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中國2.5倍音速跨介質武器取得進展
送交者: 三把刀 2025年01月27日21:11:07 於 [軍事天地] 發送悄悄話

中國首部深海軍事戰爭動作巨製《蛟龍行動》即將在大年初一上映,作為今年春節檔唯一一部戰爭大片,一直以來備受軍迷期待。軍武菌前幾天參加首映禮,對這部電影的評價還是比較高的。這部電影節奏緊湊的故事情節,熱血沸騰的戰爭畫面都令人大呼過癮,尤其是出現在銀幕上的核潛艇更是令人嘆為觀止。


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▲《蛟龍行動》是一部典型的重工業電影

由於電影中講述的是發生在近未來的海軍大戰,所以將現實中各國爭相研製的武器裝備,通過電影的方式展現在觀眾面前,軍武菌最關注的是這些新概念武器在《蛟龍行動》電影裡的設定。

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▲魚雷發射!

隨着中國軍事科技不斷取得突破性進展,中國潛艇技術也一路奮進,成果豐碩。如今,潛艇靜音、動力、武器系統等關鍵技術大幅提升,不斷提升捍衛中國海洋權益的能力,這些在電影中得到了生動的體現。此外,中國反潛武器也取得突破性進展,尤其在跨介質航行器、核動力技術、先進制導等技術都有新突破,那麼這些新技術達到什麼樣的水準呢?能否“夠得上”電影中的設定呢?

中國跨介質航行器

跨介質航行器是一種能夠在兩種或多種不同介質中航行的新型飛行器或航行裝備,可以在空中、水中,兩種介質之間自由切換,是未來海戰武器的主要發展方向之一。

跨介質航行器的優勢是非常明顯的,傳統的單一介質海戰武器,飛行的介質比較確定,自然對方也有比較明確的反制措施。比如反艦導彈,那對方就發射防空導彈來攔截就是了;對魚雷和水雷,那就發射反潛火箭進行攔截。總歸還是有比較確定的攔截手段的,這就是單一介質海戰武器的缺陷。

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▲Mk-54型魚雷

但是如果有這樣一種海戰武器,它可以在水中和空中自由切換。比如一旦探測到敵方防空導彈來襲,這種海戰武器可以馬上從空中潛入到水中,在水中躲避敵方防空導彈;等到防空導彈飛過去之後,再從水中回到空中。

即使到了飛行末端,假設敵方使用海拉姆、ESSM防空導彈等進行末端攔截,這種武器又可以從空中回到水下,像一枚高速魚雷一樣迅速撲向目標……那不用說,這種海戰武器的突防能力,就大大提高了。

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▲跨介質飛行器概念圖

中國不少高校、科研院所在跨介質通用動力系統上,做了大量的研發。如在2015年北京航空航天大學研製的跨介質飛行器,以及2011年南昌航空大學設計的跨介質飛行器中,都採用了水面和水下伺服電機動力組。這套動力組在空中和水下都靠螺旋槳驅動,在飛行器入水和出水的時候,靠改變飛行器狀態來實現頻繁跨介質飛行。

這一設計其實已經有了一些跨介質飛行器的雛形了,只不過靠電動機來驅動飛行器,速度還是太慢,即使是空中飛行也就是亞音速的速度。而且電動機加電池的組合,讓跨介質飛行器的續航能力很成問題,不具備什麼工程運用的價值。

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▲衝壓發動機工作原理

而目前最有價值的跨介質飛行器動力組,來自於哈爾濱工程大學和國防科技大學的聯合課題組提出的跨介質衝壓發動機方案。該動力系統中採用金屬基貧氧推進劑為主燃料,主要由進氣道、進水管路、燃氣發生器、補燃室、尾噴管等部件組成。

金屬基貧氧推進劑在燃氣發生室內燃燒產生富燃燃氣,在空中飛行階段,產生的富燃燃氣與進氣道進入的空氣在補燃室內部發生反應,由噴管噴出後提供推力。

在水下航行階段,產生的富燃燃氣中的金屬顆粒與通過進水管路進入的海水在補燃室內發生金屬/水反應,一方面反應產生氫氣經噴管排出產生推力,另一方面反應釋放熱量使得二次進水中的水工質蒸發膨脹做功產生推力。

哈工程和國防科大的課題組對鋁基貧氧推進劑的動力方案中關鍵部件及模態轉換進行了詳細論證,該動力系統方案水下設計航速為100 m/s,空中設計飛行馬赫數為3。

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▲課題研究中公開的相關參數

此外,還對不同金屬基貧氧推進劑的動力方案理論性能和工作參數進行了分析,論證後這種跨介質飛行器的高空巡航馬赫數可達2.5,掠海飛行馬赫數可達2.3,水下航行速度為141 m/s。

也就是說,這款跨介質飛行器,可以以兩點五倍音速的高速,在高空巡航,同時還可以以二點三倍音速的速度,實施掠海飛行。最神奇的是,它還可以在入水之後立刻轉換到水下魚雷模式,形成類似超空泡魚雷的效應,以每秒100到140米的速度航行,也就是每小時的速度高達360千米到500千米。

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▲跨介質飛行器概念圖

可想而知,無論是高空飛行,還是水中航行,還是連續跨介質飛行或航行,這種跨介質飛行器的性能都是極好的,在反潛作戰中將發揮巨大作用。

中國魚雷技術的新突破

除了“上天入海”的跨介質航行器,我們在魚雷技術上也取得了突飛猛進的成就,尤其是在核動力、制導方式、智能化等方面成績斐然。

據美國媒體報道,中國核動力魚雷技術取得重大突破。美國《動力》網站戰區頻道報道,中國科研團隊在《水下無人系統學報》發表論文,宣告已完成核動力魚雷系統的概念設計,標誌着中國在這一領域從理論探索邁向工程實踐階段。

