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俄核動力巡航導彈號稱射程無限 但飛行速度偏低
送交者: 嵐少爺 2020年05月18日22:13:49 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  引言

  2018年3月1日俄羅斯總統普京在國情咨文中首次提到,俄羅斯目前已擁有核動力巡航導彈,並公布了導彈系統試驗視頻。根據俄國防部網站公開投票結果命名該核動力巡航導彈為“海燕”,正式代號-9M730,北約代號SSC-X-9“天幕墜落”。據悉,“海燕”是戰略性洲際巡航導彈,自2001年起開始研製,由葉卡捷琳堡設計局《創新者》承擔研製,並有薩羅夫的全俄物理試驗科學研究所專家參與。與常規動力巡航導彈相比,“海燕”具有無可比擬的優勢,包括射程無限、突防概率高、隱身性好等。

  “海燕”9M730核動力巡航導彈——總體設計

  組成方面,“海燕”組成包括以下幾部分:自推式或固定式導彈發射器;飛行信息準備中心;用於修正飛行任務和制定目標的遠程無線電通信設備;導彈系統偵查和目標指示設備;導彈和核動力裝置準備與維護設備;系統的運輸工具和軍械設備等。

  外形構造方面,根據試驗圖像可看到“海燕”的箭形彈翼、加速啟動裝置、進氣道等。如下圖所示:

  為保證遠距離航行,“海燕”彈翼為大展弦比,尾翼設計成“V”形,以避免其受到燃料噴霧的影響。據此俄專家制定了“海燕”的簡圖,具體如下:

  “海燕”9M730核動力巡航導彈——戰術技術性能

  “海燕”大小與X-101(直徑0.742m,重2200-2400)相似,彈體在正面的投影是1×1.5米的橢圓形狀,可裝配小型核動力裝置。其具體參數如下表所示:

  發動機方面,根據《獨立報》報道,“海燕”發動機分為助推級和巡航級。從俄官方公布的試驗視頻可以看到,“海燕”在發射時產生濃煙,據此推斷其助推級發動機是固體燃料式,巡航級發動機則是核噴氣式發動機。發射時導彈長度12米,巡航時長度9米。“海燕”採用亞聲速系統,飛行速度是250米/s左右,在類似級別的導彈中偏低,但因其具有良好的機動性能,所以可以繞過敵人的防線打擊目標。

  “海燕”9M730核動力巡航導彈——試驗進展

  俄羅斯首次公開“海燕”試驗過程是2018年3月普京在國情咨文講話中宣布,也就是說“海燕”試驗時間至少從2017年開始,據西方媒體報道,到2019年,關於“海燕”至少進行過13次相關試驗。

  相關事件梳理

  2018年6月俄羅斯國防部召開發布會,介紹“海燕”研究情況,並公布導彈試驗視頻和製造車間,稱目前導彈研製工作在按計划進行。

  2018年5月美國CNBC發表匿名來源聲明,根據美國未署名情報機構報告,2017年年底“海燕”試射並未成功。米德爾伯里研究所的研究員安妮•佩萊格里諾(Anne Pellegrino)劉易斯(Lewis)及其同事使用普京演講中的照片來定位發射的確切地點。然後,他們使用Planet公司的商業衛星觀察了該地區。結合船隻跟蹤數據,該小組能夠觀察到導彈站點在7月和8月退役。他們還看到了巡航導彈可能墜落的同一區域的船隻,其中包括用來處理核燃料的船隻,此次發現也為美國否認“海燕”試射成功提供了間接證據。

  2018年8月美國CNBC發表文章,介紹了自2017年11月-2018年2月之間導彈試驗詳細情況。文章消息來源同是美國未具名情報機構。文中尤其介紹了俄方準備打撈在一次失敗試驗中墜落在巴倫支海底的攜帶核動力發動機的導彈。The Diplomat雜誌刊登了擬導彈試驗發射場衛星圖片,作為補充CNBC文章內容。如下所示:

