防御器材

俄罗斯海军的王牌利器原来是它

发布时间:2023/5/27 13:23:18   

二战之前,无论是在水面还是在水下,海战在海上打是毫无疑问的。但在二战中,空中战斗反而决定了海战的胜负,此后制海权和海战的理论则是“要想制海就必先制空”,海战在海上打的观点已经开始被海战在空中打所取代。

现如今海战技术又开始出现了颠覆性和突破性的变化。

一方面,陆基的远程反舰武器出现了突破性的发展。在岸炮时代,火炮射程最多几十公里,岸上的反舰武器所能控制的海域有限。而如今的反舰巡航导弹或反舰弹道导弹的有效打击范围已拓展到了数百上千乃至几千公里。若想要取得一片海域的制海权,如今首先必须清除半径以千公里计的范围内的陆上火力平台,于是各国纷纷把目光投向了海上作战平台远程对陆打击的发展和研究。

另一方面,水下高速武器的快速发展让海上军舰毫无藏身之处。

承担复兴苏联红海军梦想的俄罗斯海军,目前正在打造这样两把利剑—锆石高超声速导弹和捕食者新型超高速鱼雷。

一、锆石高超声速导弹

高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍声速,通过助推火箭、吸气式推进系统等方式在大气层内进行长时间飞行的武器,主要包括高超声速巡航导弹、高超声速滑翔飞行器、高超声速平台以及空天飞行器等装备。

高超声速飞行器采用的冲压发动机是继螺旋桨和喷气推进系统后的“第三次动力革命”。在上世纪70年代开始,世界上一些国家就花费大量人力物力研究超燃冲压发动机系统。截至目前,只有美俄等极少数国家进行过大量的系统性试验。

高超声速武器的一大特点在于“快”,其巡航速度在5~20倍声速,能够有效突破敌方的反导系统。如果将高超声速武器投入战争,首先发起攻击的一方很可能赢得胜利。目前,美国、俄罗斯、日本、印度和澳大利亚都在开展相关的科学试验。

苏联是较早研制高超声速技术的国家,早在冷战期间就进行了大量的试验,但从未实际部署过类似装备。俄罗斯在年恢复了高超声速飞行器的研制,并在年3月完成了锆石高超声速巡航导弹的首次试射。

“锆石”巡航导弹继承了俄罗斯以前反舰导弹强突防的基本特征,既然是高超声速,它的基本速度约6-8马赫,突防能力史无前例。美国目前装备的各种反导系统,如海公羊反导系统,密集阵系统以及其它防空反导系统,对以前的超音速导弹有一定拦截能力,但对拦截超高声速导弹能力不足。

尽管俄罗斯一直重视发展反舰导弹,但过去主要是发展亚声速和超声速巡航导弹。“锆石”导弹是俄罗斯首款飞行速度可达5马赫的反舰导弹,它将显著增强俄罗斯海军对敌方海上装备的打击能力,具有十分重大的意义。未来,“锆石”导弹将配装俄罗斯正在研制的第五代“哈斯基”级核潜艇以及经过改装的“基洛夫”级核动力导弹巡洋舰彼得大帝号。

要实现高超声速飞行,先进的发动机必不可少。目前“宝石”导弹采用的发动机是火箭/冲压喷气发动机,飞行中首先由固体火箭助推器推动,固体火箭燃烧完毕后,液体推进剂冲压喷气发动机点火,飞行速度可达3马赫。冲压发动机属于亚燃冲压发动机,超声速气流需要减速后才能进入燃烧室,这个过程由于气动生热,所以亚燃冲压发动机的速度受到限制,再考虑到油耗及工程运用,现在的冲压发动机工作速度一般在2马赫到4马赫之间,因此要实现高超声速,需要采用超燃冲压发动机。

俄罗斯的超燃冲压发动机研究始于20世纪50年代,其中央航空发动机研究院进行过三次火箭助推的轴对称双模式、6马赫超燃冲压发动机的飞行试验。第一次是在年11月,第二次是在年11月同法国联合进行。这两次试验的飞行马赫数分别为5.5和5.35。第三次在年3月也是同法国联合进行的,这一次因机载电源系统发生故障导致发动机运行失败。

