原标题:“匕首”导弹在俯冲时减速?美分析师谈论高超音速武器的“缺陷”
5月5日,乌克兰政府军声称于5月4日用“爱国者”拦截了俄军“匕首”(Ракета,Kinzhal)高高超音速导弹,但俄国防部在5月16日发布的视频中显示,俄军发射的“匕首”高超声速导弹,成功摧毁了基辅的一处“爱国者”PAC3防空导弹阵地。且据CNN报道,匿名的美国官员透露,俄军在16日凌晨发动的空袭确实导致基辅的“爱国者”系统受损,经美国在评估后,将决定该系统是需要完全撤回还是仅由乌方派人现场修复。这显示出美国“爱国者”PAC3防空导弹战斗能力不足,因而西方“专家”团队试图为该导弹辩护。
图1 基辅地区爱国者PAC-3防空导弹残骸
但早在当地时间3月19日,俄罗斯国防部便曾宣布,俄罗斯空天军于3月18日使用“匕首”空射弹道导弹摧毁了位于乌克兰伊万-弗兰科夫州的一处乌军大型导弹和航空弹药库。这也是高超音速导弹首次投入实战。
高超音速导弹,指飞行速度达到5马赫,即5倍音速的导弹。而且高超音速导弹不仅快,其飞行轨迹非常特殊,我国高超音速导弹采用的即是“钱学森弹道”,导弹在大气上层进行”打水漂”式飞行;同时,高超音速导弹还可以进行10G以上的螺旋机动。极高速度和难以预测的飞行轨迹结合,大大增加敌军空天防御系统的识别和拦截难度,从而确保高超音速导弹有效地击中目标,具有先发制人的战略优势。因而被认为是航空史上的第三次革命。俄罗斯研制的“匕首”即是一种空射火箭助推滑翔体高超音速导弹,最高速度达到10马赫,最大射程为2000公里,能够携带常规或核弹头,并能攻击地面和海上目标。
而在美国《国防新闻周刊》(Defense News)杂志上发表的一篇文章中,来自麻省理工学院的大卫·怀特(David·Wright)认为,乌克兰声称的成功用美国爱国者拦截“匕首”导弹的说法更“值得信任”。怀特从技术上讨论了中程高超音速导弹由于飞行速度波动而存在的脆弱性,称“匕首”及其所属的中程高超音速武器离技术距成熟尚且遥远:“‘匕首’的最大速度约为10马赫,但当它开始穿越密度较大的大气层以捕获地面目标时,速度急剧降低。据计算结果估计,在俯冲过程中,‘匕首’会严重减速,从而使乌军配备的‘爱国者’导弹有机会进行拦截。”
同时,怀特引用了一些“技术建模”资料,显示在美国现为空军开发的ARRW高超音速导弹和为海军开发的CPS高超音速导弹也“可能会受到防空导弹的拦截”。根据其说法,可通过计算表明,如果进行大幅度机动,导弹速度将会由于滑翔阶段导弹受到空气阻力的影响而显著降低,并在穿过更密集的大气层时进一步下降,从而更易被地面目标拦截。
怀特认为,唯一能解决这个问题的方法是增加高超音速武器飞行的初始速度。然而,这将导致导弹机身生热更加严重,这也是在发展这种武器时的主要障碍。另外,增加速度也会影响导弹尺寸和重量,从而限制其载荷能力。
他认为,安装像直流喷气式发动机这样的动力装置可以帮助导弹在滑行阶段保持所需速度。然而,这些发动机虽在正常情况下较为可靠,但是在俯冲阶段仍难以对抗空气阻力。这一问题意味着它们不能解决速度下降问题,从而导致高超音速导弹不能免于被拦截的威胁。
直流喷气式发动机是一种涡轮发动机,特点是完全依赖通过压缩空气与燃料混合后点燃产生气流提供推力。直流喷气式发动机推力大、加速快、设计简便,适合高速飞行;但燃油消耗率高、噪音大、推进效率低,不适合长航程和低空飞行。
根据怀特的说法,这个问题是高超音速武器的共性问题,无论是目前没有这类武器列装的美国,还是列装“锆石”(Zircon)的俄罗斯或列装DF-ZF的中国来说,都难以解决。因而怀特表示,与中程弹道导弹相比,高超音速导弹没有带来任何技术突破,反而同样容易受到先进空中导弹的攻击,存在根本性的缺陷。在“匕首”上的教训可能成为俄罗斯的警钟,同时也应受到美国重视。美国需要因此明确区分高超音速导弹的实际潜力和分配给其研发的资源。
