俄罗斯超声速巡航导弹发展现状及趋势
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俄罗斯超声速巡航导弹发展现状及趋势
杨玉堃
(北京航天长征科技信息研究所,北京 100076)
摘要:全面介绍了俄罗斯超声速巡航导弹的发展情况,并对在役的SS-N-22(3M80,“白蛉”)、SS-N-26(3M55E ,“俱乐部”),以及在研的3M25“陨石”和“布拉莫斯”等新型导弹做了着重阐述,最后对俄罗斯超声速巡航导弹的发展特点和未来发展趋势进行了分析和展望。
关键词:超声速;巡航导弹;俄罗斯
Development and Prospect of Russian Supersonic Cruise Missiles
Yang Yukun
(Beijing Aerospace Long March Scientific and Technical Information Institute, Beijing 100076)
Abstract :In this paper, the development of the Russian supersonic cruise missiles is introduced, especially the missiles in the army, such as variant SS-N-22 (3M80, Moskit), SS-N-27 (3M-54E, Club) and the new missiles as 3M25 (meteorite) and Blashmos. Based on it, the development feature of Russian supersonic cruise missiles is analyzed, and its prospect is forecasted.
Key words :supersonic ;cruise missiles ;Russia 1 引言
巡航导弹是指主弹道或主飞行航迹处于“巡航”状态,亦即处于用气动升力支撑其重力,靠发动机推力克服前进阻力,以近乎恒速等高度状态飞行的导弹。按照巡航飞行速度划分,将马赫数在1~5的巡航导弹称为超声速巡航导弹。超声速巡航导弹飞行高度较低,速度快,防御系统难以探测、跟踪和拦截,相对于弹道导弹费用较低,已成为各国竞相发展的武器系统。俄罗斯作为最早研制超声速巡航导弹,也是现今世界上唯一一个拥有在役超声速巡航导弹的国家,在这方面一直处于世界领先地位。
2 发展历程
俄罗斯从20世纪50年代初开始研制超声速巡航
导弹至今,共研发了20余种型号。按照研制时间和性能特点,可分为四代,每次更新换代均追求更轻、更远、更快、更准,以及结构外型的通用化和系列化。目前已发展到第四代。
第一代超声速巡航导弹于20世纪50年代初开始研制,60年代装备部队,采用涡喷发动机或液体发动机作动力装置,均携带核弹头,用于打击大型水面舰、航母编队和沿海城市,主要缺点是质量重、精度低、突防能力弱,主要型号有AS-2/K-10、AS-3/Kh-20、AS-4/Kh-22、SS-N-3A/P-6等。
第二代超声速巡航导弹于20世纪60年代开始研制,70年代装备部队,采用固体火箭发动机作为动力装置,体积减小,速度增大,命中精度和突防能力有所提高,但射程难以满足作战需求,已停产,主要型号有AS-6、SS-N-11/P-21等。
第三代超声速巡航导弹于20世纪70~80年代开
作者简介:杨玉堃(1982-),助理工程师,俄语专业;研究方向:俄罗斯导弹武器情报。
收稿日期:2010-01-28
始研制,主要采用整体式火箭冲压发动机,飞行速度大幅提升,系列化、通用化发展趋势明显,是目前俄罗斯的主要现役武器。主要型号有现役的AS-17/Kh-31、SS-N-22/3M80、SS-N-26/3M55E等。
苏联解体后,其军事力量的发展受到了较大影响,有些项目被迫中止。但随着俄罗斯经济的逐渐复苏,临近新世纪时,以恢复曾中断研制的3M25(“陨石”)和印俄合作的PJ-10(“布拉莫斯”)为代表、具有较高隐身性能的导弹,开启了俄罗斯超声速巡航导弹的新时代。
