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窘迫的“匕首”:俄羅斯的“高超音速導彈”
送交者: 一劍破天 2026年01月24日16:25:28 於 [軍事天地] 發送悄悄話
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2022年3月19日,俄羅斯國防部宣布,俄羅斯空天軍於3月18日使用KH-47M2“匕首”空射彈道導彈,摧毀了位於烏克蘭伊萬弗蘭科夫州的一處烏軍大型導彈和航空彈藥庫。3月20日上午,俄羅斯國防部發言人伊戈爾·科納申科夫發布簡報稱,俄軍再次發射KH47M2“匕首”空射彈道導彈,摧毀了烏軍的一個大型燃料倉庫。 

無論是俄羅斯還是中國國內,均有稱 KH-47M2“匕首”是“世界上首款投入實戰的高超音速導彈”。那麼,KH-47M2“匕首”是 “實至名歸”還是“言過其實”?本文將對此進行解析。

“高超”的概念 

很多人簡單地認為,只要導彈最高飛行速度大於5馬赫,就是高超音速導彈,這是個誤解。5馬赫的確是高超音速導彈最高飛行速度的下限,但這只是判明一款導彈是否屬於高超音速導彈的必要條件,而非充分條件。因為對於彈道導彈來說,導彈射程與其最高飛行速度密切相關。彈道導彈射程越遠,其最大飛行速度越高。只要彈道導彈最大射程超過450千米以上,其最大飛行速度必然會超過5馬赫。洲際彈道導彈衝出大氣層後甚至能接近第一宇宙速度,也就是7.9千米/ 秒,相當於23.6馬赫。但這並不能說,所有射程超過450千米的彈道導彈都是高超音速導彈。 

真正意義上的高超音速導彈,不僅最高飛行速度要超過5馬赫, 而且要具備與傳統彈道導彈迥異的彈道特性。傳統的彈道導彈靠火箭發動機推動,不斷加速衝出大氣層,抵達彈道頂點後便在地球引力作用下不斷下墜,並重新進入大氣層,其再入段彈道比較固定。即使是分導式彈頭,實際上也只能在一個相對較狹窄的範圍內作有限的機動。非但如此,因受空氣阻力影響,重新進入大氣層的彈頭不僅會減速而且還會被氣動加熱,導致紅外特徵明顯,容易被防禦方捕捉到。 

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高超音速導彈的彈道並非拋物線型。它在到達彈道頂點後雖然也會下墜,但非“一墜到底”,而是進入距地球表面20~100千米的 “臨近空間”進行長時間、長距離、速度超過5馬赫的可控飛行。期間彈道飄忽不定,給敵方防禦系統計算飛行器軌跡和攔截彈的前置交匯點造成了極大困擾。導彈接近目標時再急劇改變軌跡,以大角度,甚至接近於垂直的角度實施俯攻擊。現有反導防禦系統很難對高超音速導彈作出有效反應。 

從這個角度而言,高超音速導彈令彈道導彈的遠程攻擊效能產生了質的飛躍,但實現起來殊為不易。臨近空間內的空氣稀薄、大氣雜質少、環境溫度變化複雜、臭氧濃度高、太陽輻射強,傳統的航天與航空器難以作可控飛行。研發高超音速導彈需要在導彈推進技術、 結構材料、空氣動力和飛行控制在內的各項關鍵技術均取得重大突破,方有可能成功。 

鑑於目前超燃衝壓發動機遲遲不能獲得技術突破,現階段“助推-滑翔”方案是研發高超音速導彈難度相對較低的技術途徑。而在飛行控制方面,提出雖早,但迄今為止尚無成功先例的“桑格爾彈道”已讓位於更為現實、更加強調滑翔段穩定和優化的“錢學森彈道”。這是目前各國經深入研究後不約而同的選擇。

“錢學森彈道”的特點,是先由火箭發動機將彈道導彈推出大氣層,導彈到達彈道頂點後開始下降並拋掉彈頭整流罩。當彈頭重返臨近空間後,即利用自身產生的激波升力,令其飛行軌跡發生劇變, 而且此後軌跡一直飄忽不定。導彈彈頭能在臨近空間產生激波升力的關鍵,在於彈頭前緣能產生附件激波,前緣平面與激波的上表面重合,彈頭就象騎在激波的波面上,依靠激波的壓力產生升力。這種氣動外形是較複雜的扁平楔形或者錐型,統稱為乘波體。它具有高升阻比和較強的機動性,非常有利於突防。此外,乘波體下表面是一個高壓區,是未來安置超燃衝壓發動機進氣口的極佳位置。 

