央視首次公開紅旗16F光桿彈,160公里外無死角攔截。
根據央視的報道,全球第一款中程野戰光桿彈防空系統,紅旗16F光首次公開,消息一出來,很多人就盯上了一個詞,光桿彈。
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什么是光桿彈?就是把導彈身上那些主彈翼全部去掉,只留尾巴上的舵面。這么一改,飛行阻力直接掉了一大截,再配上新設計的固體火箭發動機,射程能干到160公里,是原來帶彈翼型號的兩倍。研制人員自己也說,這套光桿彈方案,在同類型武器里就是領跑的存在。
但問題也來了,光桿彈既然這么厲害,為什么以前很少見到?說到底,就是太難造了。
一、取消所有彈翼,光桿結構導彈難度太高
傳統導彈為什么一定要有彈翼,核心就在飛行原理上。
常規戰術導彈,彈身中段那兩片翅膀,作用很實在:一是產生升力,托住導彈別往下掉;二是靠翼面上的活動舵面偏轉,制造轉彎需要的轉動力道;三是有彈翼以后,導彈的氣動中心比較好安排,飛起來不容易自己瞎翻。
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可以說,有了翅膀,導彈不用拉很大角度就能獲得足夠的轉彎力,對發動機推力反應速度的要求也可以低一些。
但翅膀這東西也有代價。多出來的翼面等于多了阻力,多了重量,雷達一照反射面積也大,很容易被發現,高速飛行的時候還容易摩擦生熱。
把全部主彈翼都砍掉,弄成一根光桿,就等于讓導彈的彈體自己來產生升力。
這直接導致一個結果,導彈在大部分飛行時間里,自己是不穩的,只要不干預,馬上就會亂轉,別說打擊目標了,控制都沒辦法控制。
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這就意味著,過去靠翼面那套控制辦法,徹底不管用了。
美國那邊也不是沒打過光桿彈的主意。
空對空導彈方面,他們規劃了AIM-260,要搞光桿設計,但喊了幾年到現在也沒見正式列裝。
陸軍防空這邊更明顯,愛國者系列,從最早期的型號一直到最新的PAC-3 MSE,中部彈翼一直老老實實留在那里。原因不是他們不懂,而是愛國者的整套配置,發射箱、后勤存儲、火控系統,全是幾十年的老底子。美軍為了控制裝備升級成本,一直要求新彈必須兼容老平臺。你要突然換成一根光桿,發射箱要重做,氣動外形全變,火控算法要推翻重寫,后勤備件跟著全換,這個改動量和錢,已經超出了現有預算能承受的范圍。
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而且這個技術難度,美國也不確定自己能搞定。
紅旗16F能把光桿彈這條路走通,第一步就是動力系統得徹底翻身。它裝的新型固體火箭發動機,燃料是更高能的新配方,燃燒時間比上一代產品延長了一倍。最關鍵的是,發動機屁股后面有可以偏轉的噴口,也就是推力能拐彎,彈體上還裝了側向小火箭。沒翅膀,不靠翼面力矩,就靠噴口實時調向和側推火箭的快速響應,硬是把機動過載做到了最大35G。
這對發動機噴口轉動的快慢、密封靠不靠譜、燃料燒得穩不穩,都是全新的要求。跟它配套的飛控軟件,必須在毫秒級的時間里,把飛行速度、高度、姿態這些參數全算清楚,算出該偏多少噴口、該不該點側推火箭,然后把指令發出去。
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從低空到高空,從亞音速到超音速以上,所有飛行區間都要兜住,算法出一丁點差錯,導彈就失控。
動力和飛控還只是開胃菜,更難的是彈上這么多設備往哪兒塞。
沒彈翼,彈體直徑卡得很死,內部只夠放下戰斗部、發動機和必須的那幾樣東西。
防空導彈最前面是雷達導引頭,這東西本身就占掉彈頭絕大部分地方,緊跟著是制導電子艙、電池組和戰斗部。過去有彈翼,一部分天線、電纜,甚至一些小塊設備可以分散到翼根或者翼面里面去。現在全沒了,多部天線、發射機、接收機、信號處理器、慣性測量器件、電源管理,全得往一根細長柱狀空間里擠。
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東西一扎堆,第一個麻煩就是發熱特別集中。
雷達導引頭的收發組件、發射器件、高速信號處理器一開機就猛發熱。外面也不消停,導彈在高空高超聲速飛行,氣動加熱往殼體里傳。以前彈翼還能當個散熱面,現在沒了,熱量只能靠彈體表面往外輻射和對流散走,要么在內部塞熱管,用能臨時吸走熱量的材料去扛過短時間的高溫沖擊。散熱搞不好,電子設備隨時罷工。
第二個麻煩是電磁會沒辦法融合。
雷達導引頭發射的高功率信號,很容易順著電源線、殼體和接縫串到慣性測量電路和引信放大器輸入端去。引信那個中頻多普勒信號又特別脆弱,數字電路時鐘稍微產生點信號波就能把它干擾了。
過去有彈翼,天線拉開距離,空間隔離容易做。
現在全在一條縱軸線上前后排著,互相之間的隔離只能靠精心安排頻率、分時工作、加強過濾信號波,甚至把接收機靈敏度的極限吃干榨凈。戰斗部裝藥和引信安保機構也擠在一塊地方,高密度電池組放電安全、抗沖擊、溫度控制,一樣不能多占體積。
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這些難處單獨拎出來一個,都可以通過折中設計緩解一下。
