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俄媒:提出研制8马赫高超音速巡航导弹

发布时间:2024-12-07 作者: 不锈钢绗磨管

  大致推测鹰击-12长度在7米左右,直径0.6米,尺寸比3M55和3M80要小一些,因此发射重量可能也要少一点,考虑到超音速反舰导弹抛弃助推器时的质量和末段质量之比较大,所以它的发射重量可能仍然相对较大,估计在2000-2500公斤左右。图片为网上公布的中国鹰击-12反舰导弹。

  从图中来看,YJ-12采用了四个X形布署的进气道,这样的优点是大迎角的进气性能较好,也就是说当导弹进行较大迎角飞行的时候,仍旧会有两个进气道保持正常进气,但是它的缺点在于进气道总压恢复受到限制,另外由于弹体开口较多,结构很复杂,有必要进行加强,另外YJ-12的弹翼较小,这样作的可能是减少导弹的飞行阻力,导弹的速度越快,弹身对于升力的贡献越大,但是总体来讲,超音速反舰导弹的升阻比普遍不高,一般在亚音速导弹的五分之一左右。图为网上公布的中国鹰击-12反舰导弹。

  它的低空射程应该在150公里左右,高空射程250-300公里。超音速反舰导弹的优势在对方系统暴露时间短,速度快,动能大,尤其在岸舰作战中,依靠地形掩护,优势越来越明显。图为网上公布的中国轰-6飞机携带鹰击-12反舰导弹。

  宝石导弹采用了类似米格-21的机头进气布局,主要是为了缩小体积和重量。所谓“宝石”反舰导弹的俄罗斯编号为P-800/3M-55,该导弹研制于上世纪80年代,其目的是提供一种通用化、模块化的反舰导弹,解决原来前苏联反舰导弹存在着的体积和重量偏大,装载适应性差的缺点,在设计的时候,特别强调了要求:重量轻、尺寸小、隐身性能好、机动性能好。图为俄罗斯P-800“宝石”超音速反舰导弹。

  1983年进行概念设计,1987年开始做飞行试验,但是由于前苏联解体后的经济困难,这个导弹的研制进度一度处于停滞不前的局面,后来印度为这一个项目投入资金才完成全部的研制工作,因此该导弹也有一个我们熟悉的印度的名字“布拉莫斯”。

  该型导弹的尺寸为;长为6.1米,直径为0.7米,翼展1.7米,发射重量为3000公斤,时速M2.8,战斗部重量为250公斤,射程为300公里。

  日本为应对逐渐增强的中国海军的战斗力,以2016年量产为目标,开始研制超音速机载XASM-3反舰导弹,重量为900千克。图为日本XASM-3反舰导弹。

  报道称, 此次导弹研制费用共达325亿日元,将于2016年开始批量生产。日本自卫队战斗机目前装备的反舰导弹都是亚音速反舰导弹,容易被敌方舰载防空导弹和机关炮拦截或击毁,因此开始着手进行超音速导弹研制。图为日本XASM-3反舰导弹。

  为应对美国航母舰队,俄罗斯保留超音速导弹的数量最多。中国也从俄罗斯购买了超音速反舰导弹,并推进自身研制。由于战略概念的不同,美国没有保留该导弹,但最近已开始研制。图为日本XASM-3反舰导弹。

  P-700导弹是70年代末设计的,专门用来攻击美国的航母战斗群,使前苏联的舰队在实力上达到平衡。前苏联既为水面战舰研制过P-700导弹,也为潜艇研制过P-700导弹。该型导弹可用于装备基洛夫级巡洋舰、库兹涅佐夫海军上将号航母、奥斯卡级和奥斯卡 级巡航导弹潜艇。在P-700导弹上,既能携带常规弹头,又能携带核弹头。图为P-700导弹。

  据称P-700导弹是采用齐射方式发射,助推器抛掉后,冲压式喷气发动机就接着工作,它能使导弹的飞行速度达到2.5马赫。领先飞行的导弹要先向上攀升以便截获目标的有关数据,通过通信链路传输数据,然后再对选定的目标进行齐射。攻击时,计算机上的逻辑部分能准确地确定护卫舰、航母战斗群或两栖登陆舰的编队形式。图为P-700导弹。

