长剑-100靠什么实现4马赫突防?美军胆寒

速度和射程,难以兼顾的矛盾体

我们知道,“长剑”-10巡航导弹射程超过2000千米,解决了远程精准打击的问题。然而在导弹领域一直存在着一个难题——速度和射程,这两个对现代导弹而言最为重要的指标,却是一对难以兼顾的矛盾体,“长剑”-10采用涡轮喷气式发动机,虽然油耗低,射程远,但它一直采用0.7左右高亚声速巡航速度。随着现代防空反导武器技术的不断发展,世界上现役的高亚声速巡航导弹都面临严峻的考验。

在叙利亚战争中,美国从潜艇和水面舰艇上发射“战斧”远程巡航导弹攻击叙利亚重要目标,但据叙利亚方面声称,有4成导弹被其成功拦截,虽然这一声明略显夸大,但据事后分析,的确有相当数量的“战斧”被防空反导系统击落,原因就在于“战斧”太慢。

那么要解决速度慢容易被拦截的问题,就必须将导弹的速度提起来,世界上目前不是没有现役的超声速巡航导弹,比如印度的“布拉莫斯”,然而其飞行速度虽然达到3马赫级别(实际为2.5~2.8马赫),很难被防空系统拦截,但它比冲较小,射程仅为280千米(虽然这是由于受限于国际武器条约,但即便没有条约,“布拉莫斯”的射程也无法超过500千米)。

如何才能既实现高速突防的目的,又能兼顾更远的射程呢?俄罗斯曾推出“俱乐部”双速潜射导弹,采用双段双模发动机的模式,在巡航段采用喷气式发动机提升射程,在末段则采用火箭发动机将速度提高到超声速,实现高速突防。那么中国科研技术人员,是采取怎样的方法,既保证导弹射程,又兼顾导弹速度的呢?

解决方案:独特的三级结构和飞行弹道

与现役的巡航导弹多采用两级结构(其中第一级为助推级,采用火箭发动机助推器,在发射后燃料燃尽自行脱落;第二级采用涡扇或涡喷发动机,长时间飞行直至击中目标)不同,“长剑”-100采用目前独创的3级结构,这也是其之所以能实现射程和速度兼顾的主要原因所在。

其中,“长剑”-100的第一级采用传统的固体火箭发动机助推器,点火后导弹从发射筒射出,然后快速提升速度并爬升高度,待到“长剑”-100进入数万米的高空之后,这时第一级火箭发动机燃料燃尽,作为死重与发动机脱离,同时帮助导弹进一步加速。

此时注意,“长剑”-100导弹从第一阶段的爬升加速阶段,进入了第二阶段,巡航阶段。但凡是超声速、高超声速巡航导弹,都必须采用高弹道巡航模式,这是其与亚声速巡航导弹的重要区别之一。

亚声速巡航导弹以0.7~0.9马赫较低速度巡航,在低空空气阻力较小,完全可以实现长距离低油耗的巡航飞行;但超声速/高超声速导弹,其飞行速度高,在中低空空气密度大、粘稠,阻力极大,根本无法实现经济油耗条件远程巡航,因此只能选择空气稀薄的高空巡航飞行。

在高空飞行时,第二级的固体冲压发动机开始工作,巡航阶段结束后,导弹开始脱离第二阶段助推器,依靠第三段的高超声速布局的乘波体弹头,进入第三阶段高速滑翔飞行阶段。

在这一阶段,飞行弹道呈不规则状,以规避敌军防空反导系统的探测和打击,同时弹体开始在末段迅速降低降低高度,将势能转换成动能,速度不断增加,从巡航阶段的3.5马赫左右,进一步加速到4马赫甚至于5马赫。

综合来说,“长剑”-100采用固体冲压发动机在空气稀薄的临近空间飞行,飞行阻力大大减小,使得导弹巡航速度相比采用“高空弹道”的“布拉莫斯”进一步增加;同时阻力小了油耗自然也低了,导弹的射程大幅延长。加上“长剑”-100无动力阶段采用“水漂弹”的滑翔弹道,这也能在一定程度提升导弹的飞行距离。

所以,临近空间的超高弹道,加上火箭+固体冲压发动机+滑翔弹道的三级结构,是“长剑”-100实现“速度和射程兼顾”目标的主要原因和手段。

结语

“长剑”-100的列装服役,使其成为现役速度最快、射程较远的战略巡航导弹,末段4马赫以上的突防速度,给现役防空反导系统带来了极大拦截难度和挑战,将大幅增加火箭军在第二岛链内的远程作战能力,是震慑敌胆的“撒手锏”!

长剑100刚亮相就过气了

阅兵式上出现的这款导弹在发射箱侧面写着巨大的“DF-100”,虽然按保密干事的传统观点,写着DF-100未必说明他叫东风-100,但现场的解说词其实说的蛮明白了,这个“DF”读作“长剑”,如果加上之前可以算确有其事的“鹰击-100”的传闻,这一款导弹有仨前缀的待遇,在我国的导弹领域里就算不是空前绝后,也是相当罕见了。

虽然我国的导弹命名体系相比上世纪60年代设定的时候已经出了不少偏差,比如多出了“长剑”这样的巡航导弹代号,“鹰击”则从单纯的空射反舰导弹变成了绝大多数反舰导弹(这时候什么东风-21D、鹰击-18B之类的特例还得排除)的统称,至于原本的“海鹰”岸舰导弹和“上游”舰舰导弹则干脆后继无人……但一款导弹能够三个代号,表明它在研制之初承担的任务之多而繁杂,也确实无愧于世纪之交解放军“杀手锏”项目赋予它的期望。

