论文部分内容阅读
高超音速武器具有飞行速度快、射程远、隐身突防性能佳、打击能力强的特点，是世界主要国家重点发展的高技术装备。俄罗斯是最早研发高超音速武器的国家之一，在这个领域已经取得了丰硕的成果：不但实战部署了“先锋”洲际导弹和打击距离2000千米的“匕首”高超音速导弹，还在大力推进“锆石”反舰导弹的试验列装，并着手发展小型高超音速导弹。
2020年9月，俄国防采购网站公布了图拉仪器制造设计局的“克列沃克”D2项目招标书，计划在深度改进“赫尔墨斯”战术导弹的基础上，发展陆海空基通用的小型高超音速导弹。“克列沃克”D2高超音速导弹在研制成功、装备部队后，将完善俄军的高超音速武器体系，大幅提高俄军远程精确打击能力。
俄在上世纪90年代开始实施“克列沃克”项目，在项目框架内研制了多用途的“赫尔墨斯”战术导弹系统。“赫尔墨斯”导弹可部署在陆基、空基和海基平台。空基型2016年10月參加了俄军在叙利亚的军事行动。陆基型2020年8月28日在俄“军队2020”国际军事技术论坛上首次展出。此后不久，俄《消息报》刊文披露了“克列沃克”D2高超音速导弹研制项目。文章根据掌握的资料以及国防工业部门文件，介绍了研制情况和对新高超音速导弹的要求。同时，在互联网上也出现了该项目的非保密文件。俄国防采购网站于2020年9月发布了图拉仪器设计制造局的两份招标书，招标内容是实施代号为“克列沃克-D2-口径”和“克列沃克-D2-飞机”的两项研究。这两项研究的主题是：采用冲压式喷气发动机的方法，研制射程增大的通用型导弹;以优化采用冲压式喷气发动机导弹推进级气动结构的方法，研制通用型导弹。
“克列沃克”D2小型高超音速导弹外形概念图
“克列沃克-D2-口径”项目，是对通过采用冲压式喷气发动机，研制新型高超音速导弹系统组成部分的可行性进行研判。完成论证后，研制单位将开始设计冲压式喷气发动机的结构。对新导弹的要求是，发射重量不超过150千克，装在内径207毫米的运输发射筒内;结构由两级组成，发射级的23IA6发动机重量67千克。战斗部长约1.5米，重量56.6千克。
在招标书的附件技术任务书中有导弹外形概念图。从图中可以看到，导弹的主级壳体为鱼雷状，装载发动机、战斗载荷和制导设备。导弹安装折叠式弹翼，在发射之后弹翼会展开。尾部收缩变细，有圆形外壳，里面可能是冲压式喷气发动机。与其相连的是装载在壳体内、尾部有稳定陀螺的一级发动机。
两级结构的“赫尔墨斯”战术导弹和发射筒 
陆基型“赫尔墨斯”导弹发射， 发射装置部署在轮式越野车上
冲压式发动机主要是利用高速迎面气流进入发动机后减速使空气增压的，通常由进气道（又称扩压器）、燃烧室和喷管组成。导弹飞行时迎面气流在通过进气道的过程中将动能转变为压力能，压缩后的空气进入燃烧室与燃料混合进行燃烧，生成的高温燃气在喷管中膨胀加速后排出，产生推力。研制人员要确定发动机的最佳结构并选择高效的燃料。技术任务书中提出，对使用聚丙烯作为燃料这一课题开展研究，需要判定其气化与燃烧参数，研究启动自持燃烧的可行性，以及冲压式喷气发动机的各种工作状态。
在“克列沃克-D2-口径”技术任务书中提出，冲压式喷气发动机应装载12千克的燃料装药，以保障发动机42秒的工作时间。在一级分离、主发动机启动时，导弹应升至610～650米的高度，速度增加至971米/秒（约每小时3495千米或者2.85马赫）。
“克列沃克-D2-飞机”项目的导弹主级采用冲压式喷气发动机，需要论证最合理的主级外形和外露部件的形状，以及射程最远时的最佳飞行弹道。
