文/
▲ 美國洛·馬公司研制的賈斯姆空射巡航導(dǎo)彈
進入2018年,世界導(dǎo)彈領(lǐng)域熱鬧非凡。美國最新研制的賈斯姆空射隱身巡航導(dǎo)彈(JASSM-ER)首次投入實戰(zhàn);B-1B轟炸機連續(xù)兩次實現(xiàn)LRASM導(dǎo)彈雙發(fā)齊射;挪威的海軍打擊導(dǎo)彈(NSM)擊敗“捕鯨叉”和LRASM,成功中標美國瀕海戰(zhàn)斗艦反艦導(dǎo)彈項目。這些看似毫無關(guān)系的導(dǎo)彈型號,卻有著一個共同的特點——均采用了非圓截面的彈身設(shè)計,使自己化身為隱身導(dǎo)彈。那么,什么是非圓截面彈身?與傳統(tǒng)的圓形截面彈身相比,非圓截面彈身具有哪些無可比擬的優(yōu)勢?未來導(dǎo)彈隱身技術(shù)還將有何突破?
幾百年來,隱身技術(shù)一直是大家津津樂道的話題。“一葉障目,不見泰山”雖令人可笑,但是確是隱身技術(shù)界追逐的夢想。
什么叫隱身?科研人員認為,“隱身”有兩個含義:第一,不是“眼睛”看不見物品,而是“眼睛”不易看見物品,這里的“眼睛”泛指雷達、紅外夜視儀等現(xiàn)代化設(shè)備;第二,隱身的目的是為了保護自己生存或物品安全。
20世紀70年代后期,美國擔(dān)心其巡航導(dǎo)彈被蘇聯(lián)的SA-10地空導(dǎo)彈擊落,開始制定隱身巡航導(dǎo)彈的研制計劃。
作為隱身巡航導(dǎo)彈的開山鼻祖,美國AGM-86A空射導(dǎo)彈采用了前所未有的彈身外形——腹部扁平,背部呈橢圓形,自此開啟了非圓截面彈身在導(dǎo)彈應(yīng)用的廣闊天地。
后來,隨著雷達隱身技術(shù)的發(fā)展,研究人員通過對比圓形、橢圓形、菱形、矩形、三角形等十余種截面的雷達散射面積(RCS),發(fā)現(xiàn)三角形的隱身性能最好。但是,在實際的導(dǎo)彈設(shè)計過程中還要考慮到氣動性能、內(nèi)部設(shè)備的裝載以及載機的掛載要求,因此,實際選用的都是多邊形的變形,例如,將矩形進行圓角處理,對長寬比進行優(yōu)化設(shè)計等。
于是,歐美各國開始在導(dǎo)彈上應(yīng)用各種優(yōu)化后的非圓截面彈身設(shè)計,取得了很好的效果。
美國下定決心走非圓截面彈身這條路,還有一個最重要的原因,那就是這種彈身設(shè)計與隱身飛機搭配堪稱完美。
研究表明,飛機外掛的導(dǎo)彈使其RCS大幅增加。為了保持飛機隱身,最好的解決辦法是將所有武器內(nèi)埋。但是,受內(nèi)埋彈艙尺寸的限制,只能內(nèi)埋長度較短、重量較輕的導(dǎo)彈,導(dǎo)致飛機的作戰(zhàn)能力極為受限。
保形武器則是解決這個難題的有效途徑,美國于20世紀80年代后期提出了Have Slick保形武器項目,試圖把導(dǎo)彈設(shè)計成可貼隱身飛機的蒙皮掛載,而不顯著增加其RCS。JASSM就是在這個項目的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
除了更好的雷達隱身特性,非圓截面彈身還具有較大的升阻比和配平升力,較大的體內(nèi)容積,便于貯存、攜帶與分離等“意外之喜”。
▲ 挪威的NSM隱身反艦導(dǎo)彈
▲ 賈斯姆導(dǎo)彈即將擊中目標
隱身技術(shù)不但能夠提高導(dǎo)彈的總體性能,還可以提高其縱深遠程突防和打擊能力,引起世界各軍事強國的高度重視,更是出現(xiàn)了“非隱身不導(dǎo)彈”的趨勢。
▲ 美國洛·馬公司的LRASM遠程反艦導(dǎo)彈
最初,隱身設(shè)計主要用于巡航導(dǎo)彈,主要是因為巡航導(dǎo)彈飛行速度低,在敵方空域內(nèi)飛行時間長,可能受到來自各個方向的雷達探測。但是隨著隱身技術(shù)的日益成熟,反艦導(dǎo)彈、巡飛彈等類型導(dǎo)彈也開始采用隱身技術(shù),尤其是非圓截面彈體技術(shù)。
世界上第一款冠以“全隱身”頭銜的導(dǎo)彈是AGM-129空射隱身巡航導(dǎo)彈,其彈身截面近似橢圓。AGM-129是第一款按照氣動-隱身-結(jié)構(gòu)設(shè)計一體化原則開展設(shè)計的型號,非圓截面彈身加上隱身材料彈體及涂層,使得導(dǎo)彈的RCS只有0.005平方米。
