03.07 高超音速导弹是否不可拦截?

森林狼6


导弹的飞行速度是根据作战需要而来的,例如,战斗机的速度是2马赫,那么防空导弹、空空导弹的速度就必须要高于这个数,否则就追不上战斗机。所以,导弹的速度越快越好,弹道导弹速度快意味着同样的射程飞行用时短,也不容易被拦截。那么,高超声速导弹的速度是否就达到了不被拦截的地位呢?目前来说,弹道导弹,特别是战略级别的弹道导弹都具备高超声速飞行速度,通常情况下都具备20~25马赫左右的速度。但是弹道导弹的拦截目前也是一个热门的研究领域,例如,美国就已经开始部署拦截战略弹道导弹的武器了,也就是说像战略弹道导弹这样的高超声速武器看来是已经做不到不被拦截了。


战略弹道导弹只所以能够被拦截,源于其特有的弹道特征,弹道导弹都有一个相对固定的弹道,因此,如果在弹道导弹释放核弹头前对其进行中段拦截,就有可能击毁来袭的弹道导弹。通常是在大气层外的弹道导弹最高弹道的爬升段,此时段的弹道导弹的弹道相对固定,容易拦截。如果是弹道导弹释放分导弹头后就不容易拦截了,因为分导弹头都是下降段,并且能够机动飞行,而且速度快。高超声速导弹虽然从速度上来说和弹道导弹差距不大,但飞行弹道并不相同,这是保证高超声速导弹目前来说处于无法被拦截的位置的主要因素。下面我们就谈谈这个高超声速导弹的性能特点以及和弹道导弹的区别。

高超声速导弹目前来说是指具备大气层内飞行能力,采用超然冲压发动机,具备滑翔弹道特点的高超声速导弹武器。和弹道导弹比,一是弹道导弹采用火箭发动机,燃料自备,体积大,多采用三级火箭发动机,弹道固定,大气层外飞行。而高超声速导弹采用超然冲压发动机,利用空气和自身携带的燃料,通常是煤油,在大气层内飞行,采用滑翔弹道,没有固定弹道,能够躲避拦截武器的打击,这是高超声速导弹的特点。高超声速导弹只所以不能被拦截并不单单是高速度,有的高超声速导弹的速度并没有采用火箭发动机的弹道导弹快,为什么不能被拦截?主要还是飞行弹道的不确定性,这样一来,高超声速+飘忽不定的弹道就使拦截武器无能为力了。





高超声速导弹的发动机:超燃冲压发动机需要有空气吸入,采用函道结构,里面有产生激波效应的激波锥体结构,没有涡轮叶片等等设备,就是一个腔体结构,激波效应的目的是给进入冲压发动机的高速气流减速增压,经过数道激波效应使进入函道的空气气流层层减速,并且是层层加压,当这些高压空气堆积在函道里面达到最佳压力时,注入燃料,形成空气燃料混合气体,然后点燃,于是这些高压燃料混合气体就会发生爆燃现象,高温高压膨胀气体从尾喷管向后喷出,这些向后喷出的高温高压气体的速度要远远大于进入函道的气流速度,于是就使导弹高速飞行,并达到高超声速。

利用超燃发动机使高超声速导弹能够飞行于大气层内,并且采用滑翔弹道使高超声速导弹形成乘波体的飞行路径,上下左右滑翔翻飞,这样的弹道目前还没有哪个反导武器能够拦截,所以,高超声速导弹目前处于不被拦截的时段并没有错。高超声速武器目前来说处于刚刚开始阶段,在武器装备矛与盾的较量中处于领先盾的阶段,等等于是抓住了这个窗口期,未来,随着反制高超声速导弹武器的出现,必然会有被拦截的那一天,只不过是现在还做不到。武器历来都是矛盾共存,有矛必有盾,先有矛后有盾,高超声速武器就是先行了一步,占得先机,处于领先于盾的状态,处于暂时不能被拦截的时间段。未来必然会有能够被反高超声速武器拦截的那一天。到那时,高超声速武器也必然会采取更加先进的措施,因此,矛与盾的较量会永远伴随高超声速导弹走下去。


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目前很难有效拦截。
70周年国庆阅兵式上的DF-17高超音速导弹,据说最大速度可达10马赫

一般来说,高超音速导弹指的是飞行速度超过5马赫,也就是5倍音速的导弹。这种导弹属于最新型的导弹,具有广阔的发展前景,由于其具备超高的飞行速度,能够突破现今几乎所有的防空系统,因此被认为有望改变未来战争规则。目前,各大军事强国纷纷研制超高音速导弹,其中的典型包括俄罗斯的“匕首”、“先锋”,美国的X-51以及中国的DF-17、“星空-2”等。


