巡航導(dǎo)彈的基本特點(diǎn)
巡航導(dǎo)彈以其發(fā)射靈活、打擊精度高、可攜帶多種戰(zhàn)斗部靈活地利用地形進(jìn)行突防等顯著優(yōu)勢(shì),成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的首發(fā)制勝武器。從1991年美國(guó)對(duì)伊拉克的“沙漠風(fēng)暴”行動(dòng)開(kāi)始,戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈在美國(guó)此后的歷次戰(zhàn)爭(zhēng)中均被大量使用。 巡航導(dǎo)彈的基本特點(diǎn)
現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈通常以亞聲速或超聲速飛行,能夠自動(dòng)導(dǎo)航,并且能夠在非常低的大氣高度按照非彈道軌跡飛行。巡航導(dǎo)彈可以分為兩大類(lèi):陸地攻擊和反艦。巡航導(dǎo)彈通常非常昂貴,并有復(fù)雜的導(dǎo)航裝置,這兩個(gè)考慮因素使其擴(kuò)散程度降至最低。無(wú)論如何,在看到美國(guó)成功使用對(duì)地攻擊型巡航導(dǎo)彈后,許多國(guó)家對(duì)獲得生產(chǎn)這些導(dǎo)彈的能力表現(xiàn)出越來(lái)越大的興趣。巡航導(dǎo)彈是最難探測(cè)和攔截的空中目標(biāo),這使得這種導(dǎo)彈特別適合對(duì)抗靜態(tài)防空炮兵系統(tǒng)。 巡航導(dǎo)彈可靠、準(zhǔn)確、生存力強(qiáng)且具有殺傷力。它們可以從陸地、空中或海上發(fā)射。巡航導(dǎo)彈很難被發(fā)現(xiàn),可以在低空以迂回路線(xiàn)飛行以避開(kāi)戒備森嚴(yán)的地區(qū),并且可以從任何方向攻擊?,F(xiàn)在的巡航導(dǎo)彈可以非常準(zhǔn)確地?fù)糁心繕?biāo);未來(lái)更智能、更機(jī)動(dòng)、更精確的導(dǎo)彈將構(gòu)成更大的威脅。由于飛機(jī)和機(jī)組人員不會(huì)處于危險(xiǎn)之中,因此巡航導(dǎo)彈非常適合在密集防御的地區(qū)打擊高價(jià)值目標(biāo)。 吸氣式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的使用,讓巡航導(dǎo)彈的射程更遠(yuǎn),并且能夠以亞聲速在距地面不足50米的低空。其飛行路徑一般經(jīng)預(yù)先設(shè)定,由全球定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和地形匹配系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo),有效提高了其打擊精度,優(yōu)化了突襲,還可以有效避開(kāi)對(duì)手的空中防御,其終端導(dǎo)引頭進(jìn)一步將打擊精度提高到了10米以?xún)?nèi)。巡航導(dǎo)彈可攜帶各種常規(guī)彈頭,也可攜帶大規(guī)模殺傷性彈頭。 飛行速度 現(xiàn)役大多數(shù)巡航導(dǎo)彈采用小型渦輪噴氣或渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),以亞聲速飛行(通常馬赫數(shù)0.5~0.8,或在海平面上以每小時(shí)400~600英里的速度飛行)。然而,有些導(dǎo)彈可在沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下以超聲速飛行(通常是馬赫數(shù)2~3,或每小時(shí)1500~2300英里),但這些導(dǎo)彈的射程通常比亞聲速導(dǎo)彈短。在其他條件相同的情況下,提高巡航導(dǎo)彈的速度可減少防御方在發(fā)現(xiàn)來(lái)襲目標(biāo)后的反應(yīng)時(shí)間。然而提高速度也會(huì)帶來(lái)副作用,對(duì)于給定的有效載荷,速度越快,導(dǎo)彈體積越大、成本越高,并且需要飛行高度更高,以減小空氣阻力,從而達(dá)到足夠的射程。高速運(yùn)動(dòng)引起的大氣摩擦熱效應(yīng),也增加了導(dǎo)彈被紅外傳感器探測(cè)的概率。技術(shù)進(jìn)步讓高超聲速速滑翔飛行器成為可能,高超聲速滑翔飛行器是一種由彈道導(dǎo)彈助推器推進(jìn)到高超聲速的新型武器,發(fā)射后,它們本質(zhì)上是無(wú)動(dòng)力巡航導(dǎo)彈,此外各國(guó)也在推進(jìn)研制高超聲速巡航導(dǎo)彈。 飛行高度 巡航導(dǎo)彈可以設(shè)計(jì)成在低至幾英尺到高至數(shù)萬(wàn)英尺的高度飛行。在較高的高度更容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行,因?yàn)闉閷?dǎo)彈提供動(dòng)力的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率更高,而且稀薄空氣的阻力較小。但是,靠近地面飛行的導(dǎo)彈更難檢測(cè)和攔截,因?yàn)槭艿厍蚯视绊?,防御雷達(dá)可能無(wú)法探測(cè)到導(dǎo)彈目標(biāo),且很難區(qū)分低速飛行的導(dǎo)彈反射回波與地雜波。 對(duì)于許多導(dǎo)彈,可能會(huì)在攻擊路線(xiàn)的不同部分選擇不同的高度。例如,巡航導(dǎo)彈在初始飛行階段可能會(huì)在較高的高度飛行,以提高射程,但隨后又降到靠近目標(biāo)的表面,以增加躲避防御的機(jī)會(huì)。速度較快的導(dǎo)彈可能僅限于高空飛行,因?yàn)樵诘涂崭咚亠w行時(shí)空氣阻力會(huì)明顯增大(不過(guò)某些超聲速巡航導(dǎo)彈可以在低空短距離沖刺)。在較高的高度飛行可以避免稠密大氣,但增加了防空傳感器對(duì)巡航導(dǎo)彈的探測(cè)距離,在一定程度上降低了速度優(yōu)勢(shì)。 隱身特性 另一種使巡航導(dǎo)彈難以探測(cè)的手段是在設(shè)計(jì)中加入隱身特性。巡航導(dǎo)彈可以涂覆雷達(dá)吸波材料,其彈體的形狀可以減少雷達(dá)散射截面,這兩種措施都可以減少雷達(dá)在雜波背景下對(duì)巡航導(dǎo)彈的探測(cè)距離。反隱身措施包括提高雷達(dá)發(fā)射功率、在防御范圍內(nèi)減小相鄰雷達(dá)之間的距離以及增加信號(hào)處理的復(fù)雜度,所有這些都增加了防御方的成本。但是隱身能力通常也會(huì)增加進(jìn)攻方的成本。除了更復(fù)雜的導(dǎo)彈設(shè)計(jì)所帶來(lái)的資金成本外,對(duì)于給定尺寸的導(dǎo)彈,隱身特征可能導(dǎo)致其射程縮短,因?yàn)槔走_(dá)吸波材料增加了重量,而且隱身形狀可能不符合流體力學(xué)原理。 彈頭類(lèi)型 巡航導(dǎo)彈可以配備各種彈頭,這些彈頭與其意圖造成的傷害類(lèi)型相匹配。例如,海軍的“戰(zhàn)斧”版本包括核彈頭(現(xiàn)已退役的TLAM-N,帶有W80核彈頭),常規(guī)子彈頭(TLAM-D,帶有166枚BLU-97/B子母彈)和一體式常規(guī)戰(zhàn)斗部(帶有單枚1000磅化學(xué)炸藥戰(zhàn)斗部的幾種變體)。一體式常規(guī)彈頭是“戰(zhàn)斧”和全世界其他地面攻擊巡航導(dǎo)彈最常見(jiàn)的彈頭。雖然巡航導(dǎo)彈攜帶的有效載荷類(lèi)型通常不會(huì)影響特定導(dǎo)彈防御傳感器對(duì)其進(jìn)行探測(cè)和跟蹤的能力,也不會(huì)影響特定防御系統(tǒng)的殺傷能力,但是,如果必須同時(shí)考慮常規(guī)威脅和核威脅,則巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)可能會(huì)受到影響。例如,核彈頭可以設(shè)計(jì)所謂的保險(xiǎn)型引信,如果攜帶核彈頭的導(dǎo)彈被攔截器擊中,就會(huì)引爆。為應(yīng)對(duì)這種情況,可能有必要部署能夠在領(lǐng)土之外攔截巡航導(dǎo)彈的防御系統(tǒng)(這將減少探測(cè)、跟蹤和摧毀巡航導(dǎo)彈的時(shí)間),或者開(kāi)發(fā)不僅能夠擊落導(dǎo)彈而且能夠可靠地摧毀彈頭本身的武器,這將增加防御系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。 發(fā)射器類(lèi)型 巡航導(dǎo)彈可從多種平臺(tái)發(fā)射,包括卡車(chē)、艦船、潛艇和飛機(jī)。但是,導(dǎo)彈越大,發(fā)射器的選擇就越受限制。一般來(lái)說(shuō),彈頭重量越重、速度越高、射程越遠(yuǎn),則所需導(dǎo)彈的彈體也越大越重,因?yàn)檫@些特性需要更多的燃料、更大和更強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)以及更大的機(jī)身來(lái)容納它們。 雖然發(fā)射器的類(lèi)型對(duì)單個(gè)巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的性能影響不大,但它可能對(duì)整個(gè)防御體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。特別是易于隱藏的發(fā)射器可以使對(duì)手更容易從不利于防御的位置發(fā)動(dòng)攻擊。例如,與從遠(yuǎn)海的水面艦艇上發(fā)射的巡航導(dǎo)彈相比,防御方對(duì)從美國(guó)近海潛艇上發(fā)射的巡航導(dǎo)彈的響應(yīng)時(shí)間更短。沒(méi)有足夠的時(shí)間對(duì)發(fā)射做出反應(yīng),可能需要美國(guó)在距離更近的地點(diǎn)部署速度更快的攔截器,這都會(huì)增加防御的成本和復(fù)雜性。隱蔽的發(fā)射器還可以降低發(fā)射前摧毀巡航導(dǎo)彈的能力,即“發(fā)射左側(cè)”防御?!白髠?cè)”,指的是挫敗導(dǎo)彈發(fā)射的行動(dòng),在時(shí)間軸上位于導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)間之前(左側(cè))。 巡航導(dǎo)彈的攔截難點(diǎn)分析
面對(duì)日益嚴(yán)峻的巡航導(dǎo)彈威脅,巡航導(dǎo)彈防御面臨的難點(diǎn)主要包括:預(yù)警探測(cè)具有一定難度、準(zhǔn)確識(shí)別并區(qū)分巡航導(dǎo)彈和普通民航飛機(jī)具有難度、超聲速巡航導(dǎo)彈的出現(xiàn)進(jìn)一步增加了預(yù)警難度。 預(yù)警探測(cè)具有一定難度。由于巡航導(dǎo)彈具有低空飛行、雷達(dá)反射截面小、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),因而對(duì)巡航導(dǎo)彈的預(yù)警探測(cè)具有一定難度。一是巡航導(dǎo)彈末端高度小于150米,可有效規(guī)避地面雷達(dá)網(wǎng)的探測(cè)。由于飛行高度低,雷達(dá)探測(cè)信號(hào)受到地面多徑效應(yīng)、地面雜波的影響,地基預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)在密集地面目標(biāo)背景下必須克服地球曲率、地面雜波、遮蓋物的影響,造成對(duì)巡航導(dǎo)彈的預(yù)警探測(cè)難度加大。如美國(guó)的“聯(lián)合防區(qū)外空地導(dǎo)彈”最低飛行高度只有10米,可大大降低被防空系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的可能性,遭攔截概率低,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的最終打擊。二是巡航導(dǎo)彈信號(hào)特征弱,隱身能力強(qiáng)。如作為新一代隱身導(dǎo)彈的“聯(lián)合防區(qū)外空地導(dǎo)彈”,其總體布局進(jìn)行了一體化的優(yōu)化設(shè)計(jì),將先進(jìn)的氣動(dòng)性能和隱身特性進(jìn)行了折衷?xún)?yōu)化,獨(dú)特的外形避免了各部位結(jié)合處的角反射效應(yīng),埋入式進(jìn)氣道避免了彈體表面的凸出結(jié)構(gòu),彈體結(jié)構(gòu)大多采用復(fù)合材料,不但減輕了彈體質(zhì)量,也大大降低了雷達(dá)信號(hào)特征。彈體表面涂有先進(jìn)的吸波材料,有明顯的隱身效果。彈體尾部的埋入式矩形尾噴管,增大了排氣面積,利用彈體尾部遮擋尾噴管的高溫排氣,明顯降低了導(dǎo)彈的紅外信號(hào)特征。三是在巡航途中多采用機(jī)動(dòng)規(guī)避飛行。巡航導(dǎo)彈飛行中采用多變彈道,能按照預(yù)先編好的程序繞過(guò)防空陣地和嚴(yán)密設(shè)防的地帶,使敵方難以發(fā)現(xiàn)與攔截。 識(shí)別巡航導(dǎo)彈和普通民航飛機(jī)將減慢系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)需要面對(duì)的一個(gè)非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)是確認(rèn)目標(biāo)確實(shí)是巡航導(dǎo)彈,而非偏航飛機(jī),特別是在和平時(shí)期正確識(shí)別尤為關(guān)鍵(2020年1月8日,一架烏克蘭客機(jī)被伊朗防空系統(tǒng)擊落就印證了正確識(shí)別的必要性)。正確識(shí)別可能會(huì)減慢響應(yīng)時(shí)間,甚至阻礙地空導(dǎo)彈的使用,這將大大降低巡航導(dǎo)彈防御架構(gòu)的能力。為削弱這種限制,也許可以為地空導(dǎo)彈配備成像導(dǎo)引頭,它可以自動(dòng)評(píng)估目標(biāo)是巡航導(dǎo)彈還是飛機(jī),如果是后者,在導(dǎo)引頭的作用下,地空導(dǎo)彈能夠偏離方向并自毀。這種方案會(huì)導(dǎo)致成本增加,而且其可靠性也不足以支撐決策者在戰(zhàn)時(shí)以外的任何情況下采用。 在某些情況下,目標(biāo)的行為可能足以將其定為威脅。例如,一架商用噴氣式飛機(jī)在離地300英尺的高空以每小時(shí)500英里的速度飛行就是一個(gè)非常反常的行為??梢灾贫ń粦?zhàn)規(guī)則,允許此種情況下無(wú)需進(jìn)行正確識(shí)別,直接使用地空導(dǎo)彈。但這種做法仍可能被視為太過(guò)冒險(xiǎn),特別是在大型沿海機(jī)場(chǎng)附近,那里飛機(jī)會(huì)高速?gòu)牡孛嫫痫w(2020年被伊朗擊落的烏克蘭客機(jī)就是在德黑蘭機(jī)場(chǎng)起飛的)。對(duì)手甚至可能試圖通過(guò)使用類(lèi)似于商業(yè)空中交通的高度和航線(xiàn)來(lái)迷惑防御系統(tǒng),并在對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈上裝備由商用飛機(jī)攜帶的應(yīng)答器來(lái)進(jìn)一步干擾防御行動(dòng)。 超聲速巡航導(dǎo)彈的出現(xiàn)進(jìn)一步增加了預(yù)警難度。與飛行速度較慢的導(dǎo)彈相比,在其他條件都相同的情況下,速度更快的遠(yuǎn)程超聲速對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈更易于縮短巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的預(yù)警時(shí)間。為減小空氣阻力,這些導(dǎo)彈需要飛得更高,這一方面增加了它們的探測(cè)距離,也可以一定程度上抵消他們對(duì)預(yù)警時(shí)間的影響。然而,在與巡航導(dǎo)彈防御相關(guān)的大多數(shù)情況下,由飛行速度增加產(chǎn)生的影響要大于飛行高度增加產(chǎn)生的影響,因此超聲速巡航導(dǎo)彈將大大縮短預(yù)警時(shí)間。例如,對(duì)于從距離海岸或邊境至少500英里處發(fā)射的對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈而言,在對(duì)抗通用亞聲速對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈(飛行速度為每小時(shí)500英里)時(shí),高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)上雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)的預(yù)警時(shí)間為44分鐘,但對(duì)抗通用超聲速對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈時(shí)(飛行速度為每小時(shí)2300英里),預(yù)警時(shí)間只有13分鐘。 抗巡航導(dǎo)彈飽和攻擊難。實(shí)際作戰(zhàn)中,巡航導(dǎo)彈往往會(huì)大規(guī)模使用,因而巡航導(dǎo)彈防御面臨的一個(gè)主要的難題是抗飽和攻擊難且攔截效費(fèi)比較低。美國(guó)2021年發(fā)布的《國(guó)家巡航導(dǎo)彈-問(wèn)題和選擇》報(bào)告中做了詳細(xì)的評(píng)估,如國(guó)會(huì)預(yù)算辦公室所評(píng)估的主要巡航導(dǎo)彈防御架構(gòu)中,每個(gè)發(fā)射點(diǎn)部署8枚遠(yuǎn)程地空導(dǎo)彈,每個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)基地部署1或2架戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行警戒任務(wù)。為了提高攔截成功率,指揮官可能會(huì)為每個(gè)目標(biāo)至少分配2枚遠(yuǎn)程地空導(dǎo)彈。按攔截每枚對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈需要發(fā)射兩枚導(dǎo)彈計(jì)算,該巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)架構(gòu)將有可能對(duì)付俱樂(lè)部-K發(fā)射系統(tǒng)(偽裝成船運(yùn)集裝箱)所發(fā)射的四枚對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈。但實(shí)際作戰(zhàn)中,非國(guó)家組織或軍事強(qiáng)國(guó)都會(huì)采用更多的巡航導(dǎo)彈進(jìn)行空襲,足以擊潰該巡航導(dǎo)彈防御系統(tǒng)架構(gòu)。當(dāng)然,也可以通過(guò)在每個(gè)發(fā)射點(diǎn)裝備更多的遠(yuǎn)程地空導(dǎo)彈的方式提高防御能力,但攔截效費(fèi)比會(huì)比較低,攔截遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈的價(jià)格是比較貴的,這也是巡航導(dǎo)彈防御所面臨的難題。戰(zhàn)斗機(jī)的威力也將是有限的。雖然戰(zhàn)斗機(jī)可以攜帶多枚空對(duì)空導(dǎo)彈,但由于它們必須在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈的侵襲,這可能會(huì)迫使每架戰(zhàn)斗機(jī)只能對(duì)付一枚對(duì)地攻擊巡航導(dǎo)彈,除非來(lái)襲的威脅彼此靠攏得很近(這種情況對(duì)手很容易避免)。對(duì)于應(yīng)對(duì)大規(guī)模巡航導(dǎo)彈飽和攻擊,巡航導(dǎo)彈防御能力的限制因素可能正體現(xiàn)為戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)能夠指揮地空導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)打擊多個(gè)目標(biāo)的能力。 本文刊于2023年1期《軍事文摘》雜志 |
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來(lái)自: herahera > 《碳纖維復(fù)材及其連接技術(shù)》