如何对抗,美国反导系统

  出品:科普中国军事科技前沿

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  作者:海权社工作室

  策划:肖春芳

  作者:贾晨阳 北京航天情报与信息研究所高级工程师

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  监制:光明网科普事业部

  制作:中新起乐军情观察室

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  从坦克诞生的那一天起,人类就开始寻找打破这种身披重甲的战争巨兽的方法。从最开始的集束手榴弹,到战防炮、反坦克步枪再到后来的各种水平面上的反坦克武器,再到立体的反坦克武器。反坦克武器的发展和人类战争的发展也是同步的——从水平面上的战争到立体的空地一体化的战争,而那些垂直攻击坦克顶盖的武器常常让坦克兵谈之色变,这其中就包括末敏弹。

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  5月9日,一年一度的俄罗斯胜利日红场阅兵如期举行。在此次阅兵中,俄罗斯高调展示了以“亚尔斯”洲际弹道导弹和“匕首”空射高超声速导弹系统为代表的新一代战略导弹武器,引发世界高度关注。俄罗斯更是多次公开宣称,其研发的新一代战略导弹武器将能够“轻松突破美国当前反导系统”。究竟这些导弹武器有何能力,光明网军事科技前沿为你一探究竟。

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  运-12是在运-11的基础上发展的,1980年初开始设计,有运-12I型和II型两种。运-12I型为原型机,最初选用普拉特•惠特尼加拿大公司生产的PT6A-10涡桨发动机,单台功率349千瓦(475轴马力),后改用PT6A-11涡桨发动机,单台功率367.7千瓦(500轴马力)。运-12I型飞机于1982年7月14日首次试飞成功后只生产了两架。由于考虑到保持起飞重量5000千克不变条件下单发性能的需要,改用PT6A-27涡桨发动机,单台功率456千瓦(620轴马力)。改型后定名为运-12II型飞机。

  “亚尔斯”——俄罗斯现役陆基战略力量的中坚

  图-160是前苏联为了应对美国“先进有人驾驶战略飞机计划”的B1B枪骑兵超音速战略轰炸机,于20世纪70年代开始研制的变后掠翼重型超音速战略轰炸机,是前苏联批量生产的第一种重型飞机。

  我国某型末敏弹

  运-12II型飞机于1985年12月24日获得国家型号合格证,1986年12月获得生产许可证,1990年6月获得英国民航局型号合格证。到1993年5月和外商共签订52架订货合同,,国内销售20架。飞机单价250万美元(1993年)。

  “亚尔斯”导弹是俄罗斯最新服役的洲际弹道导弹,它是“白杨-M”导弹的多弹头改进型。和“白杨-M”导弹一样,也是由久负盛名的莫斯科热力工程研究所研制。“亚尔斯”导弹发射重量达49吨,携带4枚分导式弹头,最多可携带10枚分导式弹头,弹长约21.9米,弹径1.9米,采用三级固体推进,最大射程达11000千米,命中精度为250米。

  1987年5月,图-160开始进入部队服役,1988年形成初始作战能力。图-160的作战方式以高空亚音速巡航、低空亚音速或高空超音速突袭为主,在高空时可发射长程巡航导弹在敌人防空网外进行攻击;担任防空压制任务时,可以发射短距离导弹。此外,图-160还可以低空突袭,用核弹头的炸弹或是发射导弹攻击重要目标。

  末敏弹主要使用的是爆炸成型弹丸(Explosively Formed Projectile,EFP),这种弹丸在早期曾经被称为自锻破片(Self-Forging Fragment,SFF),这也是在军事爱好者群体中流传最广的一种称呼,当然在某些著作中这种弹丸也被称为米内斯-沙汀战斗部(Misznay-Schardin Warhead)或者弹道盘(Ballistic Disk),这种战斗部从分类上来看应该还是属于化学战斗部的,因为这中战斗部是一种另类的破甲弹,这种弹头再利用聚能原理将大锥角的金属药罩爆轰成为一个短粗的类似于穿甲弹(Armor Piercing shell,AP)的高速侵彻体战斗部。

  后期,哈尔滨飞机制造公司又在研制运-12III型和运-12IV型,这两种型别的气动外形和基本型一样,但IV型换装国产涡桨-9发动机,采用尖削翼尖,四桨叶螺旋桨,以降低噪音;起落架换装大机轮。

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  2015年4月,俄罗斯国防部长绍伊古视察喀山飞机制造厂时,出人意料地提出了恢复生产图-160战略轰炸机的设想。2016年2月,俄罗斯前空天军总司令邦达列夫宣布第一架新制造的图-160M2将在2021年进行首飞,俄罗斯现有的图-160将接受改造。飞机将获得第二代NK-32发动机、新的航电设备和机载防御系统,以及射程更远、威力更大的战略导弹(由图-160M2携带)。这些新东西将使“海盗旗”的战斗力提升60%。

