俄罗斯试射“先锋”导弹 可高速中变轨规避拦截

2019/03 31 08:03

俄罗斯“先锋”高超音速导弹近日试射成功。对此,美国战略司令部司令约翰·海滕称“没有任何防卫手段,可以抵御这种武器的攻击”。俄罗斯国家电视台也将“先锋”导弹称作“游戏规则改变者”。

俄罗斯总统普京称,“先锋”导弹系统领先于美国的防空导弹系统,将在今年列装俄军。

俄罗斯“先锋”导弹到底有多厉害?它的出现让世界各国的高超音速导弹再次成为被关注的焦点。

谈兵·出世

它改变了游戏规则

俄罗斯在高超音速飞行器方面的基础能力一直较强,早在上世纪70年代就研究出玄武岩导弹、花岗岩导弹等超音速3倍的导弹。在几年前俄罗斯便报告其高超音速新技术已进入飞行验证阶段,并研制“新一代发射技术”高超音速试验飞行器。当时预计的速度可达6马赫至14马赫。2016年末,俄罗斯成功试飞代号4202的高超音速武器,搭载于RS-18洲际弹道导弹,在高空阶段的速度可以达到15马赫,峰值达到20马赫以上。

本次俄军试射的“先锋”导弹,是一款高超音速助推滑翔导弹(HGV),于2018年12月26日从位于俄罗斯乌拉尔南部奥伦堡州的杜巴罗夫斯基导弹基地试射,在飞行6200公里后,导弹成功命中位于堪察加半岛库拉靶场的假想目标。也就是说,导弹基本是从俄罗斯的亚欧交界处,横穿了俄罗斯领土的亚洲部分。发射时,俄罗斯总统普京在莫斯科的国防指挥中心全程观摩了整个过程,并高兴地宣称:“‘先锋’系统将战无不胜,这是献给俄罗斯最好的新年礼物。”普京还宣称这款导弹将在今年列装俄军。

根据俄罗斯媒体的报道,“先锋”导弹发射使用的载具,是先用UR-100N洲际导弹作为助推段,将搭载“先锋”系统(内置3枚导弹)的载荷段送至距地面10万米的高空,然后 “先锋”系统的滑翔导弹启动自带的冲压发动机,使导弹进一步加速,扑向目标。

在这个过程中,“先锋”导弹能达到很高的速度,即20倍音速,相当于每秒钟接近7000米。不仅如此,在接近目标之前,导弹还可以进行多次变轨的规避飞行,从而避开各种拦截武器。

由此可知,先锋导弹的主要看点有两条:一是其最高速度可达20马赫,二是在如此高速下,还能做到巡航变轨飞行,规避拦截。

此外,先锋系统在一枚载荷段中包含三枚导弹,而这三枚导弹在开始巡航滑翔之后,能够进行不同的变轨。所以实际效果就是,俄军发射一枚洲际导弹后,就能放出3枚弹头,从不同的轨迹向目标扑去。这将大大增加拦截的难度,从而提升命中概率。

传统导弹对付拦截的方式,或者是变轨,或者是在接近目标时发射一个假的弹头引诱拦截导弹,使得真弹头命中率更高。而先锋系统“一炮三响”,无疑大大提升了威力。

在传统的导弹分类中,巡航导弹可以进行机动变轨,但速度通常较慢。弹道导弹的速度比较快,但弹道固定,调整困难。而先锋导弹则同时具备高速、变轨和多弹头功能,从而获得一加一大于二的效果。

谈兵·威力

“15分钟打到美国去”

对俄罗斯而言,“具备打击美国的核战能力”是保证本国安全的决定性因素。而“先锋”导弹的问世,无疑在俄罗斯这方面添上了厚厚的筹码。

首先,先锋导弹的速度高达20马赫,每分钟飞行400多公里。这意味着如果导弹从俄罗斯境内发射,飞抵美国首都华盛顿,并投放常规弹头或核弹头仅需15分钟。这个速度,比现役洲际导弹的飞行时间缩短了一半左右。这不但使得俄军的反击可以更快启动,也使得美军的防御时间大为缩短,从而增强命中率。

更重要的在于巡航变轨。“先锋”导弹具备在大气上层多次非常规变轨机动的能力,这就使得美军即使观测到先锋导弹的发射,也很难根据其初期轨迹判断出其后期轨迹和袭击目标。先锋导弹还可以通过机动变轨,避开美军的拦截系统覆盖区,或引导美军拦截系统做出误判,甚至临时改变攻击目标。这就使得美军现役部署的拦截系统,无法防御俄军的攻击,从而沦为耗费巨资的虚设品。

