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超音速反艦導彈
來源:互聯網

超音速反艦導彈(英文:supersonic anti-ship missile)屬于反艦導彈,為第四代反艦導彈

超音速反艦導彈起源美蘇冷戰時期,蘇聯水面編隊力量弱于美國軍隊。為尋求優勢,蘇聯試圖通過潛艇、巡航導彈和反艦導彈封鎖海洋,重點發展能夠打擊航母等大型水面艦艇的重型遠程超音速反艦導彈。20世紀70年代末到80年代初,蘇聯和西方國家著手發展第四代反艦導彈,蘇聯較快地取得了技術突破,其特點是采用復合制導技術和多種抗干擾措施,技術水平明顯提高。超音速反艦導彈由導航系統、戰斗部、動力系統、電源系統等組成。超音速導彈上采用多種彈道飛行技術,具有低彈道、高低復合彈道和全高彈道,以適應不同類型目標和不同打擊距離。代表裝備有俄羅斯日炙、縞瑪瑙,中國CM-302等。超音速反艦導彈動能較大,采用延時引信高爆戰斗部時以馬赫2飛行速度命中的200千克導彈戰斗部,打擊能量相當于M0.9(時速約950公里)時的400~450千克的彈頭,對多層艙壁的艦艇破壞效能較大。

發展過程中,超音速反艦導彈所要求的良好氣動外形和隱身性能所需要的特殊氣動外形存在矛盾。新型反艦導彈的發展方向主要體現為“亞超結合、聚焦高超”,即亞音速反艦導彈與超音速反艦導彈同時并存,超音速反艦導彈將成為未來反艦導彈發展的主要方向。對亞音速反艦導彈而言,側重于超低空、超隱身設計,主要著眼低空突防能力的提升;而超音速反艦導彈側重于超高音速、大機動、遠程高彈道設計,甚至發展彈道導彈作為反艦導彈,主要著眼以速度取勝。

發展沿革

研制背景

反艦導彈是專門用于攻擊水面艦艇的一種導彈,根據發射平臺和運載工具的不同,可分為艦對艦導彈、岸對艦導彈、空對艦導彈、潛對艦導彈等多種類型。

世界上最早研制反艦導彈的國家是蘇聯,世界上第一枚反艦導彈是1959年裝備使用的有蘇制SS—N—1和AS一1反艦導彈,世界上第一個用反艦導彈擊沉水面艦艇的戰例是1967年埃及用蘇制“冥河”SS—N一2導彈擊沉以色列的“艾拉特”號驅逐艦

美蘇冷戰時期,蘇聯水面編隊力量弱于美國軍隊。為尋求優勢,蘇聯試圖通過潛艇、巡航導彈和反艦導彈封鎖海洋,重點發展能夠打擊航母等大型水面艦艇的重型遠程超音速反艦導彈。蘇聯軍方提出要求后,彩虹機械制造設計局擔負起新型導彈的研發任務。反艦導彈一般都在距地平線300—400米以下的對流層中飛行,空氣阻力很大。

研制歷程

1962年,蘇聯KH-22(北約代號為AS-4廚房)導彈應運而生,成為這一時期最具代表性的反艦導彈之一。KH-22與圖-22M轟炸機圖-95戰略轟炸機轟炸機的完美組合,被蘇聯海軍視為“反航母神器”,一度令美國軍隊航母戰斗群頗為忌憚。

1967年蘇聯在水下發射飛航導彈的技術取得突破性進展,水下發射的“紫晶”導彈開始服役。西方國家也接著發展這種技術,使反艦導彈獲得隱蔽的發射平臺,成為打擊航空母艦和保護彈道導彈潛艇的有力武器。美國的“捕鯨叉”、反艦型“戰斧”和英國的“海鷹”是這代導彈的典型代表。小渦噴或小渦輪風扇發動機耗油率低,使射程達幾百千米,甚至幾千千米。但飛行速度仍為亞音速。隨著反艦導彈的發展,攔截反艦導彈的艦空導彈也獲得了迅速發展,如英國的“海狼防空導彈”、美國的“拉姆”、法國的“海響尾蛇”等。這些艦空導彈在20世紀70-80年代相繼服役,使亞聲速反艦導彈遇到了嚴重的突防問題。1968年,彩虹機械制造設計局就開始著手研制一種遠程亞音速空射巡航導彈。憑借雄厚的技術實力,在立項2年后,彩虹機械制造設計局研制的KH-55巡航導彈就開始小規模生產試驗。這型導彈與美國的BGM-109巡航導彈十分相似,被西方國家稱之為“戰斧斯基”。