雖說“助推-滑翔”方案與“錢學森彈道”的採用,在某種程度上降低了研發高超音速導彈的技術門檻。但這種降低僅僅是相對而言。激波產生的強烈氣動加熱效應,對彈頭材料性能提出了極高要求。彈頭做成乘波體構型後,外形並不規則,飛行時周邊高速氣流分布不均,一個小小的擾動就足以改變彈頭飛行姿態。因為處於高溫高壓下的乘波體彈頭必然會發生一定程度的形變,繼而改變自身氣動特性和表面各部分溫度。這種改變一旦超過一定範圍,乘波體彈頭極易失控或燒蝕解體。 

技術母型

以上簡單梳理了一下高超音速導彈的技術特點和實現難點。接下來讓我們來看看“匕首”是否真正符合高超音速導彈的定義。 

根據俄方資料,KH-47M2“匕首”本質上是9M723“伊斯坎德爾”M中短程彈道導彈的空射型號。9M723“伊斯坎德爾”M是蘇聯為了取代因美蘇簽署《中導條約》而銷毀的9K714“奧卡”中短程彈道導彈而着手立項研發的替代型號。蘇聯時期,這類導彈裝備蘇軍方面軍直轄的導彈旅,每旅裝備27輛導彈發射車,主要負責打擊北約部署在戰役縱深內的防空反導導 彈發射陣地、機場、指揮機構等重要目標。


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9M723“伊斯坎德爾”M最早是由蘇聯規劃設計的。1991年蘇聯解體後,由繼承了蘇聯大部分遺產的俄羅斯接手研製。不過,由於上世紀90年代俄羅斯經濟呈斷崖式下跌局面,軍費投入嚴重不足,研發隊伍流失嚴重,因此這款採用上世紀80年代技術框架的導彈直到進入新世紀後方告研發成功。

9M723“伊斯坎德爾”M彈長7.3米,彈徑0.92米,彈重3800千克,戰鬥部重量根據戰鬥部類型不同為480~700千克不等,最大射程 480千米。其彈體前部採用雙錐體設計,能讓導彈在飛行過程中產生較大升力,有利於在不過度增加彈長的前提下提高射程。其彈尾設計有燃氣舵,因此該導彈在動力飛行段擁有一定的機動變軌能力。其採用四軸運輸-起豎-發射車運載。每輛發射車上裝載2枚裸彈,僅靠一個防塵蓋為導彈提供最低限度的保護。 

9M723“伊斯坎德爾”M設計之初就着眼於爆發世界大戰時衛星被敵方摧毀的極端情況下使用,所以未採用時尚的衛星制導。由於時至今日,俄羅斯的慣性導航技術僅能達到百米級精度,與世界先進水平差距甚大,因此9M723“伊斯坎德爾”M採用了慣導+光學末制導的複合制導模式。據俄方宣稱,該彈的射擊精度為此大幅度提升到了10米左右,最高甚至能達到2米的精度,能執行戰術性質的精確打擊任務。 

不過,西方的光學末制導都是發射前輸入目標數碼相片,彈道末端由彈載計算機將光學導引頭獲得的圖像與預存的目標數碼相片進行比對。9M723“伊斯坎德爾”M的光學末制導也是同樣的流程。但不同的是,由於蘇俄相關技術落後,該彈在發射前要將目標正上方照片的膠片放入導引頭中。由於地面部隊根本無從獲得目標正上方的照片膠片,故而9M723“伊斯坎德爾”M難以對地面部隊實施實時火力支援。必須預先選定攻擊目標,由偵察機或衛星在目標上空拍攝照片,再將照片膠片發給導彈發射部隊以裝訂目標。這一套流程下來,最快也需要數小時,有時甚至需要幾天準備時間。 

由於9M723“伊斯坎德爾”M上的慣性導航系統精度差強人意,光學末制導使用起來又極其麻煩,因此它實際上是被俄軍當作戰略武器,主要用於打擊北約軍事基地等固定目標。不過,光學末制導導引頭無法穿透雲層,因此提前開機也沒用。待彈頭穿過距地面僅有數千米的雲層後,由於距離地面太近,彈頭速度又快,因此光學末制導很可能來不及控制導彈機動。不過,雖然技術框架老舊,制導系統使用時受限頗多,但9M723“伊斯坎德 爾”M整體上仍然屬於“三代半” 戰術彈道導彈,綜合作戰性能不容小覷。 

