PSG之“助推-滑翔”式武器方案

来源 :军事世界画刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:juhn7557
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  助推-滑翔式武器是一种新型组合导弹,它可以同时结合弹道导弹射程远、飞行速度快,以及飞航导弹大升阻比、高机动性的优点,能有效突破导弹防御系统的拦截,完成对远距离目标的精确打击。
  助推-滑翔式导弹的整个飞行过程是:助推级将弹头(滑翔级)助推到几十千米以上的高空后关机并分离;之后,弹头在大气层外惯性飞行;在到达远地点之后,滑翔飞行器下降进入大气层,依靠气动力作远距离跳跃、滑翔机动飞行,至目标上空30千米左右,导引头开机进行末制导,俯冲至目标并完成攻击。助推一滑翔式导弹按弹道形态可分为再入滑翔式弹道和再入跳跃式弹道两类。
  美军曾提出多个基于助推-滑翔式方案的计划:一是美国陆军提出前沿部署的“先进高超声速武器”(AHW),射程约7778千米,计划部署在关岛、迪戈加西亚岛和波多黎各等地,该计划处于停滞状态。二是美国空军和国防高级研究计划局提出的可从美国本土实施打击的“猎鹰”计划(Falcon),2010年已进行飞行试验。三是美国空军提出的常规打击导弹(CSM)计划。
  
  “猎鹰”(FaIcon)计划
  
  2002年12月,美国国防高级研究计划局(DARPA)和空军联合提出“美国本土兵力运用与投送”(FALCON)计划,目标是开发快速响应、从美国本土打击全球任何位置的快速全球打击能力。
  FALCON由两部分组成,一是能够快速响应的小型运载器(SLV);二是能够从空间或通过空间进行全球精确投放有效载荷和武器的高超声速通用空天飞行器(CAV)。
  2003年6月DARPA和美国空军联合发布了《FALCON技术演示验证》计划,将计划分为系统定义、设计与研发、武器系统演示验证等三个阶段,每一阶段都由若干任务组成。
  2004年,美军对FALCON计划进行了调整,取消进攻性打击部分,将其限定为非武器的技术验证项目,计划的名称也改为“猎鹰”(Falcon),CAVg被重新命名为高超声速技术飞行器(HTV),重点研发SLV和HTV。“猎鹰”计划的发展也分为三个阶段,在完成三个阶段以后,将全面转入美国空军,其最终发展方向是有动力的高超声速巡航飞行器。
  小型运载器(SLV)的主要竞争方案包括空间探索技术公司的“猎鹰-1”,是小型两级液体推进剂运载火箭,其中第一级可重复使用,3次试飞失败后,2008年第4次试飞成功;空中发射公司的“快速到达”火箭,其模型已经多次自C-17运输机成功发射;美军也可能用由退役“和平卫士”洲际弹道导弹改装而成的“弥诺陶洛斯-3”和“弥诺陶洛斯-4”等作为助推器。
  “猎鹰”计划原设想渐进发展HTV-1、HTV-2和HTV-3三种高超声速技术飞行器,其中,HTV-1和HTV-2均属于火箭助推无动力滑翔飞行器,HTV-3是采用涡轮基组合循环发动机为动力的飞行器。
  从目前进展来看,“猎鹰”计划的进度已经延迟。最初的HTV-1设计原计划于2007年9月进行飞行试验,采用现有的助推器发射,在30-45千米高空飞行速度将达到19马赫。但在2006年5月,由于碳基壳体的曲线前缘出现剥离问题,建造两架HTV-1飞行器的计划被取消,“猎鹰”计划直接转向了HTV-2。
  两架HTV-2(HTV-2a和HTV-2b)原计划分别于2008年底和2009年发射,但屡次推迟,直至2010年4月22日才进行了首次发射。此次试验的HTV-2a原计划进行3项飞行机动操作:在中等仰角对飞行器进行减速;实现小幅度俯仰、滚转和偏航,以验证气动控制系统;以大于5.8千米/秒的速度落入太平洋,以验证飞行器再入大气层的能力。HTV-2a由“弥诺陶洛斯-4”火箭成功发射升空,蛤壳有效载荷整流罩打开,HTV-2a在大气层外释放,并实现了在大气层内超过20马赫速度时的飞行控制。但HTV-2a在进入飞行试验9分钟后失控。据初步分析可能是再入大气层时角度过大,导致温度过高而损坏。DARPA计划2011年进行HTV-2b的飞行试验。HTV-2b仍将使用“弥诺陶洛斯-4”运载火箭,与HTV-2a沿着一条径直的轨道试验不同,将沿着“纽扣钩”型轨道飞行,其目的是评估其横向机动能力、热保护系统,以及GPS/惯性导航组合系统透过等离子体区获取信号的能力。如果试验成功,有关技术将直接应用于CSM-2的发展。
  HTV-3的发展现已终止。2007年8月,美军曾决定将HTV-3发展成为能从常规跑道起降、以6马赫速度巡航的试验装置HTV-3X,以验证高升阻比气动外形、轻质耐用(可重复使用)高温材料、包括主动冷却在内的热管理技术、自主飞控技术以及涡轮基组合循环推进系统,计划2012年首飞。因预算大幅缩减,2008年10月终止。
  
