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2009年12月13日,印度在其东部海岸的军舰上成功发射了一枚被称为“长弓”的弹道导弹,这是目前世界上唯一的水面舰射型弹道导弹。
该导弹长8.53米,重4.4吨,射程可达350千米,携带1枚750千克的弹头。从目前透露的情况来看,“长弓”是印度“大地”2地地弹道导弹的海军版。
陆基改海基的技术难点
总体来说,由于“大地”2地地弹道导弹的整体设计和飞行制导原理特殊,较为适合改装为舰射型导弹,但在改装过程也面临诸多技术难点。
首先是发射稳定问题。众所周知,弹道导弹发射需要一个稳定的平台,这也是各国海上导弹发射共同面临的一大难题。
弹道导弹在地面发射前瞄准时,一般是通过瞄准系统与其它专门装置的配合,首先调整好导弹的垂直度,然后进行导弹的方位瞄准或调整导弹的稳定平台,使“主稳定面”、“主对称面”与设计平面重合,实际上一是保持导弹垂直于地面,二是使导弹对称面对准目标方向,这样才能设置惯性制导装置的初始状态。但是大家知道,首先舰船在海水的浪涌中颠簸,很难保证导弹的垂直,其次舰船在海面上的漂移也很难确保导弹的瞄准方向。这就好像狙击手站在水中摇摆的小船上瞄准远方目标一样,很难保证射击时刻三点成一线。
这一问题在美苏潜射导弹发展中都曾遇到。例如,苏联海军专用的第一种弹道导弹是SS-N-4,发射时潜艇要先浮出水面,伸出发射筒,规定只能在舰艇横向摇摆小于12度、纵向倾斜小于4度的情况下发射,而且为了保证导弹飞出发射筒时不致发生碰撞,设计了专门的程序来开启牵制导弹的紧锁装置。此外,为了克服初始瞄准带来的射击误差,导弹采用了大威力弹头。而美国为发展海基导弹,早期曾在航母等大型水面舰船上试验了弹道导弹发射。
发射平台的稳定问题显然也是印度科研人员面临的头疼问题。为此,印度海军专门设计了“长弓”发射稳定系统。从照片来看,这一系统安装在水面舰艇直升机平台下,使用了两个液压支柱,实现了对发射台的二自由度稳定,两个液压支柱的工作可以调整发射平台相对舰艇甲板的平面角,使导弹尽量保持在水平面上,以克服由于海面浪涌造成的舰船不稳而使导弹垂直面发生倾斜。该系统的技术核心应该是与液压控制系统连接的稳定敏感系统,很可能类似一个舰上陀螺系统,其在高速旋转下保持了三维稳定,不受舰船摇摆的影响,但舰船摇摆产生的外部平台与陀螺的位移偏差可以生成不同电压的电信号,而这些信号又可以调整液压系统内部的压力,反向改变平台两侧的高低,从而实现稳定。
此外,液压系统还控制了导弹后侧的起竖臂和两侧的固定器。起竖臂可以完成导弹从储存和运输的平放状态的起竖,而固定器可以将导弹固定在垂直状态,这主要是在导弹发射准备或待机过程中保证导弹不受大风或较大浪涌的影响,确保导弹在恶劣海况下的稳定安全。
其次是打击精度问题。虽然有专用的稳定平台,但弹道导弹瞄准的特点是差之毫厘、失之千里,因此必须增加辅助制导系统。俄罗斯等国的潜射导弹都增加了星光制导等方式,对惯性制导系统进行修正。印度目前并未掌握这一技术,况且这一技术过于复杂。不过印度得天独厚的先天条件是拥有“大地”这一设计独特的导弹。
该导弹在弹体总体设计上采用了目前全球范围内服役导弹中最小的长径比设计,通俗说就是导弹个头“矮胖”。这一方案是印度导弹之父卡拉姆为降低印度导弹设计门槛的得意之作。当时卡拉姆将导弹设计的切入点选在了印度科研人员已经熟悉的苏联“萨姆”2防空导弹上。因为此前苏联和美国都曾有将防空导弹改装为地地弹道导弹的经历。考虑到防空导弹载荷小、射程近,为了增大“大地”导弹的射程和运载能力,卡拉姆决定采用两台改进的“萨姆”2导弹发动机,代替当时科研人员无法逾越的大型发动机障碍。“大地”导弹采用了两台被按比例放大的“萨姆”2装备的V-755液体发动机。这使导弹直径不可避免地变大,因此形成了今天“矮胖”的形象。这种设计将重心最大可能的下移,利于在舰上保持稳定。