项目要求主级壳体采用带合金镀层的金属。一些旋转体组件可以使用复合材料。导弹采用折叠舵和尾翼，以匹配运输发射装置的内部尺寸。导弹在飞行中的侧滚稳定性由气动舵保障，让导弹按预设弹道飞行，最终飞抵目标。
主级与发射级分离的“克列沃克”D2小型高超音速导弹 
“圆点”U为地地战术弹道导弹，用于打击导弹发射架、地面侦察设备、指挥所等目标
俄是在研制“赫尔墨斯”导弹取得显著成果后乘胜追击，开始实施“克列沃克”D2项目的，导弹采用了一些新技术。虽然目前“克列沃克”D2的详细战技参数还不明朗，但可根据“赫尔墨斯”系统性能，对“克列沃克”D2导弹的作战潜力进行“管中窥豹”。 “赫尔墨斯”导弹为两级结构，长度不超过3.5米，发射重量约125～130千克，战斗部重量28千克。陆基型最大飞行速度可达1300米/秒，最大射程100千米。空基型最大飞行速度1000米/秒，最大射程20千米。虽然部署方式不同，但所有“赫尔墨斯”系列导弹都采用相同的惯性 无线电指令 卫星辅助的制导模式，可根据任务选择装载雷达、红外、半主动激光或者红外激光复合式导引弹头。
“克列沃克”D2将保持与“赫尔墨斯”差不多的外形尺寸，重量增加20～25千克，即达到150～155千克，这样使新战斗部的作战效能更强。
在一级发动机分离时，“克列沃克”D2导弹的飞行速度应该超过每秒970米，之后冲压式喷气发动机开始工作。采用这类动力装置意味着导弹飞行速度更快，大概不低于每秒1500～2000米的高超音速，也就是5马赫左右。同样，“克列沃克”D2导弹的射程也将大幅增加，会超过“赫尔墨斯”100千米的最大射程。
俄发展小型高超音速导弹的目的是增强摩步旅（师）、坦克旅（师）的战役纵深打击能力，弥补因SS-21“圆点”U战术导弹退役造成的远程精确打击体系空白。“圆点”U是苏联于1970年代装备的近程地地弹道导弹，射程20～120千米，可携载核弹头，用于打击导弹发射阵地、指挥所、弹药库、燃料库等重要军事目标，早期装备于摩步师和坦克师的师属导弹营。一个导弹营编成中有2个导弹连，每个连配2套“圆点”U系统。从1988年开始，“圆点”U导弹营从摩步师和坦克师编成中剥离，转隶军区和集团军下辖的战役战术导弹旅。1个导弹旅编有3～4个导弹营，装备12～16套“圆点”U导弹系统。苏联时期共组建了16个“圆点”U导弹旅，后经整编，2009年减少到13个。俄战役战术导弹部队至今仍保持这一规模，不过装备的武器系统已经发生了根本改变。这种改变从2006年开始，新型SS-26“伊斯坎德尔”M战役战术导弹系统装备俄军，“圆点”U导弹随之逐步退役。至2019年11月，俄军所有战役战术导弹旅全部换装“伊斯坎德尔”M，而“圆点”U也完成了自己的历史使命，光荣离开了俄军的战斗序列。与“圆点”U导弹相比，“伊斯坎德尔”M的最大射程增加到480千米，这无疑增强了俄军战役战术导弹部队的作战能力。但从整体上看，在“伊斯坎德尔”M与火炮之间，“圆点”U的缺席导致了俄远程精确作战体系出现了空白。根据新的战斗文书，目前俄军摩步旅（师）、坦克旅（师）的责任区得到扩大，实施战役的范围也有拓展。但是这些部队仅有身管炮和火箭炮之类武器，其射程无法完成责任区内的纵深作战行动，在需要时只能向上级指挥机构请求支援。
“伊斯坎德尔”M是俄军现役的战役战术导弹，具有命中精度高、反应速度快、毁伤能力强等特点 
俄“先锋”高超声速导弹系统，现有4套部署在战略火箭兵多姆巴罗夫斯基导弹基地
目前，“克列沃克”D2导弹正处于研制最早期的项目论证阶段，俄国防工业部门要进行必要的研究，判定导弹性能满足需求的可行性。只有这个阶段取得成功后，俄国防部才会下达订货任务，研制方随之启动导弹的设计工作。最乐观的估计是这个10年的中期研制成功，2030年代初期装备部队。