為了解決突防問題。20世紀70年代末到80年代初,蘇聯和西方國家都著手發展第四代反艦導彈,即整體式火箭沖壓發動機推進的超聲速反艦導彈。在這類發動機的研制中,蘇聯較快地取得了技術突破,如X-31A超聲速中近程反艦導彈,“馬斯基特”(SS-N-22)超聲速中程反艦導彈和X-35“天王星”(SS-N-25)亞聲速中程反艦導彈和X-65SE多用途艦艦導彈等,其特點是采用復合制導技術和多種抗干擾措施,技術水平明顯提高。主要型號是法德合研的“安斯”(ANS)、英國的“海鷹”和瑞典的RBS-15等。

20世紀90年代末至今,是第四代反艦導彈發展的時期,各國在電子技術進步的基礎上不斷地對現役導彈進行升級,使得導彈的制導、射程、戰斗部和突防能力等都得到了提高。而彈載數據鏈的出現與運用,也使反艦導彈的修正與攻擊更加靈活,同時多模制導技術的發展,也讓反艦導彈抗干擾能力得到顯著提升,對目標的打擊也越發精確,整體大幅提高了反艦導彈的作戰能力。

這一代導彈大幅提高飛行速度是以發動機的巨大消耗為代價,這嚴重制約了其增大低空飛行射程的潛力。亞聲速巡航超聲速突破方案為兼顧導彈射程和突防性能提供了解決方案。蘇聯大力發展基于整體式火箭沖壓發動機的超聲速技術,所研發的“白蛉”超音速反艦導彈能以2~3馬赫飛行,末段還可變軌機動,但也正是因此,“白蛉”無法大幅增大射程。俄羅斯的“俱樂部”導彈通過采用多級導彈的方案滿足不同階段對發動機的要求,可以認為是四代半反艦導彈美國等西方國家則遵循不同的技術路線,致力于發展隱身技術。美國的AGM-158C“LRASM”反艦導彈綜合使用了多種隱身技術,也因之擁有較強的突防能力。

裝備歷程

2016年11月1日,在2016年第十一屆中國國際航空航天博覽會上,航天科工集團集團三院研制的新型超音速反艦導彈CM-302首次亮相,導彈體積小、重量輕、威力大、模塊化、精度高,具有防區外發射、突防能力強、毀傷威力大、命中精度高等特點,適裝多種平臺,是打擊航空母艦驅逐艦等大中型水面艦艇的殺手锏武器。它的最大有效射程達到290公里,戰斗部重量大于250公斤,命中概率達到0.9。

2020年,時任美國總統國家安全事務助理羅伯特·奧布萊恩透露,美國計劃將高超音速導彈集成到每一艘阿利·伯克級驅逐艦上。

2022年1月,菲律賓國防部和印度正式簽署價值189億比索(約3.68億美元)的合同,用于購買三套“布拉莫斯”岸基超音速反艦導彈系統。

2023年7月,烏軍方發言人在接受采訪時承認,在俄羅斯聯邦武裝力量的P-800“瑪瑙”和Kh-22超音速反艦導彈面前,烏軍防空系統無能為力。

2023年8月,美國海軍航空系統司令部發布預招標通知,為F-35戰斗機集成“LRASM”系統(LRASM),并計劃通過談判,授予洛克希德·馬丁公司導彈火控系統部相關訂購協議。根據這份預招標通知,洛克希德·馬丁公司“將為F-35戰斗機的戰術導彈作戰飛行計劃提供支持,其導彈火控系統部將開發與F-35兼容并兼容傳統平臺(包括F/A-18艦載戰斗機、B-1B轟炸機P-8反潛巡邏機)的火控裝置”。

2024年10月28日,俄羅斯設計師正在研發新的21635.5型“薩爾薩爾”輕型導彈護衛艦。由于使用了通用艦載發射系統,21631型“暴徒”-M艦不僅可以發射“口徑”導彈,還可以發射“縞瑪瑙”超音速反艦導彈。

基本設計

超音速反艦導彈由導航系統、戰斗部、動力系統、電源系統等組成。

導航系統

超音速反艦導彈采用復合制導技術和多種抗干擾措施,采用慣性導航、主動相干雷達末制導、主被動雷達復合末制導、隱身技術、機動規避飛行、掠海逼近目標等多種先進技術,保持了較大的戰斗威力。

