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专打美军B-21?中国研发射程2000公里的防空导弹是什么概念?

2024-09-23军情
现役防空导弹射程最远的,是俄罗斯S-400长途防空导弹体系配备的40N6E型防空导弹,它的最大射程能达到380公里,相当于从北京到泰山的间隔。
而【南华早报】报导,据宣布在【我国图画图形学报】半月刊上的一篇论文标明, 我国西北工业大学的科学家们居然研制出了一种射程超过2000公里的超级长途防空导弹
2000公里是什么概念?这都相当于从北京到广州的间隔了!
按说这【我国图画图形学报】可是专业的学术期刊,应该不会打诳语,那这到底 是不是换了个名号的地对地弹道导弹呢?
报导称,这种防空导弹长8米,重2.5吨,可车载移动发射,苏华领导的西北工业大学研究小组表示,它将能够击落预警飞机和轰炸机,阻挠它们干涉或许发生的地区冲突。
这种导弹的开发设计参数标明,它或许类似于「飞天一号」火箭,选用的是「固体燃料火箭发动机+超燃冲压发动机」的两级组合推动体系,并具有乘波体滑翔构型。
▲「飞天一号」发射任务现场合影
这个「飞天一号」火箭是由西北工业大学牵头研制的,于2022年7月4日在西北某靶场成功发射,其最亮眼的便是运用的组合推动体系了。
从「飞天一号」的外观就能看到,其头部选用乘波体,进气道在下颚,后边是火箭发动机,不过,准确的说法这应该叫「火箭基组合循环」(RBCC)推动体系,这是个什么东西呢?
我们知道,常见的涡喷或涡扇发动机都算是燃气涡轮发动机,原理便是运用压气机将空气压缩成高压气体,其间一大部分混上燃油,点着后经涡轮机喷出气体构成推力,一小部分则用于驱动压气机。
▲涡扇(上)与涡喷(下)发动机结构示意图
因为压气机与涡轮机的物理极限存在,燃气涡轮发动机在速度提升至3马赫开端,作业功率也急剧下降。
所以,人们就爽性把涡轮机砍掉,而是纯粹靠高速飞翔时进气锥构成激波压缩空气,进入焚烧室的升温升压的空气与燃油混合焚烧,运用收敛扩张尾部喷嘴构成巨大推力。
当然了,冲压发动机要想获得高速高压空气还需求额定的动力,这就需求串联上一个涡喷或火箭发动机了,而「飞天一号」的「火箭冲压组合动力」便是以火箭发动机驱动冲压发动机的。
不过,现在,现役的超音速兵器运用的冲压发动机,都是运用传统的亚音速焚烧室,进气道和焚烧室内的空气流速为亚音速,导弹速度最多在4马赫以下。
当飞翔速度再往上提的时分,进气道吸入的空气也就变成了超音速,超音速空气会直接进入焚烧室和燃料混合焚烧,此时,燃料焚烧的安排操控难度极大,如燃料停留时间太短,混合功率十分低。
▲运用亚燃冲压发动机的SS-N-19反舰导弹
这就相当于在12级劲风中点着一颗火柴,并且还要求安稳焚烧,以早年技能水平很难完成,因而,只能下降气流速度确保动力体系继续安稳焚烧,所以,4马赫就成了亚燃冲压发动机推动速度的上限。
从官方发布的内容描述来看,「飞天一号」的速度达到了高超音速,即5马赫以上,达到这一速度并非难事,像固/液体火箭发动机就彻底没问题。
可是,固/液体火箭发动机需求带着很多的氧化剂,有用负载很低,作业时间只能占整个飞翔段的三分之一,并且机动功能极端受限,还不如冲压发动机好用。
在高超音速冲压发动机运用最早的美国,研制的X-43A高超音速验证机运用的是液氢燃料冲压发动机,X-51A则运用的是碳氢燃料冲压发动机,这两者最大的问题便是它们只有火箭和冲压发动机两种模态,动力速度区间十分狭隘。
▲超燃冲压发动机
可是选用煤油作为发动机燃料的「飞天一号」就不相同了,它这套RBCC体系整合了火箭发动机、亚燃冲压发动机和超燃冲压发动机,不只更耐热、安稳、抗爆能力更强,并且让其在引射模态、亚燃冲压模态、超燃冲压模态和纯火箭模态间平稳过渡。
▲「飞天一号」四种作业模态原理图
这其间,引射模态是指从火箭加快后,在2-4马赫,发动亚燃冲压发动机,将高速气流降速增压,降至亚音速,焚烧后经过拉瓦尔喷管将飞翔器加快到超音速。
当亚燃冲压发动机安稳作业,速度维持在3马赫左右时,火箭处于亚燃冲压模态;随着火箭不断加快,速度会上升到5马赫以上时,亚燃模态转为超燃模态;当火箭加快升高至大气层外层时,速度高达10马赫以上,火箭进气道关闭,转入纯火箭模态。
▲在高超音速风洞内测验的超燃冲压发动机
这种RBCC推动形式带来的优点便是,不光能让火箭做的更轻更小,并且能大幅改善冲压发动机的机动性,还具有从地平线到卡门线间自在飞跃的潜力,能够说是1+1>2。
此外,「飞天一号」还突破了热力喉道调节、超宽包线的高效焚烧安排等关键技能,这是人类第一次完成从亚燃到超燃冲压的全形式联接,也标志着我国在吸气式超燃冲压火箭组合循环发动机的高超音速飞翔器范畴处于世界顶尖水平了。
可是,要想成为合格的防空导弹,仅仅有高超音速仍是远远不够的。
我们知道,防空导弹不同于地对地导弹,一般来说,地对地导弹并不需求很高的精度,它的误差能够依托弹头的威力来补偿,算是一种点对面、动对静/低速的杀伤兵器。
而防空导弹则不同,它的方针是高速运动的飞机或导弹,这是精确的点对点、动对动的杀伤兵器,这就对其导航精度要求极高。
一般情况下,地空导弹的飞翔间隔也就几十公里,最远的也不到400公里,所以制导方式主要有红外制导、半自动雷达制导、自动雷达制导以及复合制导。
红外制导因为制导精度不高,没有区别多方针的能力,一般用在便携式防空导弹上,射程一般就几公里;射程稍远一些的导弹就会用到半自动雷达制导和自动雷达制导了。
▲双半自动雷达制导
可是,假如要完成2000公里的冲击间隔,在地球曲率的影响下,早就远远超出了地上雷达的引导规模,哪怕是预警机也不敢前出太远,超出雷达勘探规模就无法为导弹提供引导,想要研制更远射程的地空导弹就要处理制导的问题,那么我国是如何处理的呢?