  “布拉莫斯”超音速巡航导弹是由印度和俄罗斯联合研制的新一代巡航导弹。印度是第一个大买家,印度对它寄予厚望,将以“布拉莫斯”超音速巡航导弹来全面更新现有陈旧落后的海陆空军的导弹装备。图为“布拉莫斯”超音速巡航导弹。

  1995年12月,印度与俄罗斯开始联合研制超音速反舰导弹。后来,因研制经费严重不足,未能完成预定的型号研制任务。图为“布拉莫斯”超音速巡航导弹。

  1998年2月,印度国防部研究与发展局(DRDO)与俄罗斯导弹生产和设计商(NPO)联合体签订了联合研制“布拉莫斯”超音速巡航导弹的谅解备忘录。图为“布拉莫斯”超音速巡航导弹。

  导弹的研制工作进展较为顺利,自2001年6月进行首次导弹试射,至2005年10月,已进行了10多次海基、陆基等飞行试验。各类“布拉莫斯”超音速巡航导弹的研制生产,都取得了进展。图为“布拉莫斯”超音速巡航导弹。

  计划在未来5年内生产500枚“雄风”2E巡航导弹和120枚“雄风”-3型超声速反舰导弹,并将在“汉光-22”年度军事演习上正式对外展示后者。实际上,台湾军方早在2004年11月和12月,就已先后两次在台湾东南部屏东县的九鹏导弹试验场试射了“雄风”-3型导弹,试验包括飞行控制、超音速自由飞行、轨迹俯冲、仿真攻舰和掠海飞行等科目,还在东部海域进行了“绕圈飞行”,并在海平面上模拟进攻地点地貌与障碍物,结果都顺利地命中目标。图为“雄风”-3型导弹。

  “雄风”-3型舰舰导弹上使用了台湾“中山科学院”研制多年的冲压式发动机,它的飞行速度是使用涡喷发动机的“雄风”-2型导弹最大飞行速度的2倍以上,导弹射程超过500千米。“雄风”-3型导弹的速度能达到2.5马赫,射程达到数百千米,其中选用冲压式发动机起到了关键作用。图为“雄风”-3型导弹。

  俄罗斯3M80“白蛉”超音速反舰导弹(3M-80)的北约代号为SS-N-22“日炙”(Sunburn),又称“白蛉”3M-80E,是由俄罗斯彩虹设计局在70年代后期开始研制的。图为3M80“白蛉”超音速反舰导弹。

  该导弹武器系统由导弹、舰载火控系统、技术支援系统组成。该导弹的弹体全部由钛合全构成。以适应高速飞行(大于2.3马赫)时所产生的气动加热,并留有一定的热强度贮备。图为3M80“白蛉”超音速反舰导弹。

  制导方式为发射后不管,采用自控(无人驾驶仪)、无线电高度表及主被动复合雷达未制导。在自控段采取了自动驾驶仪,既能满足控制精度要求又可减少相关成本。图为3M80“白蛉”超音速反舰导弹。

  该导弹有较好的可靠性及可使用性,上舰完好率高,使用维护简单且保存期较长,处于作战状态的导弹可在舰上存放一年以上,而且到期后还可再延寿以保证使用。其钛合金弹体能满足 三防 要求(防水、防潮湿、防盐零),可在恶劣的环境条件下使用。图为3M80“白蛉”超音速反舰导弹。

  Kh-31是一种近程超声速反舰导弹。该导弹采和惯性制导+主动雷达制导方式, 弹长4.9米,弹径0.38米,最大翼展1.15米,重600千克,速度达3倍声速,弹头为100千克高爆弹头,射弹160千米。该导弹的通用性很强,俄罗斯正在该导弹的基础上进行改型,改型导弹的具体名称尚不明确,有报道说它将采用主被动复合导引头,飞行速度约为(800~900)米/秒。图为Kh-31反舰导弹。

  Kh-31最初是被用作机载的反舰导弹。但俄罗斯人很快意识到,如果换用另一种引导头,该导也能变成出色地的反雷达武器。反舰版本的Kh-31航程半径50公里,而反雷达版本的Kh-31有效航程则达110公里。这种600千克重的导弹携带有一个87公斤重(约191磅)重型弹头。图为Kh-31反舰导弹。

