超音速反舰导弹

打击海上船舶的导弹

超音速反舰导弹

超音速反舰导弹(英文:supersonic anti-ship missile[0])属于反舰导弹,为第四代反舰导弹。[4][5][6]超音速反舰导弹起源美苏冷战时期,苏联水面编队力量弱于美军。为寻求优势,苏联试图通过潜艇、巡航导弹和反舰导弹封锁海洋,重点发展能够打击航母等大型水面舰艇的重型远程超音速反舰导弹。[7]20世纪70年代末到80年代初,苏联和西方国家着手发展第四代反舰导弹,苏联较快地取得了技术突破,其特点是采用复合制导技术和多种抗干扰措施,技术水平明显提高。[8]超音速反舰导弹由导航系统、战斗部、动力系统、电源系统等组成。[8]超音速导弹上采用多种弹道飞行技术,具有低弹道、高低复合弹道和全高弹道,以适应不同类型目标和不同打击距离。[9]代表装备有俄罗斯日炙、缟玛瑙,中国CM-302等。[1][2][3]超音速反舰导弹动能较大,采用延时引信高爆战斗部时以马赫2飞行速度命中的200千克导弹战斗部,打击能量相当于M0.9(时速约950公里)时的400~450千克的弹头,对多层舱壁的舰艇破坏效能较大。[10]

超音速反舰导弹(英文:supersonic anti-ship missile[1])属于反舰导弹,为第四代反舰导弹[5][6][7]

超音速反舰导弹起源美苏冷战时期,苏联水面编队力量弱于美军。为寻求优势,苏联试图通过潜艇、巡航导弹和反舰导弹封锁海洋,重点发展能够打击航母等大型水面舰艇的重型远程超音速反舰导弹。[8]20世纪70年代末到80年代初,苏联和西方国家着手发展第四代反舰导弹,苏联较快地取得了技术突破,其特点是采用复合制导技术和多种抗干扰措施,技术水平明显提高。[9]超音速反舰导弹由导航系统、战斗部、动力系统、电源系统等组成。[9]超音速导弹上采用多种弹道飞行技术,具有低弹道、高低复合弹道和全高弹道,以适应不同类型目标和不同打击距离。[10]代表装备有俄罗斯日炙、缟玛瑙,中国CM-302等。[2][3][4]超音速反舰导弹动能较大,采用延时引信高爆战斗部时以马赫2飞行速度命中的200千克导弹战斗部,打击能量相当于M0.9(时速约950公里)时的400~450千克的弹头,对多层舱壁的舰艇破坏效能较大。[11]

发展过程中,超音速反舰导弹所要求的良好气动外形和隐身性能所需要的特殊气动外形存在矛盾。新型反舰导弹的发展方向主要体现为“亚超结合、聚焦高超”,即亚音速反舰导弹与超音速反舰导弹同时并存,超音速反舰导弹将成为未来反舰导弹发展的主要方向。对亚音速反舰导弹而言,侧重于超低空、超隐身设计,主要着眼低空突防能力的提升;而超音速反舰导弹侧重于超高音速、大机动、远程高弹道设计,甚至发展弹道导弹作为反舰导弹,主要着眼以速度取胜。[12]

研制背景

反舰导弹是专门用于攻击水面舰艇的一种导弹,根据发射平台和运载工具的不同,可分为舰对舰导弹、岸对舰导弹、空对舰导弹、潜对舰导弹等多种类型。[7]

世界上最早研制反舰导弹的国家是前苏联,世界上第一枚反舰导弹是1959年装备使用的有苏制SS—N—1和AS一1反舰导弹,世界上第一个用反舰导弹击沉水面舰艇的战例是1967年埃及用苏制“冥河”SS—N一2导弹击沉以色列的“艾拉特”号驱逐舰[7]

美苏冷战时期,苏联水面编队力量弱于美军。为寻求优势,苏联试图通过潜艇、巡航导弹和反舰导弹封锁海洋,重点发展能够打击航母等大型水面舰艇的重型远程超音速反舰导弹。苏联军方提出要求后,彩虹机械制造设计局担负起新型导弹的研发任务。[8]反舰导弹一般都在距海平面300—400米以下的对流层中飞行,空气阻力很大。[7]

