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俄军亮出核动力涡喷导弹,无限射程,可在大气层飞行三年
送交者:  2020年09月15日20:38:56 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

俄核动力巡航导弹号称射程无限 但飞行速度偏低

2020年05月18日 16:27                 新浪军事                            
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  引言

  2018年3月1日俄罗斯总统普京在国情咨文中首次提到,俄罗斯目前已拥有核动力巡航导弹,并公布了导弹系统试验视频。根据俄国防部网站公开投票结果命名该核动力巡航导弹为“海燕”,正式代号-9M730,北约代号SSC-X-9“天幕坠落”。据悉,“海燕”是战略性洲际巡航导弹,自2001年起开始研制,由叶卡捷琳堡设计局《创新者》承担研制,并有萨罗夫的全俄物理试验科学研究所专家参与。与常规动力巡航导弹相比,“海燕”具有无可比拟的优势,包括射程无限、突防概率高、隐身性好等。

  “海燕”9M730核动力巡航导弹——总体设计

  组成方面,“海燕”组成包括以下几部分:自推式或固定式导弹发射器;飞行信息准备中心;用于修正飞行任务和制定目标的远程无线电通信设备;导弹系统侦查和目标指示设备;导弹和核动力装置准备与维护设备;系统的运输工具和军械设备等。

  外形构造方面,根据试验图像可看到“海燕”的箭形弹翼、加速启动装置、进气道等。如下图所示:

  为保证远距离航行,“海燕”弹翼为大展弦比,尾翼设计成“V”形,以避免其受到燃料喷雾的影响。据此俄专家制定了“海燕”的简图,具体如下:

  “海燕”9M730核动力巡航导弹——战术技术性能

  “海燕”大小与X-101(直径0.742m,重2200-2400)相似,弹体在正面的投影是1×1.5米的椭圆形状,可装配小型核动力装置。其具体参数如下表所示:

  发动机方面,根据《独立报》报道,“海燕”发动机分为助推级和巡航级。从俄官方公布的试验视频可以看到,“海燕”在发射时产生浓烟,据此推断其助推级发动机是固体燃料式,巡航级发动机则是核喷气式发动机。发射时导弹长度12米,巡航时长度9米。“海燕”采用亚声速系统,飞行速度是250米/s左右,在类似级别的导弹中偏低,但因其具有良好的机动性能,所以可以绕过敌人的防线打击目标。

  “海燕”9M730核动力巡航导弹——试验进展

  俄罗斯首次公开“海燕”试验过程是2018年3月普京在国情咨文讲话中宣布,也就是说“海燕”试验时间至少从2017年开始,据西方媒体报道,到2019年,关于“海燕”至少进行过13次相关试验。

  相关事件梳理

  2018年6月俄罗斯国防部召开发布会,介绍“海燕”研究情况,并公布导弹试验视频和制造车间,称目前导弹研制工作在按计划进行。

  2018年5月美国CNBC发表匿名来源声明,根据美国未署名情报机构报告,2017年年底“海燕”试射并未成功。米德尔伯里研究所的研究员安妮•佩莱格里诺(Anne Pellegrino)刘易斯(Lewis)及其同事使用普京演讲中的照片来定位发射的确切地点。然后,他们使用Planet公司的商业卫星观察了该地区。结合船只跟踪数据,该小组能够观察到导弹站点在7月和8月退役。他们还看到了巡航导弹可能坠落的同一区域的船只,其中包括用来处理核燃料的船只,此次发现也为美国否认“海燕”试射成功提供了间接证据。

  2018年8月美国CNBC发表文章,介绍了自2017年11月-2018年2月之间导弹试验详细情况。文章消息来源同是美国未具名情报机构。文中尤其介绍了俄方准备打捞在一次失败试验中坠落在巴伦支海底的携带核动力发动机的导弹。The Diplomat杂志刊登了拟导弹试验发射场卫星图片,作为补充CNBC文章内容。如下所示:

  2019年2月1日The Diplomat杂志以美国未具名情报机构提供的信息为基础,称在卡普斯京亚尔试验场重新进行了“海燕”试验,试验部分成功。美国相关情报机构称只有一次试验是成功的。

  据塔斯社官方未证实消息,2019年1月“海燕”的核动力试验成功完成。根据公布的数据来看,该核动力装置完全符合技术要求,这也使战略性巡航导弹“海燕”能够以亚音速在低空无限时飞行。

  2019年9月俄专家发表观点,称导弹试验在两个或三个发射场同时进行,包括新地岛、卡普斯京亚尔、涅诺克斯(阿尔汉格尔斯克州一个农村)。

  目前“海燕”具体可服役时间尚未明确,有关人士预测2025年可投入使用。

  “海燕”9M730核动力巡航导弹——技术探析

  一、核动力装置

  自“海燕”问世,对其核动力发动机的讨论始终是研究热点之一。据相关介绍,“海燕”核动力发动机的前身是航空发动机,准确来说是装配冲压喷气或涡轮喷气式发动机的核动力航空装置。上世纪50年代起在苏联和美国开始对这些发动机展开研究。1955年苏联部长会议决定制造装配核动力航天发动机的飞机,此项工作吸引众多航空设计局,其中包括发动机制造领域领先的设计局—库兹涅佐夫设计局、留里卡设计局和邦达留克设计局。

