采用了“钻石背”技术。尽管只装有22.7公斤炸药，但这种重113公斤的炸弹与通常的900公斤炸弹拥有同样的穿透能力。实验证实，GBU-39可穿透至少90厘米的钢混凝土，可用于恶劣天气，并可在110公里的敌防空区外投掷。该炸弹配用可由驾驶员座舱选择装定时间的电子引信，该引信具有空爆、触发或延期起爆功能。F-15/F-35/F-22/无人机等均可以成为其搭载平台。
2000年4月7日，马可尼公司与生产小直径炸弹和联合直接攻击弹药的美国波音公司，在佛罗里达埃格林空军基地用F-16携带装有“钻石背”的小直径炸弹进行了首次试验，这也是美国小型智能增程炸弹（SS-BREX）的首次飞机携带试验。
2000年4月21日，“钻石背”被安装在波音公司改装的"杰达姆"/BLU-109炸弹上，成功进行了“钻石背”增程滑翔翼组件的第一次飞行试验。
2000年5月又进行了小直径炸弹的飞行试验。
在这一年的4月到12月间共进行了7次“钻石背”滑翔组件的试验。
“钻石背”计划的最基本目的是增大弹药的投放距离。小直径炸弹配用“钻石背”弹翼组件后，设计射程最大可达到74km。从9km-10km空中发射时，其顺方向发射射程、两侧离轴发射射程和逆方向发射射程分别达到65km、36km和18km。从目前的试验来看，“钻石背”可以帮助炸弹在经过长途飞行后攻角仍然保持为零，确保以最佳弹道钻入目标。
1999年11月，在美国海军的敦促下，美空军开始对"杰达姆"进行改进，"杰达姆"的命中精度从10m提高到3m左右。按照计划，"杰达姆"将装备“钻石背”组件，使"杰达姆"的打击距离从18.5km增加到110km（从7.6km高空投放，试验距离约为65km）。“钻石背”组件适用于227kg、454kg、908kg级的"杰达姆"。
试验证明，在保持"杰达姆"或小直径炸弹弹药原有打击精度的情况下，按照投放高度的不同，“钻石背”可将武器的覆盖区扩大20多倍。
“钻石背”滑翔弹翼和尾部弹翼展开状态的GBU-39
“钻石背”优势明显：
1、飞行距离远：“钻石背”计划的最基本目的就是增大弹药的投放距离。一般来说，普通航空弹药为增大打击距离，最常用的方法就是采用滑翔弹翼。“钻石背”与其它制导武器采用的滑翔弹翼最大的区别就是其结构较为新颖，采用了独特的校接型串式联动弹翼，投弹之后弹翼展开，形成菱形的滑翔翼，具有很好的机动性和滑翔性能。这种弹翼不仅折叠起来占用空间小，重量也较轻，而且这种结构弹翼的升力比同等面积的弹翼升力要大。安装“钻石背”后，GBU-39并可在110公里的敌防空区外远距离投掷。
2、轻便小巧：“钻石背”折叠在盒内的滑翔翼在投放后可以向后展开，从而扩大了弹翼的长度和面积。现代隐身飞行器的一个较大缺点就是其机体内弹舱空间较为狭小，而为了保持隐身，又不可能采用外挂方式，这也是美国将小弹径炸弹作为弹药发展的一个主要方向的原因，而折叠弹翼也是解决弹药外形小型化的一种有效方法。F-15E能在7个外挂点上安装BRU-61A炸弹挂架，同时挂载SDBGBU-39的数量将达到28枚。F-35和F/A-22战斗机能够在每一侧武器舱中各挂载4-8枚小型灵巧炸弹，这大大增加了载弹量。由于该炸弹投射后不用管，每枚炸弹的瞄准又是独立进行的，因此载机可用齐射或连射的方式同时攻击多个地面目标，制造“炸弹流”攻击一个目标，形成可观的战力。
3、“小弹径炸弹”钻得更深：“钻石背”可以使炸弹在接近目标的时候调整飞行姿态，以事先设计好的弹道撞击目标。在打击坚固目标或需要弹药钻地打击时，弹药撞击目标的方向与速度，与钻地或侵彻深度有直接关系，因此如果能在撞击目标前，调整弹药姿态，并加速飞行，无疑将大大提高炸弹钻入目标的深度，增加打击效果。GBU-39/B小弹径炸弹采用了动能钻地技术，可获得与874千克重的BLU-109相当的钻地深度（1.83米厚的混凝土层）。其钻地效果一部分就源于“钻石背”提供的优化碰撞弹道。
