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观点 2019-03-25 07:03

导弹技术趋势:技术发展

郭道平 摘自 英国国际战略研究所网站

2019年3月11日,英国国际战略研究所(IISS)网站发布题为“Trends in Missile Technologies”的博客文章,作者是军用航空航天高级研究员道格拉斯·巴里。博文评述了导弹技术领域的发展,涉及导弹的军备控制、速度、准确性和扩散等几个方面。其中有关导弹技术发展的主要内容如下:

无论哪类系统以及需求性质如何,准确性、射程和速度都是制导武器设计的驱动因素。总之,将其综合起来有助于提高导弹的总体杀伤效能。而对速度的考虑也与提高导弹的生存力有关。

如果仅使用少量武器进行攻击,则需要有很高的目标击中概率。如果使用数量更多的武器,则可以接受每轮攻击时击中目标的概率较低。

这3个性能指标彼此矛盾,而在导弹设计中要根据作战需求以及弹头的种类和大小来对准确性、射程和速度进行权衡取舍。传统上,导弹的准确性得益于它以相对较低的速度飞行,这样可以为目标捕获或识别提供充足的时间,所需时间具体取决于终端导引头或制导套件的类型。适度的亚声速巡航速度也有助于提高最大射程,因为所采用的推进装置具有相对适度的燃料需求。扩大导弹射程也降低了发射平台的风险。

直到20世纪70年代初,随着准确度的提高,美国才开始重新关注巡航导弹。核弹头的AGM-86B空射巡航导弹于1982年12月入役,而常规弹头的AGM-86C改型则在1991年与伊拉克的战争中投入使用。与空军的努力并驾齐驱,海军资助了BGM-109“战斧”的开发,最初也是作为核导弹使用。与AGM-86C一样,常规弹头的BGM-109C于1991年首次用于“沙漠风暴”行动。与20世纪50年代的系统相比,采用常规弹头的巡航导弹大大提高了准确性。

美国使用常规弹头巡航导弹进一步激发了欧洲的兴趣。20世纪90年代,法-英和德国分别开始研制SCALP EG /“风暴阴影”和“金牛座”。两者都采用红外成像导引头进行末制导,利用惯性和卫星导航进行飞行中段校正。美国AGM-158 JASSM使用相同的制导方法。

这3种导弹都以高亚声速飞行,同时依靠信号特征管理和飞行剖面来降低脆弱性。然而,在武器开发对抗模型中,防空设计者日益致力于扩大对敌方发射平台和巡航导弹的探测和交战范围。俄罗斯和中国继续发展性能越来越高的地对空导弹系统,以提供分层覆盖。当40N6导弹入役时,俄罗斯S-400“凯旋”(SA-21“咆哮者”)对雷达信号特征很强的大型非机动目标(例如B-52H轰炸机)的最大交战距离达400公里。SA-21可以使用3种不同射程的导弹来提供分层防御。

面对性能越来越高的防空系统,巡航导弹设计师再次将速度视为与之较量的手段。导弹速度更高不仅提高了其生存力,而且对于给定的射程显着缩短了其到达目标所需的时间(取决于马赫数)。巡航导弹要对抗的防空系统许多都是移动式的,可以快速变换发射地点而成为时敏目标。因此,导弹需要捕捉发射窗口以达到预期效果:例如在敌导弹发射之前就要消灭其发射阵地。

法-英已经开始研究SCALP EG /“风暴阴影”的后继武器系列,称为未来反舰巡航武器,其巡航速度包括超声速和潜在的高超声速。超声速范围从1马赫到5马赫,高超声速为5马赫以上。与此同时,美国也有一系列在研的高速导弹项目,从固体推进剂的AGM-183A空射快速反应武器和高超声速常规打击武器到高超声速吸气式武器概念等系统。与此同时,中国和俄罗斯也在研究高速滑翔飞行器(HGV)和巡航导弹系统。设计这些系统的动因与美国及其盟友相同——在对抗改进的地对空导弹系统时能够提高武器的生存力,并缩短与时间关键目标的交战周期。空中和导弹防御系统面临的挑战,包括应对弹道导弹、高速滑翔飞行器和巡航导弹以及亚声速导弹,这些导弹分别在外大气层到高空(即30000-50000米)和几十米的低空飞行,这也是中国和俄罗斯需要考虑的一个特殊因素。

速度、机动性和信号特征控制(红外、雷达散射截面和电磁辐射)都是巡航导弹设计时应考虑的因素。在提高机动性时,高速武器面临的一个挑战是速度越大,机动过载对弹体产生的压力就越大。这需要弹体更为坚固,但同时会使其重量增加,而在其他因素都相同的情况下,弹体更重将缩短其射程。由于表面摩擦加热,高速导弹还具有更大的红外信号特征,从而更容易被红外传感器发现。进攻性武器系统设计师需要考虑是否接受红外信号特征增大,即提高速度所带来的益处能否补偿在更大的射程内易被敌方红外探测的不利影响。极高的巡航速度和末速度在与防御者对抗中可以提高导弹的生存力。此外,如果导弹精度在几米的数量级,那么在非常高的速度下,摧毁某些类型的目标将不再需要弹头,武器本身的动能就会产生预期的效果。

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