2.1 SS-N-22/3M80 “白蛉”
该导弹于1973年由彩虹设计局研制,是世界上第一种具有实战能力的中程超声速舰载反舰导弹。包括舰载型和空射型(Kh-41)。
舰载型弹长9.385m,弹径0.76m,折叠时翼展1.3m,发射质量3950kg,可携带300kg高爆战斗部,最大射程90km(改进型为120km),最小射程10km,飞行速度马赫数 2.3。其空射型外形与舰载型外形略有不同,弹长9.745m,重4.5t,低空射程可达150km,高空射程可达250km。采用整体式液体冲压发动机和复合制导系统,中段为惯性制导,末段主/被动雷达导引头制导。
1984年舰载型装备于956型“现代”级驱逐舰,后来又装备于11556型“恰巴年科”号大型反潜舰等;1994~1996年间,“苏-33”(“苏-27K”)舰载机装备了空射型。
2.2 SS-N-26/3M55E“宝石”
“宝石”导弹于1983年由机器制造科研生产联合体研制。通用性较高,拥有舰载型、岸基型和空射型(Kh-61)3种型号。各通用型弹长均为8.9m,弹径0.71m,舰载型和岸基型的速度为马赫数2.5,空射型的速度可达马赫数2.6,空射型(如图1所示)的发射质量比舰载型的略轻。
图1 “宝石”超声速反舰导弹
该导弹采用带固体助推器的整体式超声速煤油冲压喷气巡航发动机。发动机进气口位于头锥中心线的两侧,成对称结构。这种发动机可使导弹在0~20km的高度范围内作巡航飞行时保持马赫数2~3.5的巡航速度。导弹射出发射筒后,发动机固体助推器启动,几秒钟后可加速至马赫数2,固体助推器工作结束后可借助迎风气流自动脱离弹体。此时,主发动机开始工作,导弹以马赫数2.5的速度继续飞行。
“宝石”导弹平时装入密封的运输发射筒内,始终处于战斗准备状态。导弹的运输装置可兼做发射筒。导弹与运输发射筒内部没有间隙,可使同类型运输发射筒多携带2~3倍载弹量。装有导弹的运输发射筒无需加注液体或气体,对储存区域和发射装置上的微气候没有特殊要求,易于贮存。
1997年,舰载型装备于1241型导弹艇;岸基型将装在МАЗ-543汽车底盘上,共同组成“棱堡”岸基机动式反舰导弹系统,于1993
年在迪拜防务展上
首次展出;空射型于2001年莫斯科航展上首次展出,
将装备在“米格-29”(挂载2枚)、“苏-33”(挂
载3枚)、“图-142”(挂载8枚)等机型。
2.3 SS-N-27/3M-54E“俱乐部”
“俱乐部”亚声速/超声速导弹系统于1985年
由革新设计局开始研制,1993年在阿布扎比和莫斯科
航展上首次展出。该导弹可在强电子干扰和火力对抗
条件下,对敌各种水面舰艇目标实施打击。通用性较
高,拥有艇载型、舰载型、岸基型和空射型(其具体
技战术性能见表1)。艇载型是世界上第一种从鱼雷发
射管发射、装备超声速战斗部的反舰导弹;舰载型用
于装备水面舰艇,从通用的导弹垂直发射装置或箱式
发射装置发射。
该导弹采用亚声速/超声速双工况发动机,包括
固体燃料助推级、亚声速涡喷发动机(马赫数0.6~
0.8)和火箭助推器(马赫数3)低飞末段。当导弹爬
升至150m高度时,固体助推器被抛掉,弹体下的进
气口伸出,亚声速涡喷发动机启动。同时,弹翼和尾
翼伸出,导弹下降至海平面以上10~15m的巡航高度
飞行,导弹依靠以亚声速涡喷发动机完成其大部分飞
行;末段发动机与战斗部分离,再靠1台固体火箭助
推器做超声速飞行,打击目标时速度高达1000m/s。
在靠近目标时(距目标60km),战斗部与前一级分离,
因此导弹的弹翼、尾翼以及发动机进气口等这些对雷
达波有强烈反射的部分被甩掉,使舰艇的雷达很难探
测到来袭的“俱乐部”导弹。
舰载型装备于“基洛”级、“爱神”(“阿穆
40
尔”)级常规潜艇,“奥斯卡Ⅰ”级核潜艇,以及“克里瓦克”级护卫舰等。岸基型装备在МАЗ-7930运输发射车上,已于2008年装备部队;2007年9月阿布扎比航展上首次展出了空射型,其载机为“苏-35”、“米格-35”战斗机。
表1 “俱乐部”导弹技战术性能表
艇载型(舰载型)、岸基型空射型
