论文部分内容阅读
据台湾媒体透躇，由台湾“中山科学研究院”自行研制的新一代“雄风”Ⅲ型冲压式超音速反舰导弹取得突破性进展。弹用冲压发动机系统已完成“缩装”，即小型化工作，整个系统向实战部署迈出了关键的一步。包括设计生产专用的贮存／发射箱在内的新导弹“研发”工程完成，比此前外界所推测的2006年又提前不少。新导弹在性能上可“类同”于俄罗斯的SS-N-22(俄罗斯代号3M80，“白蛉”：北约代号“晒斑”，或译“日炙”)反舰导弹。
台湾军方有指标、有参照地将“雄风”Ⅲ关键进展公之于众，很难令人相信，这仅仅是一种巧合。事实上，“中山科学研究院”在1985年就已开始着手此项目的实质性研究了。姑且将政治意图置于一旁，这里比照各国现役或在研中的超音速反舰导弹，尤其是3M80“白蛉”导弹，根据已公开的资料对新“雄风”及超音速导弹技术进行介绍。
超音速VS隐身性
超音速巡航与隐身性被认为是新一代反舰导弹的两大发展方向。有鉴于此，相关技术也成为近年来各国竞相投入的重要领域。以“冥河”、“鱼叉”为代表的亚音速飞航式反舰导弹，发射后以低于声音的速度直航或巡航飞向目标，只有在飞向目标的最后阶段才爬高数百米，而后，进行俯冲加速，以超音速从一定倾角方向撞向目标。导弹飞行末段的这种增速机动，一方面可提高弹体动能，同时也减低了敌舰近防系统的拦截概率。而超音速反舰导弹在发射后的飞航阶段就进行超音速飞行，这样可以有效减少了导弹的滞空时间，使敌方反弹系统作战效能成倍下降。例如，反应的间为45秒的反弹系统，在距离己舰15公里处发现来袭导弹后，若对付09马赫飞行的亚音速导弹，将有足够时间进行2—3次拦截，而对飞行速度为2马赫的超音速导弹仅能拦截一次，因此，超音速导弹的突防优势十分可观。
另一方面，强调隐身性的反舰导弹，则以减少敌方反导系统探测距离、降低敌舰拦截成功概率为出发点提高突防能力。但在同样运用末段蛇形机动等智能化设计后，一般认为超音速巡航对提高导弹突防能力更为有效。目前，各主要海军国家均已装备或正在研制新一代超音速反舰导弹。它们主要包括：俄罗斯的3M80／X41(空射型3M80，最大射程150公里)、X31、3M51“宝石”、3M54“阿尔法”、法德合作ANNG；系统、法国ANF系统及台湾的“雄风”Ⅲ系统。此外，英、以、日、印等国则研究运用于空空／地空／空地导弹的超音速推进技术。
回溯台湾自制反舰导弹的发展历程，“中山科学研究院”于1977年初依照以色列“伽伯利”Ⅱ导弹开发成功“雄风”I型反舰导弹(最初命名为“雄蜂”I)，到1986年，又以美国“鱼叉”导弹核心元件为基础研制成功“雄风”Ⅱ型反舰导弹。此两型均为亚音速飞航式导弹，其中“雄风”I型射程35~40公里，无线电指令半主动制导，抗干扰能力较差；“雄风”Ⅱ导弹原型射程80公里，改进后的增程型达120—150公里，采用独特的附加热成像寻的主动雷达制导系统，制导精度及抗干扰能力较“雄风”I均有较大提高。而在新一代“雄风”Ⅲ反舰导弹的突防策略上，台湾没有站在美国一边继续坚持亚音速发展道路，而是选择了超音速的发展方向。
冲压VS涡喷
舰载反舰导弹体积受到很大的限制，而现代反舰作战又要求导弹既能飞得快，又能飞得远，机动能力还要强，这一切都使得单独的火箭发动机力不从心。因此，只有在导弹飞航段引入推动效率更高的吸气喷射发动机才能解决这些矛盾。
