解析|俄羅斯核動力巡航導彈探析

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導讀:2018年3月,俄羅斯總統普京在發佈國情諮文時披露了俄羅斯最新研製的“海燕”核動力巡航導彈。由於採用核動力,該導彈理論上具備近乎無限的射程,一旦研製成功,西方傳統防空反導系統就將形同虛設。

導彈發展

俄羅斯核動力巡航導彈發展並不是從零開始,在冷戰期間的核競賽中,美蘇都研發了大量奇思妙想型核武器,核動力巡航導彈就是其中之一。美國的冥王星計劃、蘇聯的M-60核動力飛機項目等核動力巡航導彈研究項目都因為汙染嚴重、體積巨大、動力不足等原因停止。美蘇轉而通過發展各自三位一體核力量來保持威懾。

新世紀以來,美國通過大力發展反導技術、佈置反導設備等方式極力削弱俄羅斯戰略打擊能力,俄羅斯在經濟、技術劣勢情況下開始重新開始研製核動力巡航導彈即“海燕”導彈以對沖美國反導發展。

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美國完備的反導體系

在研製單位方面,俄羅斯有“彩虹”和“創新者”兩家研製巡航導彈的公司。核動力巡航導彈應該以陸基或海基的方式部署。“彩虹”公司只生產空基巡航導彈,陸基和海基巡航導彈由“創新者”公司研製。因此,可以推測“海燕”核動力巡航導彈是由“創新者”公司負責研製。

在“創新者”設計局的公開文件中,提到了9M729和9M730兩型新的產品。第一種9M729產品是普通的遠程巡航導彈,但對9M730沒有任何介紹的資料信息。不過可以研判,9M730顯然處於積極的發展階段,該產品在國家採購網站上進行了幾次招標,因此可以認為9M730產品即是“核動力巡航導彈”的代號。

目前,該導彈仍處於試驗階段,試驗的中央靶場位於阿爾漢斯克州新地島的涅諾克斯。被稱為“飛行的試驗室”的伊爾-976飛機參加了“海燕”導彈的試驗。該飛機是上世紀80年代在伊爾-76MD軍用運輸機基礎上建造的航空數據測量機,主要用於在彈道導彈、巡航導彈和彈頭測試過程中進行雷達觀測和記錄遙測數據。

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伊爾-976 SKIP升級型,美國認為該機未來將主要用於新型核彈頭的測試等工作

在試驗情況方面,據美國媒體報道,俄羅斯方面在2017年11月至2018年2月間,對“海燕”進行了4次測試,均以“導彈墜毀”而告終。在其中“最成功”的一次測試中,導彈在起飛2分多鐘後,墜毀至距發射位置22英里(約35.4公里)處;而最“失敗的”的一次只飛了4秒鐘,飛行距離僅為5英里(約8公里)。美方認為主要是因為導彈起飛後核動力引擎激活出現故障導致。

俄羅斯方面否認了上述情況但表示,新式武器試驗過程中肯定會有成功和失敗。但對於這些武器沒有什麼可懷疑的。這些武器有的還在試驗,有的已準備投產。

導彈技術分析

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從外形上,“海燕”彈體呈延長的雪笳狀,側邊是額外的小型圓筒外殼,弦長短,箭形彈翼,尾部帶平滑腹鰭。導彈穿出發射裝置時,勻稱的表面未突出超過主體結構,其彈體下方有一個白色的外掛物。在尺寸方面,據美國媒體推測“海燕”導彈外形大小類似“戰斧”巡航導彈(直徑0.53米,重1400千克)或Х-101(直徑0.74,重2300千克)。

在導彈組成方面,“海燕”導彈由以下組成部分:導彈的自行式或固定式發射裝置;飛行信息準備設備;對飛行任務和目標指示進行修正的遠程無線通信設備;情報和目標指示設備;導彈和核能裝置的準備與維護設備;彈頭與運輸工具。

在導彈動力方面,大氣層內飛行的噴氣飛行器除開脈衝發動機之流,常見的發動機莫過於火箭發動機和渦輪發動機(渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機)兩類,除此之外還有一種是結構最為簡單且潛力更大的衝壓發動機。其實對於核動力來說,三種動力形式都有可能,但是既然是在大氣層內飛行,不利用大氣豈不可惜?所以,核動力巡航導彈最有可能採用的就是渦輪噴氣式發動機和衝壓發動機兩種構型。

很多軍事觀察者都並不認為核動力噴氣式發動機是可能的選項:1、渦噴發動機結構相對複雜不利於核反應堆在較小區域散熱;2、在發動機的狹小空間裡幾乎是無法佈置核防護裝置的,無防護狀態下的高劑量核輻射對於金屬材料傷害較大,長時間接受核輻射照射,一旦發生金屬性質變化,核動力導彈可能會在飛行途中自毀。而衝壓發動機內部相對乾淨,反應堆供熱線路更易佈置,不過渦輪效率較低。

