防御器材

目标,敌舰关于反舰导弹的研制性能等

发布时间:2025/6/15 12:12:27   
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研制篇

事实上,由于影响反舰导弹研制周期的因素很多。一般精况下,我国一型反舰导弹从研制到投产一般需要五到七年时间,战时肯定要短一些,但很难具体地说要多少时间,国际上最短时间的记录是三年左右。而反舰导弹研制的难点首先在动力系统,其次是制导系统。随着导弹射程的日益远程化,动力系统的要求越来越高。

反舰导弹对动力系统的要求比较严,一方面要求能使反舰导弹具备较远的射程,另一方面也要求能使反舰导弹超音速飞行。

这两个要求本身是一对矛盾,因为超音速飞行发动机工作时间短,导致反舰导弹射程不可能太远。像俄罗斯的超音速反舰导弹,射程也就多千米。所以后来研制亚超结合的反舰导弹,即以亚音速巡航,以超音速突防。此外,动力系统对材料技术(发动机壳体材料的强度必须大,而且耐高温性能要好)、焊接技术的要求也比较严。

试验篇

众所周知,舰炮在装舰试验前通常要先在陆地试验场进行陆上试验,那么反舰导弹怎么试验呢?反舰导弹一般也要进行陆上试验,例如动力航程试验,如果设计指标是千米,试验中看能否达到这个射程。由于海上环境比陆上恶劣,一般先陆上试验再海上试验,也是一种由易到难的试验方法。

但并不是说非要这样,有的反舰导弹也可直接进行海上试验。随着我国研制水平的提高,这种趋向比较明显。如果应用新技术比较多的反舰导弹,一般而言还是应该先进行陆上试验。此外,一些反舰导弹的发展一般也是先岸舰再舰(潜)舰或空舰,陆上试验也是少不了的。

说起试验,一定要先说一下靶船。靶船是类似风板一样的试验器材,由舰艇通过钢缆拖着走,靶船上装有等效角反射体,其雷达反射面积相当一个真实舰艇的雷达反射面积,以此模拟试验效果。靶船上通常装有一些非金属网,通过反舰导弹穿过网留下的洞判断是否击中目标。

当然也配有高速摄像器材观察,如果穿过网就是直接命中,如果没有穿过网,但误差比较小就叫理论命中。

如果打固定目标,靶船就不需要舰艇拖着走,放在固定位置就行。所谓角反射,就是指按照一定角度向一个方向反射雷达波,形成一个强的回波,便于反舰导弹捕捉。靶船并不貴,与反舰导弹相比不值钱。当然,有时候也拿真正的军舰当靶船试验,只是这种情况很少。

通常进行靶船试验时,战斗部是一个惰性战斗部,其重量及重心分布与真实战斗部一样,击中靶船后并不爆炸,只判断是否命中。至于战斗部威力测试,则依靠静止试验,即用一块等效钢板来测试,战斗部离钢板一定距离、一定角度爆炸,看其毁伤效果。在靶试之前,战斗部威力冋题已经解决了。

其实毁伤性并不是一个大问题,像半穿甲战斗部,通常情况下足以击穿舰艇装甲。有时候也发生战斗部钻进舰艇装甲后并未爆炸的现象,由于反舰导弹发动机仍在燃烧,照样可导致舰艇燃烧爆炸。

性能篇—速度

为什么俄罗斯在反舰导弹的发展方面特别强调超音速,而西方国家则偏好亚音速?俄罗斯和西方国家在发展超音速和亚音速反舰导弹方面的差异主要是对反导技术发展的认识不同造成的。

反舰导弹的突防有高高度超音速突防和低高度亚音速突防两种方式。在反舰导弹飞行过程中,由于受到制导系统的制约,高度和速度是一对矛盾,飞行速度越大,要求导弹的飞行高度也相应越高。

以前的反导技术对超低空飞行的反舰导弹不易拦截,所以当时很难讲超音速反舰导弹和亚音速反舰导弹谁优谁劣,但就现在而言,反舰导弹有朝高超音速突防方向发展的趋势。不过可以肯定的是,西方国家在发展超音速反舰导弹方面是不存在技术瓶颈的。

如果超音速反舰导弹要配备冲压发动机,那么体积就一定大于亚音速反舰导洋?从技术上讲,用体积来比较超音速反舰导弹和亚音速反舰导弹是不太合适的,而应该从导弹的弹长和起飞重量来比较。一般来说同级别的超音速反舰导弹的弹体要长一些,起飞重量要大一些。

另外,超音速反舰导弹弹体长且重,对于一般中小国家而言,由于装备的驱护舰排水量都比较小,携带超音速反舰导弹数昼少,作战能力有限。亚音速与超音速反舰导弹在外形上区别很大,前者弹头是抛物面状的,后者为减小阻力,弹头是尖的。

以SS-N-22和“飞鱼”为例,我们来探究一下超音速和亚音速哪个更容易拦截?假如在相同的距离上攻击相同的目标,前者比后者能快多少?快的这段时间有什么实际意义?