此外,导弹在末段采用了滑翔方式,减少了对初始瞄准精度的依赖。由于两台发动机比类似的单燃烧室发动机要重,也就是衡量发动机效率的所谓推重比值较低,这在印度急需导弹武器的特殊时期还可以接受,但也直接影响到导弹性能,为此卡拉姆领导印度科研人员,通过完善导弹气动设计巧妙解决了这一问题。他们为“大地”导弹设计了一个比一般弹道导弹要大得多的弹翼,使导弹通过空气动力获得了额外的飞行升力,并在飞行中通过弹翼获得的动力将导弹受力点前移。由于末段脱离了原始弹道,采用了滑翔方式,因此其更加依赖末制导系统的工作。“大地”采用了闭环的惯性制导(SINS)方式,SINS计算机使用双处理器,这使导弹的打击精度值达到了射程的0.01%。此外,科学家还充分利用“大地”导弹在末段的滑翔方式,在一些改进型号中采用了类似巡航导弹的雷达末段制导和CPS技术,这可以使导弹打击精度提高到数米内。此外,由于射程较近,因此导弹在飞行过程中,还可以利用地面指挥控制站进行校正,进一步保证了导弹的精度。“长弓”导弹对海上目标可以通过直升机引导,对陆上目标则可以通过前沿指控站来完成导弹末段引导。
第三则是搭载平台问题。搭载平台始终是海基弹道导弹需要解决的难题。许多国家在海基力量发展中都专门为导弹建造专用的搭载平台,或根据导弹性能来改造平台。印度也一直希望建造专用的海上导弹运载平台,但潜射弹道导弹系统是所有导弹系统中技术最复杂、维护最困难的。在潜艇平台遥遥无期的情况下,印度在2000年就已经对实现三位一体战略核力量的目标急不可耐了,于是迫不及待地将一艘海岸巡逻舰改装成为“大地”导弹的试验台。
印度海军对“苏巴德拉”号海岸巡逻舰进行了改造,加长了直升机甲板,并在舰上安装了用于海上发射导弹的液压稳定轨道系统。这种发射架是印度海军和一家私营工程公司自行研制的。为了能在直升机库中存储两枚导弹,还将对机库做进一步改进,使其在发射时可推出。从照片来看。导弹平时储存和发射前的测试均在改造的直升机库中完成。利用甲板上的轨道推出机库,通过液压起竖臂起竖导弹。导弹发射稳定平台安装在巡逻舰舰尾的直升机平台下,发射时导弹尾焰从甲板下的导流槽排除。此外。为了在发射时输入导弹制导参数,还将在舰上安装便携式控制台。从近期照片来看,该巡逻舰为配合导弹防御和导弹试验测控,在上一层甲板还安装了较大型雷达。
印度原先希望利用近岸巡逻舰完成导弹试验,并最终装载到其引进的“克里瓦克”级护卫舰上。当时计划生产100枚“长弓”,每艘“克里瓦克”级护卫舰装配8枚,但从目前情况来看,这一方案明显没有实施。 第四是发射准备问题。印度在将陆基弹道导弹改造成海基弹道导弹时,不可能只是简单的移植,而要针对海上发射进行改造。例如,苏联早期在将陆基弹道导弹改造成海基港艇发射时,对液体燃料也进行了改进,其在导弹内储存时间被延长(燃料舱由于液态燃料的腐蚀,寿命自然也会缩短),这样SS-N-6的储存时间就可达到6个月,也就是说导弹可以在岸上加注,然后进行小于三个月的海上战备值班。当然,海基导弹最理想的是固体燃料。这一方面可以使导弹小型化,另一方面不必担心液体燃料腐蚀储箱的问题。
而从照片来看,印度“长弓”导弹沿袭了“大地”液体燃料设计,并不像原来推测的那样被改为固体燃料,如果是固体燃料其发射尾焰颜色、形状是不同的,弹体总体布局也需要重新设计。因为液体燃料导弹虽有很多缺陷,但可以通过阀门控制燃料进入燃烧室的流量,从而控制导弹推力。液体燃料导弹上舰,需要在舰艇上设置专门的燃料加注设备,而“大地”导弹的燃料为肼类物质,其毒性和腐蚀性较大,在舰艇上长期储存并不现实。该导弹在近岸巡逻舰上部署或许问题不大,可以利用港口设施完成发射准备。但如果在海上长期战备执勤巡逻难度则较大,因此估计“长弓”的发射准备和燃料储存问题是印度科研人员下大力气解决的难题。
“长弓”特性
“大地”1导弹长8.56米,直径1.1米,而“大地”2为增加射程,加长了燃料箱,弹长达到9米,直径没有改变。“长弓”导弹直径和长度分别减少到了0.75米和6米,体积大大缩小。由于“长弓”导弹技术最成熟,并针对海上情况进行了相应改造,因此其不但继承了“大地”导弹的若干优点,而且还具备了明显的自身特点。