年的莫斯科国际航展上,俄罗斯有关部门高调展出了最新的高超声速发动机和飞行器试验模型,包括高超声速飞行热防护材料以及风洞试验设备等,表现出雄厚的技术实力。而从“锆石”高超声速反舰导弹能够取得突破性进展,说明俄罗斯几十年来在超燃冲压发动机研制方面花费的精力没有白费,可能已经具备了实用能力。

尽管与“花岗岩”导弹相比,“锆石”巡航导弹的射程较近,但其速度却令当前的导弹防御技术难以拦截。“锆石”导弹的飞行速度可以达到5马赫至6马赫之间,可在目标舰防御系统完成探测、跟踪、锁定、判断并发射拦截武器之前逼近其防御区,具有极高的突防能力。

“锆石”导弹将继承“宝石”导弹的通用化、模块化特点,实现良好的装载适应性,可装备多种海基发射平台。俄罗斯海军宣布,其“彼得大帝”号核动力巡洋舰将在年到年进行的升级改造中配装“锆石”高超声速反舰导弹。

“彼得大帝”号巡洋舰当前的主要火力是“花岗岩”反舰导弹,未来改装后,将把目前的倾斜发射装置改为全新多用途3S-14垂直发射系统,不仅节省了舰内空间,而且在导弹数量上可以翻倍增加,进一步提高该舰的反舰火力。3S-14垂直发射系统可发射“锆石”、“宝石”、“口径”3种导弹。

其中,“口径”巡航导弹最大射程可达千米,俄海军年对叙利亚“伊斯兰国”发动导弹攻击时使用的就是该型导弹。未来,“锆石”高超声速巡航导弹装备后,可进一步丰富“彼得大帝”号核动力巡洋舰的对舰作战能力,远用“口径”,近用“锆石”。

反舰导弹战斗部根据形成毁伤元素的特点及对目标的毁伤机理,主要可分为破片杀伤战斗部、爆破战斗部、聚能装药战斗部、侵彻战斗部(亦称半穿甲爆破战斗部)、子母式战斗部等。对付水上目标的反舰导弹目前最常用的是爆破战斗部(外爆式)、半穿甲爆破战斗部(内爆式)、聚能破甲战斗部(外爆式)和破片杀伤战斗部(外爆式)几种类型。

像“布拉莫斯”反舰导弹采用的是爆破战斗部,主要利用炸药在不同介质中爆炸,产生高温、高压爆轰气体产物及冲击波超压来毁伤目标;“宝石”反舰导弹则采用的是聚能装药战斗部,是利用炸药爆炸时的聚能效应,生成一股具有高速、连续、密实的金属射流,来侵彻毁伤装甲目标。

上述这两种战斗部的特点是炸药装填系数都比较高,必须要有足够的装药才能保证毁伤效果,导致战斗部的体积和重量都比较大,也影响了导弹的飞行速度和航程。而“锆石”反舰导弹因为有足够高的速度,再加上超高速飞行对导弹气动外形的限制,所以战斗部不能太大,装药也不会多,因而将主要依靠动能杀伤。

由于侵彻能力与导弹的动能相关,而“锆石”导弹的速度在飞行末端将超过6马赫,所以弹头的动能极大。试验表明,速度在6马赫的弹头可侵彻50米厚的土层或6米至15米厚的混凝土,侵彻能力远远超过“布拉莫斯”和“宝石”反舰导弹。

与此同时,“锆石”也将发展空射和潜射版本,预计将配备在俄罗斯下一代的“赫斯基”级攻击核潜艇,俄军现有的常规潜艇和核潜艇也能够配备这种武器。此外,俄罗斯还可能在途图-M2和未来的PAK-DA战略轰炸机上配备“锆石”,远程轰炸机和高超音速巡航导弹的结合将对美国及其盟友构成严重威胁。