  2019年2月1日The Diplomat雜誌以美國未具名情報機構提供的信息為基礎,稱在卡普斯京亞爾試驗場重新進行了“海燕”試驗,試驗部分成功。美國相關情報機構稱只有一次試驗是成功的。

  據塔斯社官方未證實消息,2019年1月“海燕”的核動力試驗成功完成。根據公布的數據來看,該核動力裝置完全符合技術要求,這也使戰略性巡航導彈“海燕”能夠以亞音速在低空無限時飛行。

  2019年9月俄專家發表觀點,稱導彈試驗在兩個或三個發射場同時進行,包括新地島、卡普斯京亞爾、涅諾克斯(阿爾漢格爾斯克州一個農村)。

  目前“海燕”具體可服役時間尚未明確,有關人士預測2025年可投入使用。

  “海燕”9M730核動力巡航導彈——技術探析

  一、核動力裝置

  自“海燕”問世,對其核動力發動機的討論始終是研究熱點之一。據相關介紹,“海燕”核動力發動機的前身是航空發動機,準確來說是裝配衝壓噴氣或渦輪噴氣式發動機的核動力航空裝置。上世紀50年代起在蘇聯和美國開始對這些發動機展開研究。1955年蘇聯部長會議決定製造裝配核動力航天發動機的飛機,此項工作吸引眾多航空設計局,其中包括發動機製造領域領先的設計局—庫茲涅佐夫設計局、留里卡設計局和邦達留克設計局。

  其中留里卡設計局的方案是最有希望成功製造核動力航空發動機的,方案提供了兩種核渦輪噴氣發動機:“同軸”式和“搖臂”式。“同軸”式:環狀反應堆位於普通燃燒室後面,通過渦輪壓縮機軸;“搖臂”式:帶有彎曲的流動部分,並將反應堆送入軸外。然而,因為安全性不夠該項研究最終停止,其結果被放在檔案館,直到俄羅斯成為世界上唯一研究緊湊型核反應堆的國家,曾經的研究結果才被取出。

  如今的“海燕”裝有緊湊型核反應堆的核動力發動機,得益於俄羅斯現代技術發展。下圖是當時留里卡設計局提出的“同軸”式發動機(左)和“搖臂”式發動機(右)方案:

  根據相關介紹,“海燕”核動力推進系統工作原理如下:反應堆給驅動渦輪機的電動裝置提供動力,渦輪機吸入空氣然後壓縮並推出導彈作為驅動,通過反應堆元件的氣流可起到冷卻作用。如下圖所示:

  俄羅斯核動力裝置成功之處在於在以下幾個領域實現突破:首先是冶金方面得到耐熱合金;物理上的共振過程;製造耐高溫、強度大的陶瓷材料方面等。然而,該裝置也存在缺陷,熱交換器中的空氣電離和放射性廢棄對人危害較大,因此短時間內無法實現民用。

  二、隱身性能

  有軍事專家分析,“海燕”飛行時會產生明顯的放射性廢氣,敵人的防空和反導系統可對此防禦,事實上並非如此。“海燕”和“波塞冬”一樣同屬於報復性武器。所謂報復性武器,即洲際巡航導彈在敵方領地完成打擊後使用的武器。比如某國侵略俄羅斯,俄羅斯實施首輪打擊後,敵方的某些軍用基礎設施可能會保存下來,比如工廠、備用指揮所、受保護的基地、發電站等。敵人很可能利用這些“殘餘”進行二次打擊,此時則需要報復性武器“海燕”。

  事實上倖存的單一防空和導彈防禦系統無法保證全面防禦(防禦中將有很多漏洞),電離大氣層中的航空裝置監測系統可能未必看到“海燕”巡航導彈的放射性廢氣,而“海燕”可以機動航行,繞過探測實施打擊。“海燕”可對侵略國所有軍用設施對象實施打擊,不給對方留任何生存可能。