  Kh-31最初是被用作机载的反舰导弹。但俄罗斯人很快意识到,如果换用另一种引导头,该导也能变成出色地的反雷达武器。反舰版本的Kh-31航程半径50公里,而反雷达版本的Kh-31有效航程则达110公里。这种600千克重的导弹携带有一个87公斤重(约191磅)重型弹头。图为Kh-31反舰导弹。

  SS-N-12被北约组织称为“沙箱”(Sandbox)导弹,苏联和俄罗斯的代号是P-500“玄武岩”(Bazalt)导弹,军用编号4M-80,这是一种火箭冲压发动机推进的超声速反舰导弹,最大射程高达550千米,极速1.7马赫,可装备350kT当量核战斗部或是1000千克高爆战斗部。图为P-500导弹。

  主要参数:弹长11.7米,翼开2.6米,折叠2.1米,弹径0.88米,弹重6吨,战斗部为1000公斤炸药或35万吨当量的核弹,最远射程550公里。图为P-500导弹。

  SS-N-12不是掠海攻击的反舰导弹,导弹发射后会先爬升到巡航高度,最大巡航高度约13500米,导弹采用与SS-N-19类似的惯性/指令修正与主动雷达末制导,制导系统获取目标后,在距离目标约90千米处下降至300米以下低空飞行,最后以小角度俯冲攻击目标。研制时间:1973年研制成功,1976年装备部队。图为P-500导弹。

  俄罗斯3M54E“俱乐部”双速反舰巡航导弹,第一节助推火箭将导弹送至150米高度后脱落,导弹伸出进气道,由涡喷发动机推动亚音速掠海飞行;接近到30 40公里后,导弹再度爬高并以主动雷达搜索目标;最后20公里时,抛弃第2节庞大的油箱与发动机,启动第二节同体燃料火箭,俯冲加速争2.9马赫以突防。最大射程220公里。图为3M54E导弹。

  与此同时,俄罗斯也在向印度推销其“俱乐部”反舰导弹系统。1999年9月,俄罗斯宣布将向印度出售“俱乐部”导弹,随后印度于2000年耗资3000万美元从俄罗斯购买了12枚“俱乐部”导弹;2002年7月中旬,印度海军参谋长库马尔上将访问俄罗斯,从圣彼得堡造船厂接收了第10艘“基洛”级潜艇,该艇就配备了从鱼雷管发射的“俱乐部”反舰巡航导弹。图为3M54E导弹。

  《经济日报》日前报道称,北京钱学森工程科学实验基地的JF12复现高超声速飞行条件激波风洞,从设计、加工、建造到调试均由中国人负责,在安装、调试、验收和获取试验结果流程中,均一次成功。该报道称,JF12以新颖的反向爆轰驱动方法为核心,集成五大关键创新技术,是首个具有独立知识产权、技术指标先进的高超声速风洞,为研制高超声速飞行器,提供了关键条件。

  风洞是能人工产生和控制气流,以模拟飞行器或物体周围气体的流动,并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备。这种设备可提供飞行器设计需要的基础数据,是飞行器研制工作中的一个必不可少的组成部分。先进飞行器在上天前,有必要进行成千上万次风洞试验。

  上世纪中叶,风洞大量出现,且种类非常之多。按实验段气流速度大小来区分,可分为低速、高速和高超声速风洞。高超声速风洞又包括常规高超声速风洞、低密度风洞、激波风洞、热冲风洞等形式。风洞的规模与完善程度可以反映出航空航天科学技术的发展水平。目前中国已拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞,JF12激波风洞是我国首个具有独立知识产权的高超声速风洞。

  JF12激波风洞项目于2008年1月启动,是8个国家重大科研装备研制项目之一,耗资4600万元,2012年5月顺利通过验收。这是一个典型的自主创新的实验设备,以中国独创的反向爆轰驱动方法为核心,克服了自由活塞驱动技术的弱点,集成了五大关键创新技术,设计、加工、建造及调试工作均由中国人负责,安装调试工作历时两年,取得了一次性安装、调试、验收合格、获得试验结果的成就。