俄军试射“匕首”
高超音速导弹图

高超音速武器的技术路径主要有3条,其一是采用火箭助推乘波体设计的滑翔弹头,第二种是在前者的基础上进一步升级,采用大型火箭助推器搭载有动力的乘波体滑翔弹头。最后一种则是应用超燃冲压发动机技术推进。其中,第3种技术最先进复杂,也是人们认定的最符合“高超音速武器”概念的导弹。
美国X-51高超音速导弹测试照,采用的正是超燃冲压发动机技术


目前中俄出现的DF-17、“匕首”采用的都是第一二种技术路径。这种技术路径好处是技术难度较低,能够在短时内内成军装备部队。这对中俄这种具有很大的空防压力的国家来说是性价比很高的方案。而美国恰恰选择了攻克最难的第三种路径,其中的最知名的项目就是X-51高超音速导弹。但由于迟迟无法攻克,X-51项目据说已经下马。
与X-51外形
相同的俄罗斯“锆石”高超音速导弹

如果将高超音速导弹是比喻成“矛”,那它足以刺穿目前世界上最坚固的“盾”——防空导弹系统。未来高超音速导弹最大速度将有望大幅超过5马赫,达到惊人的10马赫甚至20马赫以上。正所谓“天下武功唯快不破”,倘若高超音速导弹真能实现理想中的作战效能,那无疑将成为名副其实的战场规则改变者。


美国陆基宙斯盾反导系统

而这,对花费数万亿美元辛苦构建起来全球反导系统的美国来说,无疑是一个噩梦。一旦美国失去了反导系统这一最大王牌,那美国军事优势将荡然无存。尤其是目前在高超音速应用进度上,美国是落后中俄的。因此,未来美国势必将加大对该领域的投入,因为这代表未来,是美国不能失去的战略高地。
美国部署的“萨德”远程反导系统


兵者诡道也


关于高超音速武器,美国国会在去年5月份和12月份举行过听证会,先后召集过美军太平洋战区司令戴维森、导弹防御局局长叙林、国防部长马蒂斯、副部长格里芬等,讨论中国与俄罗斯研发部署的高超音速武器。上述美军高级将领和官员均回答,美军现在根本无法防御这种武器。美国讨论的应对办法,就是自己也发展高超音速武器,目前美国第一款高超音速武器AGM-183进行B-52搭载试验,计划在2023年左右部署

高超音速武器之所以无法防御,其难点主要在两个方面,一是高空高速。高超音速武器目前速度可以达到7~20倍音速,而且飞行高度可以距离地面4万到10万米高度(取决于助推器类型)。地面防空武器想要跟的上这个速度,打的到这个高度本身已经非常困难,只有少数针对拦截中远程弹道导弹的专业反导防空导弹存在理论上的拦截可能。

但难的是第二点,高超音速导弹由于是在大气层边缘高速滑翔前进,可以利用升力体的气动控制面,产生改变方向、角度的矢量,从而全程可以进行机动变轨。虽然弹道导弹飞行速度更快,像东风-41再入大气层时速度可以达到25倍音速以上。但是弹道导弹的弹道轨迹固定,高性能远程雷达和先进计算机配合,可以跟踪测算出其未来出现位置,从而控制反导拦截导弹进行打“提前量”。这种拦截模式在面对全程可以机动变轨的高超音速武器面前只能是形同虚设,反导系统需要很长时间跟踪测算才能火控未来几十秒的拦截窗口,像美国宙斯盾的标准-3反导拦截弹,最短要持续跟踪165秒,才能得到135秒时间用来发射拦截弹以及拦截弹飞出大气层进行反导拦截的窗口时间。

此外,目前反导拦截导弹制导模式是分工很明确,大气层外拦截是用红外制导,因为在宇宙“干净”的背景下,红外导引头可以在上千公里外探索到温度很高的弹道导弹,雷达波因为距离发射雷达距离远信号强度太弱。而大气层内拦截则是以雷达导引头,因为大气层内高超音速飞行摩擦太厉害,红外导引头难以有效工作。偏偏高超音速导弹弹道轨迹是在大气层边缘高速滑翔,偏偏打在反导拦截两种制导模式的“坎”上,红外导引头自身摩擦生热无法有效工作,雷达导引头远距离工作不佳,可以说相当郁闷。

理论上今后唯一有可能的拦截手段,恐怕只能是激光武器。但是激光武器同样远距离能量衰竭厉害,面对拥有高速和变轨能力的高超音速武器,还难以持续打中。并且高超音速武器本身为了高速滑翔需要,进行特殊耐热处理,想要照射烧毁同样非常难。


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