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波斯“戰(zhàn)斧”

2015-06-25 07:09陳友龍
兵器知識 2015年6期
關(guān)鍵詞:渦扇尾翼穆爾

陳友龍

2015年3月8日,伊朗公開了名為“蘇穆爾”(Soumar)的遠程地對地巡航導(dǎo)彈及其發(fā)射視頻。該導(dǎo)彈外形與俄制Kh-55巡航導(dǎo)彈非常相似。與Kh-55不同的是,“蘇穆爾”導(dǎo)彈在尾部加裝了一個助推器以增強動力,射程可達2000千米以上,打擊范圍不僅覆蓋包括以色列在內(nèi)的整個中東地區(qū),更具備打擊東歐甚至東非地區(qū)的能力。它的出現(xiàn)再次顯示了伊朗自主國防工業(yè)的實力。

發(fā)展概況

在近年來的多場局部戰(zhàn)爭中,巡航導(dǎo)彈往往是美軍發(fā)起空襲最先投入的進攻性武器,起到摧毀雷達、防空導(dǎo)彈等要地的“拔點”作用,為各類作戰(zhàn)飛機或地面部隊殺入戰(zhàn)區(qū)前掃清前進障礙。

伊朗“蘇穆爾”巡航導(dǎo)彈的發(fā)展得益于引進俄制Kh-55導(dǎo)彈技術(shù)。早在2001年伊朗就購買了12枚Kh-55。以色列國防軍軍情局武器部負責人法爾卡什少將2005年12月18日向以色列議會報告,“由烏克蘭非法運出的18枚Kh-55導(dǎo)彈中的12枚被運到了伊朗?!彼赋?,Kh-55可攜帶一枚核彈頭,對距發(fā)射地點3000千米外的目標實施精確打擊?!半m然這18枚巡航導(dǎo)彈大多是廢棄的散件,但是伊朗人具備將其組裝起來的能力?!币晃环绖?wù)人士透露說。其他人則認為,伊朗獲得Kh-55的主要目的是為了發(fā)展本國的巡航導(dǎo)彈。一位西方外交官指出,目前Kh-55的仿制工作由伊朗的兩家企業(yè)負責:帕琴導(dǎo)彈工業(yè)公司和CSIG公司(該公司主要負責巡航導(dǎo)彈的研發(fā)和生產(chǎn))。

“蘇穆爾”巡航導(dǎo)彈的亮相表明,經(jīng)過十多年的努力,伊朗已經(jīng)具備組裝性能類似于Kh-55導(dǎo)彈的尖端武器。這款導(dǎo)彈可攜帶常規(guī)或核彈頭,具有良好的巡航能力,優(yōu)秀的控制和制導(dǎo)能力,較高的打擊精度以及很高的隱身能力。巡航導(dǎo)彈可以超低空飛行,敵方雷達根本無法探測,而且能夠在目標附近盤旋,待機攻擊,具備較強的機動性和隱蔽性,能保證己方部隊和裝備的安全,減少戰(zhàn)斗傷亡。導(dǎo)彈可沿地物上空40-100米的高度起伏飛行,當飛抵距目標預(yù)定距離時,導(dǎo)彈先爬升至較高高度,打開主動雷達導(dǎo)引頭。搜索、捕獲、識別、鎖定目標后,俯沖至較低高度,通過橫向或俯仰規(guī)避機動躲開敵防空武器的攻擊,最后實現(xiàn)對目標俯沖攻擊。雖然發(fā)射方式不同,但導(dǎo)彈部件通用率非常高,這不但降低了系統(tǒng)研發(fā),生產(chǎn)和維護成本,而且使作戰(zhàn)應(yīng)用更加簡單。

這種類型的導(dǎo)彈可以攻擊敵方的加固或非加固目標以及敵人后方的地下指揮所、機場、低速行進的裝甲編隊和集結(jié)中的部隊、海軍港口設(shè)備,海軍基地及海洋監(jiān)視設(shè)施等目標,是世界各大軍事強國爭相發(fā)展的“撒手锏”。

總體結(jié)構(gòu)