  JF12激波风洞主体为半人多高、金属质地、时粗时细、隔一段换一种颜色的“金属长管子”,在国际同行眼里是个“超级巨龙”,265米的管长使之得以提供较国外同类风洞更长的实验时间。据中科院力学所JF12激波风洞研发团队负责人姜宗林介绍,在建造主体时,JF12项目组首创了超高压、大口径合金钢管设计技术和超高压爆轰段夹膜机设计技术,并与北方重工合作突破了高强度合金钢管大口径深孔加工技术。

  据介绍,JF12激波风洞整体性能优于国外同种类型的产品,可复现25至40公里高空、5到9倍声速的高超声速飞行条件。姜宗林称,“高超声速发动机需要的实验时间至少需要60到70毫秒,我们已能做到100毫秒,国外的相关风洞大约为30毫秒。我们的喷管直径可达2.5米,实验舱直径3.5米,都明显优于国外同类风洞。JF12激波风洞里的 风 ,速度最高可达Ma 9,温度可达3000摄氏度左右,真能够说是个 超级风洞 。Ma 9意味着,从北京到纽约的飞行时间,可以由现在的14小时缩短到2小时。”

  风洞代表了一个国家的航空航天基础研究水平,是飞行器的“摇篮”,一架飞机的发动机、气动布局,必须在风洞里进行成千上万次试验后才敢上天。高超声速风洞是指风洞实验段气流的马赫数M在5至14之间的风洞,JF12激波风洞马赫数则在5到9之间,这种风洞大多数都用在导弹、人造卫星、航天飞机的模型实验。中国研制9倍音速风洞,明确说目前对空天飞行器和高超声速导弹的研制需求,因为普通火箭即便没有9倍音速风洞也可以研制。

  如果高超声速技术用于航天领域,就能够使航天飞行器实现重复使用,届时太空天地往返费用将降至目前的千分之一;如果用于航空,目前的超声速飞机将被高超声速飞机所替代,这种飞行器超过5倍声速,两小时内可全球到达。但高超声速飞行器的超燃发动机研发却是个大难题:马赫数达到9时,对于飞机发动机点火而言,就像在龙卷风中点燃一根火柴,还要保证它持续燃烧。

  据姜宗林称,要突破吸气式高超声速空间飞行器的关键技术,就有必要进行大量地面实验,风洞气流要满足马赫数8(即8倍声速)以上速度,而且兼有大尺度和模拟发动机燃烧的一体化实验能力。JF12激波风洞堪称迄今为止世界上性能最先进的高超声速气动试验装置。姜宗林指出,利用该风洞就能够复现“龙卷风”的状态。

  姜宗林还指出,JF12激波风洞为我国重大工程建设项目的关键技术突破和高温气体动力学基础研究提供了无法替代的试验手段。高超声速科技是航空航天领域的高新技术,关系到国家安全和国际战略格局,是世界各个航空航天大国竞相研究的热点,而高超声速飞行器的研发离不开风洞这个“摇篮”。

  据航空专家宋心之介绍,6倍音速以上的高超声速飞行,常规的喷气式发动机已经难以支持。宋心之还介绍,与火箭发动机相比,它无需携带很重的氧化剂,和普通喷气式飞机类似,吸入空气充当氧化剂,与自身携带的燃料进行反应。目前主流高超声速飞行器项目,都选用了冲压发动机。据介绍,这种发动机属于吸气式发动机,其工作原理是:首先通过进气道将高速气流减速增压,在燃烧室内,空气与燃料发生化学反应,通过燃烧,最终气体经过喷管膨胀加速,排入大气。此时喷管出口的气体速度,要高于进气道入口速度,因此产生了向前的推力。

  “以往的高超声速飞行器,多以火箭为动力,但火箭的 饭量 大得吓人。”宋心之介绍说,美国“大力神”火箭向近地轨道运送13吨载荷,竟要消耗燃料600吨以上,其中,氧化剂占了大头。而冲压发动机飞行器本身仅携带航空燃料,可要 勤俭节约 得多了。”因为无需携带氧化剂,冲压飞行器的航程比火箭更远、可携带更多的载荷。目前,拦截超过5倍音速巡航飞行的导弹,还是不可能完成的任务;可见,高超声速的冲压飞行器在战场上有着非常大威力。