可供选择的吸气喷射发动机，目前有两类技术方案，其一是小型化的航空涡轮喷气发动机，另一种则是被称为超音速飞航导弹理想推进系统的整体式火箭冲压发动机。早在20世纪50年代，前苏联就开始研制可进行超音速飞行的导弹用涡喷发动机，但限于当时技术水平和工艺能力，试验所能达到的飞行速度均小于2马赫，且较亚音速飞行牺牲了大量射程，实战意义有限。正因为这一原因，1963年整体式火箭冲压发动机技术提出后，欧美及前苏联均投入大量人力及资金对这一技术进行研究。有趣的是，随着20世纪90年代初俄罗斯3M54“阿尔法”超音速反舰导弹的横空出世，冲压发动机与涡喷发动机在超音速导弹运用上的对决，又有了新的变数。新科技铸就的新型小型涡喷发动机使“阿尔法”导弹飞行速度达到了3马赫，射程也达到了令人振奋的300公里，而要达到相同的射程、速度，涡喷发动机所需的发射质量要比整体式火箭冲压系统“小得多”。目前，这一涡喷发动机技术仅有俄罗斯人掌握。
与涡轮喷气发动机相比较，冲压发动机在进气道之后没有用于压气的涡轮，而是对气道本身进行了特殊的渐收设计。当气流以超过音速的射流进入气道时，将在其外壁处产生数道激波，激波使气体温度升高、压力增大，此后气体进入扩压器减压并进一步升温，然后与燃料混合点燃，最后燃气以大于外部气流的速度喷出。理论上，只要满足进气流的流速大于音速，这种发动机就能进行无限加速，直到燃烧热能使发动机部件烧毁。要使进气流速度大于音速，最直接的方法便是在飞行最初阶段用火箭将发动机(飞行器/导弹)加速跨过音障，使进气道前段产生激波。
在“雄风”Ⅲ公布之前，“中山科学研究院”曾多次公开“擎天”系列冲压发动机试验飞行器模型，已公开的各型“擎天”飞行器均分为冲压发动机及助推火箭两级，而所谓整体火箭冲压发动机也就是设法使两级飞行器合二为一，将助推火箭内置于冲压发动机的燃体喷口内，从而有限减小弹体几何参数，满足发射环境条件限制。提到的“缩装”也就是指的这个合二为一的过程。根据现有资料分析，已多次成功试飞的“擎天”Ⅱ飞行器应能基本反应出“雄风”Ⅲ反舰导弹的外形特征。“擎天”均采用楔形；中压进气口，与法制ANF；中压推进导弹的进气口相仿。此外，“擎天”Ⅲ与ANF一样无弹翼，4片尾翼呈X形布置，但“擎天”I／Ⅱ有同样呈X分布的4个进气口，而ANF进气口仅有上下两个。
事实上，有一个可靠的冲压飞行器也就是具备了一个通用的运载平台，装备不同的制导系统及战斗部，便可成为不同的导弹。“擎天”不仅仅可发展成“雄风”反舰导弹，还可衍生出空舰导弹、反辐射导弹、远程空空导弹、远程反弹道导弹，甚至地地战术导弹等。从这个意义上讲，“雄风”Ⅲ刚刚是个开始，台湾自制导弹作战水平实现整体飞跃的关键时期即将到来，其发展值得人们密切关注。
“白蛉”VS“雄风”Ⅲ
20世纪80年代初，俄罗斯彩虹设计局推出的3M80“白蛉”导弹，是世界上第一种具备实战能力的超音速反舰导弹。“白蛉”弹长9．385米，弹径0．76米(C802弹长6．4米，弹径0．36米)，翼展2．1米，全弹质量近4000公斤，其中战斗部重300公斤。采用常规气动布局，整体式液体冲压发动机，助推器置于主发动机喷管内，在导弹发射后的3—4秒后助推器熄火，随即被涌入冲压发动机的气流抛出喷管。导弹最大射程150公里，最小射程]0公里，飞行速度2．3马赫。“白蛉”一出，使北约海上编队制海能力大打折扣，令西方各国海军大为震惊。
“白蛉”导弹强大的突防能力可概括为四大技术优势：首先是它高达2．3马赫的飞行速度，使得攻击目标舰的防御反应时间成倍下降，理论拦截次数受限；其次，“白蛉”进行超低空掠海飞行，平飞高度20米，末段飞行高度仅为7米，可有效降低防御系统探测、抗击概率；再则，“白蛉”导弹采用主／被动复合雷达制导，导引头有全被动(隐蔽性佳)、主动、主／被动复合3种工作模式，抗电磁干扰能力强，当受到干扰时，还可对干扰源进行跟踪；最后，“白蛉”在攻击末段具备蛇形机动能力，可进行数次高达10g的机动飞行，使防御方难于实施有效火力抗击。