弹长/m 8.22 7.9 弹径/m 0.533 0.533 最大射程/km 220 300
发射质量/kg 2300 1950
飞行速度/Ma 0.6~0.8(巡航段)
3.0(末段)
0.6~0.8(巡航段)
3.0(末段)
制导系统惯性制导+主动雷达导引头末制导惯性制导+主动雷达导引头末制导
战斗部:类型高爆高爆
战斗部:质量/kg 200 200
2.4 3M25“陨石”
“陨石”导弹(3M-25)是俄罗斯目前在研的一种新型超声速空射巡航导弹,由俄罗斯切洛梅设计局在AS-19(Kh-90)基础上继续开发的,主要用于打击敌方的战略目标。
1976年批准切洛梅设计局进行该导弹陆基型、舰载型和空射型的研制。但由于试射成功率较低,从1984年到20世纪90年代初,相继终止了该导弹各通用型的研制工作,进入新世纪后得以恢复。2007年莫斯科航展上首次展出了尘封30年之久的“陨石”空射战略巡航导弹(如图2所示)。
图2 “陨石”超声速战略巡航导弹
该导弹长12.8m,弹径0.9m,翼展5.1m,发射质量6.3t,战斗部重1t,采用涡喷发动机。与20世纪80年代同类导弹飞行高度较低、亚声速飞行的特点相
比,“陨石”导弹飞行马赫数接近3,飞行高度22~
24km,射程可达5000km,将装备在“图-95”战略轰
炸机上,可突破美国反导系统,其具体技战术性能见
表2。该导弹是一种通用型导弹,另有舰射型和陆基
型。
导弹采用“鸭式”布局,使用箭式折叠式弹翼和
垂直折叠式尾翼,主发动机进气口位于弹体下,使用
2台推力240kN的液体涡喷发动机作为动力装置,工
作时间32s,在22~24km高度时速度为833m/s,不
安装助推器;采用惯性制导加地形匹配和雷达修正制
导。该导弹还采用了多种先进技术,例如导弹采用了Marabu等离子场生成系统,可降低导弹在高空飞行时
的雷达散射截面(RCS)。
表2 “陨石”导弹技战术性能表
弹长/m 12.8
弹径/m 0.9
翼展/m 5.1
发射质量/t 6.3
射程/km 5000 飞行速度/Ma 3
飞行高度/km 22~24
动力装置涡喷发动机
制导系统惯性制导+地形匹配雷达修正
战斗部类型核弹头
战斗部质量/kg 1000
41
42 2.5 “布拉莫斯”
“布拉莫斯”(PJ-10)超声速巡航导弹(如图3所示)由俄印合资公司共同研制。俄方负责导弹的研制与生产,印方负责制导系统,以俄罗斯“宝石”(SS-N-26)反舰导弹为基础进行研制。
图3 “布拉莫斯”超声速巡航导弹
技术特点及飞行路径
“布拉莫斯”超声速巡航导弹具有多弹道、“发射后不管”等特点,有较强的突防能力。该导弹长8.1m ,导弹直径0.67m ,发射质量3t ,最大射程300km ,飞行速度为马赫数 2.5~2.8,飞行高度最高可达15km ,末段飞行高度10~15m ,采用带固体火箭助推器的整体式冲压发动机推进,可携带200~300kg 常规弹头,也可以携带核弹头,其具体技战术性能见表3。
该导弹采用梭镖式气动布局,弹身表层涂有印度自行研制生产的雷达吸波涂料,可增强导弹的隐身性能,最大程度地躲避预警雷达的搜索探测,提高了抗干扰能力,降低被敌方雷达发现的概率。采用复合制导方式,巡航段采用惯性制导加 Glonass 卫星导航,末段采用主/被动雷达导引头。导弹在飞行末段下降到10m 左右,贴近海平面并作蛇形机动弹道飞行,以躲避敌方拦截,具有“发射后不管”的能力,以此来捕捉、跟踪目标。而导弹在飞行过程中一般多采用被动制导方式,以降低被敌方发现的几率,提高导弹的命中概率。
表3 “布拉莫斯”导弹技战术性能表
弹长/m 8.1 弹径/m 0.67 翼展/m 1.7 发射质量/kg 3000 动力装置
带火箭助推器的冲压喷气发动机
飞行速度/Ma 2.5~2.8
复合弹道段 300
射程/km
低空弹道段 120 主弹道 15000
飞行高度/m
低空弹道10~15
制导系统 惯性制导+主/被动雷达导引头
战斗部类型
高爆
战斗部质量/kg 300
“布拉莫斯”导弹通用性较高,除了海基型(反舰型、对陆攻击型),还研制了陆基型和空射型,具备多种平台发射能力,可从舰艇、潜艇(水下状态)、