超音速反艦導彈一般均按中段和末段兩段制導飛行。中段制導多采用慣性制導或自動駕駛儀;而末段制導采用主動雷達制導。中段飛行控制由姿態和高度測量系統進行。飛行姿態的控制裝置由數字計算機/自動駕駛儀組成。飛行高度由單脈沖雷達高度表監控。制導系統在導彈偏離預定航向時,仍能控制導彈轉向目標方向。末段制導采用主動雷達導引頭進行搜索、捕獲、跟蹤和制導。掃描是在數字計算機控制下進行的。正常工作方式包括大、中、小3種搜索圖形。

動力系統

超音速反艦導彈采用整體式液體燃料火箭沖壓噴氣發動機,使其速度可達3馬赫;部分導彈配備整體式液體火箭沖壓發動機,兼具固體火箭發動機和渦輪噴氣發動機的優點,飛行速度超過3馬赫,最大可達5馬赫。反艦導彈速度的大幅提升,大大提高了導彈的突防概率。

戰斗部

戰斗部是導彈直接毀傷目標,完成其戰斗任務的部分。反艦導彈安滿足打擊驅逐艦的毀傷效能,要安裝160千克的戰斗部,導引系統的重量在50千克左右,正常載荷基數必須保證200千克。以美國RGM- 84DAGM-84反艦導彈舉例,巡航速度M0.75時的最大射程為130千米,帶獨立助推器和227千克戰斗部的總重量為682千克。

技術特點

按射程可劃分為遠程(射程超過100km)、中程(射程 20km-100km)、近程(射程 10km-20km)和末端(射程不超過10km)四個層次,攔截的目標主要有低空飛行的飛機和反艦導彈,其中末端能進行機動的超音速反艦導彈速度快、過載大,留給火控系統的反應時間短,給準確攔截造成了很大的困難。

彈道

超音速導彈上采用多種彈道飛行技術,具有低彈道、高低復合彈道和全高彈道,以適應不同類型目標和不同打擊距離。

超音速彈道的規劃是在導彈發射前基于目標類型及目標距離進行的,需要依據具體情況確定彈道并向導彈裝訂。水面目標類型分為小目標和大目標,通常而言對小目標只能采用低彈道,對大目標而言,根據目標距離可以選擇低彈道、高低混合彈道和全高彈道。單發導彈射擊時,在分配的攻擊目標滿足射界的條件下,根據目標的信息自動規劃彈道。

突防能力

超聲速技術和隱身技術都是提高反艦導彈突防能力的有效技術,但這兩者對導彈的外形要求是不完全一致的。在遠程飛航導彈設計中,多種因素權衡下更重視保證導彈的隱身性能。而射程相對較小的反艦導彈,不會由于耗油量較大而導致導彈的尺寸過大,因而更重視保證速度。理想的方案是集超聲速和隱身于一體,以獲得最佳的突防能力。美國設想的反艦導彈是高度智能化制導的超聲速隱身導彈。隨著超聲速反艦導彈和隱身技術的發展,攔截超聲速反艦導彈的技術和反隱身技術也在迅速發展。提高反艦導彈突防能力的另一重要途徑是發展高超聲速反艦導彈,特別是推進技術和材料的研究。

數字處理

超音速反艦導彈目標識別系統主要包括高分辨率成像傳感器、高速大容量DSP芯片、圖像信息處理及各種目標識別算法軟件。國際上比較重視凝視型前視焦平面紅外成像傳感器的研發和使用,這種紅外傳感器具有靈敏度高、分辨率高、探測距離遠、動態跟蹤范圍大、搜索效率高等特點,常用于新型高精度導彈的末制導系統,可探側到目標溫度微小變化。在圖像信息處理上,主要采用新型紅外自動目標識別算法,具有自適應和自學習能力強的特點。

工作中,超音速反艦導彈首先將傳感器獲得目標圖像信息進行預處理,由DSP芯片進行綜合分析,提取出目標固有特征信息與目標模板匹配,實現自動識別、跟蹤、記憶和重新捕獲目標等功能。

優缺點

超音速反艦導彈控制和飛行特點是基于導彈所完成的使命和目標運動的特點所決定。反艦導彈的使命是隱蔽飛行、突然襲擊、擊沉或擊傷目標艦。

優點是制導精度高、突防能力強、破壞威力大。不足之處是體積大,質量突出,攜載不便;紅外、雷達特征典型,被對方觀察系統的發現距離較遠;制導系統反應時間短,易受對方對抗措施影響;費用相對比較昂貴。