助推器与：中压发动机一体化之后，“雄风”Ⅲ与“白蛉”一样采用整体式液体冲压发动机，可达到2马赫以上巡航速度。1999年，“雄风”Ⅲ完成了“超音速自由飞行、巡航后段俯)中、模似攻舰低-高-低弹道飞行、超低空掠海飞行”等多项试验飞行。至目前为止，虽然仍无法得知“雄风”Ⅲ的性能诸元，但外界认为它至少已具备与“白蛉”导弹相近的动力性能及机动能力，并拥有相近的机动突防手段。
“雄风”Ⅲ导弹制导方式目前仍未公开，但依据工程技术上的继承性，可初步判断它将沿用“雄风”Ⅱ导弹引进核心部件进行技术开发的研制方式，并可能将“雄风”Ⅱ原有的主动雷达寻的／热成像寻的复合制导系统进行适当优化后运用于新导弹系统。此外，“白蛉”导弹设计时无中继制导能力，在进行30公里外超视距攻击时，只能使用母舰超视距雷达在导弹未飞出火控雷达作用距离前提供的目标数据或由母舰转接的舰外探测系统提供的目标数据，或利用大气波导作用适当沿长可视范围。而“雄风”Ⅲ将能够运用台海军现有系统资料，实现真正的中继制导，从而更好地发挥飞行距离优势，延长射程。
相对于已入役近20年的“白蛉”导弹，“雄风”Ⅲ最大的问题将出现在系统可靠性及与其他机/舰系统的匹配上。在试验阶段的一次试飞中，“雄风”Ⅲ便出现过因目标锁定失败而脱靶的现象。
随着俄罗斯海军新一代3M51“宝石”冲压发动机超音速导(射程300公里，巡航速度3马赫)、3M54“阿尔法”涡喷发动机超音速导弹(射程300公里，巡航速度3马赫)及法国ANF冲压发动机超音速导弹的入役，“白蛉”导弹早已失去了反舰导弹作战能力头把交椅的地位。至于“雄风”Ⅲ，最早仍需两年的开发试验，才能见分晓。而其真正的性能如何，目前，还是遮面琵琶。但可以肯定的是，随着台湾局势的变化，台湾会加快其研制步伐。
台湾军方有指标、有参照地将“雄风”Ⅲ关键进展公之于众，很难令人相信，这仅仅是一种巧合。事实上，“中山科学研究院”在1985年就已开始着手此项目的实质性研究了。姑且将政治意图置于一旁，这里比照各国现役或在研中的超音速反舰导弹，尤其是3M80“白蛉”导弹，根据已公开的资料对新“雄风”及超音速导弹技术进行介绍。
超音速VS隐身性
超音速巡航与隐身性被认为是新一代反舰导弹的两大发展方向。有鉴于此，相关技术也成为近年来各国竞相投入的重要领域。以“冥河”、“鱼叉”为代表的亚音速飞航式反舰导弹，发射后以低于声音的速度直航或巡航飞向目标，只有在飞向目标的最后阶段才爬高数百米，而后，进行俯冲加速，以超音速从一定倾角方向撞向目标。导弹飞行末段的这种增速机动，一方面可提高弹体动能，同时也减低了敌舰近防系统的拦截概率。而超音速反舰导弹在发射后的飞航阶段就进行超音速飞行，这样可以有效减少了导弹的滞空时间，使敌方反弹系统作战效能成倍下降。例如，反应的间为45秒的反弹系统，在距离己舰15公里处发现来袭导弹后，若对付09马赫飞行的亚音速导弹，将有足够时间进行2—3次拦截，而对飞行速度为2马赫的超音速导弹仅能拦截一次，因此，超音速导弹的突防优势十分可观。