然而,俄罗斯方面认为,这位所谓的分析师怀特对高超音速导弹的脆弱性的说法很难合乎实际。因为他对“匕首”的计算推理,仅仅基于一张基辅市长克利钦科在非“匕首”部件的不明物品旁的照片所展示的外形。
图2 克利钦科在非声称为“匕首”残骸的不明物品旁的照片
同时尽管怀特高谈高超音速导弹“缺陷”,但不论从其判断是否合乎实际,各国对具有高机动性、高穿透力和高打击效果的高超音速导弹不会放弃,且都在加快研究速度。目前,世界上能够成功研发出高超音速导弹的国家只有俄罗斯、中国、美国、印度和朝鲜。而俄罗斯和中国的技术领先,已经实现了高超音速导弹的成功研发。美国和印度的技术还在测试阶段,而朝鲜的技术可靠性尚不清楚。
俄罗斯主要有三种高超音速导弹,除“匕首”外,一种是“先锋”(Avangard),这是一种洲际高超音速滑翔飞行器,初始阶段由洲际弹道导弹提供动力,最高速度超过20马赫,除常规弹头外也能够携带核武器,并在100公里的高度以大于20马赫的速度机动。另一种即是“锆石”,一种高超音速巡航导弹,可以从水面舰艇和潜艇上发射,以9倍音速的速度飞行,打击1000公里以外的水上和地面目标。它被认为是世界上第一种防空系统无法击落的高超音速导弹,也是俄罗斯的“王牌”武器之一
图3 “先锋”洲际高超音速滑翔飞行器
中国主要有两种高超音速导弹,一种是DF-17,一种陆基火箭助推滑翔体高超音速导弹,最高速度达到10马赫,最大射程为2500公里。另一种是DF-ZF3,一种陆基或空射火箭助推滑翔体高超音速导弹,最高速度达到12马赫,最大射程为3000公里。两种都能够携带常规或核弹头,并能攻击地面和海上目标。
图4 DF-17陆基火箭助推滑翔体高超音速导弹
美国主要有两种高超音速导弹在测试,一种是AGM-183A ARRW,是一种空射火箭助推滑翔体高超音速导弹,最高速度达到20马赫,最大射程为1600公里。另一种是C-HGB,是一种陆基火箭助推滑翔体高超音速导弹,最高速度达到17马赫,最大射程为2000公里。
图5 AGM-183A ARRW空射火箭助推滑翔体高超音速导弹
印度高超音速导弹“燃烧”(Shourya)HSTDV正在测试阶段。朝鲜研制的高超音速导弹,则于2021年9月28日试射,但具体型号和性能尚不清楚。
图6 “燃烧”(Shourya)HSTDV模型
其他有一定能力可能完成研制与列装的国家也逐渐开始研制过程。例如日本当前正在研制高超音速巡航导弹其速度预期可以达到5马赫及以上,预计于2030年部署。
但高超音速导弹的出现也给国际安全和军控切实带来了新的威胁和挑战,需要各国加强合作和对话,避免军备竞赛和战略误判。
而在这种情况下,俄罗斯空天军动用装备数量并不多的“匕首”导弹打击乌“爱国者”PAC3防空导弹阵地,也从一个侧面反映出俄军当前的窘迫。俄军虽曾规划到2015年至少装备5个导弹旅,每个齐装满员的导弹旅应装备108枚9M723“伊斯坎德尔”M。但实际受经济情况制约,时至今年俄军才勉强完成3个导弹旅的换装,且不得不将其中1个满员率最高的导弹旅部署到了加里宁格勒,对北约国家波兰境内的“爱国者”反导基地实施威慑。因而在俄乌冲突中,俄军充其量仅能投入2个不满编的9M723“伊斯坎德尔”M导弹旅。其库存导弹和新导弹生产是否充足十分存疑。(郑东海)返回搜狐,查看更多
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