“克列沃克”D2导弹可以陆基、海基和空基方式部署，能对各种大型纵深防御的目标实施快速精确打击。从射程和火力精度来讲，“克列沃克”D2将超过现有的火炮武器。仅在射程这一项，它可与某些战役战术导弹系统媲美。虽然打击能力有些逊色，但“克列沃克”D2导弹无论是独立运用，还是与“赫尔墨斯”导弹协同运用，都会增强俄军的远程精确打击能力。俄军迫切需要这类武器装备，预期将大量采购。
俄军一直高度重视且不遗余力地发展高超音速武器装备，研制可陆海空基部署的远、中、近程高超音速导弹，其中部分已经实战部署，在该领域走在了世界前列。
2019年12月27日，俄首批的“先锋”高超音速洲际导弹加入战斗值班。该型导弹使用SS-19洲际弹道导弹作为运载工具，携载“先锋”助推滑翔弹头，射程超过6000千米，弹头飞行速度达到20马赫或者每秒6.8千米。早在2017年12月1日，“匕首”高超音速导弹在俄南部军区投入试验战斗值班。该型导弹可装备常规或核战斗部，采用米格-31和苏-57战机作为运载工具，攻击目标距离达到2000千米。“锆石”高超音速反舰导弹早于2006年开始飞行试验，最大巡航速度8马赫，最大射程超过400千米，用于打击包括航母在内的水面舰艇，也能打击地面目标，计划装备在22350型护卫舰和“亚森”级多用途攻击型核潜艇上。2020年10月6日，俄海军“戈尔什科夫海军元帅”号护卫舰在白海海域发射了“锆石”导弹，导弹平均飞行速度达5700千米/小时，最高速度达9500千米/小时，在飞行450千米后命中位于巴伦支海的目标。同年11月26日，俄军再次在白海试射了“锆石”导弹，同样命中了位于450千米以外的海上目标。北方舰队前司令维亚切斯拉夫·波波夫海军上将称，该型导弹的试验接近结束，再完成一次成功试射后将投入试验性战斗值班。
俄国防部已经批准了在陆军旅（师）使用高精度战术导弹系统的计划。如果“克列沃克”D2导弹按计划完成研制并装备部队，俄远程精确打击武器会更加完善，将形成远、中、近射程衔接的高超音速打击体系，使敌方防空反导系统面临更加严峻的挑战。
2020年9月，俄国防采购网站公布了图拉仪器制造设计局的“克列沃克”D2项目招标书，计划在深度改进“赫尔墨斯”战术导弹的基础上，发展陆海空基通用的小型高超音速导弹。“克列沃克”D2高超音速导弹在研制成功、装备部队后，将完善俄军的高超音速武器体系，大幅提高俄军远程精确打击能力。
崭露头角
俄在上世纪90年代开始实施“克列沃克”项目，在项目框架内研制了多用途的“赫尔墨斯”战术导弹系统。“赫尔墨斯”导弹可部署在陆基、空基和海基平台。空基型2016年10月參加了俄军在叙利亚的军事行动。陆基型2020年8月28日在俄“军队2020”国际军事技术论坛上首次展出。此后不久，俄《消息报》刊文披露了“克列沃克”D2高超音速导弹研制项目。文章根据掌握的资料以及国防工业部门文件，介绍了研制情况和对新高超音速导弹的要求。同时，在互联网上也出现了该项目的非保密文件。俄国防采购网站于2020年9月发布了图拉仪器设计制造局的两份招标书，招标内容是实施代号为“克列沃克-D2-口径”和“克列沃克-D2-飞机”的两项研究。这两项研究的主题是：采用冲压式喷气发动机的方法，研制射程增大的通用型导弹;以优化采用冲压式喷气发动机导弹推进级气动结构的方法，研制通用型导弹。
“克列沃克-D2- 口径”项目