当导弹以相同的高度飞行时,超音速反舰导弹肯定比亚音速反舰导弹不易被拦截。就一般驱护舰而言,遇上飞行高度约15米的“飞鱼”导弹,导弹最远约在32千米外露出水平线,以4秒飞行1千米来计算,此时导弹离击中目标仅有秒时间,而舰上雷达最少要花30秒的时间来搜索并确认目标,并且要在离舰1千米外将其击毁,因此只剩约90秒可以进行敌我识别及计算射击参数。如果气候条件较差,或者是可以随海浪高度调整飞行高度的反舰导弹,导弹大约在20千米以外才会被发现,此时剩下的拦截时间仅约60秒,时间相当紧迫。

而俄罗斯超音速掠海飞行的反舰导弹就更难对付。SS-N-22巡航高度20米,速度2马赫以上,虽然飞行高度稍高,约在35千米外便露出水平线,但以3秒飞行2千米来计算,只要52.5秒便可击中目标。

因此防空系统的有效反应时间最多不过20秒,对于舰炮等近程防御系统而言,只有3~7秒的有效反应时间和1~3秒的有效射击时间。若考虑到SS-N-22还可以预先编程进行不规则规避飞行,舰炮对其拦截效果几乎微乎其微。

一种情况是釆用两级动力推进,一级完了,另一级提供超音速攻击;还有一种情况是,在同一种燃烧室情况下有两种工作状态,像苏联的轻体式冲压发动机,它就可提供亚超两种工作状况,类似于飞机的加力燃烧室,一开加力马上可实现超音速。所以说,归根结底是个动力问题。

跟据我们掌握的资料,在飞行弹道方面,美国的“鱼叉”、法国的“飞虫”、意大利的“奥托马特”2、俄罗斯的SS-N-22存在很大的差别,这种差异主要表现在发射段和巡航段,末段弹道几乎是一样的,都在海平面10米以下、发射段四者的弹道最高点分别为米、30来、米、米(估测);巡航段四者的弹道分别为61米、15来、20米、20米。

导弹发射段的最高点主要是由导弹发射仰角、助推器工作时间(舰舰导弹一般为2~3秒,潜射反舰导弹为数秒至十几秒不等)以及最小有效射程决定的,其中最小有效射程的影响最大。导弹要求的最小有效射程越小,其发射段的最高点也就相应越低。导弹巡航段的高度主要是由导弹的制导系统性能决定的。如果制导精度差就不能飞得太低,万一碰上海浪就会掉进海里;制导精度高的当然就可以飞低一点。

值得注意的是,意大利的“奥托马特”1反舰导弹的飞行弹道非常特别,它在最后攻击段是先爬升到二三百米的高度然后再俯冲攻击,而一般的反舰导弹末段都是直接俯冲攻击。请问末段爬升再俯冲攻击有什么战术方面的价值?其对发动机是不是有—定的要求?

末段爬升再俯冲攻击(跃升)的战术价值在西方有很大争论,目前还没有定论。但从我们仿真结果来看,它对导弹突防并无太大贡献。当然在仿真过程中的许多条件都采用了理想化处理。不过从后来再无此类型号出现猜测,我们的仿真结果是基本正确的。

意大利当时发展此类型号的反舰导弹有一部分原因是由于当时舰炮随动系统的性能较差,而跃升可增加舰炮转火的困难,提高突防效果。但随着舰炮随动系统的长足发展,此类型号导弹再无优势。另外,此类型号的导弹对发动机要求较高,增加了研制难度。

性能篇—动力与射程

通常把导弹的射程分为动力航程、最大有效射程、最小有效射程。影响动力航程的因素很多,发动机只是其中的一个方面,其他诸如导弹起飞重量,燃油质量,发动机的推力特性,导弹的气动外形等都能影响导弹的射程。

而我们所说的射程是指动力航程,即发动机工作结束时导弹所飞行的距离(含助推器段)。在没有动力的情况下控制反舰导弹是非常困难的,尤其是控制速度方向更难,所以反舰导弹受风速影响大。

这也就是为什么通常将导弹设计成恒速的或者是速度变化较小的原因,这样控制精度比较高。除了动力的约束之外,反舰导弹射程还受其他因素的影响,像雷达的捜索范围限制等,这种情况下的航程称最大有效射程。这个射程是实际作战使用的,必须在这个范围之内才能命中目标。

