俄罗斯日前奏效试射“榛树”高尚音速导弹,声称其速率达10马赫,现存防空系统无法按捺。这一事件激勉西方改动,高尚音速导弹的突防才气与驻守挑战成为争议焦点。本色上,我国科学家钱学森先生最早建议了“高尚音速”这个名词,而现阶段不错合计,选择“钱学森弹说念”的航行器才是无法被按捺的。 撰文 | 崔凯(中国空气能源学会科学传播和普及职责委员会主任) 2024年11月21日,一枚并未佩带核斗殴部的新式导弹从俄罗斯阿斯特拉罕州第四辐照试验场辐照,蹙迫了位于乌克兰第聂伯罗市的乌克兰南边机械制造厂。蹙迫之后确当
俄罗斯日前奏效试射“榛树”高尚音速导弹,声称其速率达10马赫,现存防空系统无法按捺。这一事件激勉西方改动,高尚音速导弹的突防才气与驻守挑战成为争议焦点。本色上,我国科学家钱学森先生最早建议了“高尚音速”这个名词,而现阶段不错合计,选择“钱学森弹说念”的航行器才是无法被按捺的。
撰文 | 崔凯(中国空气能源学会科学传播和普及职责委员会主任)
2024年11月21日,一枚并未佩带核斗殴部的新式导弹从俄罗斯阿斯特拉罕州第四辐照试验场辐照,蹙迫了位于乌克兰第聂伯罗市的乌克兰南边机械制造厂。蹙迫之后确当晚,俄罗斯总统普京发表电视语言声称,在这次抨击中,俄军“实战测试”了代号“榛树”的新式中程高尚音速(或称高尚声速)导弹,但并莫得搭载核弹头。普京还称,这枚导弹以10马赫,也即是每秒2.5到3公里的速率对贪图进行了抨击,宇宙上现存的防空系统,以及好意思国东说念主在欧洲蛊惑的导弹驻守系统,都无法按捺这种导弹。
“榛树”导弹蹙迫场合丨图源:央视新闻
张开剩余92%这次事件使西方颇为改动。12月7日,好意思国《国度利益》双月刊网站刊登了国度安全分析师布兰登·韦彻特(Brandon J. Weichert)所撰写的一篇著述,标题为《好意思国的“榛树”高尚音速火器恶梦启航点了》。文中指出,“榛树”导弹不错佩带6至8枚老例弹头或核弹头,打击范围不错覆盖欧洲全境以及好意思国西海岸。著述还指出,俄罗斯领有“榛树”导弹改变了现存力量对比,岂论是在乌克兰,照旧更野蛮的外洋体系中。好意思国既莫得可用的高尚音速火器库,也莫得驻守这些祛除性系统的可靠才气。“榛树”行动战场上一个紧要扮装的到来意味着,西方莫得谁是安全的。
不外,也有学者对这次事件及“榛树”火器系统的才气抓不同不雅点。好意思国明德大学蒙特雷外洋磋磨学院(Middlebury Institute of International Studies at Monterey)詹姆斯·马丁防扩散磋磨中心(James Martin Center for Nonproliferation Studies)主任杰弗里·刘易斯(Jeffrey Lewis)就合计,“榛树”导弹本色上是在俄罗斯RS-26洲际导弹基础上,通过移除一级助推器左迁蛊惑而来,本色上是通过捐躯射程来调换实战性能的晋升。这种改装虽然让导弹具备了一定的高尚音速特征,但这个级别的整个弹说念导弹在再入阶段都会达到高尚音速。他还合计,从驻守角度看,好意思国的“标准-3”Block IIA反导系统和以色列的“箭-3”系统都有才气按捺此类导弹。
高尚音速技能被合计将是“改变明天干戈游戏执法”的颠覆性技能,连年来也徐徐成为新一轮技能竞赛的焦点之一,而“榛树”事件关于这一畛域的竞争无疑起到了煽风燃烧的作用。不外,“高尚音速”这别称词自己却并不是一个新见地,而是早在1946年就由我国科学家钱学森先生建议。依据界说,高尚音速形色的只是是一个速率范围,即速率达到或者朝上5倍音速(即5马赫)的航行。要是只是议论速率界说,已有的许多火器都不错纳入这个范围,而围绕这类火器的攻与防也已历经了数十年之久。
弹说念导弹的攻防抗拒