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一個典型的軸流式渦輪噴氣發動機圖解(淺藍色箭頭為氣流流向)圖片註釋:1-吸入,2-低壓壓縮,3-高壓壓縮,4-燃燒,5-排氣,6-熱區域,7-渦輪機,8-燃燒室,9-冷區域,10-進氣口

無論採用那種形式發動機,如果該導彈的尺寸真如西方所說,與現在一般的空射巡航導彈尺寸相近,那麼它極可能會採用極貴的液態金屬反應堆,其核發動機技術水平比上世紀60年代美國測試的“冥王星”的發動機要領先的多。

另外,該導彈不僅只有核動力裝置,發射時的煙霧團表明(如下圖所示),導彈使用了固體燃料的起動發動機。在將導彈加速到要求的速度時,固體燃料發動機脫落,之後導彈僅依靠核動力裝置提供的推力繼續飛行。

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“海燕”導彈發射試驗

導彈需解決問題及優劣勢評估

1)需解決問題

該導彈目前還處於試驗階段,俄羅斯一旦著手研究實戰使用,還需要解決以下問題:

首先,需要建立維護“海燕”導彈的專用基礎設施。這種基礎設施要比現有導彈技術基地更加複雜,因為要維護攜載核反應堆的導彈。但這類導彈又未必會小批量生產,不會是僅對幾十枚或者幾百枚這類導彈的維護,而是要對基礎設施做出巨大的投入。

其次,未來“海燕”導彈需要解決部署的問題。“海燕”導彈可從陸基井式或者機動型發射裝置上發射,也可能從海基或者空基各種不同類型的運載平臺上發射。俄羅斯可以為保障“海燕”導彈運用的隱蔽性研製幾種發射平臺,相應也要研製若干種改進型“海燕”導彈。

再次,為確保“海燕”導彈的實戰運用,有必要創建大面積巡航區域的數字地圖,包括等待戰鬥命令的區域和目標路線的多種方案數字地圖,極有可能還會需要構建一個飛行中導彈目標信息接收系統,以保障“海燕”導彈攻擊的靈活性和隨機改變優先打擊目標的順序。

第四,尤其需要建立“海燕”導彈故障安全降落(墜毀)系統。目前在俄羅斯國防部的核試驗靶場進行試驗,而一旦進入實際運用階段,“海燕”導彈是要在核靶場之外飛行的。

第五,“海燕”導彈應該裝備電子戰設備和突破敵方防空系統的手段。並不是所有的防空邊界都可以從外圍繞飛。在若干個目標的周圍,可能會建有嚴密的防空區域,“海燕”導彈應該具備突破這種防空區域的能力。常規巡航導彈通常依靠數量來實現對防空系統的突破,但核動力巡航導彈的成本比非核導彈要貴一個數量級。

2)優劣勢評估

與常規動力巡航導彈相比,“海燕”導彈主要優勢如下:

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但是,核動力巡航導彈並不是完美無缺,也存在著致命的弱點。

一是核安全風險高。核動力巡航導彈在試飛、定期試射或者實戰運用過程中,其飛行沿途也會產生巨量核輻射,儲存、激活也存在極大的安全風險。如果出現技術問題墜毀,彈體中提供動力的核裂變材料將產生嚴重的環境汙染,甚至是生態災難。因此,導彈的試飛地點很難選擇,核輻射風險極大。據有關報道稱,2017年1月、2月和10月,在俄羅斯進行相關試驗時,北歐國家都發現了輻射異常升高現象。同時,高輻射也降低了導彈的生產率。

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歐洲核輻射猛增

二是效費比低。對於俄羅斯來說,核動力巡航導彈是否真的能穩定工作已經不是十分重要,可以認為其是一個象徵大於實際意義的項目,因為效費比太低。據推測該導彈只可能攜帶一顆核彈頭。而且考慮到導彈極有可能採用昂貴的液態金屬反應堆,其價格將超過俄羅斯大部分戰略核導彈。

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俄羅斯bn600液態金屬反應堆模型

三是精度問題較大。由於該導彈的超遠航程,俄羅斯需要在遠離本土區域為其導航,然而俄羅斯格洛納斯衛星導航系統卻由於經費問題,長期無法發射足夠衛星進行替換、組網,以及頻率更新。儘管目前在軌衛星數量達30顆,但其中超過一半卻是蘇聯時代發射,已無法工作的廢品衛星。目前只有11顆衛星處於工作狀態,要使該系統具有軍用價值,在軌道上至少要有18顆衛星。另外,缺少國外基站也導致其難以在全球範圍內提供精確導航。

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格洛納斯系統的導航衛星,早期型號壽命僅為1年,甚至還趕不上衛星的發射週期

小結

“海燕”導彈自問世以來,因其對國際戰略平衡的重大影響而受到各方高度關注。目前,雖然該導彈仍處於試驗階段且問題、缺點較多,但該導彈創新戰法以顛覆現狀的思路值得借鑑,導彈之後可能的改進與服役值得關注。

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