首先是射程有所增大。但核作战需求受到抑制。“长弓”在“大地”系列中体积最小,但射程却最大,这主要得益于减少的载荷和更成熟的弹道设计。“长弓”导弹的直径明显缩小,弹头长度也有所减少,估计其载荷应在750千克左右,这比“大地”2的1000千克载荷小了1/4。此外,“长弓”承袭了“大地”导弹的气动外形设计,与世界上其它国家的弹道导弹有很大差别。前面已经谈到由于“大地”的发动机设计造成导弹的推重比有所降低(火箭发动机推力与其重量之比,也就是单位重量所能产生的推力,用于衡量发动机效率),为了解决这一问题。印度科学家利用该导弹射程近,飞行弹道一般在大气层内的特点,为导弹设计了4副较大的三角形弹翼,使其可以在上升和下降过程中产生额外的升力,减少了发动机负担,这也使突破纯弹道导弹的射程限制成为可能。作战时,“大地”导弹先飞到80千米高度,速度达到4马赫,然后按照弹翼修正的弹道下落飞行,下落飞行中导弹速度可以达到5马赫以上。由于大型弹翼充分利用了空气动力产生的升力,使导弹射程比原来的纯弹道射程大为增加。在印度科学家的巧妙设计下。“大地”导弹成为了世界上弹头重量与导弹总重量比最大的弹道导弹。
由于导弹在下落再入过程中,弹头和弹体不分离,增大了目标体积。易于被地面反导系统拦截,加之为提高射程减少了弹头载荷指标。这使其所搭载的核弹头重量受到限制。而且350千米的射程对于核打击来说,还是非常局促。这些问题都限制了其作为核打击手段的作战使用。
其次,飞行弹道可变,但突防能力有限。前面曾提到“大地”和“长弓”导弹都装有两台液体燃料发动机,值得称道的是这两台发动机没有联动,可以独立操作,这使导弹可以在飞行中通过改变单个发动机的喷射方向,对弹体进行矢量控制。此外,“大地”导弹在飞行末段采用的非典型滑翔模式。使导弹再入弹道向前延伸,也就更加低平。除了中部的大型弹翼外,“大地”导弹在尾部还有4个小型尾翼,这使其可以在下落过程进行气动机动,即使在大气层稀薄区域也可以通过液压作动系统调节发动机的工作方向,对导弹进行矢量控制。也就是说,攻击目标过程不再是从发射点延伸出来的线性弹道。使防御方无法预测导弹飞行轨迹和落点。“大地”导弹可以在飞向目标的过程中进行5次变轨,加上两台发动机的矢量控制,使导弹的飞行控制能力很强。“大地”导弹甚至可以在飞行中作出15度以上的机动动作,因此可以使打击的突然性大为提高,这使反导系统的拦截变得非常困难。而且导弹还外附了一层雷达吸波涂料,可以减少其飞行中的雷达信号,进一步减少被探测和拦截的可能。也应该看到,对于短程导弹而言,飞行过程实际没有必要如此复杂,这样反而降低了打击可靠性。而且毋庸置疑的是,其下落过程的滑翔降低了导弹的飞行速度。对突防又非常不利。
第三,搭载平台独特,但维护难度大。从照片来看,“长弓”导弹在巡逻舰上利用直升机设施实现搭载,这是世界上绝无仅有的。类似的地面机动型“大地”导弹使用了发射、运输、电源、通信、指挥等10余台车辆来保证系统运行,而舰射型“长弓”只有依托舰艇上的既有设备,因此在舰艇上的操作危险性更大,对舰艇的航行限制就更多。例如。“大地”和“长弓”导弹均为单级导弹,采用红色发烟硝酸作氧化剂和混胺作燃烧剂。液体燃料的强腐蚀性使导弹加注燃料后不能储存太久,且加注过程极易发生泄漏,造成人员和设备的危险,因此维护和使用难度非常大。
第四,开放式发射降低了对导弹的要求,但平台利用效率低。
由于“长弓”采用了开放式部署和发射,大大降低了搭载平台对导弹的要求,但极大地占用了舰船的空间资源。我们从照片可以看到,“长弓”导弹使用“苏巴德拉”号海岸巡逻舰上的直升机库作为储弹库和测试库房,而将直升机坪及下方平台改造为发射台,可以说舰艇牺牲了整个尾部空间来保障“长弓”。虽然“长弓”外部长度缩小到了6米,但其在舰上的起竖和移动仍十分困难,而且一旦发射失败,即可能造成舰毁人亡。
意欲何为?
印度在已经宣称成功试射潜射弹道导弹的情况下,仍不懈坚持发展这种舰射型弹道,本身就引起全球军事专家的诧异。从前面分析可以看出,“长弓”其实是印度在条件不成熟的情况下“敢为天下先”地土法上马的。那么,其竭力发展舰射型弹道导弹的主要动因是什么呢?