弹说念导弹,畸形是洲际弹说念导弹(Inter-Continental Ballistic Missile,ICBM)是好意思国和前苏联冷战时期浅近见诸报端的名词,致使不错行动那段出奇时期的代表性词汇。广义而言,ICBM不错算是最早的高尚音速火器,因为其最大航行速率一般会朝上20马赫。尽管弹说念导弹关于冷战时期两个核大国而言,都是最为强有劲的威慑型军事装备,但其基本心趣并不复杂。
要是咱们站在大地上,用劲向斜上方抛出一颗石头,石头会在空中以抛物线的轨迹航行一段距离,可能是十几米或者几十米。要是想抛得远一丝,需要借助用具,比如古代攻城中浅近使用的投石机,石头的航行距离可能会达到几百米。要是想再远一丝,不错用火炮,应用炸药燃烧后爆炸产生的能量,不错将炮弹送得更远,会达到几千米致使几十千米。天然,炮弹的出膛速率要比手抛石头高了好多倍。可见,驱动辐照速率越高,石头或者弹头航行距离就越远,但其在空中航行的轨迹一直呈抛物线气象。
要是咱们渴望一枚弹头或者飞得相等远,比如几千千米,致使上万千米,那么大炮也不够用了,所能选择的独一运送火箭(或称助推火箭)。况兼跟着弹头航行距离的加多,火箭的级数也相应加多,这一丝与咱们常见的卫星辐照十分相似,只不外卫星的主义地是在天际中,而弹头的贪图地点则是地球上的另一个场所。
辐照弹说念导弹和辐照卫星的航行轨迹对比泄露图丨图源:文件
既然弹说念导弹的航行轨迹是一条抛物线,那么一朝辐照后,其航行轨迹就不错权衡出来。咱们不错举这么一个例子,要是咱们想在高速公路上按捺一辆高速行驶的汽车,由于汽车只可沿高速公路行驶,是以只须按捺地点和行驶的汽车之间莫得下高速的出口,其路子就不错精确权衡,此时只需在汽车行进的前线铺设路障,那么就一定会按捺到。
按捺弹说念导弹亦然雷同的兴致,只不外具体本质起来要复杂得多。当发现敌方的导弹辐照起飞后,空中的卫星系统和大地雷达系统会尝试一直追踪导弹,并对其航行轨迹进行测度和权衡,导弹飞到顺应按捺的区域后,就不错辐照按捺弹,以“迎头痛击”的风景迫害弹说念导弹。天然,由于弹说念导弹在空中航行的范围相等大,要想精确地撞上亦然很断绝易的。是以,按捺弹说念导弹并不成保证百分之百奏效(本色上,失败的概率浅近比奏效概率还要大)。要是要加多按捺概率,不错像高速公路上按捺汽车多确立几说念断绝那样,一次多辐照几枚按捺弹,这么就不错有用提高按捺概率。
提高弹说念导弹的突防才气
有了导弹按捺系统的迂腐,弹说念导弹的研发者天然就要想一些更正办法,使导弹被按捺的可能性减小,这就孳生出一系列弹说念导弹的更正和变种。
第一种风景是选择压低弹说念。传统的弹说念导弹为了尽可能增大射程,一般选择最小能量弹说念,以这种轨迹航行时,导弹在航行中的最大高度很高。比如好意思国上世纪六十年代研制装备的任性神II(Titan II)洲际弹说念导弹,其最大射程朝上10000千米,最大弹说念高度接近海拔1000千米。选择这么的高抛弹说念航行,使得导弹很容易被侦测和追踪。压低弹说念即是选择歪斜辐照或者辐照后飞速转弯等风景,使弹说念抛物线的弧度变大,大幅裁汰最大航行高度,从而裁汰导弹被探伤到的可能性。此外,选择压低弹说念,导弹大部分时间都在大气层内航行,不错在航行中应用空气能源转弯活泼,进一步加多其反按捺才气。
第二种风景是选择多弹头,其作念法即是将“抛一个石头”变为“抛一把石头”。弹头多了,破坏对方驻守系统的概率天然会增大,因为只须其中一枚或者一部分弹头莫得被按捺,就仍可对敌方已毕存效打击。此外,多个弹头就需要按捺方辐照更多枚按捺弹进行按捺,关于破费敌方按捺火力也大有平允。
还有一种相对迂腐的风景是末段活泼。好意思国上世纪八十年代研制和部署的潘兴II导弹就属于这种类型。这种风景是对弹头的外形进行符合更正并加装限度舵面。这么在弹头航行的末段不错应用空气能源转弯并改变其航行轨迹,一方面不错加多打击的精度,另一方面也不错规避敌方的按捺导弹。不外这种风景仅对航行的末段突防有用。
好意思国潘兴II导弹系统丨图源:收集