主要分類

超音速反艦導彈屬于反艦導彈,為第四代反艦導彈。按發射點和運載器分,可以分為防登陸、封鎖海域用的為岸艦彈;海面攔截、船隊護航用的為艦艦彈:遠程警戒、機動奔襲艦隊用的為空艦彈,水下隱蔽進擊、破襲海上運輸線用的為潛艦彈。具有多種發射方式。

陸基

以陸基發射方式,通過地面發射深井式與軌道移動式或專用發射汽車發射,能夠在火箭發動機的推力作用下,按照預先設定的程序飛行,至關機后,再按照自由拋物線軌跡飛行。

海基

由潛艇發射的彈道導彈,具有發射平臺機動靈活、生存突防能力強等優點。當其射程夠遠、所帶彈頭當量夠大、打擊精度夠高、能用于打擊戰略目標。

服役動態

采用國家地區

截至2024年1月,俄羅斯、美國、日本、中國等少數國家地區發展超音速反艦導彈。

典型型號

俄羅斯

俄羅斯是發展超音速反艦導彈最早、技術最成熟、導彈型號最多的國家,主要裝備有“玄武巖”“花崗石”“寶石”“日炙”(北約代號:SS-N-22)“X-31”“X-41”和亞超結合的“俱樂部”導彈等。

日炙

日炙超音速反艦導彈(SS-N-22)是蘇聯于1984年開始裝備、外銷最多的一型超音速反艦導彈,專門對付航空母艦戰斗群和導彈巡洋艦,被世人稱為航母的克星。“日炙”反艦導彈長9.75米,直徑0.8米,彈頭裝有320千克的高爆炸藥;動力系統為整體式液體燃料火箭沖壓噴氣發動機,最大射程超過200千米,巡航飛行高度20米,飛行速度達3馬赫,制導系統為慣導+主動雷達制導。

縞瑪瑙

俄羅斯縞瑪瑙超音速導彈,出口型被稱為“紅寶石”(Yakhont,北約代號:SS-N-26)。于2002年結束測試,并進入俄海軍服役。該型號導彈長約8米,發射質量為3噸,戰斗部重量為300公斤,射程300公里(升級版“縞瑪瑙”-M型可達800公里),在高空的最大速度為每小時3180公里(約合2.6馬赫)。當靠近目標時,它可以下降到10米至15米的高度。

美國

美國裝備有海龍、標準6等超音速反艦導彈。

海龍

海龍超音速反艦導彈能夠和美國海軍現有航空武器系統相結合。“海龍”導彈的射程是幾百公里,主要作戰目的是增強潛艇的防空、反潛和反艦能力”。

標準6

美國軍隊超音速反艦導彈“標準6”,以防空能力為主要任務。“美軍一直以來對標準防空導彈系列不斷升級改進,尤其是對性能突出的‘標準6’,其技戰術性能經過改裝和試驗后可以加裝在潛艇上,而且基本技術、導彈結構和基本作戰原理都沒有較大變化,只是導彈從水上發射變成水下發射。

中國

中國裝備有CM-302等超音速反艦導彈。

CM-302

CM-103系列導彈武器系統是一型多平臺多用途遠程超音速導彈武器裝備,通過模塊化換裝,可以實現車載、艦載、機載多平臺發射,可以有效攻擊海面艦船、地面固定點目標以及地面防空系統等輻射目標。導彈戰斗部重250公斤,若采用半穿甲戰斗部,可鉆入軍艦內部從里面爆炸,造成更大破壞。

YJ-12E

YJ-12E(鷹擊)多平臺超聲速對面攻擊導彈主要用于打擊大中型水面艦艇和地面高價值目標等,具有飛行速度快、突防能力強、隱蔽性好、作戰自主性強、反應時間短等特點,可裝載于水面艦船或機動車輛,也可拓展至飛機平臺,還可通過集裝箱形式靈活部署,是實現對高價值目標進行遠程快速精確打擊的有力武器。

實戰運用

截至2024年1月29日,僅有一例超音速導彈擊沉水面艦艇的案例,即1988年4月18日的美伊海戰,美國軍隊“辛普森”號導彈護衛艦FFG-56使用“標準”SM-1MR導彈(速度3.5Ma)連續兩枚命中伊朗卡曼級022型導彈艇“喬森”號上層建筑,第三枚擊中了“喬森”號的主甲板,“喬森”號隨即起火燃燒并最終沉沒。在此過程中,伊朗“喬森”號沒有實施任何對抗手段,雖然美軍使用了多枚“標準”SM-1MR導彈才擊沉一艘200t的“喬森”號,但是“標準”SM-1MR導彈是按艦空導彈設計。發展趨勢

