5月21日,港媒《南华早报》报道了一件让大家颇为震惊的新闻,不久前才被美军泄密文件披露的中国高超音速导弹DF-27,居然在2019年就已经服役了,这种专门关岛和夏威夷量身定做的导弹也足足威胁了美军4年有余!
DF-27到底是什么导弹?
DF-27这种导弹是美国在3月份的一份泄密文件中首次出现在公众的眼前,不过到目前为止也仅仅是一次测试的相关信息:
华盛顿邮报等多个美媒引述泄密内容称,中国2月25日曾试射这种中程弹道导弹级的多用途高超音速滑翔飞行器东风-27导弹,飞行时间12分钟,飞行距离达2100公里。它具备高超音速滑翔载具 (HGV),这种武器突破美国导弹防御系统的"可能性很高”。
网传这种导弹的整体射程高度5000~8000千米,是一种多弹头高超音速载具,但没有说明具体是哪一种滑翔高超类型,不过《南华早报》引述了PLA军事专家宋忠平的话称,DF-27是DF-17的加强版,DF-26是DF-21D的升级版,DF-27的射程比DF-17更远,弹道也更稳定,命中目标的精度更高。
DF-17是属于“乘波体”滑翔弹头,按宋忠平的说法,DF-27也是同一种类型;而DF-21D则是带空气舵的双锥体弹头,DF-26也是这种弹头。这两种都是高超音速滑翔弹头的一种,唯一区别的是两者的滑翔性能略有差别:
双锥体滑翔弹头是类似美军AHW高超音速滑翔载具类似一种气动外形,高超音速下升阻比差一些,原因是其高超音速时产生的激波对锥体升力效应并不好,即使控制中心处在一定的迎角下升阻比依然偏低,据说只有0.5~1,也有说只有1~2,这个意思是如果在60千米高度开始滑翔,那么0.5就只能滑翔30千米,2就能滑翔120千米。
“乘波体”就会好一些,像DF-17的这种气动外形配合重心控制的迎角,产生的激波会托着滑翔体,类似于乘波的效果,所以这就是乘波体说法的来历,另外其扁平形状会增大这个乘波效果,所以乘波体的升阻比明显要比双锥体要好,网传可达3.5~4,也有说法能到4~5,简单的说在60千米高度释放,差不多能滑行240~300千米距离。
从这个角度来看,DF-27很可能就是类似于DF-17的一种升级版导弹,另外《南华早报》还称这种DF-27还能以多弹头方式,却没说到底是什么弹头,笔者希望是能挂上三枚DF-17的那种弹头,一次发射打击三个目标,显然效率会高很多。
关岛升级导弹防御系统:能防住DF-27吗?
首先我们讨论下弹道导弹拦截的原理,反导拦截一直都是高大上的活计,因为要拦截8~10倍音速飞行的导弹无疑就是拿子弹去打子弹,对于拦截一方来说,要拦截洲际导弹需要准备早期天基红外预警卫星、中继通信卫星、区域早期预警雷达、反导拦截弹。
其过程是敌方导弹发射后被天基红外预警卫星发现,测算出其初步弹道,评估其威胁,确认其会命中哪个目标,如果被判定为必须拦截,那么就会继续追踪导弹,并通过中继数据链不断更新,直至早期预警雷达发现目标或者舰载相控阵雷达发现目标。
确定目标火控数据后下载到导弹并发射,导弹会迅速爬高被惯性导航至拦截点附近,弹头与导弹脱离,开启光学、雷达、红外等多种模式等找到并锁定来袭导弹的弹头位置,并调整自身的发动机以及矢量发动机改变轨迹与其相撞并摧毁目标。
在这个过程中有一个要求非常关键,由于双方速度都非常快,只能根据测得数据计算拦截点,然后以惯性导航保证两者能准确相撞,所以要是弹头能改变轨迹无法预测,那么惯性导航系统根本就算不出弹头的下一个位置在哪里,这就会导致反导系统完全无法拦截。
高超音速滑翔弹头可以在飞行过程中机水平与垂直机动,这就是高超音速滑翔武器无法拦截的原因,目前关岛正在升级拦截系统,试图建立巡航导弹、弹道导弹、机动和高超音速导弹的360度多层防御体系。
对于拦截方来说,亚音速的巡航导弹是比较容易拦截的,而超音速巡航导弹难度就会马上增加,弹道导弹难度比超音速导弹还高很多,高超音速滑翔导弹是最难拦截的,目前PLA(解放军)是全方位具备,对关岛来说应该是一场噩梦。
以反导模式拦截DF-27还是有些可能的,因为DF-27的中段与弹道导弹的中段应该差别不大,不过有说法称DF-27在中段能变轨,是MRV实现的还是其他方式笔者无从验证,要是这样的话拦截难度就更高了。
吸气式高超无法防御:中国有了吗?
上文我们也明白了一个道理,高超音速武器在大气层内可以机动无法拦截,但它在大气层外时轨迹和弹道导弹差别不大,所以就有了被拦截的可能,那么有没有一种射程很远全程都在大气层内飞行并具有机动性能的导弹呢?
答案显然是肯定的,这种武器就是吸气式高超音速武器
目前的吸气式高超音速武器基本都是火箭助推直接加速到5倍音速然后开启超燃冲压发动机,这样的话就能跨过推力陷阱直接进入高超音速模式,能实现这种超燃冲压的有两种结构的超燃冲压发动机:
1、轴对称超燃冲压发动机;2、斜激波超燃冲压发动机;
两者都可以实现超燃冲压模式飞行,不过两者都有优缺点,第一种的优点激波产生的升力可控,非性能比较稳定,缺点是机动幅度不能太大,从而导致其轨迹在高速计算机加持下可以预测,所以被拦截的可能性会增加。
第二种斜激波容易产生升力不大,并且空气密度变化时比较敏感,因此斜激波模式随着马赫数增加会有一定的上升飞行曲线,也可以预测,好处时可以正反装两台发动机解决这个问题,但结构复杂了,成本也会增加。
除了火箭+超燃冲压发动机外还有空气涡轮火箭ATR发动机以及爆震发动机,其中ATR就是火箭燃气推动高温涡轮带动风扇吸气变成“冲压”模式,增加比冲,节省燃料,也是一种比较不错的高超音速发动机。
还有一种则是爆震发动机,这种更优秀一些,目前有很多小型旋转爆震发动机已经用在了小型无人机以及航模上,大型的爆震发动机估计也不远了,这种发动机速域比较宽,国内在这些新体制发动机方面研究还是比较领先的。
这些类型的发动机都是吸气式的,都可以在大气层内机动,这对于拦截一方来说简直就是个噩梦,所以美军也在发展滑翔相位拦截器(GPI)试图拦截滑翔和吸气式高超音速武器,但笔者要说明的是本来攻防双方是不对称的,现在有了高超音速加持,这个就更难了!
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