上述几种风景也不错组合使用,最为典型的即是俄罗斯研制的大名鼎鼎的“伊斯坎德尔(Iskander)”计谋级弹说念导弹。它在弹说念样貌上选择了压低弹说念,在航行历程中不错相对灵活地转弯。此外,除了自身佩带的损害弹头之外,还能佩带多枚独一几十厘米长的钓饵弹头,使按捺方在雷达上难以分歧哪一个贪图才是真实弹头,从而无从下手。而据分析,在俄乌干戈中屡屡出镜的kh-47m2“匕首(Kinzhal)”导弹即是在“伊斯坎德尔”导弹基础上进行更正而酿成的空射型计谋级导弹,其最大航行速率不错朝上10马赫。
俄罗斯“伊斯坎德尔”导弹的钓饵弹头丨图源:文件
俄罗斯“匕首”空射型导弹丨图源:free3d.com
高尚音速滑翔航行器——从“抛石头”变成“纸飞机”
虽然前述绝大无数弹说念导弹的航行马赫数都在5以上,曾经参加了高尚音速航行的速域范围内,但由于其航行弹说念呈现为抛物线,有畸形长的时间是在大气层外航行,因此一般兴致上合计这类弹头是“穿过”大气层,而不是在大气层内“航行”。而连年来业界更为招供的高尚音速航行器则独一两类,一类是高尚音速巡航航行器,另一类是高尚音速滑翔航行器。
要是用“抛石头”来相比弹说念导弹,则高尚音速滑翔航行器不错愈加形象地相比为“纸飞机”。高尚音速滑翔航行器的辐照及爬升风景与弹说念导弹基本一致,都是由运送火箭将弹头送至一定的高度和速率,之后火箭与弹头分离。与弹说念导弹按惯性弹说念航行所不同的是,选择高尚音速滑翔航行的弹头会像纸飞机雷同在空中航行,只不外其航行速率比纸飞神秘快得多,最大不错达到20马赫以上。
好意思国HTV-2高尚音速滑翔航行器航行全程泄露图丨图源:DARPA
值得一提的是,虽然高尚音速滑翔航行器真确引起宇宙列国的蔼然仅是最近20年摆布的事情,但这种航行模式的建议却是早在上个世纪四十年代,其建议者仍然是闻名的科学家钱学森。因此,这种弹说念也浅近被称为“钱学森弹说念”。
钱学森和“钱学森弹说念”丨图源:收集
相比于弹说念导弹,高尚音速滑翔航行器最昭彰的上风即是极强的突防才气,主要原因有如下几点:
最初是探伤难,高尚音速滑翔航行器全程都在大气层内航行,且航行高度比压低弹说念的导弹更低,因此愈加断绝易被探伤到,致使不错应用地球曲率的瞒哄效应遮盖我方不被发现。
其次是权衡难,由于选择“钱学森弹说念”,其航行轨迹统统无法权衡,现存反导系统在这种弹说念眼前基本上统统失效。
第三,高尚音速滑翔航行器不仅探伤难、权衡难,由于全程在大气层内航行,还不错充分应用空气能源进行大幅度和大范围三维转弯活泼航行,不但不错规避按捺导弹,致使不错主动脱色敌方的雷达探伤区。综上几点,至少现阶段不错合计,除了画虎不成的就地事件之外,高尚音速滑翔航行器是无法被按捺的。
虽然高尚音速滑翔航行器的基本航行旨趣与纸飞机雷同浅易,但其研制难度却十分大。由于航行模式与传统弹说念导弹统统不同,因此在气动外形、结构热防护、限度系统等方面都建议了新的挑战,其中,首要的难点即是外形。
传统的弹说念导弹一般选择轴对称体的外形,这种外形的优点是装填遵守高,理解性好。但选择这么的外形在大气层内航行时只可产生很小的升力,无法已毕远距离的滑翔航行,因此必须选择全新的气动外形想象。依据现在的研制情况,主要有两条想路,一条是在轴对称外形的基础上加多翼面提高升力,另一条是选择全新的升力体外形想象。
相比之下,第一条想路不错在畸形进度上采纳弹说念导弹的干系想象造就,因此技能难度相对小一丝,况兼不错平直使用锻真金不怕火的运送火箭,火器通用化进度相对更好。好意思国陆军和舟师皆集因循的通用高尚音速滑翔体神志(Common Hypersonic Glide Body,C-HGB)就征服了这一想路。行动这一神志的本色落地应用之一,代号“暗鹰”的好意思国陆军长距离高尚音速火器(Long-Range Hypersonic Weapon,LRHW)所选择的具体外形是轴对称双锥体加四片机翼。