其一,使海基核力量形式多元化,增大威慑可靠性。
由于印度认为中国核力量对其构成实质性威胁。因此力求全面发展核力量,以求对抗中国。在陆基导弹取得成功后,其开始将目标瞄准了海洋,追求全面的威慑能力。
1999年夏天,印度国家安全顾问委员会制定了核战略方针,确定发展陆基、海基以及空基的三位一体核力量形式,而印度当前已经具备陆基和空基投送能力,唯一缺乏的就是海上投送能力。2004年6月,印度公布了海基力量的“核军事学说”,称海军将作为印度最有效的核打击力量。学说认为,海军作为一座核发射 平台在公海上被敌人当作目标时,产生的附加损失很小:而在陆地上的核发射平台更易被敌方侦察到,并且在受到敌人打击的同时附带的平民伤亡人数也会大量增加。海军领导人也称,海基力量的缺陷对印度洋大国来说是致命的,只有拥有能发射核导弹的战略核潜艇,印度才能完善其核战略,取得战略遏制效果。
其二,现有海基导弹计划无法满足需要,寻求过渡武器。
在确定发展海基核力量的前提下,印度确立了水面和水下力量同步发展的道路。但是潜射导弹发展进度受到平台进度的限制,加之K-15为代表的潜射导弹计划发展也并不顺利。例如2008年2月26日的K-15水下试验是印度首次完成真正意义的水下发射,但K-15在成功发射后却丢失了,而K-15此前在陆上进行的试射中,也曾发生顺利升空后中途偏离弹道的情况。外界估计很可能是导弹制导系统故障或第一级火箭分离失败造成导弹离轨解体。印度至今仍未公布此次试验失败的原因。装载K-15的“歼敌者”号核潜艇也刚刚下水,而要弹艇配合、形成作战能力,仍需要相当长的时间,这与“长弓”已经多次成功发射有着天壤之别。因此“长弓”可以使印度海军尽快掌握核钥匙,也可使印度在真正的潜射核力量服役前的过渡期内尽早建立起自己的海基核力量。
其三。为更先进海基导弹武器积累开发经验。
在海基弹道导弹发展历史上,美国和苏联为解决海上导弹的作战使用问题,都曾在水面舰艇上试验过弹道导弹的发射,以此来验证恶劣海况情况下的平台稳定和检验海上武器作战应用问题。印度最初在近岸巡逻舰上试验弹道导弹也是出于这一动机。但与美苏使用航母等大型舰只不同的是,其从吨位小得多的巡逻舰着手。小吨位舰艇受风浪影响更大,但其只在沿岸水域进行发射,近岸水域虽然浪涌频繁。但规模都不大,也为循序渐进积累海上发射经验奠定了基础。
其四,军种争取核力量主导权。
过去印度空军和陆军在国家核力量建设中一直很活跃。空军在2000年11月《2020年前景》中向瓦杰帕伊总理提出建立核空军司令部的设想,与二战后美国成立的战略空军司令部一样,由核空军司令部协调核打击与核侦察力量。而陆军拥有印度最大的核导弹力量,因此两军种基本主导了印度的核战略。
但是印度却对迟迟不能到来的海基核力量耿耿于怀。首先,印度认为只有拥有三位一体战略核力量才是真正的核大国,也才能作“有声有色的世界大国”。其次,印度认为在与中国的核力量对比中,其处于绝对劣势,对于中国的核突袭无任何反击能力:而海基核力量因为优越的机动性和隐蔽性。具备第二次核打击的能力,是其遏制中国的有效手段。另外,沿习英帝国主义海权制胜论的前殖民国家的海军,在印巴核对抗中也不会甘心于被陆空军排除在外,其对海基核力量的渴望也就可以理解了。但面对科技水平和工业实力不足的现实,要尽快加入陆军、空军组成的印度核俱乐部,就要走一条发展捷径,为此,印度采用了超常规的方式发展了舰射型弹道导弹,并企图将试验型武器作为其跻身核俱乐部的砝码。
“长弓”未来箭指何处?
作为试验型武器,“长弓”在近十年间并没有太大的发展,但从近期试验和透露的情况来看,印度海军很可能继续延续这一力量形式,并结合其需要做出进一步的发展。
舰射型对陆弹道导弹这是“长弓”最可能发展的武器。因为对陆攻击可以最大程度发挥弹道导弹的优势,改型导弹可以担负对陆近海核常攻击任务,加强三位一体核力量中的海基过渡能力。印度在印度洋和阿拉伯海有着绵长的海岸线,利用现有近岸巡逻舰即可突入到巴基斯坦海域对港口城市实施常规和核武器打击,或对港口实施威慑巡逻和游弋,完成对巴基斯坦海上运输线的封锁与威慑。
舰射型反舰弹道导弹“长弓”的最初任务即确定为反舰,该导弹可以利用巡逻舰潜伏在印度周边众多的岛屿中,或装备在更大型的舰只上对航母编队等海上大型集群目标实施核常双重打击,担负起对海上集群目标的打击任务,加强海上核威慑能力。在核打击方面,其可以摧毁整支舰队,或利用核爆炸建立海上隔离带,阻止航母等大型攻击力量进入领海:在常规打击方面,可以利用其先天具有的雷达景象匹配等末制导方式,对航母、“宙斯盾”舰等海上重点舰只实施常规打击,瘫痪海上平台和节点。
