出品:科普中國
作者:岳江鋒
策劃:宋雅娟
監(jiān)制:光明網(wǎng)科普事業(yè)部
從各國反艦導彈研制的歷程可以看出,速度一直是各國追求的制高點。但是受技術(shù)水平的限制,目前僅有美國、俄羅斯、日本等少數(shù)國家和地區(qū)發(fā)展了超聲速反艦導彈。近年來,隨著高超聲速飛行器技術(shù)的發(fā)展,有些國家已經(jīng)明確了相應的高超聲速反艦導彈發(fā)展計劃,并取得了較大進展和突破。 美國開展了較多高超聲速反艦導彈探索
美國在高超聲速反艦導彈方面曾開展了一系列計劃。早在1996年,美軍便開始研制艦載臨近空間反艦導彈“快鷹”(FastHawk),計劃使用Mk41垂直發(fā)射系統(tǒng)進行發(fā)射。該型導彈設計射程最大為1260千米,最小為92~111千米;導彈動力系統(tǒng)采用串聯(lián)式固體火箭助推器和沖壓發(fā)動機;滑翔段飛行速度為馬赫數(shù)4.0,下壓段飛行速度為馬赫數(shù)3.6,滑翔飛行高度約為24.36千米。該型導彈在研制后期,由于種種原因,美國于1998年取消了該型導彈的研制計劃。
1997年,美國海軍提出了HISSM計劃,該計劃設計的導彈巡航飛行速度為馬赫數(shù)6~8,射程約為1100千米。另一項針對高超聲速反艦導彈的發(fā)展計劃就是美國海軍2002年啟動的Hyfly(高超聲速飛行器)計劃。該計劃設計的導彈氣動布局方式為軸對稱式布局,動力系統(tǒng)為雙燃燒室超燃沖壓發(fā)動機(DCR),飛行速度大于馬赫數(shù)6,發(fā)射平臺可為水面艦艇、飛機或潛艇。但在2007-2010年開展的最后3次試驗中,由于燃油控制系統(tǒng)和發(fā)動機出現(xiàn)故障,導致連續(xù)失敗,計劃也一度擱淺。
Hyfly導彈(圖片來自網(wǎng)絡)
不可否認,高超聲速反艦導彈優(yōu)缺點都很突出。它的優(yōu)點是制導精度高、突防能力強、破壞威力大等。但高速度這把“雙刃劍”使其一問世便“先天不足”:首先是其體積和質(zhì)量大,攜載不便,紅外、雷達特征明顯,被對方偵察系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的距離較遠;另外,它的制導系統(tǒng)反應時間短,易受對方軟對抗措施影響;還有,高超聲速反艦導彈的成本高,主要是源于其材料的特殊性和巨大的燃料消耗。為了盡量做到揚長避短,克服缺點,導致超高聲速反艦導彈的研制難度很大。
俄羅斯“鋯石”高超聲速反艦導彈
俄羅斯3M22“鋯石”高超聲速反艦導彈實際上屬于高超聲速巡航導彈的一種,其研制單位是俄羅斯機械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體( NPOM),并分別于2016年和2017年完成陸基和?;嚿?。根據(jù)相關(guān)報道,該反艦導彈速度高達5-10馬赫,能擊中距離300到500千米之外的目標?,F(xiàn)階段其推進系統(tǒng)是固體燃料火箭和亞燃沖壓發(fā)動機,與之匹配的超燃沖壓發(fā)動機也在研發(fā)當中?!颁喪睂棃怨?、彈頭強大、飛行速度快,爆炸能量可將大型戰(zhàn)艦擊沉至海底。
“鋯石”高超聲速反艦導彈樣機(圖片來自網(wǎng)絡)
“鋯石”很有可能是俄羅斯第一種實現(xiàn)部署的高超聲速吸氣式武器系統(tǒng)。據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社2019年1月22日報道,俄羅斯國防部將接裝經(jīng)過輕量化改造的“鋯石”高超聲速導彈,導彈首先將用于武裝“紅帶蛛”和“暴徒-M”級小型導彈艦,然后將于2022年前在“彼得大帝”號導彈巡洋艦上完成部署。此外,“納希莫夫海軍上將”號導彈巡洋艦也將裝備“鋯石”高超聲速反艦導彈,后續(xù)還會有潛射型和空射型,以滿足立體式攻擊的需要。
有消息稱,未來“鋯石”最大射程將達到1000千米。通過有效的偽裝對抗敵方偵察,俄軍的巡洋艦可以給予美軍航母致命一擊。此時完全可以從敵方艦載航空兵巡邏區(qū)之外發(fā)射“鋯石”,一次齊射20枚“鋯石”對航母突擊群而言將是滅頂之災。重創(chuàng)一艘航母的概率將高達0.8-0.85,并可同時消滅2-3艘護衛(wèi)艦艇。這樣的話,將擊潰美軍航母突擊群。
日本護島反艦用的“超聲速滑翔彈”
日本是一個海島國家,極為重視海上安全。反艦導彈一直是日本武器裝備發(fā)展的重點。日本未來反艦導彈兩條路線同時投資:一是隱身遠程巡航導彈,可看作是美國LRASM-A導彈的日本改版;二是高超聲速助推滑翔武器,即“高速滑空彈”(后又改名為“超聲速滑翔彈”)。2018年9月,媒體首次曝光了這種新型反艦導彈。
據(jù)稱,日本防衛(wèi)省為了強化沖繩縣尖閣諸島(即中國的釣魚島及其附屬島嶼)等離島防御,正在研發(fā)“島嶼防御用高速滑翔彈”。這是一種可從超高空發(fā)射的導彈上分離的彈頭,并以超聲速擊中地面目標的進攻型武器,防衛(wèi)省將其視為陸上自衛(wèi)隊奪島戰(zhàn)力之一。防衛(wèi)省將開發(fā)工作比原計劃提前了7年,設想在2026財年實用化。實際上,日本正試圖通過研發(fā)這種新型反艦導彈,開發(fā)高超聲速滑翔技術(shù),躋身到全球高超聲速武器競賽的俱樂部。
日本超聲速滑翔彈飛行彈道(圖片來自網(wǎng)絡)
從目前的試驗看,日本的超聲速滑翔彈利用火箭發(fā)動機助推,并沒有推送到大氣層外,而是在大氣層內(nèi)幾十千米的高度上釋放彈頭,落地速度大概能達到2-3馬赫。其研發(fā)初衷是用于離島防御,我國釣魚島距離日本沖繩距離大致在500千米左右,因此其射程大概也會控制在500千米以上。
但專家認為,日本研制速度5馬赫以上的高超聲速武器并沒有技術(shù)上的障礙。日本有著豐富的固體火箭發(fā)動機研制經(jīng)驗,對高超聲速空氣動力學和飛行器也有了相當積累。從技術(shù)上看,日本完全有能力研制更大型、速度更快、射程更遠的助推滑翔型高超聲速導彈,對周邊國家構(gòu)成威脅。
其實,日本很早就有高超聲速飛行器成功試飛的先例。1996年,日本利用J-1運載火箭在種子島宇宙中心將高超聲速飛行器HYFLEX發(fā)射到110千米高空。飛行器以3.9千米/秒的速度與火箭分離,然后在大氣層內(nèi)靠自身升力體產(chǎn)生的升力滑翔,最大速度竟達到15倍音速。最后,該飛行器于6分鐘后成功落在1300千米外的小笠原群島水域。