【深度分析】超高声速武器的未来何去何从
俄罗斯国防部称俄军2022年3月18日首次使用“匕首”高超声速导弹击毁乌克兰军事目标。对于2023年5月中旬的“爱国者”—“匕首”之争,俄罗斯国防部部长绍伊古表示,乌方宣称的俄“匕首”导弹被拦截数量远大于俄方发射数量,俄军的打击目的已达到,所有指定目标均被击毁。“匕首”高超声速导弹是人类第一款投入实战的高超声速导弹,它的研发经历了怎样的困难,有何过人之处,怎么样影响战场态势?
目前,世界上现役的高超声速武器的盘点中常常可以看见俄罗斯武器的身影,诸如“先锋”高超声速导弹、“锆石”高超声速导弹等装备都反映出当前俄军追求高速度武器在破防敌方防空系统所拥有的非对称性。“匕首”系统于2018年才正式公开亮相,其两大组成部分导弹本体和发射载机米格-31均是这一思路下的产物。
“匕首”系统导弹部分由俄罗斯现役最先的战术弹道导弹——“伊斯坎德尔”-M导弹改进而来。“伊斯坎德尔”-M战术导弹是一种单级固体导弹,具备全程机动能力,特别是飞行末端能以20-30 g 的过载进行机动,再配合5-7马赫的高速,其突防能力异常强悍,打击精度可达2-3米,可搭载常规弹头或者核弹头,能适应任何复杂天气。为使“匕首”顺利完成空射空投,其尾部加装了整流罩来降低挂载导弹产生的气动阻力,同时使用了热防护材料,解决高速飞行时产生的气动热问题。
米格-31是世界上为数不多的接近“双3”飞行(可在3万米高空飞行,最大飞行速度约3马赫)的高空高速战机,超声速巡航能力出色。搭载两台彼尔姆发动机设计局的D-30F6加力涡扇发动机,单台最大推力为93.1千牛,加力推力为151.9千牛。不加油时作战半径为720千米,经过一次空中加油,能增加6-7小时航时。拥有较强的空中机动能力,通常有8个外挂架,但搭载“匕首”导弹的机体一次只携带一枚“匕首”导弹。
“匕首”结合了“伊斯坎德尔”-M导弹和米格-31的长处,成功将两种高速武器结合在一起,达到了“1+12”的卓越效果。普京曾称其为“世界上所有大国军队都想拥有的理想武器”。
“匕首”的发射载机米格-31虽然限制了“匕首”弹头的质量,但更快的载机给予了“匕首”发射前更大的初速度。导弹发射过程是先让运载平台加速到一定速度给导弹一个较快的初速,随后火箭发动机点火将导弹提升到4马赫时,超燃冲压发动机点火将导弹推到10马赫的速度。
而米格-31除了给“匕首”提供初速度外,其自身的空中加油功能也可长时间在空中飞行,使本就具有超高速度的“匕首”同样保持“巡航状态”。此外,米格-31本身的机动能力也赋予了“匕首”不同于传统地面发射系统的灵活性。
米格-31还能有效增加“匕首”的射程,在有机组随行加油、护卫的情况下,米格能扩大“匕首”的初始作战半径。此外,“匕首”的自身射程远超它的前代“伊斯坎德尔”-M。即使在脱离了发射平台后,由于“匕首”具有超过2马赫的初始速度、1万米的初始高度,其最远可达到1000千米的射程,能给敌人造成重大杀伤。
匕首是一种近战中用于短距离迅速突防的武器,而“匕首”高超声速导弹也恰如其名,力求实现超高速、高毁伤、高突防能力三位一体。
通过多段推进的方式,“匕首”无疑是战场中的刺客,其10马赫的速度远超当今世界上绝大多数导弹,快速缩短了对方陆基和机载传感器进行探测和跟踪、反应时间。有研究表明,当飞行速度达到5马赫以上时,仅依靠速度就能达到97%以上的突防概率,而“爱国者”飞行速度则只有6倍声速。
“匕首”也是多段机动,准确寻敌的好手。首先,它可以在飞机飞行中实施机动,修正弹道。在助推段通过发动机尾喷口的燃气舵进行机动,在中段和末段通过尾部的气动舵面进行机动,敌方防御系统很难准确预测其飞行轨迹。“匕首”还装有主动雷达导引头,在末段可主动跟踪目标,提高命中率。
在进攻的过程中,“匕首”可当作高超声速突防的有效手段。由于其速度快、射程远,一方面能够避免米格-31被敌方打击,另一方面可有效攻击敌方的主要防御系统,从而为速度较慢的非隐身武器扫清道路,使其能够迅速深入对抗激烈的空域或海上通道,赢得主动权,把战争带入“读秒”时代。
时至今日,高超声速武器的发展依然面临热保护难度高、难以通讯与遥控的问题,“匕首”及其后继者能否发挥更大的作用,可能还需要更加多的战场实践来指导和检验。
《现代防御技术》1973年创刊,是由中国航天科工集团有限公司主管,北京电子工程总体研究所主办的学术技术性刊物,双月刊。办刊宗旨为:立足航天高科技领域,分析国外最新防御思想与技术发展动态,积极地推进现代防御技术探讨研究和创新,引领国内外同行业间的技术交流,促进先进的技术在现代国防中的应用和跨越式发展,为读者提供具有独创性、实用性和前瞻性的信息。
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