研制历程

1962年,苏联KH-22(北约代号为AS-4厨房)导弹应运而生,成为这一时期最具代表性的反舰导弹之一。KH-22与图-22M图-95轰炸机的完美组合,被苏联海军视为“反航母神器”,一度令美军航母战斗群颇为忌惮。[8]

1967年苏联在水下发射飞航导弹的技术取得突破性进展,水下发射的“紫晶”导弹开始服役。西方国家也接着发展这种技术,使反舰导弹获得隐蔽的发射平台,成为打击航空母舰和保护弹道导弹潜艇的有力武器。美国的“捕鲸叉”、反舰型“战斧”和英国的“海鹰”是这代导弹的典型代表。小涡喷或小涡扇发动机耗油率低,使射程达几百千米,甚至几千千米。但飞行速度仍为亚声速。随着反舰导弹的发展,拦截反舰导弹的舰空导弹也获得了迅速发展,如英国的“海狼”、美国的“拉姆”、法国的“海响尾蛇”等。这些舰空导弹在20世纪70-80年代相继服役,使亚声速反舰导弹遇到了严重的突防问题。[9]1968年,彩虹机械制造设计局就开始着手研制一种远程亚音速空射巡航导弹。凭借雄厚的技术实力,在立项2年后,彩虹机械制造设计局研制的KH-55巡航导弹就开始小规模生产试验。这型导弹与美国的“战斧”巡航导弹十分相似,被西方国家称之为“战斧斯基”。[8]

为了解决突防问题。20世纪70年代末到80年代初,苏联和西方国家都着手发展第四代反舰导弹,即整体式火箭冲压发动机推进的超声速反舰导弹。在这类发动机的研制中,苏联较快地取得了技术突破,如X-31A超声速中近程反舰导弹,“马斯基特”(SS-N-22)超声速中程反舰导弹和X-35“天王星”(SS-N-25)亚声速中程反舰导弹和X-65SE多用途舰舰导弹等,其特点是采用复合制导技术和多种抗干扰措施,技术水平明显提高。[9]主要型号是法德合研的“安斯”(ANS)、英国的“海鹰”和瑞典的RBS-15等。[13]

20世纪90年代末至今,是第四代反舰导弹发展的时期,各国在电子技术进步的基础上不断地对现役导弹进行升级,使得导弹的制导、射程、战斗部和突防能力等都得到了提高。而弹载数据链的出现与运用,也使反舰导弹的修正与攻击更加灵活,同时多模制导技术的发展,也让反舰导弹抗干扰能力得到显著提升,对目标的打击也越发精确,整体大幅提高了反舰导弹的作战能力。[14]

俄海军舰艇试射“锆石”高超声速导弹
俄海军舰艇试射“锆石”高超声速导弹

这一代导弹大幅提高飞行速度是以发动机的巨大消耗为代价,这严重制约了其增大低空飞行射程的潜力。亚声速巡航超声速突破方案为兼顾导弹射程和突防性能提供了解决方案。苏联大力发展基于整体式火箭冲压发动机的超声速技术,所研发的“白蛉”超音速反舰导弹能以2~3马赫飞行,末段还可变轨机动,但也正是因此,“白蛉”无法大幅增大射程。俄罗斯的“俱乐部”导弹通过采用多级导弹的方案满足不同阶段对发动机的要求,可以认为是四代半反舰导弹美国等西方国家则遵循不同的技术路线,致力于发展隐身技术。美国的AGM-158C“LRASM”反舰导弹综合使用了多种隐身技术,也因之拥有较强的突防能力。[5][6]

美国研发中的“光环”(HALO)高超音速反舰导弹概念图
美国研发中的“光环”(HALO)高超音速反舰导弹概念图

装备历程

2016年11月1日,在第十一届中国国际航空航天博览会上,中国航天科工集团三院研制的新型超音速反舰导弹CM-302首次亮相,导弹体积小、重量轻、威力大、模块化、精度高,具有防区外发射、突防能力强、毁伤威力大、命中精度高等特点,适装多种平台,是打击航空母舰驱逐舰等大中型水面舰艇的杀手锏武器。它的最大有效射程达到290公里,战斗部重量大于250公斤,命中概率达到0.9。[15]