长期以来，无论是单个的动能侵彻器还是多战斗部系统，大都采用固定延时引信。例如英国的951/947型引信、美国的M904/905和FMU-143型引信。该类引信的使用大大限制了侵彻距离，且不能满足应获得的延时精度，另外这些引信不能承受硬目标的冲击。
这项计划已经运行了大约15年，耗资9200万美元左右。美国已成功地进行了“硬目标灵巧引信”的一系列滑撬试验。但是实验室试验问题导致鉴定试验发生故障，必须再次进行。
原定于2004年1月份开始生产，但已经推迟，具体时间不详。
GBU-39小直径炸弹，滑翔弹翼和尾部弹翼收纳状态
【后续】
此外，美国空军于1998年2月开始启动“多作用硬目标引信”计划（MEHTF）。该引信可以在目标介质之间进行更快更精确地识别，并能探测出厚度的变化，对该引信的要求包括计算到16个空穴和硬目标层，计算总的侵彻路程达到78m。
开展“多作用硬目标引信”研制的目标是，提供超越“硬目标灵巧引信”的能力，同时也降低成本、复杂性和尺寸。其它研制目标还包括增加撞击耐久性和提供多个输出以支持不同的作战目的。
在2003年9月，美国空军位于佛罗里达州埃格林空军基地的研究实验室弹药指挥部授予一项价值500万美元的演示项目合同，旨在验证一种提供给攻击“硬目标和深埋地下目标”（HDBTD）的弹药使用的战斗损害评估传感器。这项“引信综合战斗损害信息演示”项目（FIBDID）的工作是将一个射频无线电发射机插接到多作用“硬目标引信”中，并将此引信装入标准GBU-24/BLU-109贯穿器的9080kg“硬目标和深埋地下目标”弹药中。
“引信综合战斗损害信息演示”的其它元件是一个在碰撞前立即从弹药上投放的中继器。无线电发射机将能够在多事件目标引信起爆的瞬间发送信息，包括有多少加固层以及已贯穿进入目标有多深。这种信息将由弹药还在目标外面时所投放的中继器传递给卫星或中继飞机。
该演示项目于2005年末进行“引信综合战斗损害信息演示”系统的初始飞行试验，而滑撬试验将于2006年年中进行，2007年末结束，届时将进行综合系统攻击一个模拟掩体目标的飞行试验——2006年9月，美空军宣布GBU-39小直径炸弹已达作战就绪状态，10月在伊拉克首次实战使用了该炸弹。
"精确制导技术要实现对深埋地下坚固目标或硬目标的有效摧毁，导弹在经过一段时间的飞行后，还必须能够达到一定的精度，因此精确制导技术显得尤为重要。
以前使用的制导技术主要有：红外制导、激光制导、惯性制导等，但是单一的制导方式存在某些不足：
如红外制导易受敌方的干扰；
激光制导不能在恶劣环境和全天候使用；
惯性制导只依靠弹上惯性部件提供制导数据，而不依赖外部信息的自主制导方式；它的优点是不受外界的干扰，但是它的精度随射程的增大而降低。
比较先进的制导技术是卫星定位制导也称“全球定位系统制导”，是指制导武器接收全球定位系统在1993年已全部完成并投入使用，这个由24颗卫星组成的定位系统可用于各种军用与民用的定位与导航。如果在精确制导武器上安装全球定位系统的接收机，就可以在飞行过程中精确地测出自己的空间位置和飞行速度，用来修正惯性制导的误差。
虽然其作用与地形匹配制导相似，但是攻击前的准备工作却简单得多，所以用全球定位系统制导来代替地形匹配制导，可改善远程精确制导武器的性能目前的制导并不再某种单一的方式，而是采用复合制导的模式。例如全球定位系统/激光复合制导、全球定位系统/惯导导航复合制导、激光/全球定位系统/惯性导航复合制导等。
在海湾战争中，美军使用的“斯拉姆”远程空地导弹，中段为惯性制导，并通过弹上装的导航星全球定位系统接收装置修正惯导误差，在导弹飞临目标约15km时，转为末段制导，弹上的红外成像自寻的系统开始搜索捕获目标，并将探测到的目标区红外图像信息通过数据传输装置发回到跳跃引导飞机上，由飞行员根据实时红外图像选定目标要害部位，通过遥控将导弹的导引头瞄准目标的要害部位。