問題是當它們全塞進一枚必須同時滿足射程、速度、過載和命中概率的防空導彈里面,還不允許加大加長加重,難度就不是累加的關系了,是互相打架。
能把這么多矛盾在工程上收斂到一個可以批量生產、可以長期儲存、可以拉出去打仗的武器,背后是在電子小型化、散熱設計和電磁兼容三個方面全達到了非常高的水平。
所以講到底,光桿彈是防空導彈進入更高能量密度、更高集成度的標志,
它考驗的是的是一個國家在飛行控制、高比沖發動機、微電子與熱管理、先進制造這些基礎工業的綜合輸出能力。
沒有足夠厚實的工業底子和長期試錯摔打出來的經驗,原理都擺在那里,一樣造不出經得起實戰檢驗的光桿彈。這就是技術難度底下藏著的真東西。
但是造出來光桿彈,價值就不一樣了,它徹底顛覆了傳統野戰防空的防御邏輯。
二、160公里外攔截導彈,還能做到360度無死角
當光桿結構真做成了,對防空導彈來說,160公里外攔截目標,整個事情的意義就完全不一樣了。而且根據我們的公開數據現實,外貿版的紅旗16E雷達對戰斗機的探測鎖定都已經可以達到250公里了,這就說明了我們自己用的性能會更強。
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紅旗16F的出現,把陸軍野戰防空體系的火力外沿直接推到了160公里這個距離上,這個數字已經和傳統意義上的遠程區域防空武器看齊了。
公開信息說得清楚,這型導彈主要對付固定翼戰機、無人機、巡航導彈和武裝直升機。
拿典型的亞音速巡航導彈算一下,速度大約一馬赫,海平面每秒340米左右,160公里意味著從目標進入探測范圍到沖到發射陣位,可用時間窗口接近8分鐘。
對比以前紅旗16A和紅旗16B那三四十公里到七十公里的射程,攔截距離多了幾倍,留給防空作戰的預警、跟蹤、識別和決策時間一下就拉長了,整個容錯空間發生了最根本的改變,不會因為1次沒攔成功就沒機會了,火力通道也很從容,同一個威脅可以組織兩到三次攔截。
當年美軍在伊拉克那邊應對大規模導彈突襲,愛國者系統射程大概30公里上下,留給操作人員的反應時間只有一分鐘出頭,一次沒攔住就沒機會了。
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紅旗16F這8分鐘,面對飽和攻擊的時候,完全夠用,可以從容組織攔截。
除了160公里超遠射程,光桿彈結構還帶來另一個直接好處:360度全方位無死角的攔截能力。
傳統帶彈翼的防空導彈,發射之后要先把姿態回正,靠氣動舵面慢慢建立控制力矩,剛離開發射筒那一段,存在一個沒法有效機動的近界盲區。對于側面或者后方突然冒出來的目標,傾斜發射雖然能提前給一個指向,覆蓋還是受限;早期那些垂直發射型號,更要先爬升,再靠氣動面一點一點轉彎,響應速度和最小射程都會被拖后腿。
紅旗16F用的光桿彈構型,沒有大彈翼,彈體光溜溜的,阻力直線下降,這是它對射程有直接貢獻的地方。而它的飛行控制,靠的是尾部氣動舵再加上推力矢量系統一塊兒干活。這里頭一個關鍵家伙就是燃氣舵。
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導彈一點火,發動機噴出的高溫氣流經過燃氣舵一偏轉,在出筒的瞬間就能給出一個直接的側向力。不管目標從哪個方位出現,都能在極短的時間里完成大角度快速轉彎,根本不用等氣動舵效慢慢起來。
也就是說,對于任何方向突然冒出來的目標,都不存在轉彎死角,真正做到了360度全方位攔截。
這樣一來,紅旗16F等于把傳統的野戰防空邏輯徹底顛覆了。
以前陸軍集團軍屬下的防空導彈,主要干的是重點防御和有限區域防御。比如紅旗16A跟著機械化梯隊走的時候,只能在三四十公里范圍內給重點目標撐開一把保護傘。現在射程拉到160公里,這把傘從戰術縱深直接推到了戰役縱深,可以搶在敵方防區外發射的精確制導彈藥、偵察打擊一體無人機和滲透戰機進入攻擊陣位之前,就把它們解決掉。
那8分鐘窗口除了能搞多次攔截,還給多傳感器協同創造了條件。
目標信息可以讓前沿雷達、預警機或者其他防空單元通過數據鏈分發過來,導彈可以直接采用發射后不管,也可以加入指令修正的路子,中途不需要發射平臺一直引導導彈擊中目標,這樣發射陣地的暴露風險大大降低。
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碰上蜂群無人機飽和攻擊的時候,這個好處尤其明顯:一輪齊射打出去,發射車馬上轉移,后續攔截由別的節點接著引導。
可以說,紅旗16F一列裝,陸軍手里就多了壓縮對方空中走廊寬度的新辦法。
防空網絡不用非得等中遠程戰區級系統來一層一層搭,野戰防空自己就能提供大跨度的連續覆蓋,和紅旗17近程防空、紅旗19超遠程防空搭在一起,殺傷區緊密咬合,沒有縫隙。
同時,高射程加上全向交戰能力,意味著機動兵力碰到側后方滲透或者彈道路徑彎曲的巡飛彈偷襲的時候,不必再調轉發射車朝向,也不用依賴補盲武器,系統自己就能把探測到摧毀的全過程跑完。
紅旗16F的公開,擺明了中國已經建起一套走在全球前列的多層防空體系網絡。
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