舰射型反导拦截导弹近年来。印度“长弓”弹道导弹开始担负其自主反导系统PAD试验的高空靶弹,由海基弹道导弹担负靶弹任务可以使试验区选择在海上。值得注意的是,印度担负高层拦截系统的核心PAD导弹是在印度“大地”2地地弹道导弹基础上发展起来的,增加了一级固体发动机和拦截弹头。该导弹最大拦截高度可以到达80千米,拦截范围超过100千米。制导是惯性导航和中段修正,在末段采用主动雷达寻的制导。该系统能够拦截速度为5马赫、射程为300-2000千米级的弹道导弹。实际上在“长弓”导弹发展初期,印度就有官员称,其将改造为海上导弹拦截系统,“长弓”和“大地”2导弹的良好通用性使其成为可能。“长弓”导弹可以通过加装通过PAD系统发展起来的二级固体火箭发动机和拦截制导系统。发展为海上高空拦截系统,这可以大幅提高印度的海上反导防御纵深,为印度航母编队和近岸港口提供反导防护。
从“长弓”的发展,我们可以看出印度科研人员的聪明才智,也不难看出印度军方发展海上核力量的迫切心情。这种急于向周边势力扩展的想法不能不引起周边国家和爱好世界和平人们的警惕。
该导弹长8.53米,重4.4吨,射程可达350千米,携带1枚750千克的弹头。从目前透露的情况来看,“长弓”是印度“大地”2地地弹道导弹的海军版。
陆基改海基的技术难点
总体来说,由于“大地”2地地弹道导弹的整体设计和飞行制导原理特殊,较为适合改装为舰射型导弹,但在改装过程也面临诸多技术难点。
首先是发射稳定问题。众所周知,弹道导弹发射需要一个稳定的平台,这也是各国海上导弹发射共同面临的一大难题。
弹道导弹在地面发射前瞄准时,一般是通过瞄准系统与其它专门装置的配合,首先调整好导弹的垂直度,然后进行导弹的方位瞄准或调整导弹的稳定平台,使“主稳定面”、“主对称面”与设计平面重合,实际上一是保持导弹垂直于地面,二是使导弹对称面对准目标方向,这样才能设置惯性制导装置的初始状态。但是大家知道,首先舰船在海水的浪涌中颠簸,很难保证导弹的垂直,其次舰船在海面上的漂移也很难确保导弹的瞄准方向。这就好像狙击手站在水中摇摆的小船上瞄准远方目标一样,很难保证射击时刻三点成一线。
这一问题在美苏潜射导弹发展中都曾遇到。例如,苏联海军专用的第一种弹道导弹是SS-N-4,发射时潜艇要先浮出水面,伸出发射筒,规定只能在舰艇横向摇摆小于12度、纵向倾斜小于4度的情况下发射,而且为了保证导弹飞出发射筒时不致发生碰撞,设计了专门的程序来开启牵制导弹的紧锁装置。此外,为了克服初始瞄准带来的射击误差,导弹采用了大威力弹头。而美国为发展海基导弹,早期曾在航母等大型水面舰船上试验了弹道导弹发射。
发射平台的稳定问题显然也是印度科研人员面临的头疼问题。为此,印度海军专门设计了“长弓”发射稳定系统。从照片来看,这一系统安装在水面舰艇直升机平台下,使用了两个液压支柱,实现了对发射台的二自由度稳定,两个液压支柱的工作可以调整发射平台相对舰艇甲板的平面角,使导弹尽量保持在水平面上,以克服由于海面浪涌造成的舰船不稳而使导弹垂直面发生倾斜。该系统的技术核心应该是与液压控制系统连接的稳定敏感系统,很可能类似一个舰上陀螺系统,其在高速旋转下保持了三维稳定,不受舰船摇摆的影响,但舰船摇摆产生的外部平台与陀螺的位移偏差可以生成不同电压的电信号,而这些信号又可以调整液压系统内部的压力,反向改变平台两侧的高低,从而实现稳定。
此外,液压系统还控制了导弹后侧的起竖臂和两侧的固定器。起竖臂可以完成导弹从储存和运输的平放状态的起竖,而固定器可以将导弹固定在垂直状态,这主要是在导弹发射准备或待机过程中保证导弹不受大风或较大浪涌的影响,确保导弹在恶劣海况下的稳定安全。
其次是打击精度问题。虽然有专用的稳定平台,但弹道导弹瞄准的特点是差之毫厘、失之千里,因此必须增加辅助制导系统。俄罗斯等国的潜射导弹都增加了星光制导等方式,对惯性制导系统进行修正。印度目前并未掌握这一技术,况且这一技术过于复杂。不过印度得天独厚的先天条件是拥有“大地”这一设计独特的导弹。