反舰导弹发射时需要助推爬高,必须要消耗一定的射程,这个射程称最小有效射程,在这个射程之内反舰导弹是不能做攻击动作的。动力航程、最大有效射程和最小有效射程三者之间的大小关系为:动力航程〉最大有效射程〉最小有效射程。

都知道,俄罗斯在冲压发动机方面起步较早,尤其是整体式冲压发动机技术过破有报道说美国研制出固体冲压发动机,那美俄冲压发动机的技术差异在哪?冲压发动机结构简单、重量轻、高速性能好,在超音速领域中,是一种性能优越的发动机。俄罗斯在冲压发动机技术方面处于绝对领先地位,如俄罗斯的“冷”计划,在世界上首次实现在高空试验冲压发动机超燃工作模态,有着划时代的意义。

俄罗斯还计划进行高超音速的其他飞行计划,如“鹰”高音速计划、“彩虹-D2”计划、“鹰一31”高音速飞行器计划,而美国新的高超音速计划则把巡航导弹作为突破口,很少用于反舰导弹。

另外,从控制原理上讲液体推进剂冲压发动机与固体推进剂冲压发动机是一样的。固体冲压起作用的是固体装药药柱,液体冲压通常是航空煤油和氧化剂按不同比例喷进燃烧室燃烧。所谓冲压,就是发动机不使用压气机,其压缩空气的办法是靠高速空气在进气道中减速,将动能转化为势能(压力能)。如当飞行器马赫数为3时,理论上可以使空气增压37倍,比一般涡轮喷气发动机的増压比高得多。

性能篇—探测与制导

一般情况下,发射平台上的雷达、声呐可用来发现目标。美国军舰上都装有全球卫星定位系统,世界上任何区域、任何海域上的舰船,是敌方的还是己方的都很清楚。另外还有舰载机、友军飞机提供大致目标情况。如果是防御作战,岸基雷达也可以提供目标状况。

此外,也可利用民船提供信息,但必须保证数据比较精确,通信联络畅通,因为反舰导弹目标捜索角有限,指向性强,天线转动角度受限制(弹上尺寸有限),如果提供目标精度不够,开机后反舰导弹根本发现不了目标。

有人不理解:挪威的NSM为什么采用了热成像导引头?

NSM导弹选用宽视场高分辨率红外成像导引头的主要原因有三:

一是因为挪威的“企鹅”导弹使用的就是一种称为“半成像”的红外导引头。

二是挪威与大多数其他国家的海军一样,也需要一种适于近海作战的反舰导弹,而使用主动雷达导引头是不能担此重任的。尽管一些环境因素(如高湿度等)会使红外导引头的性能有所下降,但在挪威这样一个高纬度国家,这一问题并不严重。

三是使用红外成像导引头还将使NSM比使用主动雷达导引头的导弹具有更好的抗干扰性能,而且通过与目标分类软件的结合,该导引头将能对目标进行探测、分类和选择并确定最佳瞄准点。

我国的C-7O1釆用的是电视制导,这在反舰导弹中是比较少见的。C-是一型直升机用的小型反舰导弹,其对付的目标是快艇。由于导弹本身的重量和尺寸都有限,打大型舰艇很难,因为射程有限,而且直升机也不能太靠近敌舰,只能对付防空火力比较弱的快艇。

电视制导受环境影响较大,比如海洋环境比较潮湿、空气中有悬浮物等都对电视制导有影响,作用距离不能太远,所以只能用于射程较近的反舰导弹。电视制导弹上控制系统很简单,可将有效载荷贡献在战斗部上,比方说同样能带50千克的载荷,非电视制导的可能控制系统就占了25千克,而电视制导控制系统可能只有2千克,多出来的几十千克就可用在战斗部上。

关于反舰导弹的中继制导的射程是由导弹制导系统的精度和目标的速度决定的。以现有慣导技术而言,一般射程超过千米就需要中继制导。中继制导除指令传输制导外还包括目标指示,中継制导的直升机可以在某一区域内活动,直升机遭到攻击后对导弹捕捉目标是有影响的。

性能篇—攻击与防御

反舰导弹不仅要打得准,而且还要命中重要部位,这样才能起到事半功倍的作用。您认为反舰导弹攻击的最佳部位是哪里?打击一般舰艇时最佳命中部位是水线附近,而对于打击航母的最佳命中部位则是飞行甲板,因为要击沉一艘航母非常困难,打击航母的甲板可使舰载机无法起飞而使航母丧失战斗力。

反舰导弹打航母时的最佳命中部位是甲板,但一般情况下航母甲板离海面的高度在30米以上,而大部分反舰导弹的巡航高度却在20米左右,这是否意味号要攻击航母甲板,反舰导弹必须在末段跃升再俯冲攻击,或者说必须改变巡航高度(30米以上),以保证末段能俯冲攻击?