2020年,时任美国总统国家安全事务助理罗伯特·奥布莱恩透露,美国计划将高超音速导弹集成到每一艘阿利伯克级驱逐舰上。[16]

2022年1月,菲律宾国防部和印度正式签署价值189亿比索(约3.68亿美元)的合同,用于购买三套“布拉莫斯”岸基超音速反舰导弹系统。[17]

2023年7月,乌军方发言人在接受采访时承认,在俄军的P-800“gǎo玛瑙”和Kh-22超音速反舰导弹面前,乌军防空系统无能为力。[18]

P-800“缟玛瑙”导弹
P-800“缟玛瑙”导弹

2023年8月,美国海军航空系统司令部发布预招标通知,为F-35战斗机集成“远程反舰导弹”系统(LRASM),并计划通过谈判,授予洛克希德·马丁公司导弹火控系统部相关订购协议。根据这份预招标通知,洛克希德·马丁公司“将为F-35战斗机的战术导弹作战飞行计划提供支持,其导弹火控系统部将开发与F-35兼容并兼容传统平台(包括F/A-18舰载战斗机、B-1B轰炸机P-8反潜巡逻机)的火控装置”。[19]

2024年10月28日,俄罗斯设计师正在研发新的21635.5型“萨尔萨尔”轻型导弹护卫舰。由于使用了通用舰载发射系统,21631型“暴徒”-M舰不仅可以发射“口径”导弹,还可以发射“缟玛瑙”超音速反舰导弹。[20]

基本设计

超音速反舰导弹由导航系统、战斗部、动力系统、电源系统等组成。[9]

超音速反舰导弹组成
超音速反舰导弹组成

导航系统

超音速反舰导弹采用复合制导技术和多种抗干扰措施,采用惯性导航、主动相干雷达末制导、主被动雷达复合末制导、隐身技术、机动规避飞行、掠海逼近目标等多种先进技术,保持了较大的战斗威力。[21]

超音速反舰导弹一般均按中段和末段两段制导飞行。中段制导多采用惯性制导或自动驾驶仪;而末段制导采用主动雷达制导。中段飞行控制由姿态和高度测量系统进行。飞行姿态的控制装置由数字计算机/自动驾驶仪组成。飞行高度由单脉冲雷达高度表监控。制导系统在导弹偏离预定航向时,仍能控制导弹转向目标方向。末段制导采用主动雷达导引头进行搜索、捕获、跟踪和制导。扫描是在数字计算机控制下进行的。正常工作方式包括大、中、小3种搜索图形。[22]

动力系统

超音速反舰导弹采用整体式液体燃料火箭冲压发动机,使其速度可达3马赫;部分导弹配备整体式液体火箭冲压发动机,兼具固体火箭发动机和涡轮喷气发动机的优点,飞行速度超过3马赫,最大可达5马赫。反舰导弹速度的大幅提升,大大提高了导弹的突防概率。[12]

战斗部

战斗部是导弹直接毁伤目标,完成其战斗任务的部分。[23]反舰导弹安满足打击驱逐舰的毁伤效能,要安装160千克的战斗部,导引系统的重量在50千克左右,正常载荷基数必须保证200千克。以美国RGM- 84D“鱼叉”反舰导弹举例,巡航速度M0.75时的最大射程为130千米,带独立助推器和227千克战斗部的总重量为682千克。[24]

技术特点

按射程可划分为远程(射程超过100km)、中程(射程 20km-100km)、近程(射程 10km-20km)和末端(射程不超过10km)四个层次,拦截的目标主要有低空飞行的飞机和反舰导弹,其中末端能进行机动的超音速反舰导弹速度快、过载大,留给火控系统的反应时间短,给准确拦截造成了很大的困难。[25]

弹道

超音速导弹上采用多种弹道飞行技术,具有低弹道、高低复合弹道和全高弹道,以适应不同类型目标和不同打击距离。[26]