國際上一般將純粹意義上的彈道導彈歸於第一代。第一代彈道導彈在火箭發動機工作停止以後,彈頭完全按照最後確定的彈道飛行,並不利用大氣層對彈頭的軌跡進行改變。第二代彈道導彈在第一代基礎上採用捷聯慣導設計,射擊精度得以大幅度提高。一些型號的第二代彈道導彈甚至能在再入大氣過程中進行拉起減速,然後利用空氣舵在下墜過程中調整自身軌跡,從而實現精確命中。這種在再入過程中利用大氣減速,進行小幅度彈道變化,來提高導彈命中精度的技術,初具高超音速導彈的雛形,但與真 正的高超音速導彈相比還差得遠。 第三代彈道導彈較第二代的再入速度更高,有些型號的導彈彈頭拉起的仰角不小,以至於在大氣層內可以打“水漂”,但它仍不屬於高超音速導彈範疇。 

與第二代、三代彈道導彈先飛出大氣層,彈頭在再入大氣過程中拉起的做法不同,以9M723“伊斯坎德爾”M為代表的三代半彈道導彈的彈道被刻意壓低,在達到50千米左右飛行高度後,導彈以極小的仰角繼續加速飛行。由於 9M723“伊斯坎德爾”M導彈的彈體與彈頭並不分離,因此其在進入下墜階段後,通過尾舵將彈體拉起並形成一定的飛行迎角,彈體就會產生升力。不過,這個升力並不足以讓導彈形成滑翔,而是直接將彈體再次拋到更高的空中,從而形成 “M”型彈道的第二個波峰。 

這種“M”型彈道僅能在大氣中進行一次彈跳,雖說彈道軌跡的變化範圍與幅度不能與真正的高超音速導彈相提並論,尤其是嚴重缺乏橫向機動變軌能力,但其突防能力卻較第三代彈道導彈有了進一步提升。只不過由於其大部分彈道位於50千米這個平流層與中間層的交 界處,因此理論上仍然能被現役先進的反導攔截系統攔截。只不過攔截條件是否苛刻乃是各國的核心機密,外人不得而知。

“匕首”解析

綜上所述,筆者認為,9M723“伊斯坎德爾”M仍然算不上是真正意義上的高超音速導彈。其實這一點從其彈體採用了雙錐體軸對稱設計而非乘波體構型就能看出來。

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目前,只有乘波體構型的彈頭能在臨近空間內作大範圍的高速可控機動。理論上,軸對稱設計的彈體固然可以在大氣層外高速飛行時,通過改變質心位置實施機動。但這種辦法代價不菲,而成效卻甚微。因為可實現的機動範圍過小,故而在現役先進反導攔截系統面前顯得無甚意義。當然,軸對稱設計的彈體也可以像“潘興”2導彈那樣,在重入大氣層後通過氣動控制 實現範圍較大的機動。但是,“潘興”2導彈採用雷達末制導,要求導彈速度必須降低到3馬赫以下。因此“潘興”2導彈再入大氣層時在40千米高度進入螺旋彈道,同時啟動載彈雷達對地面目標實施成像掃瞄,導彈速度因此急劇降低,而且螺旋彈道較為固定,很容易被反導攔截系統算出未來軌跡及攔截彈的前置交匯點,其在當代技術條件下的突防能力堪憂。 

9M723“伊斯坎德爾”M並不是高超音速導彈。那麼由它發展而來的KH-47M2“匕首”又如何呢?從外觀看,二者極為相似。只不過 KH-47M2“匕首”因為要由戰機掛載,為降低飛行阻力而在彈尾加了一個圓台形的彈尾整流罩,整流罩上有一對固定翼面,與彈尾“X” 型安裝的控制舵面錯開了一定的安裝角度。2018年,俄羅斯對外公布的資料稱,Kh-47M2“匕首"空射 彈道導彈彈長7.8米,彈徑0.95米,戰鬥部重500千克,全彈重4噸,最高飛行速度10馬赫,最大射程超過2000千米,全程平均飛行速度6馬赫,可由米格-31BM截擊機搭載,未來還將完成與圖-22M3“逆火”轟炸機的整合。當該彈由米格-31BM搭載時,載機以2.78馬赫的速度高空高速接近目標,導彈脫離載機機腹掛架數秒後,先拋掉彈尾整流罩,再點火急速爬高,以10馬赫極速衝出大氣層。至彈道頂點後再以俯衝彈道沖入大氣層,進入30千米高度後開始複雜機動,接近目標時進行躍升,最後俯衝攻擊目標。 