參考Kh-55導(dǎo)彈的數(shù)據(jù),可知伊朗“蘇穆爾”巡航導(dǎo)彈長約7米(加助推器),直徑約533毫米,全重1.7噸,巡航飛行速度940千米,小時,命中精度約150米,最大射程可達2500千米。導(dǎo)彈主要由彈體、動力裝置、制導(dǎo)裝置和戰(zhàn)斗部等組成。其中,彈體包括彈身、彈翼、尾翼、舵、以及安定面等。與Kh-55不同的是,“蘇穆爾”巡航導(dǎo)彈在尾部增加了一個帶格柵式尾翼的固體助推器,這是因為“蘇穆爾”要從地面發(fā)射,需要固體助推器提供初始速度和高度,而Kh-55是空射型號,可以由載機提供導(dǎo)彈初始速度。“蘇穆爾”導(dǎo)彈的動力系統(tǒng)包括一臺渦扇發(fā)動機和一臺固體燃料助推器。發(fā)動機吊掛在彈體下方,這樣既避免了設(shè)計復(fù)雜的伸出式進氣道,又避免了發(fā)動機占據(jù)彈體空間,提高了載油量,增加了航程,不過采用這樣的設(shè)計容易被敵方雷達探測到。制導(dǎo)裝置為復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng),導(dǎo)彈頭部裝有慣導(dǎo)系統(tǒng)、GPS輔助修正系統(tǒng)和低空飛行用的雷達高度表系統(tǒng)。總體來看,導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)設(shè)計較為緊湊,特別是渦扇發(fā)動機的使用,大大縮小了導(dǎo)彈整體尺寸,使其可在多種平臺上兼容使用。

氣動布局

在氣動布局方面,這種亞音速導(dǎo)彈采用圓鈍頭部、中段圓柱形彈體(尾部收縮)、彈體中部安裝有“一字形”大展弦比中等后掠角折疊彈翼、彈體后部下方有固定式外置渦扇發(fā)動機、導(dǎo)彈尾部采用“人”字形尾翼的氣動設(shè)計。其中圓鈍頭部的好處是能夠增加可用空間,并能縮短全彈長度;大展弦比中等后掠角折疊彈翼折于彈體兩側(cè)的貯翼槽內(nèi),發(fā)射后自動展開。這種彈翼在亞音速范圍內(nèi)升力較大,誘導(dǎo)阻力小,因此升阻比較大,能夠提供遠程巡航飛行所需的升力,有利提高導(dǎo)彈的射程?!耙蛔中巍辈季值膬?yōu)點就是阻力小、重量輕,導(dǎo)彈在使用協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎的時候,升力總是對準目標,戰(zhàn)斗部可采用定向爆炸結(jié)構(gòu),有利于減輕導(dǎo)彈的重量。另外由于彈體上方無彈翼,所以有利于布置掛鉤,機載比較方便。實際上我們看下現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈,大多數(shù)采用的是這個布局,不過它的缺點就是當速度超過音速以后,激波阻力會急劇增加,所以不適合速度較快的導(dǎo)彈。

該導(dǎo)彈采用與飛機垂尾和平尾類似的三片式尾翼。國際上的多款導(dǎo)彈采用軸對稱翼面,呈x型配置,其特點是不管導(dǎo)彈向哪個方向機動,都不必傾斜,只要用兩對相互垂直的舵面操縱導(dǎo)彈,相應(yīng)地改變兩對相互垂直的彈翼各自的仰角,即可提供所需的法向力,從而實現(xiàn)任意方向的機動。不過當同時存在攻角和側(cè)滑角時,這種翼面的非線性和氣動干擾比面對稱翼面大,要求控制系統(tǒng)快速性要好,同時增加了雷達對導(dǎo)彈探測面和被發(fā)現(xiàn)的可能性。伊朗導(dǎo)彈采用面對稱翼面,即呈120度的“人”字形配置,其特點是可提供足夠的航向穩(wěn)定性,但當同時存在攻角和側(cè)滑角時,會產(chǎn)生顯著的滾動力矩。