美国航空军械中心正在研制的小直径炸弹，第二阶段系统中包括一个末端寻的器和一个双向数据链路，寻的器的类型目前还没有确定，可能的选择包括相对简单的系统（如激光跟踪器）和复杂的3模式（红外/毫米波/激光）系统。在炸弹下落过程中，寻的器将在目标附近的有限区域进行搜索，保证炸弹飞向正确的目标。
在该项目中，数据链路是一个新的需求，用于向操作员反馈炸弹的位置及状态信息，操作员可通过数据链路终止炸弹的自主活动，转向由操作员控制，以保证炸弹飞向正确的目标。这种炸弹可全天候工作，通过抗干扰全球定位系统辅助制导系统，可在距目标110km的防区外以“近乎精确”的准确度对目标进行攻击。导弹加装惯性导航/全球定位复合制导系统，克服了激光制导不能全天候作战和易受干扰的缺点。只要目标的位置确定后，炸弹或导弹就能根据目标的位置数据自主地飞向该目标。惯性导航/全球定位制导系统提高了弹药的自主能力，但其制导精度不如激光制导，目前美国试图通过给钻地弹加装末制导装置或改用简易的差分全球定位制导系统来提高这种导弹的攻击精度。
F-15挂架上的GBU-39
【关联性】
“钻石背”计划属于武器研发计划，自身没有行动序列。
美国目前的弹药增程计划有“远射”计划（Longshot，此“远射”非彼“远射”）、“钻石背”计划等。
F-15战机挂架上的GBU-39，一个挂架可以挂4枚小直径炸弹，而单枚威力和传统的大型航弹相当
【影响】
它将使现在的大部分"杰达姆"系列弹药（JDAM）可以滑翔飞行，使其从“空中杀手”变成真正意义上的“空中猎手”。
GBU-39小直径炸弹是以色列空袭加沙的主力弹药，成为以攻击哈马斯的“杀手锏”。据报道，2008年以来，以色列战机在加沙空袭中，大量使用了从美国采购的GBU-39型小直径智能炸弹，摧毁了哈马斯武装组织的大量地下掩体和武器库。经实战检验，美以军方对GBU-39小直径炸弹战场表现相当满意。
B-2“幽灵”轰炸机在旋转发射器上携带的GBU-39
【评论】
“钻石背”计划发展比较快，而且是具有一定代表性的低成本、高性能增程组件。
与"铺路"等制导炸弹和"远射"等其他增程模块相比，有着与众不同的特点：
1、飞行距离远；
2、成本低；
3、轻便小巧；
4、兼容性好：适配多型弹药；
5、飞行轨迹灵活："钻石背"滑翔弹翼较大，可为改装炸弹提供较长滞空时间，可使炸弹在较大范围内机动飞行。
可无论如何认可"钻石背"，都不能否认这样的事实：可贵的创造力，竟然放在这种无聊的地方。
F-22A“猛禽”弹仓中可见4枚GBU-39B
【相关信息】
"钻石背"公开的主要物理常数：
全长：1.8米
翼展：19厘米
武器重量：285磅（130公斤）
弹头：206磅（93公斤）穿透性爆破碎片弹头
弹头穿透能力：2米厚的强化混凝土结构物，超过1米厚的钢筋混凝土结构物
引信：FMU-152A/B电子式联合可编程化引信，包括空炸和延迟模式
导引：全球卫星定位系统/惯性导航系统
圆形公算误差：5-8米
最大投掷距离：超过110公里
2007年9月5日，在美国爱德华兹空军基地起飞的F-22A“猛禽”战机首次投放小直径炸弹GBU-39
【代号说明】
"钻石背"是英文直译，也可以译作“钻石背后”、“钻石背面”，这样或许更容易理解代号的隐藏含义——光彩夺目的无价之宝后面，是死亡之翼。
还有一种更形象、更准确的名称为"菱形背"，这是因为"Diamond"也有"菱形之意。因为"钻石背"是一种串式联动弹翼组件，包括折叠弹翼、可以弹出弹翼的机械机构及飞行控制单元，形状为菱形，也就是这个菱形的弹翼具有“钻石”一般的尊贵。
然而由于"钻石背"的称谓已为大多数人接受，因此也就一直这样叫了下来。
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