隨著艦載防空武器射程和艦艇體系防空能力的增加,艦艇防御范圍得到很大拓展,攜帶反艦導彈的飛機、艦艇只有在打擊目標防區外發射導彈,才能確保自身安全,這就需要增加反艦導彈的射程來提高載彈平臺的安全。目標防區外攻擊將成為未來反艦導彈的主要攻擊方式。

突防能力

反艦導彈突防能力主要取決于艦艇對空中來襲目標的反應時間和攔截效能,而提高反艦導彈的速度,則可大大壓縮目標艦艇發現反艦導彈的距離,降低其防空系統的反應時間和抗擊效能。因此,如何通過增加反艦導彈的速度、提高其突防能力,是反艦導彈發展的重要方向。

隱身能力

反艦導彈隱身能力作為衡量導彈性能的一個重要指標,也是影響導彈突防能力的一個關鍵指標。根據隱身原理,反艦導彈的隱身包括了外形隱身、隱形涂料隱身和紅外隱身等,使反艦導彈的可探測性變得更低。

精確打擊能力

信息技術及人工智能在軍事領域的廣泛應用,提升了反艦導彈的網絡化、智能化程度,同時提高了反艦導彈的精確打擊和抗干擾能力。反艦導彈的網絡化、智能化控制能力主要體現在中段自控飛行段和末段制導飛行段。隨著信息系統的推廣以及戰場信息支持能力的加強,中繼制導技術在反艦導彈上得到廣泛應用,通過在導彈上加裝雙通道數據鏈,利用彈上傳感器反饋的信息精確控制導彈。通過采用多模控制方式提高導彈在自控飛行段的網絡化遠程控制能力,控制人員還可根據戰場情況實時控制反艦導彈規避防空火力區、選擇艦船要害部位實施精確打擊。

在末段制導飛行階段,反艦導彈通過采用紅外/雷達雙模制導方式,提高在近岸附近海域的目標識別和選擇能力。如美國軍隊正在研制的“LRASMA”反艦導彈主要采用雷達、光電、紅外多模導引頭,利用彈外先進傳感器等設備進行抗干擾、目標搜索和識別,進而完成對目標艦艇的突擊任務。

爭議方向

新型反艦導彈技術發展路線存在高亞音速高隱身與超音速大機動兩個發展方向上的爭論。這是由于反艦導彈以大于4馬赫以上的高超音速持續飛行、機動,需要解決導彈沖壓發動機及其整體外形的氣動匹配、熱防護材料與彈體結構、目標捕捉與飛行控制等問題。另外,超音速反艦導彈所要求的良好氣動外形和隱身性能所需要的特殊氣動外形存在矛盾,而克服這一矛盾需要解決一些技術瓶頸。因此,未來新型反艦導彈的發展方向主要體現為“亞超結合、聚焦高超”,即亞音速反艦導彈與超音速反艦導彈同時并存,超音速反艦導彈將成為反艦導彈發展的主要方向。對亞音速反艦導彈而言,側重于超低空、超隱身設計,主要著眼低空突防能力的提升;而超音速反艦導彈側重于超高音速、大機動、遠程高彈道設計,甚至發展彈道導彈作為反艦導彈,主要著眼以速度取勝。

參考資料 >

Japan to begin mass production of new ASM-3A supersonic anti-ship missile.janes.2024-01-29

俄媒:在這款超音速導彈面前,烏軍防空系統無能為力.參考消息.2024-01-26

美“海龍”或為潛射型“標準6”導彈系統.新華網.2024-01-26

請獻上膝蓋!中國全程超音速反艦導彈完爆雄風3.環球網.2024-01-26

反艦導彈:邁入“多元”新階段.中國軍網.2023-06-01

俄制反艦導彈的“彩虹基因”.光明網.2024-01-26

.中國軍網.2024-01-26

我國新型超音速反艦導彈在中國航展上首次亮相.中國政府網.2024-01-26

美國計劃為所有伯克級驅逐艦配高超音速導彈 然而垂發單元不夠大.環球網.2024-01-26

美媒:菲律賓購買3套印度超音速反艦導彈系統,射程被降低.環球網.2024-01-26

俄再次空襲敖德薩,烏軍方罕見承認:無法攔截俄超音速反艦導彈.環球網.2024-02-29

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