另一方面，强调隐身性的反舰导弹，则以减少敌方反导系统探测距离、降低敌舰拦截成功概率为出发点提高突防能力。但在同样运用末段蛇形机动等智能化设计后，一般认为超音速巡航对提高导弹突防能力更为有效。目前，各主要海军国家均已装备或正在研制新一代超音速反舰导弹。它们主要包括：俄罗斯的3M80／X41(空射型3M80，最大射程150公里)、X31、3M51“宝石”、3M54“阿尔法”、法德合作ANNG；系统、法国ANF系统及台湾的“雄风”Ⅲ系统。此外，英、以、日、印等国则研究运用于空空／地空／空地导弹的超音速推进技术。
回溯台湾自制反舰导弹的发展历程，“中山科学研究院”于1977年初依照以色列“伽伯利”Ⅱ导弹开发成功“雄风”I型反舰导弹(最初命名为“雄蜂”I)，到1986年，又以美国“鱼叉”导弹核心元件为基础研制成功“雄风”Ⅱ型反舰导弹。此两型均为亚音速飞航式导弹，其中“雄风”I型射程35~40公里，无线电指令半主动制导，抗干扰能力较差；“雄风”Ⅱ导弹原型射程80公里，改进后的增程型达120—150公里，采用独特的附加热成像寻的主动雷达制导系统，制导精度及抗干扰能力较“雄风”I均有较大提高。而在新一代“雄风”Ⅲ反舰导弹的突防策略上，台湾没有站在美国一边继续坚持亚音速发展道路，而是选择了超音速的发展方向。
冲压VS涡喷
舰载反舰导弹体积受到很大的限制，而现代反舰作战又要求导弹既能飞得快，又能飞得远，机动能力还要强，这一切都使得单独的火箭发动机力不从心。因此，只有在导弹飞航段引入推动效率更高的吸气喷射发动机才能解决这些矛盾。
可供选择的吸气喷射发动机，目前有两类技术方案，其一是小型化的航空涡轮喷气发动机，另一种则是被称为超音速飞航导弹理想推进系统的整体式火箭冲压发动机。早在20世纪50年代，前苏联就开始研制可进行超音速飞行的导弹用涡喷发动机，但限于当时技术水平和工艺能力，试验所能达到的飞行速度均小于2马赫，且较亚音速飞行牺牲了大量射程，实战意义有限。正因为这一原因，1963年整体式火箭冲压发动机技术提出后，欧美及前苏联均投入大量人力及资金对这一技术进行研究。有趣的是，随着20世纪90年代初俄罗斯3M54“阿尔法”超音速反舰导弹的横空出世，冲压发动机与涡喷发动机在超音速导弹运用上的对决，又有了新的变数。新科技铸就的新型小型涡喷发动机使“阿尔法”导弹飞行速度达到了3马赫，射程也达到了令人振奋的300公里，而要达到相同的射程、速度，涡喷发动机所需的发射质量要比整体式火箭冲压系统“小得多”。目前，这一涡喷发动机技术仅有俄罗斯人掌握。
与涡轮喷气发动机相比较，冲压发动机在进气道之后没有用于压气的涡轮，而是对气道本身进行了特殊的渐收设计。当气流以超过音速的射流进入气道时，将在其外壁处产生数道激波，激波使气体温度升高、压力增大，此后气体进入扩压器减压并进一步升温，然后与燃料混合点燃，最后燃气以大于外部气流的速度喷出。理论上，只要满足进气流的流速大于音速，这种发动机就能进行无限加速，直到燃烧热能使发动机部件烧毁。要使进气流速度大于音速，最直接的方法便是在飞行最初阶段用火箭将发动机(飞行器/导弹)加速跨过音障，使进气道前段产生激波。
在“雄风”Ⅲ公布之前，“中山科学研究院”曾多次公开“擎天”系列冲压发动机试验飞行器模型，已公开的各型“擎天”飞行器均分为冲压发动机及助推火箭两级，而所谓整体火箭冲压发动机也就是设法使两级飞行器合二为一，将助推火箭内置于冲压发动机的燃体喷口内，从而有限减小弹体几何参数，满足发射环境条件限制。提到的“缩装”也就是指的这个合二为一的过程。根据现有资料分析，已多次成功试飞的“擎天”Ⅱ飞行器应能基本反应出“雄风”Ⅲ反舰导弹的外形特征。“擎天”均采用楔形；中压进气口，与法制ANF；中压推进导弹的进气口相仿。此外，“擎天”Ⅲ与ANF一样无弹翼，4片尾翼呈X形布置，但“擎天”I／Ⅱ有同样呈X分布的4个进气口，而ANF进气口仅有上下两个。