“克列沃克-D2-口径”项目，是对通过采用冲压式喷气发动机，研制新型高超音速导弹系统组成部分的可行性进行研判。完成论证后，研制单位将开始设计冲压式喷气发动机的结构。对新导弹的要求是，发射重量不超过150千克，装在内径207毫米的运输发射筒内;结构由两级组成，发射级的23IA6发动机重量67千克。战斗部长约1.5米，重量56.6千克。
在招标书的附件技术任务书中有导弹外形概念图。从图中可以看到，导弹的主级壳体为鱼雷状，装载发动机、战斗载荷和制导设备。导弹安装折叠式弹翼，在发射之后弹翼会展开。尾部收缩变细，有圆形外壳，里面可能是冲压式喷气发动机。与其相连的是装载在壳体内、尾部有稳定陀螺的一级发动机。
冲压式发动机主要是利用高速迎面气流进入发动机后减速使空气增压的，通常由进气道（又称扩压器）、燃烧室和喷管组成。导弹飞行时迎面气流在通过进气道的过程中将动能转变为压力能，压缩后的空气进入燃烧室与燃料混合进行燃烧，生成的高温燃气在喷管中膨胀加速后排出，产生推力。研制人员要确定发动机的最佳结构并选择高效的燃料。技术任务书中提出，对使用聚丙烯作为燃料这一课题开展研究，需要判定其气化与燃烧参数，研究启动自持燃烧的可行性，以及冲压式喷气发动机的各种工作状态。
在“克列沃克-D2-口径”技术任务书中提出，冲压式喷气发动机应装载12千克的燃料装药，以保障发动机42秒的工作时间。在一级分离、主发动机启动时，导弹应升至610～650米的高度，速度增加至971米/秒（约每小时3495千米或者2.85马赫）。
“克列沃克-D2-飞机”项目
“克列沃克-D2-飞机”项目的导弹主级采用冲压式喷气发动机，需要论证最合理的主级外形和外露部件的形状，以及射程最远时的最佳飞行弹道。
项目要求主级壳体采用带合金镀层的金属。一些旋转体组件可以使用复合材料。导弹采用折叠舵和尾翼，以匹配运输发射装置的内部尺寸。导弹在飞行中的侧滚稳定性由气动舵保障，让导弹按预设弹道飞行，最终飞抵目标。
性能“管窥”
俄是在研制“赫尔墨斯”导弹取得显著成果后乘胜追击，开始实施“克列沃克”D2项目的，导弹采用了一些新技术。虽然目前“克列沃克”D2的详细战技参数还不明朗，但可根据“赫尔墨斯”系统性能，对“克列沃克”D2导弹的作战潜力进行“管中窥豹”。 “赫尔墨斯”导弹为两级结构，长度不超过3.5米，发射重量约125～130千克，战斗部重量28千克。陆基型最大飞行速度可达1300米/秒，最大射程100千米。空基型最大飞行速度1000米/秒，最大射程20千米。虽然部署方式不同，但所有“赫尔墨斯”系列导弹都采用相同的惯性 无线电指令 卫星辅助的制导模式，可根据任务选择装载雷达、红外、半主动激光或者红外激光复合式导引弹头。
“克列沃克”D2将保持与“赫尔墨斯”差不多的外形尺寸，重量增加20～25千克，即达到150～155千克，这样使新战斗部的作战效能更强。
在一级发动机分离时，“克列沃克”D2导弹的飞行速度应该超过每秒970米，之后冲压式喷气发动机开始工作。采用这类动力装置意味着导弹飞行速度更快，大概不低于每秒1500～2000米的高超音速，也就是5马赫左右。同样，“克列沃克”D2导弹的射程也将大幅增加，会超过“赫尔墨斯”100千米的最大射程。
查遺补缺