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  运-12飞机,具有使用简单、机动灵活、可在简易跑道上起飞和着陆、用途广泛等特点。该飞机先后取得了中国CAAC、英国CAA、美国FAA、法国DGAC及澳大利亚、新西兰、印度尼西亚等国家的适航认证,是中国获得英、美等发达国家适航认证的机型。

  俄罗斯红场阅兵仪式上的亚尔斯(图片来自网络)

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  经典爆炸成型弹丸(图片来源:教材《弹药概论》)

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  2007年,“亚尔斯”导弹在普列谢茨克航天发射场进行首次试射,2007年12月和2008年11月又分别在普列谢茨克航天发射场进行了两次试射。2010年,俄罗斯完成首个“亚尔斯”导弹团的部署。到2020年,俄罗斯将完成108枚“亚尔斯”导弹的部署。

  这种战斗部和其他的通过门罗效应形成的高温金属射流不同的是:

  “匕首”高超声速导弹系统——空射版“伊斯坎德尔-M”

  首先,这种战斗部对爆炸的高度并不敏感,普通的破甲弹的最适炸高是弹头直径的两到三倍左右,也就是说80毫米的弹头最适炸高或者说爆炸距离是距离装甲160到320毫米左右,其他口径的破甲弹以此类推,而EFP战斗部可以再800-1000倍弹径的炸高上取得有效的攻击效果。

  “匕首”空射高超声速导弹系统是俄罗斯9K273“伊斯坎德尔-M”(北约代号SS-26)近程弹道导弹的空射版。高超声速导弹与超声速战斗机构成的“机弹”组合是性价比最高的战斗组合。该导弹速度可达10马赫,射程约2000千米,可携带核弹头和常规弹头,能够有效突破现有防空和反导系统,其结构类似于美国高级研究计划局的“战术助推滑翔”高超声速武器(计划2019年进行飞行试验)。

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  2018年3月11日,俄罗斯成功试射了一枚“匕首”高超声速导弹。从公布的视频中可看出,该导弹从“米格”-31战斗机机身下方发射,并经过爬升过程后进入俯冲阶段,利用其机动能力从不同角度打击舰船目标。

  中国当前使用的PF89式80毫米火箭筒

  “萨尔马特”——当今世界上最具威力重型洲际弹道导弹

  其次,因为这种弹头比较粗短,更像一发穿甲弹的缘故,所以说这种战斗部并不会受到各种反应装甲的削弱。要知道,无论是反应装甲的流性形变还是爆炸式反应装甲的高爆反应盒都能对破甲战斗部造成足够大的威胁,这也是世界上许多坦克都在装甲外面安装爆炸式反应装甲或者惰性反应装甲的原因。

  “萨尔马特”导弹(RS-28)是俄罗斯最新研发的新型液体洲际弹道导弹,用于替代“撒旦”洲际弹道导弹,由马克耶夫国家导弹中心研制。俄罗斯战略火箭兵部队司令卡拉卡耶夫曾表示,研发“萨尔马特”液体洲际弹道导弹,就是为了获得“更强的突破美国导弹防御系统的能力”。

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  该导弹可携带10个重型或者15个中型分导式核弹头,射程大于10000千米,可能采用“一体两型”的设计思路,针对西欧和美国提出不同的设计方案。其中:针对美国的方案,导弹发射重量150~200吨,射程16000千米,投掷重量达8吨,略高于“撒旦”;针对欧洲的方案,导弹射程9000千米,发射重量100~120吨,投掷重量5吨。两种设计都采用了分导式核弹头,体现了俄罗斯突破美国反导系统的坚定决心。

  二战德国使用的穿甲弹,从外形上看和EFP战斗部很像

  与“撒旦”相比,“萨尔马特”飞行动力更为强劲,突防手段更先进,发射装置防护性更强,适应更复杂的发射环境。2017年12月27日,“萨尔玛特”导弹首次发射试验获得成功。俄罗斯计划于2019—2020年在战略导弹部队的乌茹尔导弹师与多姆巴罗夫导弹师列装该导弹系统。

  除此之外,这种战斗部的杀伤效果也要远远好过普通的破甲弹,因为破甲弹在依靠金属射流杀伤攻击路径上的目标之外,还依靠射流在穿甲过程中带起的装甲碎屑四处飞溅杀伤目标。但是金属射流带起的碎屑实在是太少了,所以破甲弹的杀伤效果长时间受到诟病,但是EFP的弹丸不仅可以进入装甲单位内部飞溅杀伤,还可以带起大片的装甲崩落,进一步扩大杀伤后效,装甲崩落的效果可以参考碎甲弹攻击轧压均质装甲(Rolled Homogeneous Armour,RHA)。

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  此次参加阅兵的米格-31BM截击机,腹部挂载“匕首”高超音速空射弹道导弹。