好意思国陆军“暗鹰”高尚音速滑翔航行器丨图源:文件
选择轴对称机体加翼面的决议,主要劣势是其空气能源学性能相较于弹说念导弹而言,只可获取有限晋升。由于高尚音速滑翔航行器全程在大气层内航行,当其与运送火箭分离后,航行距离以及活泼才气险些统统取决于其空气能源学性能,因此,选择轴对称机体加翼面的气动外形虽然在弹说念样貌上选择滑翔风景,但很难将这一新式弹说念的上风充分阐发出来。
与之相比,升力体以及乘波体等新式外形则不错有用弥补这一不及。好意思国国防高等磋磨有贪图局(DARPA)因循的FALCON“猎鹰”神志中的HTV-2航行器和好意思国空军因循的空射快速反映火器(Air-launched Rapid Response Weapon,ARRW)神志的航行器都使用了这种决议。其中后者曾经被分派了AGM-183A的型号编号,但从现存发布信息看,其最近几次航行试验都因各式不测或者问题而宣告失败。
好意思国TBG高尚音速滑翔航行器丨图源:文件
不外,凡事成心必有弊,升力体外形虽然空气能源学性能更好,但其外形一般扁平,里面空间较轴对称体大幅减少,进而导致其装载才气裁汰。此外,升力体外形的操控难度更大,畸形是关于高尚音速滑翔航行器,其航行马赫数和航行高度变化范围很大,又使得操控问题进一步加重。恰是因为这些贫乏,好意思国HTV-2高尚音速试验航行器的屡次航行试验均告失败。
好意思国HTV-2高尚音速滑翔航行器丨图源:DARPA
“榛树”导弹是否真的“无法按捺”?
放胆现在为止,俄罗斯对外公布的高尚音速滑翔航行器仅为“时尚(Avangard)”导弹一种,且只公布了其闭幕图和三维动画视频,并莫得公布任何真确的什物图片。除此之外,虽然连年来俄罗斯官方和普京关于其“匕首”火器系统也屡次使用“高尚音速”这别称词来名称,但一般合计其仍属于弹说念导弹一类,况兼据称在实战中曾经被乌克兰奏效按捺。
俄罗斯“时尚”高尚音速滑翔航行器闭幕图丨图源:俄罗斯红星电视台
由于“榛树”导弹现在公布的信息一丝,是以真实情况怎样尚无法的确得知,但概述现在各式情况和分析,最大的可能性其仍是一种选择压低弹说念的弹说念导弹。不外,从弹头落地视频还不错昭彰看出,此导弹装配了至少6枚分弹头,这无疑不错进一步增强该款导弹的反按捺才气。因此,普京所说“榛树”导弹“无法按捺”诚然有一定的夸大身分,但客不雅的说,就现在水平而言,按捺这种导弹的贫乏属实很大。至于明天怎样,则只可恭候本色的磨真金不怕火了。
参考文件
[1] https://www.xinhuanet.com/milpro/20241210/8a06dffa960a4145bbebf409a284ed8a/c.html
[2] https://gamedevolution.com/news/does-usa-have-to-be-afraid-from-russian-hypersonic-oreshnik-missile/
[3] https://www.usnews.com/news/world/articles/2024-11-21/us-believes-russias-attack-in-ukraine-showcased-new-missile
[4] https://www.sohu.com/a/816984333_121500923
[5] 吴小宁,李悦,杨青格,俄罗斯伊斯坎德尔导弹作战才气分析,计谋导弹技能,2022 (06)
[6] Corinne Kramer,U.S. Hypersonic Weapons and Alternatives,presented in Congressional Budget Office,2023
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发布于:北京市