  常规打击导弹
  
  常规打击导弹(CSM)计划主要包括初始型常规打击导弹(CSM-1)和改进型常规打击导弹(CSM-2)。其中CSM-1计划2017年具备初始作战能力,CSM-2计划2022年具备初始作战能力。
  
  (1)运载器
  CSM运载器的备选方案为“民兵”洲际弹道导弹和“和平卫士”洲际弹道导弹。“民兵”导弹由于其较小的体积更易于实现灵活部署,但“和平卫士”导弹的弹药投送能力为“民兵”导弹的3倍,并具有较大的射程优势。美空军目前倾向于采用由退役的“和平卫士”洲际弹道导弹改装而成的“弥诺陶洛斯-3”和“弥诺陶洛斯-4”火箭。“弥诺陶洛斯-3”为3级亚轨道运载火箭。“弥诺陶洛斯-4”为重型、4级运载火箭,可将1.36吨载荷送入低地球轨道,其前三级采用的是退役“和平卫士”洲际弹道导弹的发动机,第四级是已在“金牛座”等运载器上验证过的“猎户座38”发动机。
  
  (2)载荷投送装置
  CSM-1的载荷投送装置为无动力的高超声速滑翔飞行器,再入大气层时最大速度约24马赫,滑翔速度约10~15马赫,攻击目标时速度约4马赫,在大气层内滑翔时间约800秒,射程大于11112千米。
  CSM-1拟采用中等升阻比的再入飞行器,将以过去试验型“先进机动再入飞行器”(AMaRV)为基础研制。AMaRV计划包括一个用于地面进行性能测试的飞行器和3个进行飞行测试的飞行器。AMaRV通过分体式副翼以及两个安装在飞行器两侧的偏航副翼进行姿态控制,利用液压控制副翼。在20世纪70年代末和80年代初,美空军进行了多次AMaRV飞行试验。CSM-1将比AMaRV大3倍,可以利用气动性能对不同目标发动攻击。
  美空军计划分两个阶段研制CSM-1的再入飞行器——“快速全球打击载荷投送飞行器”。2009年3月,美空军授予洛克希德·马丁公司价值970万美元合同,开 始第一阶段研究;主要研究载荷投送飞行器的有关能力需求。2009年12月,美空军授予洛·马公司1600万美元合同,开始第二阶段研究,将开展载荷投送飞行器的实际设计、研制和飞行试验。美空军计划2012年初进行载荷投送飞行器的飞行试验。载荷投送飞行器将由“弥诺陶洛斯-4”运载火箭助推到大气层内高层,然后载荷投送装置与助推火箭分离并启动超燃冲压发动机,超燃冲压发动机工作5分钟后,载荷投送飞行器将下降,并开始在大气层内进行20分钟的无动力滑翔,当滑翔至距地面目标200米左右时,载荷投送飞行器将释放携载的“定向破片武器”攻击地面目标。整个飞行试验将历时35分钟。
  CSM-2拟采用大升阻比的再入飞行器,其升阻比为2-3,在大气层内滑翔时间可达3000秒,滑翔距离可达16668千米,横向机动距离约3704~5556千米,最大飞行距离可达19076千米,可携带载荷质量900千克,具有亚轨道、非弹道导弹飞行轨迹和高超声速投送目标等特点。CSM-2的再入飞行器将基于“猎鹰”(Falcon)计划的“通用空天飞行器”(CAV)进行研制。
  