俄发展小型高超音速导弹的目的是增强摩步旅（师）、坦克旅（师）的战役纵深打击能力，弥补因SS-21“圆点”U战术导弹退役造成的远程精确打击体系空白。“圆点”U是苏联于1970年代装备的近程地地弹道导弹，射程20～120千米，可携载核弹头，用于打击导弹发射阵地、指挥所、弹药库、燃料库等重要军事目标，早期装备于摩步师和坦克师的师属导弹营。一个导弹营编成中有2个导弹连，每个连配2套“圆点”U系统。从1988年开始，“圆点”U导弹营从摩步师和坦克师编成中剥离，转隶军区和集团军下辖的战役战术导弹旅。1个导弹旅编有3～4个导弹营，装备12～16套“圆点”U导弹系统。苏联时期共组建了16个“圆点”U导弹旅，后经整编，2009年减少到13个。俄战役战术导弹部队至今仍保持这一规模，不过装备的武器系统已经发生了根本改变。这种改变从2006年开始，新型SS-26“伊斯坎德尔”M战役战术导弹系统装备俄军，“圆点”U导弹随之逐步退役。至2019年11月，俄军所有战役战术导弹旅全部换装“伊斯坎德尔”M，而“圆点”U也完成了自己的历史使命，光荣离开了俄军的战斗序列。与“圆点”U导弹相比，“伊斯坎德尔”M的最大射程增加到480千米，这无疑增强了俄军战役战术导弹部队的作战能力。但从整体上看，在“伊斯坎德尔”M与火炮之间，“圆点”U的缺席导致了俄远程精确作战体系出现了空白。根据新的战斗文书，目前俄军摩步旅（师）、坦克旅（师）的责任区得到扩大，实施战役的范围也有拓展。但是这些部队仅有身管炮和火箭炮之类武器，其射程无法完成责任区内的纵深作战行动，在需要时只能向上级指挥机构请求支援。
列装预期
目前，“克列沃克”D2导弹正处于研制最早期的项目论证阶段，俄国防工业部门要进行必要的研究，判定导弹性能满足需求的可行性。只有这个阶段取得成功后，俄国防部才会下达订货任务，研制方随之启动导弹的设计工作。最乐观的估计是这个10年的中期研制成功，2030年代初期装备部队。
“克列沃克”D2导弹可以陆基、海基和空基方式部署，能对各种大型纵深防御的目标实施快速精确打击。从射程和火力精度来讲，“克列沃克”D2将超过现有的火炮武器。仅在射程这一项，它可与某些战役战术导弹系统媲美。虽然打击能力有些逊色，但“克列沃克”D2导弹无论是独立运用，还是与“赫尔墨斯”导弹协同运用，都会增强俄军的远程精确打击能力。俄军迫切需要这类武器装备，预期将大量采购。
梯队构成
俄军一直高度重视且不遗余力地发展高超音速武器装备，研制可陆海空基部署的远、中、近程高超音速导弹，其中部分已经实战部署，在该领域走在了世界前列。
2019年12月27日，俄首批的“先锋”高超音速洲际导弹加入战斗值班。该型导弹使用SS-19洲际弹道导弹作为运载工具，携载“先锋”助推滑翔弹头，射程超过6000千米，弹头飞行速度达到20马赫或者每秒6.8千米。早在2017年12月1日，“匕首”高超音速导弹在俄南部军区投入试验战斗值班。该型导弹可装备常规或核战斗部，采用米格-31和苏-57战机作为运载工具，攻击目标距离达到2000千米。“锆石”高超音速反舰导弹早于2006年开始飞行试验，最大巡航速度8马赫，最大射程超过400千米，用于打击包括航母在内的水面舰艇，也能打击地面目标，计划装备在22350型护卫舰和“亚森”级多用途攻击型核潜艇上。2020年10月6日，俄海军“戈尔什科夫海军元帅”号护卫舰在白海海域发射了“锆石”导弹，导弹平均飞行速度达5700千米/小时，最高速度达9500千米/小时，在飞行450千米后命中位于巴伦支海的目标。同年11月26日，俄军再次在白海试射了“锆石”导弹，同样命中了位于450千米以外的海上目标。北方舰队前司令维亚切斯拉夫·波波夫海军上将称，该型导弹的试验接近结束，再完成一次成功试射后将投入试验性战斗值班。
俄国防部已经批准了在陆军旅（师）使用高精度战术导弹系统的计划。如果“克列沃克”D2导弹按计划完成研制并装备部队，俄远程精确打击武器会更加完善，将形成远、中、近射程衔接的高超音速打击体系，使敌方防空反导系统面临更加严峻的挑战。