航母甲板离海面还不止30米高,末段必须跃升,或者是高空高速突防。由于低空空气密度大,阻力也大,而高空空气密度小,阻力也小,高空容易实现超音速飞行。

航母上的钢板(除了侧翼)都采用了复合装甲,重要的部位复合装甲较厚,用高分子材料制成,反舰导弹一般打不透,而且航母上有0多个舱室,各舱室都有水密门,即使打透一两个舱室也不起作用。

我以前提倡从侧翼攻击航母,但实际考察过后觉得不行,打侧翼没有什么效果。而飞行甲板上往往是一片繁忙,到了作战状态下停有大量的飞机,随便打中一个地方就可使其乱套,如果在飞行跑道上炸几个洞,飞机就无法起飞。

航母的拳头就是舰载机,一旦舰载机起飞不了,那么航母就等于失去了作战能力。

我个人认为,要想完全击沉一艘航母是非常不容易的,包括俄罗斯也很难做到,因此必须打甲板,使其失去战斗力。

如果用弹道导弹打航母,怎么样?当弹道导弹再入大气层后速度高达5~8马赫,即便发现也很难拦截。但是弹道导强再入大气层后缺乏制导。如果能进一步地制导,并将精度进一步提高,弹道导弹打航母并不是一句空话。

西方国家的舰艇特别重视电子干扰,比如施放红外诱饵。施放红外诱饵只对红外制导的导弹有干扰作用,对其他制导方式的导弹毫无影响。反舰导弹的抗电子干扰能力高低很大程度上取决于所采用的制导方式。

为使反舰导弹具有较强的抗电子干扰能力,世界上主要的反舰导弹多采用主动式单脉冲雷达末制导。因为单脉冲雷达能从单个脉冲中提取目标信号的角度误差信息,所以不会受回波振幅起伏的影响,故一般的单点源角度欺骗干扰对它不起作用。

虽然它测距和测速系统方面与普通雷达的抗干扰性一样,但它的测向系统有良好的抗干扰性能,一般调幅干扰对它影响很小,另外,具有高速度、低弹道的反舰导弹的抗干扰能力较强。

要提高反舰导弹的抗电子干扰能力,除了对导弹本身性能有要求外,其使用过程也十分重要,例如要适时而严格地控制使用导弹攻击雷达,适时主动地实施干扰,先敌实施干扰,造成敌方雷达迷盲,消灭干扰源等。另外,采用多模复合制导也可大大提高反舰导弹抗电子干扰能力。

美国的航母编队层层设防,战斗力非同一般,类似于俄罗斯SS-N-22、SS-N-19等反舰导弹从战术上讲能否真正实现打击航母?用反舰导弹打击航母,首先要求导弹的射程要远,在航母的防御圏外发射导弹。另外还要求导弹的速度要高,一般要两倍音速以上,隐形性能和抗干扰性要好,末段能实现大俯角攻击航母的飞行甲板。SS-N-19的速度只有1.6马赫,用它来攻击航母的可行性不大,容易被拦截。

SS-N-22的射程为千米,改进型可达千米,速度为2.5马赫,基本满足了攻击航母的必要条件。SS-N-22的巡航高度为20米,巡航阶段采用惯性导航,在末段使用雷达制导。为提高隐蔽性,雷达工作时,先期用被动方式工作,只有在这一状态未收到目标信号(目标雷达未开机或釆用其他隐蔽措施)时,导引头即转为主动方式工作,这就大大提高了其隐蔽性和抗干扰性。

这是针对当前舰艇的电子干扰手段而釆取的措施,使其命中概率大大提高,单发命中概率可达94%。SS-N-22末段飞行高度为7米并可进行蛇行机动,所以使该型导弹攻击航母的突防概率得到了保证。该型导弹采用半穿甲爆破战斗部,内装高能炸药,引信为延时引爆型,一旦命中航母便可使其丧失一定的战斗力。

因此,SS-N-22出现后,就有“航母克星”之说。像SS-N-22这类具有超低空巡航、超视距攻击能力、大战斗部。超音速动能及隐形性能的新一代反舰导弹,对航母的打击应当是有效的。

有人说垂直发射只适合于防空导弹,反舰导弹不应该釆用垂直发射,因为垂直发射的反舰导弹要想攻击水而目标,还得大幅转弯,而倾斜发射一般以15度或20度发射,导弹可迅速转入巡航段。

反舰导弹垂直发射要求大转弯,所以导弹的最小射程将会变大,但随着对目标探测手段的进步,发现目标的距离越来越远,要求最小射程已无多大意义。垂直发射可节省空间,增加单舰的载弹量,所以我认为反舰导弹也应釆用垂直发射方式。



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