该导弹在弹体总体设计上采用了目前全球范围内服役导弹中最小的长径比设计,通俗说就是导弹个头“矮胖”。这一方案是印度导弹之父卡拉姆为降低印度导弹设计门槛的得意之作。当时卡拉姆将导弹设计的切入点选在了印度科研人员已经熟悉的苏联“萨姆”2防空导弹上。因为此前苏联和美国都曾有将防空导弹改装为地地弹道导弹的经历。考虑到防空导弹载荷小、射程近,为了增大“大地”导弹的射程和运载能力,卡拉姆决定采用两台改进的“萨姆”2导弹发动机,代替当时科研人员无法逾越的大型发动机障碍。“大地”导弹采用了两台被按比例放大的“萨姆”2装备的V-755液体发动机。这使导弹直径不可避免地变大,因此形成了今天“矮胖”的形象。这种设计将重心最大可能的下移,利于在舰上保持稳定。
此外,导弹在末段采用了滑翔方式,减少了对初始瞄准精度的依赖。由于两台发动机比类似的单燃烧室发动机要重,也就是衡量发动机效率的所谓推重比值较低,这在印度急需导弹武器的特殊时期还可以接受,但也直接影响到导弹性能,为此卡拉姆领导印度科研人员,通过完善导弹气动设计巧妙解决了这一问题。他们为“大地”导弹设计了一个比一般弹道导弹要大得多的弹翼,使导弹通过空气动力获得了额外的飞行升力,并在飞行中通过弹翼获得的动力将导弹受力点前移。由于末段脱离了原始弹道,采用了滑翔方式,因此其更加依赖末制导系统的工作。“大地”采用了闭环的惯性制导(SINS)方式,SINS计算机使用双处理器,这使导弹的打击精度值达到了射程的0.01%。此外,科学家还充分利用“大地”导弹在末段的滑翔方式,在一些改进型号中采用了类似巡航导弹的雷达末段制导和CPS技术,这可以使导弹打击精度提高到数米内。此外,由于射程较近,因此导弹在飞行过程中,还可以利用地面指挥控制站进行校正,进一步保证了导弹的精度。“长弓”导弹对海上目标可以通过直升机引导,对陆上目标则可以通过前沿指控站来完成导弹末段引导。
第三则是搭载平台问题。搭载平台始终是海基弹道导弹需要解决的难题。许多国家在海基力量发展中都专门为导弹建造专用的搭载平台,或根据导弹性能来改造平台。印度也一直希望建造专用的海上导弹运载平台,但潜射弹道导弹系统是所有导弹系统中技术最复杂、维护最困难的。在潜艇平台遥遥无期的情况下,印度在2000年就已经对实现三位一体战略核力量的目标急不可耐了,于是迫不及待地将一艘海岸巡逻舰改装成为“大地”导弹的试验台。
印度海军对“苏巴德拉”号海岸巡逻舰进行了改造,加长了直升机甲板,并在舰上安装了用于海上发射导弹的液压稳定轨道系统。这种发射架是印度海军和一家私营工程公司自行研制的。为了能在直升机库中存储两枚导弹,还将对机库做进一步改进,使其在发射时可推出。从照片来看。导弹平时储存和发射前的测试均在改造的直升机库中完成。利用甲板上的轨道推出机库,通过液压起竖臂起竖导弹。导弹发射稳定平台安装在巡逻舰舰尾的直升机平台下,发射时导弹尾焰从甲板下的导流槽排除。此外。为了在发射时输入导弹制导参数,还将在舰上安装便携式控制台。从近期照片来看,该巡逻舰为配合导弹防御和导弹试验测控,在上一层甲板还安装了较大型雷达。
印度原先希望利用近岸巡逻舰完成导弹试验,并最终装载到其引进的“克里瓦克”级护卫舰上。当时计划生产100枚“长弓”,每艘“克里瓦克”级护卫舰装配8枚,但从目前情况来看,这一方案明显没有实施。 第四是发射准备问题。印度在将陆基弹道导弹改造成海基弹道导弹时,不可能只是简单的移植,而要针对海上发射进行改造。例如,苏联早期在将陆基弹道导弹改造成海基港艇发射时,对液体燃料也进行了改进,其在导弹内储存时间被延长(燃料舱由于液态燃料的腐蚀,寿命自然也会缩短),这样SS-N-6的储存时间就可达到6个月,也就是说导弹可以在岸上加注,然后进行小于三个月的海上战备值班。当然,海基导弹最理想的是固体燃料。这一方面可以使导弹小型化,另一方面不必担心液体燃料腐蚀储箱的问题。
而从照片来看,印度“长弓”导弹沿袭了“大地”液体燃料设计,并不像原来推测的那样被改为固体燃料,如果是固体燃料其发射尾焰颜色、形状是不同的,弹体总体布局也需要重新设计。因为液体燃料导弹虽有很多缺陷,但可以通过阀门控制燃料进入燃烧室的流量,从而控制导弹推力。液体燃料导弹上舰,需要在舰艇上设置专门的燃料加注设备,而“大地”导弹的燃料为肼类物质,其毒性和腐蚀性较大,在舰艇上长期储存并不现实。该导弹在近岸巡逻舰上部署或许问题不大,可以利用港口设施完成发射准备。但如果在海上长期战备执勤巡逻难度则较大,因此估计“长弓”的发射准备和燃料储存问题是印度科研人员下大力气解决的难题。
“长弓”特性
