導彈技術趨勢:技術發展

導彈技術趨勢:技術發展

2019年3月11日,英國國際戰略研究所(IISS)發佈道格拉斯·巴里的博客文章,作者是軍用航空航天高級研究員。博文評述了導彈技術領域的發展,涉及導彈的軍備控制、速度、準確性和擴散等幾個方面,其中有關導彈技術發展的主要內容如下:

無論哪類系統以及需求性質如何,準確性、射程和速度都是制導武器設計的驅動因素。總之,將其綜合起來有助於提高導彈的總體殺傷效能。而對速度的考慮也與提高導彈的生存力有關。

如果僅使用少量武器進行攻擊,則需要有很高的目標擊中概率。如果使用數量更多的武器,則可以接受每輪攻擊時擊中目標的概率較低。

這3個性能指標彼此矛盾,而在導彈設計中要根據作戰需求以及彈頭的種類和大小來對準確性、射程和速度進行權衡取捨。傳統上,導彈的準確性得益於它以相對較低的速度飛行,這樣可以為目標捕獲或識別提供充足的時間,所需時間具體取決於終端導引頭或制導套件的類型。適度的亞聲速巡航速度也有助於提高最大射程,因為所採用的推進裝置具有相對適度的燃料需求。擴大導彈射程也降低了發射平臺的風險。

直到20世紀70年代初,隨著準確度的提高,美國才開始重新關注巡航導彈。核彈頭的AGM-86B空射巡航導彈於1982年12月入役,而常規彈頭的AGM-86C改型則在1991年與伊拉克的戰爭中投入使用。與空軍的努力並駕齊驅,海軍資助了BGM-109“戰斧”的開發,最初也是作為核導彈使用。與AGM-86C一樣,常規彈頭的BGM-109C於1991年首次用於“沙漠風暴”行動。與20世紀50年代的系統相比,採用常規彈頭的巡航導彈大大提高了準確性。

美國使用常規彈頭巡航導彈進一步激發了歐洲的興趣。20世紀90年代,法-英和德國分別開始研製SCALP EG /“風暴陰影”和“金牛座”。兩者都採用紅外成像導引頭進行末制導,利用慣性和衛星導航進行飛行中段校正。美國AGM-158 JASSM使用相同的制導方法。

這3種導彈都以高亞聲速飛行,同時依靠信號特徵管理和飛行剖面來降低脆弱性。然而,在武器開發對抗模型中,防空設計者日益致力於擴大對敵方發射平臺和巡航導彈的探測和交戰範圍。俄羅斯和中國繼續發展性能越來越高的地對空導彈系統,以提供分層覆蓋。當40N6導彈入役時,俄羅斯S-400“凱旋”(SA-21“咆哮者”)對雷達信號特徵很強的大型非機動目標(例如B-52H轟炸機)的最大交戰距離達400公里。SA-21可以使用3種不同射程的導彈來提供分層防禦。

面對性能越來越高的防空系統,巡航導彈設計師再次將速度視為與之較量的手段。導彈速度更高不僅提高了其生存力,而且對於給定的射程顯著縮短了其到達目標所需的時間(取決於馬赫數)。巡航導彈要對抗的防空系統許多都是移動式的,可以快速變換髮射地點而成為時敏目標。因此,導彈需要捕捉髮射窗口以達到預期效果:例如在敵導彈發射之前就要消滅其發射陣地。

法-英已經開始研究SCALP EG /“風暴陰影”的後繼武器系列,稱為未來反艦巡航武器,其巡航速度包括超聲速和潛在的高超聲速。超聲速範圍從1馬赫到5馬赫,高超聲速為5馬赫以上。與此同時,美國也有一系列在研的高速導彈項目,從固體推進劑的AGM-183A空射快速反應武器和高超聲速常規打擊武器到高超聲速吸氣式武器概念等系統。與此同時,中國和俄羅斯也在研究高速滑翔飛行器(HGV)和巡航導彈系統。設計這些系統的動因與美國及其盟友相同——在對抗改進的地對空導彈系統時能夠提高武器的生存力,並縮短與時間關鍵目標的交戰週期。空中和導彈防禦系統面臨的挑戰,包括應對彈道導彈、高速滑翔飛行器和巡航導彈以及亞聲速導彈,這些導彈分別在外大氣層到高空(即30000-50000米)和幾十米的低空飛行,這也是中國和俄羅斯需要考慮的一個特殊因素。

速度、機動性和信號特徵控制(紅外、雷達散射截面和電磁輻射)都是巡航導彈設計時應考慮的因素。在提高機動性時,高速武器面臨的一個挑戰是速度越大,機動過載對彈體產生的壓力就越大。這需要彈體更為堅固,但同時會使其重量增加,而在其他因素都相同的情況下,彈體更重將縮短其射程。由於表面摩擦加熱,高速導彈還具有更大的紅外信號特徵,從而更容易被紅外傳感器發現。進攻性武器系統設計師需要考慮是否接受紅外信號特徵增大,即提高速度所帶來的益處能否補償在更大的射程內易被敵方紅外探測的不利影響。極高的巡航速度和末速度在與防禦者對抗中可以提高導彈的生存力。此外,如果導彈精度在幾米的數量級,那麼在非常高的速度下,摧毀某些類型的目標將不再需要彈頭,武器本身的動能就會產生預期的效果。


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