  碎甲弹造成的装甲崩落效果,EFP战斗部造成的装甲崩落效果类似(图片来源:教材《装甲防护基础》)

  “前锋”高超声速助推滑翔飞行器——高超声速战略武器

  所以这种战斗部被拱顶的末敏弹和路边地雷所使用,根据一些资料披露,以色列的SM122/7C EFP反坦克地雷曾经在五十米开外将一辆苏联的T系列坦克的侧装甲炸的稀烂,此次事件的发生也让世人坚定了将EFP战斗部发扬光大的信念。所以人们将这种武器安装上了毫米波引信,对装甲车辆的顶盖进行攻击。

  “前锋”高超声速飞行器是由陆基发射的一种洲际无动力助推滑翔飞行器,由两级助推火箭发射至20马赫(可由“萨尔马特”洲际弹道导弹发射),横向机动达数千千米,能避开现有防空和导弹防御系统,因此也被称为高超声速战略武器。目前俄罗斯已开始进行“前锋”高超声速飞行器的批量生产。

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  “前锋”高超声速飞行器类似于美国国防高级研究计划局的HTV-2高超声速滑翔飞行器(HTV-2在2010-2011年间进行过2次飞行试验,均已失败告终),二者均采用陆基发射方式,速度达到20马赫。该高超声速飞行器外形呈三角形,与助推火箭第二级分离后再入大气层并滑翔至目标,利用其机身上方尖锐后掠尾翼和机身后方的副翼保持稳定性并进行机动控制,绕过防空系统。在高超声速飞行过程中,该飞行器表面采用的复合材料可承受1600℃-2000℃高温,因此也被普京形象地称为“火球”。

  EFP战斗部击穿T系列坦克造成的巨大空洞(图片来源:教材《装甲防护基础》)

  近年来,为应对日益增长的军事威胁、谋求恢复强国地位、提升军队战斗力,俄罗斯加快新一代战略导弹武器的发展,并以提升导弹的生存能力与突防能力作为重点。

  世界主流的末敏弹的外弹径都是155毫米,一发炮弹携带2-3枚弹丸,弹丸的直径在130-150毫米之间,穿深可以达到100毫米以上。这些小弹丸可以再坦克上空起爆,并在红外和毫米波雷达的制导之下搜寻自己的攻击目标,并对坦克的“头皮”进行毁灭性的打击,可以说这种武器已经超越了攻击顶盖的标枪导弹,因为标枪破甲战斗部可以被爆炸式反应装甲削弱。

  为突破美国的反导系统,俄罗斯不仅研发了高超声速导弹武器,而且新研制的战略弹道导弹还采用了更加先进的突防技术,极大的增强了突防能力,增大了美国反导系统的拦截难度。

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  随着俄罗斯新一代战略导弹武器的研制完成和成功部署,俄罗斯将形成具有反应时间短、命中精度高、生存和突防能力强等特点的新一代战略导弹武器装备体系,并将会对以美国为首的北约产生极大的战略威慑力,对美国反导系统形成巨大压力。

  标枪导弹发射过程

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  但是随着装甲技术的发展,人类已经找到了可以正面对抗空降的EFP战斗部方法,而且已经被成功是运用在了坦克之上。中国的99A坦克已经不再惧怕世界各国的末敏弹,因为中国的99A的顶盖的防护能力已经达到了三位数。中国的99A坦克的头皮的防护能力除了依赖于优秀的物理厚度还依赖于中国最近刚刚在该型坦克上面使用的聚能反应装甲,如果说爆炸式反应装甲是在坦克的外装甲上面集成了很多可以把手中的盾牌扔出去的小人,那么聚能反应装甲就是在盒子中集成了一排类似于圆柱形状的破甲单元。

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  利刃反应装甲模型,中间凹进去的圆柱体是聚能反应单元

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  聚能反应装甲的攻击效果

  在外层的装甲层被击穿的时候,聚能反应装甲单元就会被激活,然后这些单元就会像一发破甲弹一样击中正在侵彻装甲的高速侵彻体,如果侵彻体的横向强度不够的话,很容易在聚能反映单元的攻击下折断。即使是粗大的EFP高速侵彻体也不例外,即使这种侵彻体凭借足够大的直径没有被聚能反应单元切断,穿深也会因为失去了横向的强度而大幅下降。

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  被切断的穿甲弹弹杆

  所以说虽然末敏弹有着诸多的优点,但是这种弹药远远不能说是无敌的,从当前的陆地装甲水平来看,也远远没有到达攻远大于防的地步,最起码从现在来看,当今陆军的技术水平还处于一个攻防平衡的状态,但是在不就得未来尾翼稳定脱壳穿甲弹(Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot,APFSDS)将大量使用复合材料弹芯。或许那个时候坦克的攻防将真正被打破。(图片除标注外,均来自网络。)

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