今天咱们开门见山,南华早报上最近刊登了一篇文章,机翻一下,名叫《解放军为不可阻挡的反舰导弹启动世界首台水下硼冲压发动机》,作者还是那个经常扒咱们公开论文的“论文小子”史蒂芬·陈。说实在话,我对这个东西很感兴趣,因为从文章内容中就能看出来,所谓“不可阻挡的反舰导弹”,就是一种能够在高空和水下运行的跨介质先进反舰导弹。
一般来说我们在看到这一类报道时,应当顺藤摸瓜去看看消息源,这个文章里提到我们的国防科技大学科研团队在2年前就发表了相关论文,顺着这个线索到中国知网上面一查,果然查到了这篇论文。说真的,一开始看到研究者年龄的时候,我还以为是学位论文,但这篇文章是刊登在《固体火箭技术》这种专业性学术期刊上面,这足以证明这篇论文的价值。
按照介绍,这种先进反舰导弹,是可以从空中飞行状态,丝滑转换为水下航行状态的,对此,F-35点了个赞……好了不开玩笑,它的攻击全程可以分为这么几个部分,首先,该导弹在发射后会在空中进行超音速巡航,此时飞行速度可以达到2.5马赫,高度在10000米。然后,该导弹速度会降至2.2马赫,飞行高度降至10到15米,进入掠海飞行段。
再然后,该导弹在这个高度结束其空中飞行阶段,一个猛子扎入水中,开始水下高速巡航段,此时它的深度是10米,速度会降到100米/秒,约等于370公里/小时,这在水下是相当快的速度了。在完成7到10公里的巡航里程后,其深度会继续下降至100米,速度不变,此时是水下机动阶段,并且已经是攻击末段,距离目标物只有3到5公里的距离。
说实话,如果我国真的列装了这种新型反舰导弹,仅从突防能力上来说,确实会让强敌非常难办,主要原因就是它在水下的速度太快了,而且它一旦进入水下阶段,其与目标的距离已经被压缩到了最多10公里,如果不能在空中将其击落的话,那么到了水下就很难再将其拦截。对这种可以在10米高度掠海飞行的超音速目标,目前各国军舰搭载的防御系统还有雷达都表示:难办。一来还是速度问题,二来还有飞行高度以及海面杂波对舰艇对海搜索雷达的干扰。多种因素下,我不能说这东西完全无法被拦截,但确实会比传统的超音速反舰导弹更加难以被拦截。
这种新型装备确实很“新颖”,如果成功研发,那么在我军历史上当属首次,不过从技术上来看,在文字上是很好解释的,就是用跨介质发动机技术将超音速导弹与高速鱼雷的动力技术相结合,这两种在武器装备发展史上应该说不是什么新面孔了,前者的话,我国的“鹰击”系列就是典型例子,后者,美国和前苏联都曾进行过深入研究,比如前苏联曾在上世纪60到70年代期间,设计出了一款“超空泡鱼雷”,型号为VA-111,其水下速度最高就是上文说到的100米/秒,或者我们说200节。
两个关键词,“跨介质发动机”和“超空泡”,我们一个个来解释。先说说“跨介质发动机”,国防科大研究的这型导弹,其采用的是跨介质冲压发动机。冲压发动机我们好理解,就是利用飞行器在高速飞行时,高速气流冲进发动机进气道,或者称扩压室,并在内部扩张减速,将动能转化为压力能,再经燃烧室与燃料混合燃烧,将温度提升到2200℃甚至更高,最后高温燃气在推进膨胀管内膨胀加速,经发动机喷口高速排出形成推力,这就是一个简单的原理介绍。
这种跨介质冲压发动机在空中飞行时,采用的是固体火箭冲压工作模式,理解了冲压发动机的工作原理,就能轻松理解固体火箭-冲压发动机的工作原理,这就是将固体燃料火箭发动机的优点与冲压发动机结合,简单说就是利用催化剂,将固体火箭燃料点燃后产生的高温高压燃气,与进气道中高速冲进的空气,还有氧化剂混合燃烧,再利用冲压原理从喷口喷出,形成强大推力,推动导弹飞行。这种发动机在战术导弹上的应用居多。
而在导弹进入水下之后,其推进方式是水冲压工作模式,水冲压发动机,从字面来看也可知其应用了冲压原理,只是进入扩压室的不是高速气流,而是水流,与之反应的也是能够遇水活跃的金属基燃料,或者,在国防科大论文里使用的硼基富燃料推进剂。说完之后叠个甲,以上都是我自己在查阅资料后整理出来的信息,如果有不正确的,还请各位大佬批评指正。