  (3)弹头方案
  在美国国会2008财年为“快速全球打击”项目及其关键技术演示验证拨款的1亿美元经费中,主要考虑了3种弹头方案:达信系统公司的BLU-108传感器融合子弹药、桑迪亚国家实验室的“上帝之杖”弹头和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“地狱风暴”弹头。
  BLU-108弹头概念包括10个子弹头,每个子弹头包括4个灵巧的“飞靶”弹头。“飞靶”弹头的爆破成型侵彻战斗部(EFP)是弹头的主要杀伤装置。EFP重1磅,以高超声速飞行,能够完成对目标的动能杀伤,并最大限度减小附带损伤。达信系统公司将对BLU-108进行改造,以使其能够放置在高超声速投送装置内,并成功演示在高超声速飞行时,能够减速到亚声速(马赫数0.8~1.2)以布撒子弹药。
  桑迪亚国家实验室和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室设计的动能射弹弹头可向目标投送各种尺寸的破片弹头。理想的高超声速弹头的特性是:能够将投向目标的弹头动能最大化,并能杀伤多种软、硬目标(包括指挥控制掩体、恐怖分子训练营等)。桑迪亚国家实验室的“上帝之杖”最初是为海军“常规三叉戟”改装项目设计的。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室设计的弹头将是可升级的,并可用于“快速全球打击”武器多种投送和助推器系统。“上帝之杖”只具备动能打击能力,而“地狱风暴”弹头将动能侵彻和钻地能力融入一种弹头之中,同时具备打击地面和地下目标能力。
  这三种弹头都需要进一步评估。美战略司令部授予约翰·霍普金斯大学应用物理研究室一份合同,以评估将这3种弹头用于未来“快速全球打击”系统的可能性。美空军航天司令部目前只选择了劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“地狱风暴”动能弹头,作为未来CSM-1导弹2010-2011年开展飞行和毁伤试验的唯一弹头。
  CSM-2拟采用的弹头包括:用于打击加固目标的坚实型钻地弹、用于摧毁地面设施的小型灵巧炸弹系统、用于打击所有地面目标的“广域自动搜索弹药”、用于执行情报搜集任务的无人机等。
  
  (4)部署地点
  CSM将部署在美国东部的范登堡空军基地和西部的卡纳维拉尔角空军基地,从而与美军目前的洲际弹道导弹基地区分开来。美军目前的洲际弹道导弹部署基地为:蒙大拿州的马尔姆斯托姆空军基地、北达科塔州的迈诺特空军基地以及怀俄明州的沃伦空军基地。
  
  美国高超声速技术飞行器HTV-2试验再受挫折
  2011年8月11日,美国防高级研究计划局(DARPA)在加利福尼亚州范登堡空军基地,利用“弥诺陶洛斯-4”火箭将高超声速技术飞行器HTV-2b发射升空并成功分离,但在飞行器进入滑翔阶段后与地面失去了联系。这是继2010年4月首飞试验失败后,HTV-2项目试验再次遭受挫折。
  HTV-2是美国“猎鹰”计划中的一种无动力高超声速滑翔飞行器,最大飞行速度可达20马赫。按“猎鹰”计划原来安排,拟发展HTV-1、HTV-2和HTV-3三种高超声速技术飞行器,最终研制出高超声速巡航飞行器。但由于种种原因,HTV-1和HTV-3项目目前均已终止,主要的研发工作集中在HTV-2上。HTV-2集成了先进空气动力学配置与热防护系统以及增强的制导、导航和控制系统,其外壳采用先进的碳-碳复合材料,可持续承受1926℃高温达1小时。该计划被认为是美军“全球快速打击计划”的备选方案之一。
  目前HTV-2已完成计划进行的两次(HTV-2a和HTV-2b)飞行试验,共耗资约3.1亿美元,但均未取得全面成功。首次试验于2010年4月22日进行,在飞行器HTV-2a发射升空9分钟后,与地面遥测站失去联系。美军认为试验取得了部分成功,但导致故障的原因至今尚无定论。此次HTV-2b飞行试验的主要目的包括评估飞行器的横向机动能力、热防护系统等。试验原计划持续30分钟。飞越7593千米。最终坠落在太平洋夸贾林环礁附近的海域。实际试验中,助推火箭将HTV-2b发射升空并实现了分离,但在完成再入和拉升段后,与地面控制中心失去了联系。DARPA透露,在飞行器失去信号前共获得了超过9分钟的数据。根据第一次试验的情况,DARPA调整了飞行器的重心以降低前向/侧向耦合,降低了飞行攻角,同时在大气层内利用氮气反作用控制系统保持飞行稳定,并在试验前利用计算机模型和风洞对HTV-2b进行了大量模拟试验。从此次试验的结果看,无法判断上述改进措施是否有效。
  由于DARPA未制造第三架试验飞行器,也未安排其他部门接手该项目,预计两次未达预期的试验将可能导致项目的终结,但与该项目相关的技术研究应会继续进行。
  


  


  


  