二、捕食者新型超高速鱼雷

鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上发射,发射后可自己控制航行方向和深度,遇到舰船,只要一接触就可以爆炸。用于攻击敌方水面舰船和潜艇,也可以用于封锁港口和狭窄水道。

年1月,俄国舰艇向60米外的土耳其吨的“因蒂巴赫”号通信船发射鱼雷,将其击沉。这是海战史上第一次用鱼雷击沉敌舰船。

第一次世界大战开始时,鱼雷已被公认为是仅次于火炮的舰艇主要武器。第一次世界大战期间,被鱼雷击沉的运输船达万吨,占被击沉运输船总吨位的89%;舰艇艘,占被击沉舰艇总数的49%。第二次世界大战期间,被鱼雷击沉的运输船总吨位达万吨,占被击沉运输船总吨位的68%;舰艇达艘,占被击沉舰艇总数的38.5%。

所谓超空泡鱼雷,是一种采用超空泡技术降低航行阻力,可在水中高速航行的鱼雷。超空泡是一种奇特的物理现象。随着鱼雷等水下物体在水中运动速度的加快,其上所承受的水压反而会减小,一旦水压减小到一定程度时,与水下物体接触的水就会汽化,形成空泡。

这些空泡不但会改变水的流动形态,而且会降低螺旋桨或喷水推进器的推进效率,并发生爆裂产生强烈冲击,大大缩短水下物体的使用寿命。但是令人奇怪的是,随着速度进一步提高,当水中航行物的运动速度超过50米/秒时,航行物体表面就会出现“超空泡”现象,即在其后部形成水蒸气泡。

海水密度约是空气的倍,海水阻力也比空气阻力大倍,而在超空泡中航行的物体所受阻力只有水中的1/。如果利用一定的技术手段使“气泡”把整个航行物包裹起来,形成一种“气体外衣”,就可使物体始终航行在自己制造的超空泡内部,从而最大限度地避免水的黏性阻力,实现高速航行。另外,超空泡现象不仅会使水的阻力大大降低,而且不会因气泡爆裂而对水下物体表面产生冲击。

二战后相当长时间,美国的鱼雷技术一直居世界前列。尤其是年开始服役的MK-50“梭子鱼”鱼雷具有很强的自动搜索和跟踪能力,采用聚能装药战斗部,攻击航速突破60节,可击穿俄罗斯双层壳体的新型潜艇。美海军凭借已有的航母优势,再推出专用于对付俄潜艇的新式鱼雷武器,意在削弱俄罗斯潜艇战力。

俄罗斯人似乎看透了美国用心,想方设法确保俄海军潜艇部队的战略威慑力和海上强国地位,维持世界战略平衡。其中的一个重大举措就是发展并改进“暴风”超高速鱼雷。

年10月,《俄罗斯报》旗下媒体《焦点新闻外的俄罗斯》(RussiaBeyondtheHeadlines)10月26日报道称,俄罗斯正在“暴风”(Shkval)高速鱼雷的基础上开发一种新的“航母杀手”鱼雷“Khishchnik”(捕食者)。据报道,该新型鱼雷将大大强化俄罗斯海军的作战能力。

“暴风”(Shkval)超高速鱼雷项目发端于年代的苏联时期,年投入使用。尽管历经多年,“暴风”超高速鱼雷仍然是水下发射装备的记录保持者:一枚普通的鱼雷速度不会超过每小时公里(87英里),被锁定的目标可能逃过打击。然而,“暴风”鱼雷不会给敌人这种机会:其速度可以达到标准鱼雷的三倍,这意味着在真正的海战中,对手几乎没有逃脱的可能。

直到年,在阿布扎比国际防务展览会上,俄罗斯首次展出了“暴风”超空泡鱼雷的示意图和照片,世人也才对“暴风”的奥秘有所了解。“暴风”无自导系统,它采用了“直航攻击方式”,但俄罗斯对传统的“直航攻击方式”进行了极大创新。