從設計細節看,KH-47M2“匕首”雙錐度頭錐長度約占整個全彈長的一半左右。其中,導彈圓錐形頭部整流罩是可拋掉的。KH-47M2“匕首”頭部裝有彈載X波段雷達。由於雷達天線孔徑過小,直徑只有0.4米,其下視最遠探測距離僅為60千米左右。而且依照俄羅斯機載火控雷達的水準判斷,其抗地面/海面雜波干擾的能力不宜高估。其彈頭錐側面開有矩形天線窗口理論上可以在導彈處於“黑障區” 以外空域時接收各種實時信號,以更新飛行規劃數據。 

不過,以上只是俄羅斯方面的“自說自話”。從其過往稱機載 “雪豹”E無源相控陣雷達能截獲400千米以外目標,結果印度空軍卻抱怨壓根就達不到,以及宣稱 R-77最大射程達100千米,但客戶實測後卻發現即便是極端理想條件下該彈最大射程也較俄方宣傳打了個對摺,而且實際射程超過20千米後命中率便急劇下降等一系列事例看,必須要對俄方公開資料“具體問題具體分析”。 


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目前,尚無實證證明KH-47M2“匕首”已經整合到了圖-22M3“逆火”超音速轟炸機上,因此可以認為米格-31BM是該彈當下唯一的載機。米格-31標稱的最大速度2.83馬赫,是在高空無外掛的“乾淨構型”下測出的極限數據。米格-31BM作為米格-31機群的中期升級型號,主要改進了機載雷達和火控系統,增加了空中受油裝置,發動機也換成了推力稍大一些的D-30F6。但是,D-30F6本質上仍是一款僅具備上世紀60年代水平的低涵道比渦扇發動機,推重比低,油耗高,噪音大。按俄方說法,米格-31BM在機腹掛載1 枚體型碩大、重達4噸左右的KH-47M2“匕首”導彈還能飛到2.78馬赫的速度,這是令人難以置信的。不過,米格-31BM將KH-47M2“匕首”導彈攜行到高空釋放,好歹賦予了其一個初速度,讓該彈直接省卻了最耗燃料的初始起飛階段,有助於其增程。從地面起飛的彈道導彈射程超過1000千 米時,最高飛行速度就能超過10馬赫。假定俄方數據真實,KH-47M2“匕首”導彈最高速度為10馬赫,考慮到空基發射對其射程的助益,其最大射程會較1000千米有20%~30%的加成,但絕對達不到射程翻一倍的程度。因為該彈雙錐體軸對稱氣動構型與控制手段均與9M723“伊斯坎德爾”M別無二致,所以其彈道中段與末端不可能與9M723“伊斯坎德爾”M迥異, 不可能像真正的高超音速導彈那樣憑藉乘波體構型產生的激波升力在臨近空間高速滑翔並作複雜機動,而依舊只能打出“M”型彈道。換句話說,KH-47M2“匕首”導彈仍是一款必須要靠衝出大氣層外才能實現 “跳躍滑翔”的三代半彈道導彈。 

空基彈道導彈概念最早是由蘇聯在上世紀60年代提出來的。理論上,這種武器有發射陣位選擇靈活、有利於提高導彈空防和生存能力的諸多優點。但是,彈道導彈想要打得准,除了必須擁有高精度制導系統外,精確測定發射點與目標的坐標位置及海拔高度至關重要。在測量自身準確位置方面,反倒是陸基彈道導彈(尤其是井基部署的彈道導彈)更具優勢。像KH-47M2“匕首”這樣被載機帶到高空投放,自由下墜至發動機點火期間,導彈不可避免地會受到高空氣流擾動影響,確定自身位置及保持一定姿態均困難重重,這都對提高射擊精度很不利。 

此外,俄方一再強調KH-47M2“匕首”導彈平均速度高達6馬赫,對照同樣採用雷達末制導,因而不得不在彈道末段極力降速的 “潘興”2導彈,俄方很可能企圖籍此掩飾“匕首”在彈道末段也不得不降速的事實。作為證據, 2018年3月,俄方曾公布了KH-47M2“匕首”導彈攻擊水面艦艇的視頻,畫面出現了背景和彈體抖動不一致的奇怪現象。而且從畫面判 斷,導彈末速與常規自由落體炸彈差不太多。 