“大地”1导弹长8.56米,直径1.1米,而“大地”2为增加射程,加长了燃料箱,弹长达到9米,直径没有改变。“长弓”导弹直径和长度分别减少到了0.75米和6米,体积大大缩小。由于“长弓”导弹技术最成熟,并针对海上情况进行了相应改造,因此其不但继承了“大地”导弹的若干优点,而且还具备了明显的自身特点。
首先是射程有所增大。但核作战需求受到抑制。“长弓”在“大地”系列中体积最小,但射程却最大,这主要得益于减少的载荷和更成熟的弹道设计。“长弓”导弹的直径明显缩小,弹头长度也有所减少,估计其载荷应在750千克左右,这比“大地”2的1000千克载荷小了1/4。此外,“长弓”承袭了“大地”导弹的气动外形设计,与世界上其它国家的弹道导弹有很大差别。前面已经谈到由于“大地”的发动机设计造成导弹的推重比有所降低(火箭发动机推力与其重量之比,也就是单位重量所能产生的推力,用于衡量发动机效率),为了解决这一问题。印度科学家利用该导弹射程近,飞行弹道一般在大气层内的特点,为导弹设计了4副较大的三角形弹翼,使其可以在上升和下降过程中产生额外的升力,减少了发动机负担,这也使突破纯弹道导弹的射程限制成为可能。作战时,“大地”导弹先飞到80千米高度,速度达到4马赫,然后按照弹翼修正的弹道下落飞行,下落飞行中导弹速度可以达到5马赫以上。由于大型弹翼充分利用了空气动力产生的升力,使导弹射程比原来的纯弹道射程大为增加。在印度科学家的巧妙设计下。“大地”导弹成为了世界上弹头重量与导弹总重量比最大的弹道导弹。
由于导弹在下落再入过程中,弹头和弹体不分离,增大了目标体积。易于被地面反导系统拦截,加之为提高射程减少了弹头载荷指标。这使其所搭载的核弹头重量受到限制。而且350千米的射程对于核打击来说,还是非常局促。这些问题都限制了其作为核打击手段的作战使用。
其次,飞行弹道可变,但突防能力有限。前面曾提到“大地”和“长弓”导弹都装有两台液体燃料发动机,值得称道的是这两台发动机没有联动,可以独立操作,这使导弹可以在飞行中通过改变单个发动机的喷射方向,对弹体进行矢量控制。此外,“大地”导弹在飞行末段采用的非典型滑翔模式。使导弹再入弹道向前延伸,也就更加低平。除了中部的大型弹翼外,“大地”导弹在尾部还有4个小型尾翼,这使其可以在下落过程进行气动机动,即使在大气层稀薄区域也可以通过液压作动系统调节发动机的工作方向,对导弹进行矢量控制。也就是说,攻击目标过程不再是从发射点延伸出来的线性弹道。使防御方无法预测导弹飞行轨迹和落点。“大地”导弹可以在飞向目标的过程中进行5次变轨,加上两台发动机的矢量控制,使导弹的飞行控制能力很强。“大地”导弹甚至可以在飞行中作出15度以上的机动动作,因此可以使打击的突然性大为提高,这使反导系统的拦截变得非常困难。而且导弹还外附了一层雷达吸波涂料,可以减少其飞行中的雷达信号,进一步减少被探测和拦截的可能。也应该看到,对于短程导弹而言,飞行过程实际没有必要如此复杂,这样反而降低了打击可靠性。而且毋庸置疑的是,其下落过程的滑翔降低了导弹的飞行速度。对突防又非常不利。
第三,搭载平台独特,但维护难度大。从照片来看,“长弓”导弹在巡逻舰上利用直升机设施实现搭载,这是世界上绝无仅有的。类似的地面机动型“大地”导弹使用了发射、运输、电源、通信、指挥等10余台车辆来保证系统运行,而舰射型“长弓”只有依托舰艇上的既有设备,因此在舰艇上的操作危险性更大,对舰艇的航行限制就更多。例如。“大地”和“长弓”导弹均为单级导弹,采用红色发烟硝酸作氧化剂和混胺作燃烧剂。液体燃料的强腐蚀性使导弹加注燃料后不能储存太久,且加注过程极易发生泄漏,造成人员和设备的危险,因此维护和使用难度非常大。
第四,开放式发射降低了对导弹的要求,但平台利用效率低。
由于“长弓”采用了开放式部署和发射,大大降低了搭载平台对导弹的要求,但极大地占用了舰船的空间资源。我们从照片可以看到,“长弓”导弹使用“苏巴德拉”号海岸巡逻舰上的直升机库作为储弹库和测试库房,而将直升机坪及下方平台改造为发射台,可以说舰艇牺牲了整个尾部空间来保障“长弓”。虽然“长弓”外部长度缩小到了6米,但其在舰上的起竖和移动仍十分困难,而且一旦发射失败,即可能造成舰毁人亡。
意欲何为?
印度在已经宣称成功试射潜射弹道导弹的情况下,仍不懈坚持发展这种舰射型弹道,本身就引起全球军事专家的诧异。从前面分析可以看出,“长弓”其实是印度在条件不成熟的情况下“敢为天下先”地土法上马的。那么,其竭力发展舰射型弹道导弹的主要动因是什么呢?