“蘇穆爾”與其它巡航導(dǎo)彈最大的不同是固體助推器安裝上了四片格柵式尾翼。格柵翼又稱柵格翼,是一種空間多升力面系統(tǒng),一般作為導(dǎo)彈尾翼。格柵翼一般呈網(wǎng)格狀,格壁可以做得很薄,以減少結(jié)構(gòu)重量和材料成本。不同于傳統(tǒng)的控制翼面平行于氣流方向,格柵尾翼的翼面垂直于氣流方向。格柵翼的優(yōu)點之一是升力比平面翼的升力大,格數(shù)越多,升力越大。格柵翼可以在高超音速和大迎角狀態(tài)下可以提供更好的可操作性。但是格柵翼的氣動阻力比平面尾翼大,格數(shù)越多,阻力越大。在亞音速飛行時,格柵翼的阻力和控制效果與平板尾翼相當。因為它們的形狀和小弦長,格柵翼便于折疊,折疊后所占的空間更小。它們可以沿徑向向前收起,發(fā)射后再直接由空氣阻力打開。這種折疊使武器更加緊湊和更容易儲存或運輸。鑒于伊朗巡航導(dǎo)彈主要是亞音速飛行,因此其格柵翼的主要優(yōu)點是便于包裝,發(fā)射后打開方便,結(jié)構(gòu)簡單,而不是低阻力或增加控制的有效性。

動力系統(tǒng)

“蘇穆爾”采用與Kh-55導(dǎo)彈一樣的渦輪風扇發(fā)動機。渦扇發(fā)動機的優(yōu)點是耗油率低,缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、迎面阻力大、推重比小。與渦噴發(fā)動機只采用內(nèi)涵道方式排氣相比,渦扇發(fā)動機采用內(nèi)外涵道排氣方式,排氣量更大,降低發(fā)動機油耗。另外渦扇發(fā)動機排氣溫度低、噪音小,利于隱身。

發(fā)射方式上,“蘇穆爾”導(dǎo)彈采用了助推火箭,這也是巡航導(dǎo)彈一個普遍的做法,這樣導(dǎo)彈可以不使用主發(fā)動機就可以爬升到預(yù)定高度,減少油耗。但是伊朗巡航導(dǎo)彈的助推火箭明顯要比“戰(zhàn)斧”等巡航導(dǎo)彈要大,顯示在固體火箭技術(shù)方面可能有所欠缺。巡航導(dǎo)彈如果采用了垂直發(fā)射系統(tǒng),可以實現(xiàn)全向發(fā)射和攻擊,但缺點就是導(dǎo)彈在爬升過程中,速度較低,加上主翼面還沒有彈開,不具備轉(zhuǎn)彎能力,所以需要引入推力矢量技術(shù)讓導(dǎo)彈轉(zhuǎn)彎,增加導(dǎo)彈的重量和復(fù)雜程度,因此地面發(fā)射的伊朗巡航導(dǎo)彈采用的是傳統(tǒng)傾斜發(fā)射方式。

制導(dǎo)系統(tǒng)

“蘇穆爾”巡航導(dǎo)彈的制導(dǎo)方式可能與Kh-55導(dǎo)彈類似,采用了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和地形匹配制導(dǎo)技術(shù)。慣導(dǎo)系統(tǒng)是以陀螺和加速度計為敏感器件的導(dǎo)航參數(shù)解算系統(tǒng),該系統(tǒng)根據(jù)陀螺的輸出建立導(dǎo)航坐標系,根據(jù)加速度計輸出解算出運載體在導(dǎo)航坐標系中的速度和位置。伊朗導(dǎo)彈的慣導(dǎo)組件采用捷聯(lián)慣導(dǎo)技術(shù),激光陀螺儀,具有結(jié)構(gòu)緊湊,靈敏度高,工作可靠等優(yōu)點,這些技術(shù)已經(jīng)運用在伊朗研制的“泥石”2固體中程導(dǎo)彈之上。在中段前期,慣導(dǎo)系統(tǒng)通過高精度慣性測量裝置,提供不間斷的位置、速度和姿態(tài)信息。慣性導(dǎo)航完全是依靠運載體自身設(shè)備獨立自主地進行,不依賴外部信息,具有隱蔽性好、工作不受氣象條件和人為干擾影響的優(yōu)點,而且精度高。對于遠程巡航導(dǎo)彈,慣性制導(dǎo)系統(tǒng)加上地形匹配或其它制導(dǎo)技術(shù),可保證它飛越幾千千米之后仍能以很高的精度擊中目標。為了糾正慣導(dǎo)系統(tǒng)的時間累積誤差,伊朗導(dǎo)彈可能還采用了GPS輔助導(dǎo)航系統(tǒng)。