今年4月14日,美國、英國、法國空襲敘利亞時,JASSM-ER導(dǎo)彈首次投入實戰(zhàn),取得了不菲的打擊效果。該導(dǎo)彈采用的就是非圓截面彈身,其外形獨特,像一艘倒扣的獨木舟。四面體彈身上窄下寬,并進行了修圓。彈體下表面寬、平滑,形成一個大的升力面,具有傾斜飛行的能力,與現(xiàn)役的巡航導(dǎo)彈相比,機動能力更強。
美國空軍寄予厚望的遠程反艦導(dǎo)彈LRASM,其實就是在JASSM的基礎(chǔ)之上研制的新一代高性能反艦導(dǎo)彈。在非圓截面彈身的LRASM-A和傳統(tǒng)圓截面彈身的LRASM-B競爭時,前者勝出,非圓截面彈身帶來的高隱身性能無疑是一個加分項。
俄羅斯國防部在《2018―2027年國家武器裝備規(guī)劃》中明確將采購最新一代隱身空射巡航導(dǎo)彈X-50。該導(dǎo)彈采用的非圓截面彈體橫截面尺寸為0.4×0.4米,是繼美國AGM-129之后,世界上第二種全隱身型空射巡航導(dǎo)彈。
不過,非圓截面雖然優(yōu)勢顯著,但是也有被“嫌棄”的時候。為了適應(yīng)潛艇的圓形魚雷發(fā)射管,法國的海斯卡耳普導(dǎo)彈不得不放棄了通用斯卡耳普導(dǎo)彈的非圓截面設(shè)計,回歸到傳統(tǒng)的圓形截面彈身。
▲ 隱身巡航導(dǎo)彈的鼻祖——美國的AGM-86A空射巡航導(dǎo)彈
▲ 美國AGM-129空射隱身巡航導(dǎo)彈
未來,隨著高超聲速技術(shù)的武器化,隱身設(shè)計也許將不再那么重要,有了速度這把利劍,導(dǎo)彈足以刺破任何強大的防空“金鐘罩”。
隨著雷達探測技術(shù)的超越式發(fā)展,世界各國正在醞釀新的隱身概念和新的隱身技術(shù)。
海鷗雖與燕八哥的形體大小相近,但海鷗的RCS比燕八哥的大200倍。蜜蜂的體積小于麻雀,但它的RCS反而比麻雀大16倍??蒲腥藛T正在研究這些現(xiàn)象,試圖采用仿生技術(shù)尋求新的隱身技術(shù)。此外,等離子體隱身技術(shù)和微波傳播指示技術(shù)也正成為新的隱身技術(shù)興趣點。
隱身材料是隱身技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。手性材料、納米隱身材料、導(dǎo)電高聚物材料、多晶鐵纖維吸收劑、智能型隱身材料等為降低導(dǎo)彈雷達散射特征做出了貢獻;耐高溫吸波結(jié)構(gòu)技術(shù)的成熟為超聲速導(dǎo)彈隱身設(shè)計帶來了曙光。
▲ 俄羅斯的X-59MK2空射隱身巡航導(dǎo)彈
▲ 法國的通用斯卡爾普空射隱身巡航導(dǎo)彈
▲ 俄羅斯的X-101隱身巡航導(dǎo)彈
與傳統(tǒng)的隱身技術(shù)截然不同,量子隱身結(jié)構(gòu)通過對電磁波的偏轉(zhuǎn),使電磁波繞過目標,如同在自由空間傳播一樣。對于外界觀察者來說,這個被隱蔽的目標根本不存在,也許這才是隱身的最高境界。根據(jù)入射電磁波頻率的不同,量子隱身結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)雷達、紅外或者可見光的隱身,成為隱身界的“三棲明星”。
隱身與反隱身是一對矛盾,既互相制約又互相促進。在隱身技術(shù)取得突破性進展的今天,反隱身技術(shù)相應(yīng)地也在發(fā)展中,成為推動和檢驗隱身技術(shù)能否真正發(fā)揮作用的一種手段。
采用雷達隱身技術(shù)的導(dǎo)彈仍有一定的RCS值,因此在導(dǎo)彈不可能做到全吸波和全透波的前提下,建立雙基地和多基地雷達體制是反隱身技術(shù)的一個方向。
隱身導(dǎo)彈的RCS值與雷達的工作頻率有很大的關(guān)系,擴寬雷達工作頻譜將使隱身導(dǎo)彈的對抗工作頻率失效。利用毫米波技術(shù)或諧波接收來識別隱身目標也是一種反隱身措施。
超視距雷達和空中預(yù)警雷達不僅波長較長,還能利用電離層從上向下看目標,更有利于反隱身的實現(xiàn)。