超音速弹道的规划是在导弹发射前基于目标类型及目标距离进行的,需要依据具体情况确定弹道并向导弹装订。水面目标类型分为小目标和大目标,通常而言对小目标只能采用低弹道,对大目标而言,根据目标距离可以选择低弹道、高低混合弹道和全高弹道。单发导弹射击时,在分配的攻击目标满足射界的条件下,根据目标的信息自动规划弹道。[26]

突防能力

超声速技术和隐身技术都是提高反舰导弹突防能力的有效技术,但这两者对导弹的外形要求是不完全一致的。在远程飞航导弹设计中,多种因素权衡下更重视保证导弹的隐身性能。而射程相对较小的反舰导弹,不会由于耗油量较大而导致导弹的尺寸过大,因而更重视保证速度。理想的方案是集超声速和隐身于一体,以获得最佳的突防能力。美国设想的反舰导弹是高度智能化制导的超声速隐身导弹。随着超声速反舰导弹和隐身技术的发展,拦截超声速反舰导弹的技术和反隐身技术也在迅速发展。提高反舰导弹突防能力的另一重要途径是发展高超声速反舰导弹,特别是推进技术和材料的研究。[9]

数字处理

超音速反舰导弹目标识别系统主要包括高分辨率成像传感器、高速大容量数字信号处理器、图像信息处理及各种目标识别算法软件。国际上比较重视凝视型前视焦平面红外成像传感器的研发和使用,这种红外传感器具有灵敏度高、分辨率高、探测距离远、动态跟踪范围大、搜索效率高等特点,常用于新型高精度导弹的末制导系统,可探侧到目标温度微小变化。在图像信息处理上,主要采用新型红外自动目标识别算法,具有自适应和自学习能力强的特点。[12]

工作中,超音速反舰导弹首先将传感器获得目标图像信息进行预处理,由数字信号处理器进行综合分析,提取出目标固有特征信息与目标模板匹配,实现自动识别、跟踪、记忆和重新捕获目标等功能。[12]

优缺点

超音速反舰导弹控制和飞行特点是基于导弹所完成的使命和目标运动的特点所决定。反舰导弹的使命是隐蔽飞行、突然袭击、击沉或击伤目标舰。[27]

优点是制导精度高、突防能力强、破坏威力大。[28]不足之处是体积大,质量突出,携载不便;红外、雷达特征典型,被对方观察系统的发现距离较远;制导系统反应时间短,易受对方对抗措施影响;费用相对比较昂贵。[28]

主要分类

超音速反舰导弹属于反舰导弹,为第四代反舰导弹[5][6][7]按发射点和运载器分,可以分为防登陆、封锁海域用的为岸舰弹;海面拦截、船队护航用的为舰舰弹:远程警戒、机动奔袭舰队用的为空舰弹,水下隐蔽进击、破袭海上运输线用的为潜舰弹。[27]具有多种发射方式。[29]

陆基

以陆基发射方式,通过地面发射深井式与轨道移动式或专用发射汽车发射,能够在火箭发动机的推力作用下,按照预先设定的程序飞行,至关机后,再按照自由抛物线轨迹飞行。[30]

法国“凯旋”级战略核潜艇
法国“凯旋”级战略核潜艇

海基

由潜艇发射的弹道导弹,具有发射平台机动灵活、生存突防能力强等优点。当其射程够远、所带弹头当量够大、打击精度够高、能用于打击战略目标。[31]

采用国家地区

截至2024年1月,俄罗斯、美国、日本、中国、中国台湾等少数国家地区发展超音速反舰导弹。[15][32]

俄罗斯

俄罗斯是发展超音速反舰导弹最早、技术最成熟、导弹型号最多的国家,主要装备有“玄武岩”“花岗岩”“宝石”“日炙”(北约代号:SS-N-22)“X-31”“X-41”和亚超结合的“俱乐部”导弹等。[32]

日炙

日炙超音速反舰导弹(SS-N-22)是前苏联于1984年开始装备、外销最多的一型超音速反舰导弹,专门对付航空母舰战斗群和导弹巡洋舰,被世人称为航母的克星。“日炙”反舰导弹长9.75米,直径0.8米,弹头装有320千克的高爆炸药;动力系统为整体式液体燃料火箭冲压发动机,最大射程超过200千米,巡航飞行高度20米,飞行速度达3马赫,制导系统为惯导+主动雷达制导。[32]

