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高超音速导弹可以被拦截吗?

时间:2020-06-09 01:40:40

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高超音速导弹可以被拦截吗?

从美国高超音速导弹的拦截方案说起

咱们的大美丽家最近又在作妖了,对媒体高调宣布了对高超音速导弹的拦截方案;透过一帮“捧臭脚”的CNN、BBC总体表达的意思就是——我们大美丽家是不会被“高超音速导弹”这种纸糊的兔子给吓住的!我们反兔反熊的盟友们啊!千万不要害怕!要继续和我一起反兔反熊!

美国“高超音速导弹拦截计划”中的全球导弹监视网概念图

其实从9月DARPA(美国国防高级研究计划局)提出被称为“滑翔破坏者”(Glide Breaker)的拦截器概念起,

“滑翔破坏者”(Glide Breaker)的拦截器概念图1

“滑翔破坏者”(Glide Breaker)的拦截器概念2

“滑翔破坏者”(Glide Breaker)的情报\监视网

再到今年9月美国导弹防御局授予洛克希德马丁导弹和火力控制公司共同提出的“瓦尔基里高超音速终端防御系统”,及波音公司的“高超音速武器超高速拦截器”(hyvint)还有雷神导弹系统公司提出的“SM3-鹰 高超音速武器超高速拦截器”,三份竞争性固定价格合同为止;大概平均每两个月美国就要提出一种拦截“高超音速导弹”的概念性武器,而本次提出的拦截计划更是加入了大功率激光炮和“动能拦截器”两种概念武器(被非正式的成为“新星球大战计划”),大有一次性彻底秒杀高超音速导弹的气势!

激光炮和动能拦截器

但是,在这一堆零零种种的PPT武器的背后,鹰酱好像忘记了一件事——要想拦截一种导弹的前提是:自己必须装备有同类型的导弹!尤其是像高超音速导弹这种妖孽玩意!

妖孽的高超音速导弹

说明:以下所有弹道数据及分析都是作者根据公开资料综合而成

乘波体滑翔高超音速弹道导弹(不得不吐槽一下:这名字好长!下面简称“高超音速导弹”)只从诞生之日起就被人们冠以:目前的导弹防御系统无法拦截的导弹!之所以有这个称谓便是因为其妖孽的弹道。要说明高超音速导弹的弹道,我们就要从传统的弹道导弹说起。

传统弹道导弹的弹道剖面图

传统弹道导弹的抛物线弹道

我们都知道一般传统弹道导弹的弹道是一个抛物线——助推火箭把弹头送到一定的高度后关机,弹头依靠助推火箭所赋予的速度用惯性上升至弹道的最高点,到达弹道最高点后弹头前期所获得的动能转化为势能,此时弹头的速度最慢。然后弹头转向开始向地面俯冲,依靠地球的重力把势能转化为弹头的动能,弹头开始加速向目标飞行,在弹道的末端达到最大速度;直至击中目标。

由上图我们就可以看出传统弹道导弹的弹道分为四个阶段:助推段(火箭助推器赋予弹头初始动能);上升段(弹头依靠动能爬升至弹道最高点);自由段也叫中段(弹头在重力的作用下加速落向地面,此阶段是拦截的最佳阶段);末段(此时弹头的速度达到最大,而且弹道末端位于稠密大气层内,可以进行一定的机动变轨已躲避拦截)。

那么乘波体滑翔弹道导弹的弹道和传统弹道导弹有什么区别呢?

看图说话

乘波体高超音速滑翔弹道导弹的弹道剖面

高超音速导弹的弹道大致分为五个阶段:助推段与传统的弹道导弹完全相同,都是靠火箭助推器赋予弹头(乘波体飞行器)初始的速度;但是从上升段开始两者就完全不同了。乘波体高超音速滑翔弹道导弹在上升段并不让弹头爬升至最高点,而是在达到一定的高度后就开始纵向转弯,把弹头转向和地面平行的方向,然后进入横向助推段。

都听说过乘波体滑翔飞行器是在大气层里“打水漂”,但是这个水漂怎么“打”就很关键了。刚才说了乘波体高超音速滑翔弹道导弹在上升段并不让弹头爬升至最高点,而是在达到一定的高度后就开始纵向转弯;但是转弯是要消耗能量的,要想让弹头在大气层里把水漂打起来,我们就需要增加弹头的横向速度:于是火箭助推器二次开机,使弹头以很小的夹角(与地面的夹角)爬升至弹道最高点(横向助推段),此时弹头(乘波体飞行器)的高度达到最高,速度也达到最快!火箭助推器关机后弹头就进入了自由段,与传统的抛物线弹道不同,乘波体滑翔弹头是以一个很小的夹角(与地面的夹角)滑向稠密大气层的边缘,由于此时弹头的横向速度极大,当弹头接触到稠密大气层的边缘时就会向水漂那样被弹起来(每次被弹起来的最高点被称之为“跃升点”,这个“跃升点”可以人为设置数量和高度),这就是滑翔段。在滑翔段中由于稠密大气层产生的升力减小了动能的消耗(对于传统弹道导弹,空气只产生阻力),弹头就可以以一个相对稳定的速度进行“跃升—下落”滑翔;此时可以牺牲一定的射程或速度让弹头进行横向偏转转弯(理论上最大横向转弯角度可以达60至90度)。

乘波体高超音速滑翔弹道导弹的横向偏转转弯(上帝视角)

最后,由于弹头在滑翔段是以可控的高超音速(约5至7马赫)在大气层中滑翔,所以在弹道的末端如果愿意,完全可以让弹头(乘波体飞行器)“跳一段舞”再一头扎向目标!