形勢窘迫

綜上所述,KH-47M2“匕首”導彈性能並不像俄方宣傳的那般強悍,筆者認為不是真正意義上的高超音速導彈。根據俄方說法,自2018年KH-47M2“匕首”導彈服役以來,俄羅斯空天軍已經改裝了2個米格-31BM截擊機團,用於攜帶該型導彈對逼近俄羅斯近海的美國航母戰鬥群,以及北約重要指揮通訊樞紐、海空軍基地等戰略目標形成威懾。也就是說,KH-47M2“匕首”與米格-31BM截擊機的組合,屬於戰略威懾性武器。說其是俄羅斯現階段的“鎮國之寶”或“定海神針”亦不為過。 

但是,現如今俄方卻動用這種戰略威懾性武器對付烏克蘭境內顯然不屬於戰略目標的彈藥庫及燃料庫,而且還不是按蘇俄軍事傳統在開戰首日使用,更沒有形成密集突擊,這又是為什麼呢?如果說這是俄羅斯“殺雞給猴看”,藉此警告北約莫要“將手伸得太長”的話,那麼上述烏克蘭目標周邊並未部署反導防禦系統,俄方所稱的所謂KH-47M2“匕首”導彈“無以倫比的突防能力”無從展現。而且據了解KH-47M2“匕首”導彈並未配備穿地彈頭或子母彈頭,對付彈藥庫、燃料庫這樣的目標效果並不理想,壓根就起不到多少震懾效果。 

自2014年俄羅斯收回克里米亞半島以來,就一直遭到西方國家制裁,導致經濟跌跌不休。現代軍隊建設是要靠雄厚的經濟基礎作為支撐的。進入新世紀後,俄羅斯雖然完成了一批蘇聯留下的“爛尾工程”,推出了一些基本技術架構還停留在蘇聯時代的所謂“新型武器”,其中也包括不少精確制導彈藥,但吃緊的財政狀況卻導致俄軍僅有少量採購用於“撐場面”,更多時候還得依靠蘇聯留下的老舊武器庫存“過日子”。 

2015年9月30日,俄羅斯公開宣布介入敘利亞戰事後,外界就已經發現俄羅斯空天軍在敘利亞戰場上甚少使用新型精確制導彈藥的問題。只不過由於敘利亞反對派武裝無論是技戰術水平還是武器裝備均非常拉胯,無法與俄羅斯空天軍形成真正意義上的對抗,俄軍存在的一系列問題才沒有在敘利亞境內 “爆雷”。 

此次俄烏衝突,號稱是俄軍中戰備程度最高的空降兵部隊對安東諾夫機場的空降突擊因配合脫節而失敗,先鋒連險些被對手“包餃子”;號稱“新銳”的T-90A、T-72B3坦克在被俄軍遺棄後,竟被人從這些坦克中找出了上世紀80年代初生產的、彈杆長徑比僅為15左右“鋼套彈”;作為進攻前奏的導彈縱深突擊在開戰首日也不過百枚左右規模,首輪突擊後竟然間隔了近24小時才發起第二輪突擊,而且突擊規模與日俱減;對文尼察機場這樣面積廣闊的戰略目標發起的遠程突擊,也不過僅僅使用了8枚導彈。別說摧毀了,連最起碼的暫時癱瘓機場功能的最低目標都未能達到。諸如此類的事情還有很多,只能讓人得出俄軍此前對戰事前景估計各過於樂觀,戰爭準備嚴重不足的結論。

具體到俄羅斯實施“點穴”的主力兵器9M723“伊斯坎德爾”M彈道導彈,在克里米亞危機爆發前,俄軍曾規劃到2015年至少裝備5個導彈旅。每個導彈旅下3個發射營,每個發射營裝備9輛導彈發射車。加上1次發射備彈,每個齊裝滿員的導彈旅應裝備108枚9M723“伊斯坎德爾”M。5個導彈旅應該擁有540枚該型導彈。但實際情況是,受經濟拖累,時至今日俄軍才勉強完成3個9M723“伊斯坎德爾”M導彈旅的換裝。而且鑑於北約不斷東擴的態勢,俄軍不得不將其中1個滿員率最高的導彈旅部署到了加里寧格勒,對波蘭境內的“愛國者”反導基地實施抵近威懾。因而在俄烏衝突中,俄軍充其量僅能投入2個不滿編的9M723“伊斯坎德爾”M導彈旅。經過近1個月的鏖戰,這2個導彈旅是否還有能發射的庫存導彈令人高度懷疑。

但工廠在這麼短的時間內無力為俄軍補充生產新導彈卻是大概率事件。在這種情況下,俄羅斯空天軍只好動用裝備數量並不多的KH-47M2“匕首”導彈打擊價值不高的目標,也就順理成章了。說穿了,這也從一個側面反映出俄軍當前的窘迫。

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