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长文解析东风-100超音速巡航导弹——用魔法打败魔法 zt
送交者:  2020年09月14日07:42:43 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

长文解析东风-100超音速巡航导弹——用魔法打败魔法

不瘦下来不改名9527 2020-07-03 16:58:00

本文3705字,阅读需要花费您15分钟

先来看一看维基百科上的标准描述:(有增删)

东风-100是我国自行研发的新一代陆基超音速巡航导弹,其突防能力强、命中精度高、反应速度快,是火箭军精打要害、克敌制胜的“撒手锏”装备。东风-100全长超9米,弹径0.7米-1米(有多种说法,个人支持0.7米多),弹头载荷超过500公斤,速度高达4马赫。由于全程超音速飞行,不仅时间大大缩短,动能毁伤效果和打击精度也显著提升,因此不仅可以攻击地面和半地下固定目标,也可以攻击航母等海上大型慢速运动目标。东风-100飞行线路是3万米以上高空之稀薄空气层,即在临近空间飞行。采用惯性制导、地形匹配制导、景象匹配制导、卫星定位导航等组成其复合制导系统,在飞行全程高精度导航和控制,最终实现对预定目标米级命中精度。

长文解析东风-100超音速巡航导弹——用魔法打败魔法


东风100超音速巡航导弹是我国快递业务的新秀,目前公布的信息还非常有限,我将根据整理已知信息和自己的推断对其进行分析,可以肯定的是它应该不是我们传统意义上理解的巡航导弹。他可能兼具类似于弹道导弹的弹道,以及末段是巡航导弹的弹道。本文将从发动机,制导,和突防方面根据已知信息对其进行分析和推测,而这三项中都含有各自的高科技“魔法”加成。最后我将推测一下我国为什么需要东风100这样一型导弹

长文解析东风-100超音速巡航导弹——用魔法打败魔法


1、发动机

东风100据曝光的发射照片推测在飞行阶段采用两级固体火箭和一级超燃冲压发动机,弹头部分还有可能有姿态控制发动机组(参考下图)

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1.1 固体火箭发动机

固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。固体燃料以可预测的速度燃烧以产生燃气。通过计算燃烧室和喷嘴大小以维持特定的压力,同时产生排气的推力。固体火箭燃料推进剂是由氧化剂、燃料和其他添加剂组成的固态混合物。不需要外界氧简单的固体火箭发动机一旦点燃,就不能关闭。 更先进的固体火箭发动机不仅可以节流,而且还可以熄灭,可以控制喷嘴几何形状或使喷口重新点火。 此外,还有可提供分段燃烧并可根据指令点燃的脉冲火箭发动机。

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其在东风100中主要负责两段,第一是发射时的加速,达到一定速度时,抛第一级固体火箭,启动超燃冲压发动机继续加速。第二是在临近空间段(高空段),超燃冲压发动机无法获取足量外界氧时,抛超燃冲压发动机,启动第三级固体火箭。第三是末段(个人推测),从临近空间返回大气层内,甚至在接近目标时达到低空(100--1000m),用第三级固体火箭保持高速,用弹翼和姿态调整发动机机动(第三段是我个人推测,大家可以自己衡量其他博主的推测)

1.2 超燃冲压发动机

超音速燃烧冲压式发动机,它简称超燃冲压发动机,可以在爬升过程中从大气里获取氧气。不需要携带氧化剂,从飞行中获取氧气,节省重量,就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下,可以产生更大推力,超燃冲压发动机甚至能够产生4倍于固体火箭的推力。

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鹰击12采用整体式冲压发动机

从原理上讲冲压发动机的原理比涡轮喷气发动机的原理发现要早很多,就是空气以高速进入发动机燃烧室与燃料混合点燃,体积膨胀喷出。由于其本身的能量,空气已经不需要再压缩,所以可以完全省略涡轮和相关的复杂设计,把喷气发动机的结构最简化。

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但气流速度一旦达到了5马赫的高超音速以上时,气流减速增压所带来的高压强高温度会超过发动机材料承受极限。所以解决最好的办法就是以高超音速吸气后经过燃烧后马上高超音速喷出。这样发动机内滞留的静压静温就不会威胁发动机正常运作。而其中超燃冲压发动机关键技术难点之一是点火技术,在高超音速中添加燃料并点火就是我们在采访中听到的“无异于在龙卷风中点燃一根火柴”,现在大家明白这句话的意思了吧,这是发动机中的高科技魔法。

其在东风100中主要负责起飞后在大气层内到大气上界的加速段。全程平均速度可能为3-4马赫,而加速段和临近空间段的速度可能超过5马赫。

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1.3 姿态控制发动机

姿态控制发动机主要用于运载火箭末级、导弹弹头和各类航天器的姿态控制。这类发动机有时也用于推进剂沉底、速度修正、轨道修正和位置保持。姿态控制系统是航天飞机轨道器入轨、再入、以及发射卫星等不可缺少的动力装置。此外,姿态控制系统还可以为辅助动力系统提供动力源。东风100的姿态调整发动机在弹头上。