本来我国选用的不是雷达引导,而是靠卫星群引导批改,导弹由侦查卫星提供实时导航数据,结尾能够自行切换到查找引导形式,进入杀伤规模后引爆弹头,释放很多的碎片,给方针以毁灭性的杀伤。
别以为卫星就只能拍摄影,一年多以前,商业卫星「吉林一号」就现已能继续盯梢具有隐形功能的美军的F-22战斗机了,靠卫星群引导批改必定不是什么问题了,毕竟春风21D等射程更远的反舰弹道导弹也不全靠雷达引导嘛。
而军用卫星自身对方针的勘探盯梢能力就更强,这款导弹针对的方针又是预警机、战略轰炸机、空中加油机、电子侦查机、反潜巡逻机等高价值的大型空中飞翔器,那么它们的行踪自然是逃不过我国的「天眼」了。
有卫星群在,就能经过高速实时数据链,让防空导弹既能准时飞抵敌机运动到的空域,又能确保终究成功完成捕获方针了。
我国在高超音速导弹的研制上起步比较晚,但在多年的不懈努力下,我国现已取得了十分出色的成果,相比之下,美国在高超音速兵器的研制上却一再遇挫。
早在2020年,我国的超燃冲压发动机作业时间就现已高达600秒,而美国的超燃发动机最多只能作业300多秒,远远落后于我国,此前还因为滑翔体焚烧体系出现毛病导致试射失败。
而在另一边的俄罗斯,则在此范畴取得了不少成果,包括「萨尔马特」的多种高超音速兵器现已成功试射,俄乌冲突中就运用了「匕首」高超音速导弹对乌克兰进行冲击,这都让美国焦虑不已。
可是,能让美国焦虑的还远不止这些。
该弹从发射到完成2000公里的射程,只用时不到10分钟,从我国海岸线往外推2000公里,那便是美国的第二岛链以内。
也便是说,哪怕我们的驱逐舰不在这片区域,一旦卫星发现敌情,我们都能从海滨发射5-10马赫的高超音速防空导弹,冲击第二岛链内的美军轰炸机、预警机。
另外,这款导弹长度为8米,而055型万吨大驱和052D型驱逐舰均配备有直径为850毫米的笔直发射设备,最深的可容纳长度不超过9米的大型弹药。
假如其直径能够操控在850毫米以内并满足笔直发射器要求的话,那么根据我国的习惯,今后很有或许发展出水面舰艇运用的海基型号,装载到舰艇笔直发射设备上去,从而将我国航母战斗群的防御半径扩展10多倍。
不过,不知你发现没有,这么先进的导弹居然只能冲击轰炸机、预警机这类雷达反射截面积很大、速度比较慢的方针,是不是有些杀鸡用牛刀呢?
我们无妨斗胆猜测一下, 也许现在这并不是它的彻底体 ,仅仅因为当时的科技水平,它还没法对付战斗机这类较为灵敏、雷达反射截面积更小的战术类方针。
并且,就它具有的乘波体滑翔构型来看,它的飞翔弹道是具有飞出大气层并在大气层外滑翔能力的,这其实就能够完成阻拦高超音速方针的「吊射弹道」。
这种「 吊射弹道 」不同于传统地空导弹的由低到高得仰射弹道,而是飞得比高超音速方针更高,在挨近方针时,从大气层外再入大气层爬升砸向方针。
这种弹道构想最早由美军提出,因为他们以为高超音速兵器的末段速度过高,传统的仰射式阻拦很难成功,只有在高超音速方针再入大气层后的短暂窗口期,在更高的高度运用高超音速阻拦弹,才干将方针阻拦。
▲传统防空导弹的仰射弹道
选用这种弹道的高超音速阻拦弹,因为是爬升进犯,其动能消耗要比仰射进犯小得多,能够更好地操控速度和轨迹,并且最大程度地减少对阻拦弹的负担,避免了简直不或许的头仇人阻拦。
这种吊射弹道巧妙地运用了高超音速兵器重返大气层时的脆弱状态,尽管还处于概念阶段,也不确定是否现已进入美军实际研究阶段, 但这个思路很有或许现已与我国不约而同。
要知道,我们的配备研制一向都是秉持先处理有无、再处理好坏的小步快跑形式,已然现在能冲击机动性较差的大型方针,那么下一步极有或许便是机动性好的小型方针。
看到这儿,估计你也就会真正明白这一技能为什么「对维护世界和平与安稳具有重要意义」了,毕竟, 美国说你有的时分,你最好真有 ,手握大棒,才干不怕门口有狼嘛。