  三、制導技術

  此外,關於“海燕”導航相關問題,俄羅斯《消息報》報道,“海燕”極有可能具有針對地形的極端點的導航系統,將飛行路線上的地形對象圖像存儲起來,在一定時間內導彈“跳躍”到幾百米高度並檢查地形,然後導航系統將“看到的”與規定的標準進行對比。

  地形的極端點修正系統使導彈可繞過障礙物。然而,極值點校對系統有其缺點,即當導彈在水上航行時無法使用,因為沒有地形對象可比對,而在顯示的導彈試驗視頻中,“海燕”大部分時間飛躍海洋,這種情況下如何更正路線,未來仍需解決。

  綜上所述,“海燕”巡航導彈具有比常規動力巡航導彈更多的優勢:

  1。可在低空飛行,隱身性好;

  2。航程無限;

  3。突防概率高;

  4。不可預測的飛行路徑;

  此外,也有顯著缺點,具體如下:

  第一,污染問題。“海燕”屬於“末日”武器,不會像X-101應用於敘利亞一樣用在地方衝突中,用帶有核動力裝置的導彈打擊恐怖分子或驅逐艦並不合適。在實際應用中,產生最主要的問題就是核污染問題。在大氣中停留的長時間裡會產生放射性廢氣。

  美國早在1960年在研製《冥王星》時就因危險性高而放棄核動力裝置研究。2019年8月在阿爾漢格爾斯克州附近的軍事試驗場發生爆炸,五名科學家死亡,另有三人受傷,爆炸後的一小時裡距離試驗場30公里的北德文斯克輻射值2μSv/h,通常水平為0.11μSv/h。根據北方水文氣象與環境管理局,此次γ輻射增加與放射性惰性氣體雲有關。因此,未來實際應用中,首先需要解決污染問題。

  第二,經費支持。2019年8月國家利益組織稱,試驗結果表明“海燕”計劃遠非完美,很難成功實施,即使成功實施,部署這樣的系統也是昂貴的,不安全的,並會產生政治後果。

  第三,政治影響。“海燕”距離成為完全符合要求的軍事武器還有一定距離。還需要大量試驗、完善和更新。根據試驗,產生一個問題,隨着飛行時間不斷增加,需要測試導彈全程航行情況,即飛到南大西洋或太平洋再返回。這就產生一個問題,導彈飛到中性海域上空時會留下放射性廢氣,會引起國際社會不滿,因此需要評估此類試驗的風險和後果。

  “海燕”9M730核動力巡航導彈——應用構想

  綜上所述,以核為動力的巡航導彈已經實現,根據目前試驗結果,有學者對其應用提出構想。縱觀地圖,俄羅斯被全面包圍。

  從地圖上來看,主要從北面可以實施打擊敵人,從西部和東部可藉助於水下核潛艇實施打擊,唯一無法應對的就是來自南面的打擊,由於可能阻礙南美,因此在南部無法布設核潛艇,據推測,敵方在南面可能部署的防禦系統最弱,因此可藉助於核動力巡航導彈“海燕”從南面對敵人實施打擊。

  總結

  “海燕”9M730核動力亞聲速巡航導彈由於突破了技術限制,實現了巡航導彈可裝載核動力發動機,進而達到射程無限的優勢,一直受到國內外廣泛關注。從未來應用角度來看,“海燕”的威力強大,其打擊能力遠超過目前廣泛使用的常規動力巡航導彈,因此其應用產生的後果會對國際政治產生深遠影響,關於其使用風險也需要仔細評估。本文從戰術技術性能、技術特點、目前存在的主要問題、以及未來應用構想等方面進行了梳理和總結,希望能夠為相關研究人員提供參考。


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  核動力只負責導彈前期和中段的長時間無限期巡航動力  /無內容 - 大智本行 05/22/20 (115)
  可以外加一個固體燃料火箭助推器在末段加速  /無內容 - 大智本行 05/22/20 (108)
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