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▲《水下無人系統學報》的論文

據報道,在技術原理上,中國核動力魚雷採用一次性小型化核反應堆,結合水冷熱中子反應堆和溫差發電技術,設計出直徑小於 533mm、長度不超 3m、重量不超 750 公斤且具備 100kw 電功率輸出能力的核反應堆電源,實現核反應堆小型化,滿足裝入普通魚雷的嚴苛要求。

性能上,核動力魚雷優勢明顯。它能以 30 節巡航速度航行 200 小時,航程超萬里,可從中國沿海橫跨太平洋直抵美國本土,戰略威懾範圍大幅拓展。與俄羅斯 “波塞冬” 核魚雷相比,中國核魚雷體型小巧,可由艦艇的 533mm 魚雷發射管攜帶,靈活性高,還能搭載常規彈頭,建造成本低,適合大規模生產。

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除了核動力魚雷的技術取得突破性進展,在制導技術上也取得了新成就。我們知道,目前主要有這樣幾種制導方式:其一,是光纖線導。就是魚雷後面拖着一根光纖,由潛艇根據魚雷自己的自導頭,還有潛艇上的聲吶系統探測到的目標距離和速度諸元等,使用光纖給魚雷傳遞制導指令,引導魚雷攻擊目標;其二,是聲吶自導。也就是魚雷自己帶着一個聲吶陣列,發射出去之後自行尋找目標;其三,是尾流自導模式。也就是魚雷發射出去之後跟蹤目標的尾流,沿着尾流找到目標。

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▲電影中的魚雷尾流

以目前中國水下兵器發展的趨勢看,中國尾流制導魚雷技術已有重大突破,還在持續優化。如進一步提高尾流識別精度,增強在複雜海況、多種干擾源環境下對目標尾流的準確捕捉和跟蹤能力,以及提升與其他制導方式的融合水平,使魚雷在不同階段、不同場景下都能更精準地打擊目標。

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而在魚雷的智能化技術領域,我們正在使魚雷具備更強的自主決策和判斷能力,如在目標識別方面,能夠更精準地分辨敵方目標與友方目標、真目標與假目標。在戰術運用上,可根據戰場實時態勢,自主選擇最佳攻擊策略和路徑,還能與其他作戰平台實現更高效的信息交互和協同作戰。

《蛟龍行動》中的武器設定

以上正在攻克的魚雷技術中,有不少都在電影《蛟龍行動》中得到了演繹。正如林超賢導演所透露的那樣,電影中有很多技術細節、戰術戰法、先進裝備等,都是中國海軍正在研製,或者有技術預研的裝備。

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▲電影中可以看到“科幻”感十足的武器

軍武菌稍微劇透一下,電影中就有潛艇發射“超空泡”魚雷的情節。這種魚雷利用水下航行體的超空泡效應在水中達成極高的航行速度,相對於傳統魚雷平均30節的巡航速度,50節的最高速度,超空泡魚雷的極速動輒可以達到200節以上,幾乎就相當於是一枚水中導彈了。且由於該型魚雷在水下超高航速的特性,給我們的“龍鯨號”攻擊核潛艇帶來了不小的麻煩。

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▲聲吶兵偵聽魚雷攻擊

劇中最重要的武器設定無疑是“龍鯨號”核攻擊潛艇,劇組1:1搭建了4艘潛艇來滿足不同拍攝需求。從預告片和片花看,劇組架空的這種潛艇外觀上類似於英國“機敏”級潛艇,艇尾採用X型尾舵,採用核動力推進技術。

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▲1:1的比例搭建潛艇場景

該型潛艇的外觀非常“科幻”,但咱們“任何科幻電影都想象不出”的“六代機”都首飛了,中國電影能想象到的“龍鯨號”這樣的潛艇外觀就不足為奇了。畢竟殲-20橫空出世的2011年,彼時的軍迷還習慣於“給中國武器找爹”,並吐槽說是抄襲美國的F-22和俄羅斯米格1.44的,而隨着軍事科技日新月異的今天,電影架空出如此“科幻”的潛艇,軍武菌想說的是:嗯,這款潛艇中國可以有!

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除了潛艇的設定,另外兩個設定軍武菌也感到非常有創意:

一是蛟龍突擊隊使用了噴氣式背包,噴氣式背包採用的是小型渦輪風扇發動機作為推進裝置,使用計算機控制噴口方向從而實現解放雙手的短距離飛行。這個概念似乎是冷戰時期 “飛行兵”的現代化版本,當年也是使用了“戰斧”式導彈上同款的小型發動機研製出了飛行背包,不過當時計算機技術落後,只能使用手動操作。

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二是機器狗作戰的畫面,畢竟2024年珠海航展咱們就高調展示了作戰用的“機器狼”,雖然《蛟龍行動》中機器狗是反派在使用,但也非常具有借鑑意義。畢竟作為新誕生的戰鬥武器,機器狗的運用是進攻方和防守方都要考慮到的現實問題。電影人通過融合近未來的設定將這種攻守活靈活現的展示了出來,沒準能對現實中的武器和戰術起到一定的啟發作用。

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《蛟龍行動》即將在大年初一上映,預售已經開啟!作為春節檔唯一一部軍事題材,中國終於有一部類似於湯姆克蘭西《驚天核網》,中國海軍破除反派核陰謀“拯救世界”的故事了。

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這個時刻《蛟龍行動》有其特殊的意義,在面對不友好國家通過電影施加的文化霸凌時,中國電影人以智慧和實力“以彼之道,還施彼身”,用自己的方式打破偏見,扭轉話語權,這不僅是電影上的較量,更是一場文化自信的勝利!

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