其他文献
根据西方国家新近调整后的战斗机划代标准,也使其原来的三代:四代机分别被重新划为四代、五代机,因此从第四代战斗机开始,西方国家与俄罗斯对战斗机“代”的划分开始趋向一致。  在军用飞机中,战斗机是装备数量最多、应用最广、发展最快的机种,也是一个国家军队空中力量的核心,对于战时夺取制空权、确保空中战役的胜利具有至关重要的作用。回顾世界航空发展史,最先进的航空技术一般都首先用于战斗机上,同时各国对先进战斗
期刊
在伊朗军方看来,卡车炮的战术机动性、反应能力和生存力明显高于牵引炮。与体大身沉的履带式自行火炮相比,卡车炮除了生存力差点之外,在反应能力、维护和保养、使用成本都要超出。  “世界大战是个过时的名词,可是战争却离我们更近了。”这是英国《简氏情报评论》总结近年全球军情时的一句名言。随着国家、民族乃至宗教冲突升温,各种局部中小规模冲突在各大洲此起彼伏,各国纷纷组建小规模旅团级部队,以适应快速反应和战略机
期刊
美海军于2006年3月公布了“常规三叉戟改装”(CTM)计划,旨在将美海军现役的“三叉戟”潜射弹道导弹的核弹头改装为常规弹头。CTM计划要求:改装后的常规“三叉戟Ⅱ”导弹将在接到作战命令后的一小时内,对全球任何地方的目标实施快速打击。  基本型“三叉戟Ⅱ”D5导弹为三级固体弹道导弹,弹长13.4米,弹径2.11米,发射重量59吨,射程11000千米,采用星光惯性制导,可搭载MK4和MK5再入飞行器
期刊
1982年,阿根廷国内陷入空前的经济危机,通货膨胀高居不下,失业率更是节节攀升。为转移国内民众日益高涨的不满情绪,加尔铁里政府决定铤而走险,通过武力解决马岛问题。  反目成仇  马岛主权之争起于1833年,当时一支英国远征小队踏上马岛,将原有的阿根廷居民驱走,宣布该岛为英国所有,此后岛上主要以英国移民为主,尽管人数只有2000人左右,但他们一直坚定地拒绝阿根廷的主权要求。不幸的是,号称拉美“ABc
期刊
21世纪初,随着国力的恢复,俄罗斯调整了武器装备发展战略,加快了第四代坦克——T-95的研制速度。然而;就在乌拉尔机械制造厂T-95坦克试验样车即将定型的时候,2010年4月,俄罗斯国防部却宣布冻结T-95的研制费用,之后不久便终止了该项目。当时,在外界看来俄罗斯新一代坦克的研制已经陷入了停滞期。但2010年10月,俄罗斯国防部机关报《红星报》发文称,俄罗斯正在研制代号为“舰队”的“通用重型平台”
期刊
天基打击武器具有作战范围广、速度快等特点,将成为美国远期执行“快速全球打击”任务的一种重要选择。目前美国已经提出并在积极探索多种天基打击武器方案,如天基激光器、天基长杆状穿透器、构建“通用空天飞行器”(CAV)天基打击星座等。此外,美国目前发展较快、且备受关注的X-37B轨道试验飞行器(OTV),可以装载侦察、打击武器等多种有效载荷,未来也很可能成为美国实现快速全球打击能力的又一重要技术方案。  
期刊
2011年4月16日,古巴在哈瓦那举行盛大阅兵式,纪念粉碎美国扶植的右翼雇佣军入侵的“猪湾战役”胜利50周年。古巴革命领导人菲德尔·卡斯特罗在接受记者采访时说,猪湾之战是“帝国主义在美洲的第一次惨败”,正是在这起事件中,卡斯特罗带头喊出了标志性革命口号:“要么祖国,要么死亡!”  1961年4月15日黎明,正在哈瓦那郊外的古巴革命军司令部里休息的卡斯特罗突然被两架低空掠过的B-26轰炸机吵醒。“那
期刊
伊朗核问题最近骤然升温,战争阴云在中东上空急剧凝集,令国际社会忧心忡忡。而在“山雨欲来风满楼”的氛围中,以色列的受关注度甚至超过处于风暴中心的伊朗。这不仅是因为以色列军方高官放出狠话“不排除任何于段制止伊朗核武威胁”,而在于以色列在历史上曾两度对疑似发展核武器的伊拉克和叙利亚进行过“先发制人'’的空中打击。分析人士普遍认为,如果以包列决定埘伊朗动武,最有可能的打击方式仍是最为拿手,也是屡试不爽的空
期刊
提高远程常规快速打击能力是美国近年来军事力量发展的重点和战略目标之一。制定并实施“快速全球打击”(PGS)计划是最明显的例证。2002年美国国防部正式将“先发制人”确定为国家安全战略,随后提出备受争议的“快速全球打击”概念。2007年8月,美国国会通过了高达4600亿美元的2008财年国防预算,其中包括用于实施PGS计划的1亿美元专款,这标志着“快速全球打击”计划正式启动。美国防部实施PGS计划,
期刊
是否必要    支持者认为,美国携带常规弹头的战略导弹具有很高的命中精度,一旦使用新的制导技术,其作战能力将进一步提高,因此可为执行PGS任务提供近期的解决方案,可以取得明显的政治和战略优势。同时,鉴于美国在相当大的程度上极不情愿动用核武器,常规快速全球大家可以避免美国在决定回应突如其来的威胁使陷入不得不在动用核武器还是根本不作回应这两者之间进行抉择的两难境地。但反对者认为,美军目前没有必要实施该
期刊