如今只要是反舰导弹,那从哪儿发射的都得叫鹰击-XX当然说起当年的“杀手锏”,更早服役和参加阅兵的长剑-10(写作DF-10)巡航导弹更为人所知,同时也前后有过三个不同的型号前缀。不过前缀虽多,长剑-10从头到尾都是一款非常纯正的对陆攻击的亚音速巡航导弹,而采用冲压发动机作为主动力的长剑-100的作战对象除了地面目标之外,以航空母舰为代表的海上大型水面舰艇同样也在其规划之中。这种反航母/对陆攻击的双重要求,无疑大大增加了该型导弹的研制难度,特别是在本世纪初中国的技术水平和远海侦察跟踪力量都很薄弱的时期,想让该弹具备合格的作战能力自然是难上加难。

毕竟在2000年前后,运-8警戒机是少有的几款可以承担远程目标搜索和引导的装备之一有关该弹的大致飞行流程,养鸡大佬的作品里已经有了相当详尽的介绍,在此施佬就不再赘述。由于距离海平面20-100公里的高度范围都可以称作临近空间,该弹也就和后来研制的不少更加先进的导弹型号共享了这个时髦的飞行范围。不过相比之下,长剑-100在临近空间里的高度并不高,加上飞行速度也没有进入高超音速的范围,加上其以传统的亚燃冲压发动机作为主动力,该弹的技术水平比起采用弹道式原理的一系列反舰导弹武器来说,还是“平淡无奇”了不少。

从突防的角度来说,长剑-100使用的依然是比较传统的高空高速逻辑,只不过相比冷战期间马赫数2-3的速度和15000米左右的高度而言,有了进一步的提升。对于先进的防空系统武器系统而言,尽管在导弹飞行过程中,尤其是其弹道末端的下降俯冲段对其进行拦截依然是有一定效果的,但进一步强化的高空高速性能,确实还是能有效提升对其的拦截难度。

当然冷战时期这个高度的目标极少,因此当代舰空导弹对付这种目标都不太在行说到世纪之交、4倍音速、使用亚燃冲压发动机、采用高空高速模式突防的远程巡航导弹,施佬自然就想起了一款曾经让中国军迷感到“绝望”的美制武器研制计划——“快鹰”巡航导弹。这种上世纪90年酝酿,并在1997年一度投入研制的导弹号称具备4马赫的速度和2万米以上的飞行高度,并能携带700磅的战斗部达到1500公里的射程,几乎能够让当时正在苦练“新三打三防”的解放军大多数防御手段失效。当然“快鹰”项目后来完犊子了,美国转而投入到技术更复杂、速度更快的各种超燃冲压发动机的研制中去,但在当时,这款导弹概念的性能特点无疑深刻影响了解放军类似装备装备的研制方向。

当然这种影响主要是性能指标上的,在采用的技术上,中国当然是更加的联系实际作为一款研制开始时间比较早的导弹,长剑-100导弹的所面对的条件要比当代我们所期待的各种新武器要恶劣得多,一方面我军所面对的对手海空力量相对而言要更加强大,另一方面,当时的解放军所能提供的目标搜索指示、持续跟踪、中继制导等相关配套的能力远不如现在这么瓷实。所以在最早的设计中,导弹不仅要求具备高空高速的飞行能力和攻击移动目标的能力,还要具备足够强的目标搜索能力,以便在缺乏甚至失去体系支援的时候像一个孤胆枪手一般自行作战,仍然具备一定的作战能力。

由于弹道从发射到命中需要的时间较长,因此自行搜索一定程度上也是必须的技术这样的设计加上在临近空间高速飞行的需要,使得导弹的总体设计异常复杂:既要在导弹头部留出足够空间用于引导头的设置,又要保证有足够高效率的进气道保障发动机的运行需求,还要为导弹提供足够的机动性以便在俯冲下降攻击过程中调整导弹姿态命中目标——对于当年上马“杀手锏”的中国,研制一款类似“战斧”巡航导弹的武器尚且花了那么多年,对于技术难度更高的长剑-100而言,即便中国在冲压发动机领域有一定的技术积累,要花很长时间研制,再经过数年的调整优化,也不是一件怪事。

早年曝光的长剑-100发射车,当时还使用六轴车以满足导弹的长度需求当然正所谓“江山代有才人出”,长剑-100今年和东风-17一起出现在阅兵场上,多少给人一种时代变了的感觉。反舰弹道导弹的出现,再加上高超声速技术的运用,当代的远程对陆和反舰武器所能达成的打击效果已经超出了传统超音速反舰巡航导弹所能达到的水平。而在这一波新一代反舰武器技术革命中,对反舰导弹需求最迫切,同时也拥有足够技术基础和经济实力的中国又处在第一集团的靠前位置。在这样的情况下,长剑-100虽然在性能上依旧有其特点,且其巡航导弹的技术特性决定了其任务二次任务规划能力要比弹道式武器更胜一筹,但其存在感的“日益稀薄”在某种程度上已经基本确定了。

Show CommentsClose Comments

發表迴響

這個網站採用 Akismet 服務減少垃圾留言。進一步瞭解 Akismet 如何處理網站訪客的留言資料

%d 位部落客按了讚: