本文主要讲俄罗斯宣布导弹能飞到30马赫,是真有其事还是吹牛不打稿?,相信很多朋友对于俄罗斯导弹能打多远,俄罗斯导弹飞三年,俄罗斯导弹18000公里等问题有很多不懂的地方,今天只因文学就来谈谈俄罗斯导弹能打多远,俄罗斯导弹飞三年。
2018年末,俄罗斯宣布“先锋”高超声速导弹试射成功,据称其飞行速度高达20马赫。美国战略司令部司令约翰⋅海滕表示“没有任何防卫手段,可以抵御这种武器对我们的攻击”。俄罗斯国家电视台将“先锋”导弹称作“游戏规则改变者”。先锋导弹真的有这么厉害吗?
横空出世:速度超过20马赫+巡航破防
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,将采用氢燃料超燃冲压发动机。当时预计的速度可达6-14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,在高空阶段达到15马赫的速度,峰值达到20马赫以上。本次试射的项目似与之有一定独立性。
2018年末俄军试射的先锋导弹,是一款高超音速助推滑翔导弹(HGV)。其于2018年12月26日,从位于俄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,导弹成功命中了位于堪察加半岛库拉靶场的假想目标。也就是说,导弹基本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整个过程,并高兴地宣称:“‘先锋’系统将战无不胜,是献给俄罗斯最好的新年礼物。”普京还宣称这款导弹将在2019年列装俄军。
根据俄罗斯媒体《观点报》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,使得导弹进一步加速,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是两条。一是其最高速度达到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,就能在放出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,从而提升命中的概率。传统的导弹,一般对付拦截的方式或者是变轨,或者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。
威力无比:15分钟打到美国
前述先锋导弹的特点,对于俄国具有极大的战略意义。众所周知,当前美国依然将俄罗斯视为最大的对手。而论两国实力对比,俄罗斯不仅在政治、经济、国际地位等各方面远远落后于美国,而且常规军事的整体实力也比美国有很大差距。可以说,能够勉强维系美俄军事平衡,也就是俄罗斯拥有的核武器。
但即使在核对抗中,俄罗斯也并不占优。俄罗斯虽然领土辽阔,但美国称霸全球,各大洲均有军事基地,数十艘战略核潜艇游弋七海,对俄罗斯构成全方位的核包围网。可以说,一旦美国动手向俄罗斯发动核打击,俄罗斯根本没有招架之功,完全无法保护自己的领土和城市。唯一可以遏制美国的,只能是核反击。但随着美国在俄罗斯周边不断部署各种防御导弹系统,加上天空中侦察卫星的联动,俄罗斯的核弹到底能否真正实现破防,一直是双方角力的焦点。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,可谓生死攸关。
而“先锋”导弹的问世,无疑在俄国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国境内发射,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。实际上传统的洲际弹道导弹,其最高速度也能达到20马赫左右的量级。但洲际弹道导弹在发射之后,其飞行弹道相对较为固定。对俄国而言,即使凭借辽阔的领土,可以将任意地点发射导弹,但一旦导弹发射,很难逃过美国卫星的眼睛。而美国卫星一旦捕获俄国洲际导弹的发射,可以很快预测和推算出导弹随后的轨迹、进入大气层的位置和攻击的目标,并调动拦截系统进行阻拦。同时,美军遍布周边的拦截系统,包括“地基中段拦截弹”(GMD)、“萨德”及“爱国者”PAC3导弹,以及海军的宙斯盾系统等,一旦锁定轨迹,便是一拥而上,令俄国导弹很难突围。
然而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HGV的攻击,从而沦为耗费巨资的虚设产品。
难怪普京总统宣称,先锋导弹系统领先于美国的防空导弹系统,在未来将战无不胜。据称,装备先锋系统的首个战斗团配备了2套发射系统,其发射载具也可能更换为更新型的“萨尔马特”洲际导弹。这个团队将在2019年就投入战斗值班任务。普京总统对其寄予厚望,认为其“将在未来几十年内保障我们国家和人民的安全。”
争议:20马赫其实没什么了不起
关于先锋导弹的消息传出后,引起了军事专家和爱好者的热议。多数人对其较为重视,其中包括美国军方高层。但也有评论者认为这款武器更多只是噱头。尤其俄罗斯副总理鲍里索夫称,先锋导弹的速度未来还可以提升到30马赫,这一点更是遭到嗤之以鼻。
批评者认为,根据牛顿的宇宙速度定律,如果物体速度超过每秒7.9公里时,就会成为环绕地球轨道运行的卫星。这就决定了洲际导弹的速度上限为每秒钟7.9公里,即22.1马赫。因此,各国并非不能将导弹速度上升,只是无限上升适得其反。俄国官方如果真的把先锋导弹打到30马赫即每秒10公里以上,那么导弹将直接成为环绕地球的卫星,不可能再进入大气层攻击美国。
当然,这种批评本身也是偏颇的。7.9公里作为第一宇宙速度,是环球飞行的必要而非充分条件。并不是速度超过7.9公里就一定会飞出地球。实际上就算是已经上天的人造卫星,如果自带动力系统,也是可以通过变速返回的。先锋导弹在大气层外缘水平飞行时即使速度超过每秒7.9公里,产生了脱离地球趋势,只需要控制加速方向即www.shibaozhe.com可重新进入内层轨道。而如果导弹是在从大气层外缘俯冲向目标时冲压加速从而达到30马赫,并不会导致脱离地球,因为速度的法线分量是向下的。
批评者提到的另一个问题是,在大气层内,由于大气阻力非常厉害,不可能长时间维持高速飞行。即使配备超燃冲压发动机,也因为能量消耗过大而难以持久,又认为现有的防热技术不可能支持如此长时间的速度。这些技术问题,在俄军透露更多细节之前,无法确认。但从已经公布的材料来看,先锋导弹正是装备了冲压发动机。同时,其弹体的表面材料采用了弹头边缘冷却技术,可承受1600-2000摄氏度的高温摩擦。正是靠着这种材料,先锋才能以超过20马赫的高速在大气层突进,还能进行非常规规避机动。这一方面,俄罗斯掌握的相关技术是暂时领先美国的。
当然,本次演习中,俄军的先锋导弹速度只说了20马赫以上,30马赫那是未来的展望。就先锋导弹的整体规划而言,高速度带来的敌方反应时间短是重要要素,但并非一定要保持全程30马赫才能达到这个目的。实际上即使上升阶段平均速度较慢,而在再次进入大气层后,以冲压发动机驱动达到高速猛扑向目标,也是完全能达到突破防御效果的。
御风而行:高超音速武器的实现
导弹要飞得快,首要决定性因素是动力。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”,要点在冲压喷气发动机。它被誉为世界航空史上第三次大革命。
冲压喷气发动机,简单说便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,使得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,获得的气流冲击越大,由此产生的后向推力也越大。于是,飞行器的速度进入了一个“正反馈”。
从这里可以看出传统喷气式飞行器与冲压发动机的最大区别。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。如果飞机低速飞行,迎面来的气流本身很微弱,那么冲压喷气发动机也就起不到什么加成效果。
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。
除了冲压喷漆发动机之外,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。进入大气层以后,导弹可以采用三种方式进行飞行。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30 km左右时,开机对导弹进行末制导,引导导弹直扑目标,完成攻击。
相关链接:其他各国的高超音速武器
世界军事头号强国美国,实际上在高超音速武器方面一直与俄罗斯你追我赶,很多方面居于领先。进入新世纪后他们已经进行了多款高超音速武器的研发。如HTV-2猎鹰战斗机,每架造价3.8亿美元,可携带5吨重的物资,用运载火箭发射,然后在大气层外层的亚空间轨道,以20倍音速飞行,接近目的地后再减速、滑翔到适目的区域精确打击。该机可以在1小时内到达地球上任何一个地点。但在2011年第二次试验发射成功后,返回地球时失去联系。此后,项目基本停顿。
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,长9米,翼展4.57米,全机重量5吨,可携带4-5吨左右的载荷,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月才降落。
而X-51“冲浪者”高超音速冲压巡航导弹,则是美国对战斧巡航导弹的加速升级版。其既具有精准定位和自动导航能力,又能以高速飞行。导弹长 4米,速度达到10马赫左右,射程高达6000公里。
而就在俄国试验的近日,美军发布了新型高超声速导弹作战概念动画,新型高超声速导弹挂载于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。
欧洲诸强国在高超音速武器方面也是颇有建树。西德早在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的最大速度则达到11马赫。
法国高超音速武器研发的重心在于弹用发动机技术,其最大速度为8马赫。法国的新概念发动机以液氢为燃料,而不是如现有的运载火箭那样消耗液氢、液氧和固体推进剂。法国企图为自己的核武器寻找更加优良的投放载体。
英国研究机构和中国中南大学联合研发的全新碳化涂层咋2017年获得重大进展,涂层能够承受高达3000摄氏度的高温,耐热性能是现有超高温陶瓷的12倍。这种材料对于高超音速飞行器的意义极为重大,能够帮助飞行器抵抗空气摩擦产生的高温。
日本上世纪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声速飞行器。1986年日本正式开展轨道飞机项目(HOPE),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。
印度则于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。
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