  据介绍,研制高超声速飞行器能够大幅度提升打击反导系统的导弹武器的能力。高超声速飞行器可在大气层中以弹道导弹的速度飞行,但与后者不同的是它的飞行轨迹很复杂并难以预测。不过,高超声速武器在非核武器上的利用潜力更大,这种武器能够对世界任何地区实施瞬间和高精确打击。沿复杂轨迹飞行的高超声速巡航导弹比弹道导弹更难让敌方反导系统拦截,同时前者还拥有更高的精确性。高超声速导弹在量产后也许比弹道导弹更廉价。

  借助JF12激波风洞,中国正大力推进高超声速武器研制。“俄罗斯之声”电台援引美国公开资料称,中国超音速飞行器的研制工作规模庞大,至少包括空天飞机和高超声速巡航导弹两个方向。报道还认为,2011年由轰-6轰炸机发射并已完成亚轨道飞行的无人空天飞机“神龙”(863-706计划)可能就是飞行试验的继续。

  据介绍,由成都飞机设计研究所(611所) 研制的“神龙”空天飞机结构类似于X-43无人机,用氢作燃料,而把空气中的氧作为氧化剂。“俄罗斯之声”报道认为,中国“神龙”无人空天飞机可用于军事目的,包括作为打击工具。另据美国海军战争学院教授安德鲁埃里克森和吉伯柯林斯介绍,从外形来看,“神龙”空天飞机体积似乎小于美国的X-37B空天战机。基于可得到的照片,估计机身高约1米,长5-6米,它可能仅是X-37B空天战机体积的1/3左右。

  他们认为,“神龙”空天飞机似乎(至少)是一个技术发展/验证计划,该计划的成功有两个重要战略意义:其一,这在某种程度上预示着中国空天项目已经向具备制造航天飞机能力上又迈近了一步;其二,空天飞机拥有一系列常规发射器不具备的能力:可重复使用,负载也可根据任务而改变。这些特点带来了多用性,能节约一部分资金,尤其是执行侦察任务时。

  “俄罗斯之声”报道还称中国有一定的概率会在为自己的弹道导弹制造新一代弹头时将采用高超声速技术。报道指出,虽然美国反导系统有限,但仍然能够对规模过小的中国核武库造成非常大威胁。因此,研制应对敌方反导系统的手段就具有头等意义,在这种条件下利用高超声速弹头是最有效的。

  事实上,早在1997年5月,海军就提出了要发展马赫数为8的高超声速巡航导弹,同年9月又提出了高速打击导弹(HiSSM)计划,旨在研制一种平均速度为6马赫、最大速度可达8马赫、射程达960公里的导弹,这种“超级导弹”能为海军提供快速打击较远距离目标的能力,以比现用系统更低的费用完成同样的任务;空军也有自己的高超声速技术计划,旨在探索研制速度达8马赫的高超音速巡航导弹的可能性,预期的射程在1200公里以上。

  与刚有起色的中国高超声速武器项目不同,俄罗斯与美国已在高超声速飞行器制造领域展开了一场名副其实的竞赛。据推测,俄罗斯洲际弹道导弹上安装的新一代核弹头就属于高超声速飞行器。据推测,采用它们原则上可以让俄罗斯战略核力量免受美国反导系统的威胁。

  据称,俄罗斯提速高超声速武器系统的研发,完全是受美国的刺激。美国的超高声速导弹研究将在2015至2018年间从演示用原型样机阶段转入实用化的多用途高超声速导弹研制阶段。

  《北京晚报》的报道认为,尽管高超声速武器面临诸多技术难点,但是一旦取得突破就会给战争形态带来翻天覆地的变化,甚至会把战争带入到“读秒”时代。即使不考虑军事上的作用,高超声速有关技术对航空航天领域的带动也是极为明显并有可能改变人类利用天空和太空的手段,从而带来非常大的经济利益。除了美国之外,也有国家投入巨资加入到这场高超声速武器的竞赛中。

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