地形匹配制導(dǎo)是遠程巡航導(dǎo)彈常用的一種精確制導(dǎo)方式。為實現(xiàn)這種制導(dǎo),需先用偵察衛(wèi)星或其它偵察手段,測繪出導(dǎo)彈預(yù)定飛行路線的地形高度數(shù)據(jù)并制成數(shù)字地圖,存儲在彈上制導(dǎo)系統(tǒng)中。伊朗導(dǎo)彈發(fā)射前需要任務(wù)規(guī)劃和航跡規(guī)劃兩個步驟,因此其需要建立專門的情報和指揮中心,制作巡航導(dǎo)彈整個飛行路徑的數(shù)字地形圖。這需要巨額資金來制作數(shù)字地圖,建立用于航線規(guī)劃,制作假想敵領(lǐng)土地圖的作戰(zhàn)情報指揮綜合中心。該中心在導(dǎo)彈發(fā)射前將重要地物場景裝定到導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)中。在打擊目標時,發(fā)射平臺到達發(fā)射點后需確定其相對目標的方位,并將其輸入彈上計算機。導(dǎo)彈發(fā)射后靠雷達高度表控制,下滑至巡航飛行高度,此時渦扇發(fā)動機啟動并推進導(dǎo)彈慢速巡航飛行。在某些預(yù)定的修正點上,地形匹配系統(tǒng)確定出航向和位置誤差,形成控制指令,操縱導(dǎo)彈回到預(yù)定的正確彈道,最后到達目標區(qū)上空。由此可見,地形相關(guān)匹配制導(dǎo)方式使過去只使用慣性或無線電指令制導(dǎo)的伊朗導(dǎo)彈增加了一種精度更高,射程可以更遠的全新制導(dǎo)方式,雖然較為復(fù)雜,但其使打擊精度更高。不過巡航導(dǎo)彈需要強大的情報系統(tǒng)為導(dǎo)彈提供目標信息保障,伊朗如果缺乏相關(guān)的情報系統(tǒng),會使該彈的作戰(zhàn)效能大打折扣。而且地形匹配制導(dǎo)的主要缺點是只能在地形起伏比較明顯的路線上才能起作用,在平坦的地區(qū)或水面上飛行不能使用。

搭載平臺

由于缺乏大型遠程轟炸機,“蘇穆爾”目前只采用地面機動式發(fā)射車發(fā)射,未來可能會發(fā)展?;涂栈l(fā)射型號?!疤K穆爾”的機動式發(fā)射車與伊朗的“征服者110”短程固體導(dǎo)彈發(fā)射車相似,導(dǎo)彈貯存于長方形發(fā)射箱內(nèi),這是因為其渦扇發(fā)動機沒有像Kh-55那樣縮進彈體內(nèi)部,發(fā)射后才伸出彈體下方,因此發(fā)射箱體積較大。其機動式發(fā)射車為一種整體式底盤載車,越野能力較強,加上伊朗國內(nèi)交通基礎(chǔ)設(shè)施比較發(fā)達,這種載車不僅成本低,而且能與眾多民用車混合在一起,迷惑敵方衛(wèi)星和偵察設(shè)備,滿足導(dǎo)彈隱蔽性的要求。

結(jié)語

伊朗“蘇穆爾”巡航導(dǎo)彈安裝了抗干擾的“發(fā)射后不管”制導(dǎo)系統(tǒng),體積小,重量輕,便于各種平臺攜載;射程遠,飛行高度低,攻擊突然性大;命中精度高,摧毀能力強等特點,而且伊朗已經(jīng)具備初步的小批量生產(chǎn)能力,其戰(zhàn)略影響會隨著其技術(shù)的成熟而不斷增強,成為伊朗保障自身安全的利器。

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