拦截乘波体高超音速滑翔弹道导弹的难点

现有的反导系统都是采用“地面跟踪雷达+弹道反导导弹”的形式,其反导拦截的作战形式是——由地面跟踪雷达发现敌方导弹后,对敌方导弹进行一定时间的持续跟踪以解算敌方来袭导弹的弹道,解算出弹道后在敌方来袭导弹的弹道上设置一个己方拦截导弹的拦截点,之后发射一枚携带拦截器的小型弹道导弹(拦截导弹)按已解算出的弹道飞向拦截点释放拦截器,拦截敌方来袭导弹。

美国“萨德”反导系统(跟踪雷达+拦截弹)

█美国“萨德”反导系统,其跟踪雷达体型巨大难以灵活的改变照射方向

可以看出要精准的拦截敌方来袭导弹最大的前提就是——跟踪雷达能快速准确的捕捉到来袭导弹,并且能排除敌方的一切诱骗和干扰准确的解算出来袭导弹的弹道!所以现有的反导系统对付传统的抛物线弹道导弹还是蛮管用的,因为万变不离其宗,传统抛物线弹道导弹的弹道不管怎么变化他是个抛物线,最多能在自由段或末段作一些15到25度的有限的机动变轨(步子大了容易扯着蛋,变轨大了容易丢目标);这对于现在的跟踪雷达而言还勉强可以应付。

但是对于高超音速导弹而言,事情就完全不同啦!

传统弹道导弹与乘波体高超音速滑翔弹道导弹弹道对比

首先,高超音速乘波体滑翔弹的可跟踪区域极小(见上图),高超音速乘波体滑翔弹的弹道还属于“跃升—下落”滑翔弹道!每一次“跃升—下落”的高度和距离都是不同的,这就需要跟踪雷达进行更长时间的跟踪才能找出其弹道的规律,预测出拦截点,但是导弹拦截的窗口时间极短,通常只有十几秒到几十秒!跟踪的时间太长留给拦截弹的时间就短!就会出现刚刚计算出拦截点甚至还没计算出拦截点,导弹就飞出拦截窗口的情况。

不过,最没良心的是:高超音速导弹这妖孽玩意还可以进行横向机动!!每横向机动一次就会让跟踪雷达前期所获得的弹道数据就全部作废!只能重新跟踪,而且现有反导系统的相控阵雷达视界最大只有120度,滑翔弹只要能量够用可以直接飞出跟踪雷的搜索范围!连跟踪都如此困难,那就别提什么拦截了(就算有激光炮,那也得瞄准了才能打,总不能瞎打吧)!

高超音速导弹横向机动躲避反导系统雷达跟踪(上帝视角)

通过以上的介绍我们可以看出高超音速导弹的弹道简直可以用“妖孽”来形容!就单单是没有进行横向转弯的弹道而言,由于高超音速导弹的弹道顶点较低,降低了敌方反导雷达的发现距离,而且相较于传统弹道导弹的平滑弹道,高超音速导弹的弹道极不稳定,跳变量极大!这就使得敌方反导雷达如果要想有效且连续的跟踪高超音速导弹就必须有这种导弹足够的弹道数据积累,如果没有足够的弹道数据也就谈不上对弹头进行跟踪了!没法有效跟踪那想拦截高超音速导弹也就纯粹白扯。所以乘波体高超音速滑翔弹道导弹对于任何一种反导拦截系统而言都是一场“噩梦”!如果在加上高超音速滑翔弹头的横向转弯......那简直就是一场无法醒来的“噩梦”!

高超音速导弹能不能被拦截呢?

肯定能!但绝不是鹰酱!因为鹰酱根本就没有成熟的高超音速导弹实物,也就没有办法积累高超音速导弹的弹道数据!没有这个弹道数据,鹰酱压根就没法对高超音速导弹进行持续和有效的跟踪!所以至少在现阶段高超音速导弹已经领先了现有导弹防御体系整整一个次元!

题外话

由于乘波体高超音速滑翔弹道导弹的弹道太妖孽了,所以洛克希德马丁的“瓦尔基里高超音速终端防御系统”和波音公司的“高超音速武器超高速拦截器”(hyvint)都采用的是乘波体高超音速滑翔拦截器,准备“以妖制妖”。

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