“暴风”是一种新概念超高速鱼雷,亦是世界上第一种超级空泡武器。“暴风”音译“沙克瓦”,也有人译作“飑”或“暴风雪”。它由莫斯科列吉昂国家科研生产联合企业研制。“暴风”采取特殊流线型设计,前后不同,外观像锥形体。雷体长8米,直径毫米,重2.6吨,航程13千米左右,航深水下4-米,战斗部装药千克。年时每条鱼雷报价-万美元。

“暴风”配备两台发动机。一台是固体火箭发动机,一台是金属水燃料喷水式涡轮发动机。固体火箭发动机先点火,实施双平面程序控制,将鱼雷导至攻击深度,然后启动另一台发动机,以超高速直航弹道攻击目标。

“暴风”鱼雷运用奇特的超速空泡原理。它头部设置向后倾斜导流板,就是为了利于将层流分开,形成超速空泡的平滑复面层。雷上还设有气体发生器,主要使用发动机排出废气来补充空泡。鱼雷在水下运动时产生形同椭球状的气泡,把鱼雷表面包裹起来。

“暴风”超高速鱼雷高速度的秘诀在于特殊的引擎设计--使用的是固体燃料。经过特殊设计的引擎使得这种高速鱼雷周围产生了气泡,导弹几乎可以在真空中移动,从而减少阻力(超空炮减阻特性)。

“暴风”超高速鱼雷抗干扰能力强。这种超高速鱼雷未装自导电子控制装置,现今已知的抗鱼雷防御系统及各种类型的抗干扰器材对它都不起作用。没有复杂自导系统,使它具有使用简便、易于维护和战斗准备时间短的优点。它可根据任务需求设计成不同用途、不同尺寸舰艇鱼雷发射管和岸基专用发射管发射的各式各样的“暴风”。

“暴风”超高速鱼雷的发展是鱼雷发展史上的一次革命性飞跃。它证明俄罗斯超空泡理论与技术在实战应用上已把美国抛在后头。它对未来海战方式和鱼雷武器的发展已经产生非同一般的影响。

目前,“暴风”超高速鱼雷仍然是俄罗斯的一种绝密军事设计。虽然已经服役近40年,不过一些技术特点仍然处于保密状态。与“暴风”相关的文件曾出现在年代早期美国商人爱德蒙·蒲柏的间谍丑闻中,这在当时引发了轰动。不过,大多数试图复制这种鱼雷的尝试都以失败告终。直到年德国海军接收了一种性能接近的超高速鱼雷的水下火箭,不过其航速仍未能达到俄罗斯同类装备的水平。

“暴风”原为苏联应对美国海军防空系统发展的一种武器。因为苏联空军无法对抗强大的美国海军,希望用这种鱼雷弥补不足。作为一种有效的反海军武器,“暴风”超高速鱼雷仍然很受欢迎。年,俄罗斯的设计师推出了“暴风”鱼雷的出口型号--航程和速度大打折扣,但性能仍优于国外同类产品。

“暴风”超高速鱼雷的改进潜力相当大。目前的版本射程相对较短,母船(潜艇)下潜深度有限,对手很容易避开打击。此外,高速航行的鱼雷产生的噪声使其很容易被检测到。最后,这种鱼雷还缺乏寻的制导系统。可以预见的是,所有这些因素都将成为发展“捕食者”鱼雷考虑的事项。毕竟,40年的技术积累足以让俄罗斯人赋予其新的性能。

年10月初,有俄罗斯军事分析人士指出,海军设计师们正在进行“捕食者”超空泡鱼雷的最后收尾工作,未来它们将取代“暴风”鱼雷。与“捕食者”鱼雷有关的性能参数目前高度保密,只知道其是由专门从事航空技术研究的电气仪表中央科学研究所研制。据报道,“捕食者”将不仅仅是一种鱼雷,为其提供动力的发动机与天上飞的导弹有着很多共同点,该新型鱼雷将大大强化俄罗斯海军的作战能力。但是有一件事是肯定的:就性能而言,“捕食者”将超越其前任“暴风”超空泡鱼雷。



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