日炙超音速反舰导弹
日炙超音速反舰导弹

缟玛瑙

俄罗斯缟玛瑙超音速导弹,出口型被称为“红宝石”(Yakhont,北约代号:SS-N-26)。于2002年结束测试,并进入俄海军服役。该型号导弹长约8米,发射质量为3吨,战斗部重量为300公斤,射程300公里(升级版“缟玛瑙”-M型可达800公里),在高空的最大速度为每小时3180公里(约合2.6马赫)。当靠近目标时,它可以下降到10米至15米的高度。[2]

缟玛瑙
缟玛瑙

美国

美国装备有海龙、标准6等超音速反舰导弹。[33][3]

海龙

海龙超音速反舰导弹能够和美国海军现有武器系统相结合。“海龙”导弹的射程是几百公里,主要作战目的是增强潜艇的防空、反潜和反舰能力”。[33]

海龙超音速反舰导弹发射
海龙超音速反舰导弹发射

标准6

美军超音速反舰导弹“标准6”,以防空能力为主要任务。“美军一直以来对标准防空导弹系列不断升级改进,尤其是对性能突出的‘标准6’,其技战术性能经过改装和试验后可以加装在潜艇上,而且基本技术、导弹结构和基本作战原理都没有较大变化,只是导弹从水上发射变成水下发射。[3]

美国海军阿利伯克级驱逐舰发射导弹
美国海军阿利伯克级驱逐舰发射导弹

中国

中国装备有CM-302等超音速反舰导弹。[4]

CM-302

CM-103系列导弹武器系统是一型多平台多用途远程超音速导弹武器装备,通过模块化换装,可以实现车载、舰载、机载多平台发射,可以有效攻击海面舰船、地面固定点目标以及地面防空系统等辐射目标。[34]导弹战斗部重250公斤,若采用半穿甲战斗部,可钻入军舰内部从里面爆炸,造成更大破坏。[4][35]

CM-103系列导弹武器
CM-103系列导弹武器

YJ-12E

YJ-12E(鹰击)多平台超声速对面攻击导弹主要用于打击大中型水面舰艇和地面高价值目标等,具有飞行速度快、突防能力强、隐蔽性好、作战自主性强、反应时间短等特点,可装载于水面舰船或机动车辆,也可拓展至飞机平台,还可通过集装箱形式灵活部署,是实现对高价值目标进行远程快速精确打击的有力武器。[35]

YJ-12E
YJ-12E

实战运用

截至2024年1月29日,仅有一例超音速导弹击沉水面舰艇的案例,即1988年4月18日的美伊海战,美军“辛普森”号导弹护卫舰FFG-56使用“标准”SM-1MR导弹(速度3.5Ma)连续两枚命中伊朗卡曼级导弹艇“乔森”号上层建筑,第三枚击中了“乔森”号的主甲板,“乔森”号随即起火燃烧并最终沉没。在此过程中,伊朗“乔森”号没有实施任何对抗手段,虽然美军使用了多枚“标准”SM-1MR导弹才击沉一艘200t的“乔森”号,但是“标准”SM-1MR导弹是按舰空导弹设计。[28]发展趋势

随着舰载防空武器射程和舰艇体系防空能力的增加,舰艇防御范围得到很大拓展,携带反舰导弹的飞机、舰艇只有在打击目标防区外发射导弹,才能确保自身安全,这就需要增加反舰导弹的射程来提高载弹平台的安全。目标防区外攻击将成为未来反舰导弹的主要攻击方式。[12]

突防能力

反舰导弹突防能力主要取决于舰艇对空中来袭目标的反应时间和拦截效能,而提高反舰导弹的速度,则可大大压缩目标舰艇发现反舰导弹的距离,降低其防空系统的反应时间和抗击效能。因此,如何通过增加反舰导弹的速度、提高其突防能力,是反舰导弹发展的重要方向。[12]