谈兵·御风而行

这种发动机让一切成为可能

导弹要飞得快,首要决定因素是动力;螺旋桨飞机能达到几百公里的时速,喷气式发动机使得飞机突破音速;而达到“高超音速”,要点则在冲压喷气发动机,这种发动机被誉为世界航空史上第三次大革命。

冲压喷气发动机,简单说就是把飞行中产生的迎面气流“吞”入发动机,利用这高速的气流冲击,使发动机内的空气压力剧增。这样压缩后的空气进入燃烧室,与燃料混合燃烧,生成的高温燃气在喷管中膨胀,再以更大的速度朝后面加速排出,从而产生推力。这样,飞行器本身飞得越快,迎面来的气体越猛烈,由此产生的后向推力也越大。

传统飞行器速度越快,迎面而来的空气阻力越大,于是速度越难以增加。而冲压发动机把迎面而来的空气阻力转化为发动机的更大推力。当然,冲压喷气发动机必须在产生一定初速度之后,才能生效。

本次俄罗斯测试的“先锋”导弹,便是采用了最新研发的冲压喷气发动机。从理论上说,在未来达到30马赫的峰值高速,从而使得整体的平均速度提升到20马赫以上,是可以实现的。

除了冲压喷气发动机之外,提速还要解决空气动力的问题。简单说就是为导弹或飞机设计最佳的外形,减少高速飞行时带来的阻力。或者,也可以逃离大气层,在稀薄的太空中飞行,摆脱空气阻力。

还有一种“助推-滑翔”方案,首先通过火箭助推器发射,使之飞升到几十公里以上的高空。之后,弹头在大气层外惯性飞行,飞行一段距离后再次进入大气层。进入大气层后,导弹可以采用三种方式飞行。

第一种方式是依靠导弹本身具有的高速,气动产生的升力,做远距离跳跃,甚至再次跳出大气层,称为“大气层打水漂”。第二种方式是直接在大气中进行滑翔机动飞行,并利用良好的气动布局,保持高速度。第三是通过加装的冲压发动机,做有动力的机动飞行。飞行至目标上空,开机对导弹进行末制导,引导导弹直扑目标,完成攻击。

谈兵·链接

世界高超音速武器发展

美国:与俄罗斯你追我赶

在高超音速武器方面,美国一直与俄罗斯你追我赶,很多方面居于领先。进入新世纪后,美国已经进行了多款高超音速武器的研发。

X-37B飞机,是一种空天两用战机。它以助推火箭发射或飞机投放、进入地球轨道高速飞行,在需要的时候再降落地面。X-37B无人驾驶全机重量5吨,可携带4吨至5吨的载荷,时速25倍音速,很难被常规雷达发现,而且能在太空轨道运行数百天。X-37B可以在太空完成侦察、投放卫星,也可以加装攻击武器系统。X-37B还可能直接从地球轨道上俯冲入大气层,对目标定点打击。2015年发射的X-37B在太空遨游718天后,于2017年5月降落。

X-51“冲浪者”高超音速冲压巡航导弹是美国对战斧巡航导弹的加速升级版。既具有精准定位和自动导航能力,又能高速飞行。导弹长4米,速度达到10马赫左右,射程高达6000公里。

而就在“先锋”导弹试射的近日,美军发布了新型高超音速导弹作战概念动画,其新型高超音速导弹挂载于B-52轰炸机上,跨越半个地球,对对手目标进行毁灭性打击,甚至可以机动躲过反导系统。由此可知,美国在高超音速武器上确实有“势在必得”的志向,也难怪他们对俄罗斯方面的成就如此不悦。

欧洲:已经颇有建树

欧洲诸强国在高超音速武器方面也是颇有建树。德国早在上世纪80年代就开展了高超音速飞机“桑格尔”的研制。21世纪,德国开始SHEFEX项目。SHEFEX I的最大速度为7马赫,而2012年6月发射的SHEFEX II的最大速度达到11马赫。

法国高超音速武器研发的重心在于发动机技术,其最大速度为8马赫。法国的新概念发动机以液氢为燃料。法国企图为自己的核武器寻找更加优良的投放载体。

日本:很早开始研发

日本在上世纪80年代即开始高超音速飞行器的研发,计划在新世纪完成新一代高超音速飞行器。

1986年日本正式开展轨道飞机项目,开始研究冲压喷气发动机。项目于1994年进行了首次轨道再入试验,1996年利用运载火箭将飞行器发射到100公里高空,实现了10马赫速度。然而由于日美广场协定后,日本经济逐渐停滞,最终停止了HOPE-X项目。

印度:与俄合作研究

印度于2014年宣布,将和俄罗斯研制“布拉莫斯”反舰导弹的高超音速型号,该导弹的速度可达6到7马赫。此外,印度还计划研发至少5倍于音速的喷气式战斗机,并称将是美国的X-43和X-51实验型飞行器之后的全球第三。 本版文字 杨益

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