其一,使海基核力量形式多元化,增大威慑可靠性。
由于印度认为中国核力量对其构成实质性威胁。因此力求全面发展核力量,以求对抗中国。在陆基导弹取得成功后,其开始将目标瞄准了海洋,追求全面的威慑能力。
1999年夏天,印度国家安全顾问委员会制定了核战略方针,确定发展陆基、海基以及空基的三位一体核力量形式,而印度当前已经具备陆基和空基投送能力,唯一缺乏的就是海上投送能力。2004年6月,印度公布了海基力量的“核军事学说”,称海军将作为印度最有效的核打击力量。学说认为,海军作为一座核发射 平台在公海上被敌人当作目标时,产生的附加损失很小:而在陆地上的核发射平台更易被敌方侦察到,并且在受到敌人打击的同时附带的平民伤亡人数也会大量增加。海军领导人也称,海基力量的缺陷对印度洋大国来说是致命的,只有拥有能发射核导弹的战略核潜艇,印度才能完善其核战略,取得战略遏制效果。
其二,现有海基导弹计划无法满足需要,寻求过渡武器。
在确定发展海基核力量的前提下,印度确立了水面和水下力量同步发展的道路。但是潜射导弹发展进度受到平台进度的限制,加之K-15为代表的潜射导弹计划发展也并不顺利。例如2008年2月26日的K-15水下试验是印度首次完成真正意义的水下发射,但K-15在成功发射后却丢失了,而K-15此前在陆上进行的试射中,也曾发生顺利升空后中途偏离弹道的情况。外界估计很可能是导弹制导系统故障或第一级火箭分离失败造成导弹离轨解体。印度至今仍未公布此次试验失败的原因。装载K-15的“歼敌者”号核潜艇也刚刚下水,而要弹艇配合、形成作战能力,仍需要相当长的时间,这与“长弓”已经多次成功发射有着天壤之别。因此“长弓”可以使印度海军尽快掌握核钥匙,也可使印度在真正的潜射核力量服役前的过渡期内尽早建立起自己的海基核力量。
其三。为更先进海基导弹武器积累开发经验。
在海基弹道导弹发展历史上,美国和苏联为解决海上导弹的作战使用问题,都曾在水面舰艇上试验过弹道导弹的发射,以此来验证恶劣海况情况下的平台稳定和检验海上武器作战应用问题。印度最初在近岸巡逻舰上试验弹道导弹也是出于这一动机。但与美苏使用航母等大型舰只不同的是,其从吨位小得多的巡逻舰着手。小吨位舰艇受风浪影响更大,但其只在沿岸水域进行发射,近岸水域虽然浪涌频繁。但规模都不大,也为循序渐进积累海上发射经验奠定了基础。
其四,军种争取核力量主导权。
过去印度空军和陆军在国家核力量建设中一直很活跃。空军在2000年11月《2020年前景》中向瓦杰帕伊总理提出建立核空军司令部的设想,与二战后美国成立的战略空军司令部一样,由核空军司令部协调核打击与核侦察力量。而陆军拥有印度最大的核导弹力量,因此两军种基本主导了印度的核战略。
但是印度却对迟迟不能到来的海基核力量耿耿于怀。首先,印度认为只有拥有三位一体战略核力量才是真正的核大国,也才能作“有声有色的世界大国”。其次,印度认为在与中国的核力量对比中,其处于绝对劣势,对于中国的核突袭无任何反击能力:而海基核力量因为优越的机动性和隐蔽性。具备第二次核打击的能力,是其遏制中国的有效手段。另外,沿习英帝国主义海权制胜论的前殖民国家的海军,在印巴核对抗中也不会甘心于被陆空军排除在外,其对海基核力量的渴望也就可以理解了。但面对科技水平和工业实力不足的现实,要尽快加入陆军、空军组成的印度核俱乐部,就要走一条发展捷径,为此,印度采用了超常规的方式发展了舰射型弹道导弹,并企图将试验型武器作为其跻身核俱乐部的砝码。
“长弓”未来箭指何处?
作为试验型武器,“长弓”在近十年间并没有太大的发展,但从近期试验和透露的情况来看,印度海军很可能继续延续这一力量形式,并结合其需要做出进一步的发展。
舰射型对陆弹道导弹这是“长弓”最可能发展的武器。因为对陆攻击可以最大程度发挥弹道导弹的优势,改型导弹可以担负对陆近海核常攻击任务,加强三位一体核力量中的海基过渡能力。印度在印度洋和阿拉伯海有着绵长的海岸线,利用现有近岸巡逻舰即可突入到巴基斯坦海域对港口城市实施常规和核武器打击,或对港口实施威慑巡逻和游弋,完成对巴基斯坦海上运输线的封锁与威慑。
舰射型反舰弹道导弹“长弓”的最初任务即确定为反舰,该导弹可以利用巡逻舰潜伏在印度周边众多的岛屿中,或装备在更大型的舰只上对航母编队等海上大型集群目标实施核常双重打击,担负起对海上集群目标的打击任务,加强海上核威慑能力。在核打击方面,其可以摧毁整支舰队,或利用核爆炸建立海上隔离带,阻止航母等大型攻击力量进入领海:在常规打击方面,可以利用其先天具有的雷达景象匹配等末制导方式,对航母、“宙斯盾”舰等海上重点舰只实施常规打击,瘫痪海上平台和节点。
舰射型反导拦截导弹近年来。印度“长弓”弹道导弹开始担负其自主反导系统PAD试验的高空靶弹,由海基弹道导弹担负靶弹任务可以使试验区选择在海上。值得注意的是,印度担负高层拦截系统的核心PAD导弹是在印度“大地”2地地弹道导弹基础上发展起来的,增加了一级固体发动机和拦截弹头。该导弹最大拦截高度可以到达80千米,拦截范围超过100千米。制导是惯性导航和中段修正,在末段采用主动雷达寻的制导。该系统能够拦截速度为5马赫、射程为300-2000千米级的弹道导弹。实际上在“长弓”导弹发展初期,印度就有官员称,其将改造为海上导弹拦截系统,“长弓”和“大地”2导弹的良好通用性使其成为可能。“长弓”导弹可以通过加装通过PAD系统发展起来的二级固体火箭发动机和拦截制导系统。发展为海上高空拦截系统,这可以大幅提高印度的海上反导防御纵深,为印度航母编队和近岸港口提供反导防护。
从“长弓”的发展,我们可以看出印度科研人员的聪明才智,也不难看出印度军方发展海上核力量的迫切心情。这种急于向周边势力扩展的想法不能不引起周边国家和爱好世界和平人们的警惕。