好了,接下来再介绍下什么是“超空泡”。“超空泡效应”(Supercavitation)简单来讲就是在物体周围制造一个“空泡”将其包裹住,以此来尽可能抵消水体对物体运动产生的阻力,从而实现在水下的高速航行。那么如何制造这个“空泡”呢?前面提到的VA-111鱼雷,就是在其最尖端处安装了一个特殊的金属鼻锥,其原理是,当水体在流过一个金属物体的尖锐转角,并被加速到较高的速度时,压强就会迅速降低至低于蒸气压的水平,此时就会发生“超空泡效应”,这种效应通常见于轮船螺旋桨和泵桨叶的边缘,只是在鱼雷开发中极少出现,世界上拥有,以及正在开发类似高速鱼雷武器系统的国家,屈指可数。
好了,本期节目最难啃的一部分终于结束了,说实话找这方面的资料,让我不时回想起了大学时代学高等数学的时候,“我是学渣”这四个字在我脑子里挥之不去。那么接下来就要讲点稍微容易点的内容了,主要是这种武器在未来可能会起到什么作用。
有人可能会说,这不是讲了吗?这是一种反舰导弹,打军舰用的。没错,但很笼统,相信军迷小伙伴们也看出来了,这种新型武器打击的是敌军战舰水线以下的部分,如此一来咱们又要分情况来说明了。假设目标舰艇是驱逐舰和护卫舰这一级别的,那么没什么好担心的,本来我国反舰弹药的威力就“异常恐怖”,只要命中就能将一艘数千吨的驱逐舰炸断,如果是在水下爆炸,那产生的破坏力只会更大。
但如果目标是“尼米兹”或者“福特”这种10万吨级别的超级航母,那就不一定了。美军曾在2005年,进行过一场著名的试验,他们将已经在1996年退役的,排水量8.4万吨的“小鹰”级常规动力航母3号舰“美国”号(CV-66),拉到了大西洋公海海域,对其进行了一场武器试验,在大约4周的时间里,美军动用了包括航弹、水雷、鱼雷、炮弹、反舰导弹、高爆炸药等几乎各种常规武器弹药,轮番攻击这艘为美利坚海上霸权征战了数十年的“老将”,结果就是,这位“老将”在这番猛烈攻击之后依旧屹立在海面,最终是派人登船,引爆炸药同时打开通海阀才将其送入海底。
这是一艘无论是性能还是吨位,都比不上“尼米兹”级以及“福特”级的常规动力航母,而航母这种大型水面战舰,在建造完成后通常会进行抗冲击以及抗沉性试验,在不考虑美军已经失去“金牌损管”等人为因素的条件下,这种大型军舰自身的抗打击能力,理论上比驱逐舰护卫舰等作战舰会更高,因此我们不能完全保证一发跨介质反舰导弹就能让强敌的大型航母失去作战能力。
不过,这种先进导弹或许会成为“东风快递”的“金牌助手”。理由就是,它的突防能力非常强,且攻击末段是在水下,能够对敌舰水线以下部分造成重创,特别是推进装置和转向舵,这样可以使航母这样的大型军舰失去机动能力,接下来再由“东风快递”对航母的甲板以及舰桥实施打击,以求彻底瘫痪航母的作战能力。
面对航母这种抗沉性极强的大型水面作战舰,我们反介入作战的目的不是为了去击沉它,而是要让它失去起降舰载机、继续进行编队指挥的能力,当他们的航母编队失去制空权、前沿预警、编队指挥能力以及制电磁权保障之后,这支舰队就只能退出战斗了。但航母虽大,可在茫茫大海中也是一叶扁舟,想找到并且定位它非常困难,好在我国能做到。如果能够瘫痪其机动能力,那么对于火箭军以及负责引导“东风快递”的前沿单位来说,作战难度将进一步降低,任务成功率也将进一步提升,而这种跨介质反舰导弹,就是能瘫痪敌军大型航母的利器。
最后,我们来引申下,这种跨介质反舰导弹,目前还未见到实物,但跨介质飞行器,我国科研团队已经开发出试验样机了,并且与这篇论文的发表时间差不多,都是在2年前。当时来自哈尔滨工程大学的科研团队,成功利用他们研制的潜空跨介质航行器“长弓1号”“长弓2号”,搭载高清摄像机与数传电台,完成大气边界层与海洋边界层的界面观测。
这种跨介质航行器,据介绍,能够在空中、水面以及水下切换自如,还能负重1公斤,最大潜深100米,与今天讲的跨介质反舰导弹的最大潜深一样。我不晓得诸位想到了什么,我反正是想到了《红色警戒3》中,旭日阵营的“海翼”,这款载具就是既能潜入水下,也能从水下升至空中,发起拦截作战,主打的就是一个攻击方式比其他单位更灵活多变。
未来我国的各种跨介质武器装备研制成功之后,也能产生这种效果,在提高突防能力的同时,也能提供更多变的攻击方式和路线,足以将任何对手打得措手不及。