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2、制导

东风100采用惯性制导、地形匹配制导、卫星定位导航、景象匹配制导等组成复合制导系统。

2.1 在飞行段

使用惯性制导、地形匹配制导、卫星定位导航。惯导和卫星制导组成从发射到中段的制导过程,惯导是通过惯性测量装置测出物体的运动参数,形成制导指令进行控制。组成惯性制导系统的设备,工作时不依赖外界信息,也不向外辐射能量,不易受到干扰,是一种自主式的闭环制导系统。卫星制导就不用说了。而在其返回大气层后再增加一个地形匹配制导。地形匹配制导多用于远程巡航导弹攻击过程的中段制导;靠雷达扫描匹配已知的地形信息修正航线,是巡航导弹基本的控制和制导系统。三种方式复合制导提高飞行路径的精度和变轨等扩展能力。

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2.2 在末段

除了以上三项外末段还增加了景象匹配制导。与地形匹配方式一样,数字景象匹配要实现制导,首先也要通过战前侦察、获得目标图像。也就是在目标附近选择地貌特征明显的地区作为景象匹配区域,并把这个区域细分成海量的正方形小单元,类似于显示器的一个个像素点。再根据每个单元的平均光强度换算成相应的数值,构成反映各单元光线强度、灰度等级的数字图像,存储在制导系统中。也就是说,要先给目标“拍照”,这种拍照可以通过无人机、高分辨率侦察照相卫星实现,当然也可由特工人员潜入敌后实施。

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数字式景象匹配制导系统主要由计算机、处理器、以及图像传感器等部分组成。在导弹发射前,要进行导弹程序的设定,也就是规划任务。此时,由计算机模拟确定航向及导弹飞行的纵向、横向制导误差,对预定航线下的某些确定景象都准备一个基准地图,用于景象比对和误差修正。景象制导是近些年来大力发展的制导技术,可以轻松将10米级的精度提高到米级,这是制导中的高科技魔法。除此之外还可能包括有(微波)雷达、红外、毫米波、电视和激光等制导方式中的某种或某几种,目前未知。

3、突防

东风100是2000到3000公里射程的导弹,留给中段反导的窗口并不大,而且飞行高度在30千米的大气上界,刚好在的主动雷达制导的爱国者3的射程上界,而萨德的红外导引头在大气层内无法使用,这就是钻了个空子。哪怕有威胁到它的导引头,东风100也可以像弹道导弹一样释放诱饵气球。

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东风100的主要目标包括坚固地面目标和航母战斗群。除了极少数特殊加强的永备工事,舰载武备的能力其实要强于地面装备。以打击航母战斗群为例,能直接拦截东风100的不仅有远近程舰空导弹之类的硬杀伤方式,还有电子战系统软杀伤方式。

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SLQ-32

去年诺普公司公布了最新的SLQ-32(V)7电子战系统,SLQ-32(V)7对抗反舰导弹的方式是,先通过宙斯盾系统和安装在桅杆高处的SPQ-9B x波段雷达负责搜索跟踪,再使用防空导弹击落部分来反舰导弹后,SLQ-32(V)7主动发射干扰波束,使得剩余反舰导弹导引头无法工作而坠海;而且其还可以发射主动制造假信号特征的主动干扰弹上,诱骗反舰导弹飞离,从而解除威胁。

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SPQ-9B

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去年诺普公司公布的最新的SLQ-32(V)7电子战系统,发射干扰波束

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将假信号特征转移到发射升空的主动干扰弹上

而对付这样的舰载电子战系统的最好办法就是自己也拥有电子战系统。首先进行电子侦察,并主动压制对方的雷达和电子战设备。所以除了搭载热焰弹和箔条弹以外,东风100还搭载有电子战系统。这就是在突防时的高科技魔法。对于舰载诱饵弹的话,在饱和攻击下,诱饵起到的作用就比较有限了,就比如一艘福特级航母加全部舰载装备据保守推测价值超过500枚东风21D,而且对于核动力航母的救援成本也高的多,总是划算的。

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从上往下第二个是东风100,不过根据之前经验东风100应该是矩形进气道,不是圆形,其他的大家可以在评论区猜

4、下面说说我国为什么需要这样一型导弹呢?

对于关岛和其一线水域的打击手段还不够多吗?我认为这可能是有以下几点考虑,1、为了针对不同目标种类,2、覆盖所有可能的射程和弹道,精准分割任务区划,3、作为其他未知项目的备份或临时补充。

首先东风100的战斗部载荷据国内外分析都小于500千克,而更远射程的东风26载荷则达到两吨,东风26更适合以核常兼备的巨大的威力压制和摧毁更远距离的敌大型目标或目标群,而2000到3000公里射程的东风100,则是在更热点的距离上更精确的摧毁战术目标。

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要素不全且数据有误,这是老图了,大家姑且可以看一下距离

在关岛(2600公里)的距离上,之前已知的能针对性的在这个距离对高度设防目标发动打击的只有东风26(轰6K发射的亚音速巡航导弹,哪怕是超低空飞行,在敌方预警机值班下,突防能力也不足),虽然东风26性能足够强劲,但是可能其负责的射程范围过大了(从4000公里-1700公里),前文提到的载荷加之弹道导弹本身的特性使这个距离打击手段较单一,而且对于一些低价值目标来说威力过剩。所以需要一款相对小威力的具备精确战术打击能力,且弹道灵活的导弹。所以一款兼具类似弹道导弹中段和巡航导弹末段弹道的东风100应运而生。其末段以巡航导弹的飞行方式配合复合制导系统可以极大的提高精度,并且由于其末段高度降低,就可以利用地球曲率压缩对方的拦截窗口。

但是随着敌人未来反导系统的进一步升级,这个级别是否会有更快突防能力更强的高超音速武器入役,目前还未知。东风17已经出来了,更大射程的还会远吗?


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