隐身能力

反舰导弹隐身能力作为衡量导弹性能的一个重要指标,也是影响导弹突防能力的一个关键指标。根据隐身原理,反舰导弹的隐身包括了外形隐身、隐形涂料隐身和红外隐身等,使反舰导弹的可探测性变得更低。[12]

精确打击能力

信息技术及人工智能在军事领域的广泛应用,提升了反舰导弹的网络化、智能化程度,同时提高了反舰导弹的精确打击和抗干扰能力。反舰导弹的网络化、智能化控制能力主要体现在中段自控飞行段和末段制导飞行段。随着信息系统的推广以及战场信息支持能力的加强,中继制导技术在反舰导弹上得到广泛应用,通过在导弹上加装双通道数据链,利用弹上传感器反馈的信息精确控制导弹。通过采用多模控制方式提高导弹在自控飞行段的网络化远程控制能力,控制人员还可根据战场情况实时控制反舰导弹规避防空火力区、选择舰船要害部位实施精确打击。[12]

在末段制导飞行阶段,反舰导弹通过采用红外/雷达双模制导方式,提高在近岸附近海域的目标识别和选择能力。如美军正在研制的“LRASM-A”反舰导弹主要采用雷达、光电、红外多模导引头,利用弹外先进传感器等设备进行抗干扰、目标搜索和识别,进而完成对目标舰艇的突击任务。[12]

争议方向

新型反舰导弹技术发展路线存在高亚音速高隐身与超音速大机动两个发展方向上的争论。这是由于反舰导弹以大于4马赫以上的高超音速持续飞行、机动,需要解决导弹冲压发动机及其整体外形的气动匹配、热防护材料与弹体结构、目标捕捉与飞行控制等问题。另外,超音速反舰导弹所要求的良好气动外形和隐身性能所需要的特殊气动外形存在矛盾,而克服这一矛盾需要解决一些技术瓶颈。因此,未来新型反舰导弹的发展方向主要体现为“亚超结合、聚焦高超”,即亚音速反舰导弹与超音速反舰导弹同时并存,超音速反舰导弹将成为反舰导弹发展的主要方向。对亚音速反舰导弹而言,侧重于超低空、超隐身设计,主要着眼低空突防能力的提升;而超音速反舰导弹侧重于超高音速、大机动、远程高弹道设计,甚至发展弹道导弹作为反舰导弹,主要着眼以速度取胜。[12]

参考资料 35

  1. Japan to begin mass production of new ASM-3A supersonic anti-ship missile — janes
  2. 俄媒:在这款超音速导弹面前,乌军防空系统无能为力 — 参考消息
  3. 美“海龙”或为潜射型“标准6”导弹系统 — 新华网
  4. 请献上膝盖!中国全程超音速反舰导弹完爆雄风3 — 环球网
  5. 反舰导弹:迈入“多元”新阶段 — 中国军网
  6. 参考 6
  7. 参考 7
  8. 俄制反舰导弹的“彩虹基因” — 光明网
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 舰船"杀手"反舰导弹的外军使用现状及发展趋势 — 中国军网
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 我国新型超音速反舰导弹在中国航展上首次亮相 — 中国政府网
  16. 美国计划为所有伯克级驱逐舰配高超音速导弹 然而垂发单元不够大 — 环球网
  17. 美媒:菲律宾购买3套印度超音速反舰导弹系统,射程被降低 — 环球网
  18. 俄再次空袭敖德萨,乌军方罕见承认:无法拦截俄超音速反舰导弹 — 环球网
  19. 美海军试图提升反舰战力 — 人民网
  20. 俄研发新型护卫舰搭载更多“口径”导弹 — 光明网
  21. 参考 21
  22. 参考 22
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
  27. 参考 27
  28. 参考 28
  29. 参考 29
  30. 参考 30
  31. 潜射弹道导弹:神秘的“水下重剑” — 百家号
  32. 舰船"杀手"反舰导弹的外军使用现状及发展趋势 — 中国军网
  33. 美国研发潜射版标准6导弹?潜艇防空把握主动权 — 海外网
  34. 震撼登场!导弹、无人机……50余型先进装备首次亮相航展 — 北京日报
  35. 海防导弹武器系统“鹰击”家族集体亮相中国航展 — 图片中国
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