事实上，有一个可靠的冲压飞行器也就是具备了一个通用的运载平台，装备不同的制导系统及战斗部，便可成为不同的导弹。“擎天”不仅仅可发展成“雄风”反舰导弹，还可衍生出空舰导弹、反辐射导弹、远程空空导弹、远程反弹道导弹，甚至地地战术导弹等。从这个意义上讲，“雄风”Ⅲ刚刚是个开始，台湾自制导弹作战水平实现整体飞跃的关键时期即将到来，其发展值得人们密切关注。
“白蛉”VS“雄风”Ⅲ
20世纪80年代初，俄罗斯彩虹设计局推出的3M80“白蛉”导弹，是世界上第一种具备实战能力的超音速反舰导弹。“白蛉”弹长9．385米，弹径0．76米(C802弹长6．4米，弹径0．36米)，翼展2．1米，全弹质量近4000公斤，其中战斗部重300公斤。采用常规气动布局，整体式液体冲压发动机，助推器置于主发动机喷管内，在导弹发射后的3—4秒后助推器熄火，随即被涌入冲压发动机的气流抛出喷管。导弹最大射程150公里，最小射程]0公里，飞行速度2．3马赫。“白蛉”一出，使北约海上编队制海能力大打折扣，令西方各国海军大为震惊。
“白蛉”导弹强大的突防能力可概括为四大技术优势：首先是它高达2．3马赫的飞行速度，使得攻击目标舰的防御反应时间成倍下降，理论拦截次数受限；其次，“白蛉”进行超低空掠海飞行，平飞高度20米，末段飞行高度仅为7米，可有效降低防御系统探测、抗击概率；再则，“白蛉”导弹采用主／被动复合雷达制导，导引头有全被动(隐蔽性佳)、主动、主／被动复合3种工作模式，抗电磁干扰能力强，当受到干扰时，还可对干扰源进行跟踪；最后，“白蛉”在攻击末段具备蛇形机动能力，可进行数次高达10g的机动飞行，使防御方难于实施有效火力抗击。
助推器与：中压发动机一体化之后，“雄风”Ⅲ与“白蛉”一样采用整体式液体冲压发动机，可达到2马赫以上巡航速度。1999年，“雄风”Ⅲ完成了“超音速自由飞行、巡航后段俯)中、模似攻舰低-高-低弹道飞行、超低空掠海飞行”等多项试验飞行。至目前为止，虽然仍无法得知“雄风”Ⅲ的性能诸元，但外界认为它至少已具备与“白蛉”导弹相近的动力性能及机动能力，并拥有相近的机动突防手段。
“雄风”Ⅲ导弹制导方式目前仍未公开，但依据工程技术上的继承性，可初步判断它将沿用“雄风”Ⅱ导弹引进核心部件进行技术开发的研制方式，并可能将“雄风”Ⅱ原有的主动雷达寻的／热成像寻的复合制导系统进行适当优化后运用于新导弹系统。此外，“白蛉”导弹设计时无中继制导能力，在进行30公里外超视距攻击时，只能使用母舰超视距雷达在导弹未飞出火控雷达作用距离前提供的目标数据或由母舰转接的舰外探测系统提供的目标数据，或利用大气波导作用适当沿长可视范围。而“雄风”Ⅲ将能够运用台海军现有系统资料，实现真正的中继制导，从而更好地发挥飞行距离优势，延长射程。
相对于已入役近20年的“白蛉”导弹，“雄风”Ⅲ最大的问题将出现在系统可靠性及与其他机/舰系统的匹配上。在试验阶段的一次试飞中，“雄风”Ⅲ便出现过因目标锁定失败而脱靶的现象。
随着俄罗斯海军新一代3M51“宝石”冲压发动机超音速导(射程300公里，巡航速度3马赫)、3M54“阿尔法”涡喷发动机超音速导弹(射程300公里，巡航速度3马赫)及法国ANF冲压发动机超音速导弹的入役，“白蛉”导弹早已失去了反舰导弹作战能力头把交椅的地位。至于“雄风”Ⅲ，最早仍需两年的开发试验，才能见分晓。而其真正的性能如何，目前，还是遮面琵琶。但可以肯定的是，随着台湾局势的变化，台湾会加快其研制步伐。