  其中留里卡设计局的方案是最有希望成功制造核动力航空发动机的,方案提供了两种核涡轮喷气发动机:“同轴”式和“摇臂”式。“同轴”式:环状反应堆位于普通燃烧室后面,通过涡轮压缩机轴;“摇臂”式:带有弯曲的流动部分,并将反应堆送入轴外。然而,因为安全性不够该项研究最终停止,其结果被放在档案馆,直到俄罗斯成为世界上唯一研究紧凑型核反应堆的国家,曾经的研究结果才被取出。

  如今的“海燕”装有紧凑型核反应堆的核动力发动机,得益于俄罗斯现代技术发展。下图是当时留里卡设计局提出的“同轴”式发动机(左)和“摇臂”式发动机(右)方案:

  根据相关介绍,“海燕”核动力推进系统工作原理如下:反应堆给驱动涡轮机的电动装置提供动力,涡轮机吸入空气然后压缩并推出导弹作为驱动,通过反应堆元件的气流可起到冷却作用。如下图所示:

  俄罗斯核动力装置成功之处在于在以下几个领域实现突破:首先是冶金方面得到耐热合金;物理上的共振过程;制造耐高温、强度大的陶瓷材料方面等。然而,该装置也存在缺陷,热交换器中的空气电离和放射性废弃对人危害较大,因此短时间内无法实现民用。

  二、隐身性能

  有军事专家分析,“海燕”飞行时会产生明显的放射性废气,敌人的防空和反导系统可对此防御,事实上并非如此。“海燕”和“波塞冬”一样同属于报复性武器。所谓报复性武器,即洲际巡航导弹在敌方领地完成打击后使用的武器。比如某国侵略俄罗斯,俄罗斯实施首轮打击后,敌方的某些军用基础设施可能会保存下来,比如工厂、备用指挥所、受保护的基地、发电站等。敌人很可能利用这些“残余”进行二次打击,此时则需要报复性武器“海燕”。

  事实上幸存的单一防空和导弹防御系统无法保证全面防御(防御中将有很多漏洞),电离大气层中的航空装置监测系统可能未必看到“海燕”巡航导弹的放射性废气,而“海燕”可以机动航行,绕过探测实施打击。“海燕”可对侵略国所有军用设施对象实施打击,不给对方留任何生存可能。

  三、制导技术

  此外,关于“海燕”导航相关问题,俄罗斯《消息报》报道,“海燕”极有可能具有针对地形的极端点的导航系统,将飞行路线上的地形对象图像存储起来,在一定时间内导弹“跳跃”到几百米高度并检查地形,然后导航系统将“看到的”与规定的标准进行对比。

  地形的极端点修正系统使导弹可绕过障碍物。然而,极值点校对系统有其缺点,即当导弹在水上航行时无法使用,因为没有地形对象可比对,而在显示的导弹试验视频中,“海燕”大部分时间飞跃海洋,这种情况下如何更正路线,未来仍需解决。

  综上所述,“海燕”巡航导弹具有比常规动力巡航导弹更多的优势:

  1。可在低空飞行,隐身性好;

  2。航程无限;

  3。突防概率高;

  4。不可预测的飞行路径;

  此外,也有显著缺点,具体如下:

  第一,污染问题。“海燕”属于“末日”武器,不会像X-101应用于叙利亚一样用在地方冲突中,用带有核动力装置的导弹打击恐怖分子或驱逐舰并不合适。在实际应用中,产生最主要的问题就是核污染问题。在大气中停留的长时间里会产生放射性废气。

  美国早在1960年在研制《冥王星》时就因危险性高而放弃核动力装置研究。2019年8月在阿尔汉格尔斯克州附近的军事试验场发生爆炸,五名科学家死亡,另有三人受伤,爆炸后的一小时里距离试验场30公里的北德文斯克辐射值2μSv/h,通常水平为0.11μSv/h。根据北方水文气象与环境管理局,此次γ辐射增加与放射性惰性气体云有关。因此,未来实际应用中,首先需要解决污染问题。

  第二,经费支持。2019年8月国家利益组织称,试验结果表明“海燕”计划远非完美,很难成功实施,即使成功实施,部署这样的系统也是昂贵的,不安全的,并会产生政治后果。

  第三,政治影响。“海燕”距离成为完全符合要求的军事武器还有一定距离。还需要大量试验、完善和更新。根据试验,产生一个问题,随着飞行时间不断增加,需要测试导弹全程航行情况,即飞到南大西洋或太平洋再返回。这就产生一个问题,导弹飞到中性海域上空时会留下放射性废气,会引起国际社会不满,因此需要评估此类试验的风险和后果。

  “海燕”9M730核动力巡航导弹——应用构想

  综上所述,以核为动力的巡航导弹已经实现,根据目前试验结果,有学者对其应用提出构想。纵观地图,俄罗斯被全面包围。

  从地图上来看,主要从北面可以实施打击敌人,从西部和东部可借助于水下核潜艇实施打击,唯一无法应对的就是来自南面的打击,由于可能阻碍南美,因此在南部无法布设核潜艇,据推测,敌方在南面可能部署的防御系统最弱,因此可借助于核动力巡航导弹“海燕”从南面对敌人实施打击。

  总结

  “海燕”9M730核动力亚声速巡航导弹由于突破了技术限制,实现了巡航导弹可装载核动力发动机,进而达到射程无限的优势,一直受到国内外广泛关注。从未来应用角度来看,“海燕”的威力强大,其打击能力远超过目前广泛使用的常规动力巡航导弹,因此其应用产生的后果会对国际政治产生深远影响,关于其使用风险也需要仔细评估。本文从战术技术性能、技术特点、目前存在的主要问题、以及未来应用构想等方面进行了梳理和总结,希望能够为相关研究人员提供参考。(作者署名:海空视界)


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