陆地平台(机动或强加固地下井)或飞行的运输-发射筒垂直或倾斜发射。
2001年6月12日进行了首次“布拉莫斯”导弹地面飞行试射,获得成功;
2003年2月首次在舰船上成功试射了舰载型导弹,同年进行批量生产;2004年
12月印度首次成功进行陆基型导弹的发射试验;2006年印度海军装备了舰射型导弹,2007年夏印度陆军装备了陆基型,印度空军计划于2012年装备空射型“布拉莫斯”导弹。
2008年9月“布拉莫斯”印俄合资公司宣布将合作研制“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹,其飞行速度将达到Ma=5~7,采用陆射、空射、水面和水下四种发射方式。2009年3月,印度国防研究与发展组织(DRDO )展示了高超声速技术验证飞行器(HSTDV )。HSTDV 由DRDO 与以色列飞机工业公司(IAI )共同设计。俄罗斯中央空气流体动力学研究院与中央航空发动机制造研究院负责燃烧室和进气道的研制。HSTDV 计划于2009年进行试验,现已重点开展了高超声速冲压发动机模型的论证工作。
3 发展特点及趋势
3.1 发展特点
3.1.1 采用“渐进式”的发展战略
俄罗斯已研制出的超声速巡航导弹均为低超声
速巡航导弹,即飞行速度为马赫数1≤Ma≤3的巡航导弹。通过对本国经济实力和科学技术水平的系统考虑,以及为了符合军事、政治和经济利益的需要,俄罗斯在巡航导弹研制方面,理性地选择了“亚声速”、“低超声速”、“中超声速”(马赫数3≤Ma≤5),最后到“高超声速”的“渐进式”发展战略。多年来,俄罗斯积极贯彻这一战略,成功研制出多个型号超声速巡航导弹,并在巡航导弹冲压发动机推进技术领域独占鳌头,处于绝对领先的地位。3.1.2 多为反舰导弹
俄罗斯研制的超声速巡航导弹多为反舰导弹,主要用于反舰作战,打击大型水面航母及战舰编队,这主要是由美军的装备情况决定的。美国拥有强大的海军力量,以航空母舰为主的舰队是其对外军事干预的主要手段。出于维护自身战略安全的考虑,为对抗美国的航母编队,俄罗斯将反舰定为超声速导弹的主要发展方向。超声速巡航导弹由于高空突防能力较强,可有效打击海上移动目标,且命中精度可达10m级,因此被认为是对抗航母的较优方案。
3.1.3 动力装置的日益完善
俄罗斯在采用超声速巡航导弹发动机方面也经历了一个漫长的发展过程。20世纪50年代,在发展超声速巡航导弹初期,俄罗斯将航空工业中的先进技术照搬到超声速巡航导弹中,主要采用涡喷发动机作为动力装置;之后,随着弹道导弹技术的不断发展,逐渐将弹道导弹中成熟的液体推进剂技术运用于巡航导弹中,但由于液体导弹不易操作且易发生危险,采用固体推进剂渐渐增多,这样超声速巡航导弹也由采用液体火箭发动机转向固体火箭发动机。但是采用这种发动机的巡航导弹普遍射程较近,速度不高,逐渐被性能更优的冲压发动机所取代。目前,现役的多数俄超声速巡航导弹都采用了带固体火箭助推器的整体式冲压发动机。
3.1.4 模块化、通用化、系列化
20世纪末俄罗斯在研制新一代超声速巡航导弹上开始采用新的设计思想,即:模块化、通用化和系列化(简称“三化”)。“布拉莫斯”导弹在研制海基型的同时,还研制了陆基型和空射型,导弹具备多种平台发射能力,可从舰艇、潜艇(水下状态)、陆地平台(机动或强加固地下井)或飞行的运输-发射筒垂直或倾斜发射。
3.2 未来趋势
未来的超声速巡航导弹将更注重提高突防、生存能力,强调隐身性能。俄罗斯的超声速巡航导弹目前采取的低空末段突防技术,可有效减少导弹的雷达散射截面,从而提高突防能力,未来在继续采取这一技术的同时,将进一步提高巡航飞行速度,发展高空高速突防能力。另外,将重点发展“发射后不管”的能力,真正实现自主发现和攻击目标,以提高发射平台的生存能力,提高作战行动的灵活性和可靠性。而随着多模传感器、集成电路以及计算机软硬件等技术的发展,未来的超声速巡航导弹将更加智能化,制导精度将有明显改善,自主发现、功击目标的能力将得到显著增强。同时,“三化”的发展思想也将得到延续。
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