国外反舰导弹发展及启示∗

2017-11-28 01:58宋贵宝罗亚民
舰船电子工程 2017年10期
关键词:反舰导弹超声速导弹

刘 杨 宋贵宝 罗亚民

(1.北京市西三环中路19号 北京 100841)(2.海军航空工程学院 烟台 264001)

国外反舰导弹发展及启示∗

刘 杨1宋贵宝2罗亚民2

(1.北京市西三环中路19号 北京 100841)(2.海军航空工程学院 烟台 264001)

通过介绍国外反舰导弹的发展历程和技术特点,分析反舰导弹发展面临的问题,并探讨了反舰导弹技术重点发展方向,最后给出了对我军反舰导弹发展的启示,可以为我军新型反舰导弹的发展提供参考。

反舰导弹;导弹发展;发展历程

1 引言

反舰导弹指的是遂行海上作战的主要攻击武器,可以通过多种武器发射平台发射的用于攻击水面舰艇的导弹,采用半穿甲、高能爆破战斗部或者聚能破甲,命中一枚即可能使得一艘中型战斗舰艇战斗力丧失或沉没。反舰导弹在二战之后问世,迅速发展成一种新型的主战武器,至今已经经历了四代更新改革,并且逐步走向通用化,实现反舰导弹对陆攻击。具有高费效比的反舰导弹被各个国家所青睐,全世界已经有20多个国家和地区生产了200多种反舰导弹,部署在70多个国家和地区。

2 国外反舰导弹发展历程和技术特点

反舰导弹可以按照发射平台和射程进行分类。按发射平台可以分为岸舰导弹、舰舰导弹、潜舰导弹和空舰导弹。按射程可以分为近程、中程和远程反舰导弹。近程反舰导弹多装备在直升机和导弹快艇上,用作近海防御作战;中程和远程反舰导弹装备的平台多样,主要用于攻击航母、驱护舰和运输船等大中型目标[1]。

2.1 发展阶段及技术特点

真正具有杀伤力的反舰导弹是从二战之后发展,并且随着科技进步和战场环境变化,反舰导弹一直都在朝着增大射程、提高精度和提升突防能力的方向发展[2],至今已经发展了四代。

20世纪40年代,美国、俄罗斯和瑞典等国就在德国的V-1导弹和各国航空工业的基础上发展第一代反舰导弹。第一代反舰导弹采用脉冲喷气或者飞机用的涡喷发动机推进,驾束式或无线电指令制导[3]。它们虽然比航弹、火炮的攻击距离远,精度更高,但是导弹尺寸更大,设备笨重,飞行速度低,发射之后,仍然需要发射舰艇或者飞机对其进行跟踪控制。直到50年代末期,俄罗斯才首先在反舰导弹上使用了末制导系统。

法国的飞鱼、以色列的迦伯列[4]等反舰导弹在20世纪70年代初开始服役,标志着第二代反舰导弹的出现。这一代导弹采用火箭发动机推进、自主制导、亚声速掠海飞行、半穿甲爆破型战斗部的小型化导弹。但是由于采用的是火箭发动机推进,又在超低空飞行,故射程较近,速度较低。

20世纪70年代初开始发展第三代反舰导弹,这一代导弹采用高效率的小型化涡喷或涡扇发动机推进[5]。它采用了更先进的电子技术,具备了再攻击能力,提高了抗干扰能力。在设计上,它采用了一弹多用、模块化和预筹产品改进技术。小涡喷或小涡扇发动机耗油率低,使射程能够达到几百公里,甚至几千公里,所以第三代反舰导弹在增大射程方面取得了重大突破,但是飞行速度仍然是亚声速,由于拦截反舰导弹的舰对空导弹的迅速发展,亚声速导弹面临严重的突防问题。

20世纪70年代末至今,各军事强国都在着手解决反舰导弹的突防问题,大力发展整体式火箭冲压发动机推进的超声速反舰导弹,此为第四代反舰导弹。其中,俄罗斯较快在该型发动机的研制中取得技术突破[6]。但是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。但迄今为止,既保持长航程巡航又能够在突防过程中匹配提供超声速动能的发动机并未研发成功。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。

2.2 美国反舰导弹发展特点

美国现役反舰导弹主要有捕鲸叉系列[7~8]、战斧 BGM-109B[9]、海军幼畜 AGM-65F[10]。其发展特点:一是型号少、性能先进;二是走基本型、系列化道路;三是均为亚声速。

1)捕鲸叉系列

捕鲸叉在1970年开始研制,1978年开始服役,陆续发展了舰舰型RGM-84A、空舰型AGM-84A和潜舰型UGM-84A,生产的岸舰型主要用于出口。

美国海军在其基本型基础上,相继发展了Block 1B、1C、1D、1G和Block 2型,其性能主要改进情况见表1。

美国的主要作战舰艇和飞机均装备了捕鲸叉导弹,总数约3700多枚。有20多个国家或地区购买了捕鲸叉导弹,其中包括英国、日本、印度、泰国、韩国、台湾等,总数超过3000枚。

表1 捕鲸叉系列主要性能改进情况表

2)战斧BGM-109B

战斧导弹主要有舰射型和潜射型,其采用模块化设计,主发动机、制导系统均为捕鲸叉使用的改进型,战斗部为小斗犬B导弹战斗部的改进型。BGM-109B的改型目前有Block3,改进后的导弹主要采用INS∕GPS制导,换用涡扇发动机,增加对地攻击、航路规划、二次攻击功能,末段飞行高度不大于3m。战斧BGM-109B只装备了美军,没有出口。其主要装备攻击型核潜艇、巡洋舰和驱逐舰,用于航母编队远洋作战。

3)LRASM导弹

在2009年美国海军和DARPA签订合同,准备研制远程反舰导弹,即 LRASM[11~13],作为美国海军的新一代反舰导弹。项目伊始,在对超声速高机动和亚声速隐身这两个方案进行论证之后,选择了亚声速隐身方案。LRASM导弹对推进系统功率进行了提高,使得最大射程能够达到500海里,并且综合了多模式射频传感器和高度计,还增加了武器数据链和数字式的抗干扰GPS。2013年对LRASM的空射试验,命中三个海上移动目标。2014年,美国国防部将OASUW计划的第一型号确定为LRASM导弹,并且LRASM导弹计划将于2018年列装美国海军[14]。

2.3 俄罗斯反舰导弹发展特点

反舰导弹作为俄罗斯战术导弹系列中最大的家族之一,门类齐全,品种繁多,数量庞大,居世界领先位置。从20世纪70年代末起,俄罗斯问世一批技术明显提高的超声速反舰导弹,其一改过去大笨粗重的形象,采用复合制导技术和多种抗干扰措施,同时保持了较大的战斗威力。由于第四代反舰导弹的出现,使得俄罗斯与美国海上对抗接近平衡,现已经成为了俄罗斯海军海上打击力量的核心武器。

1)俱乐部系列

俱乐部反舰导弹是前苏联于1985年开始研制,具备对陆攻击能力的反舰导弹,并于2000年服役。其主要采用三级弹体实现了亚声速巡航,超声速突防,并且采用了埋入式进气口,满足了鱼雷管发射的要求。俱乐部导弹主要装备在俄罗斯的攻击型核潜艇上[15]。

2)宝石系列

宝石[16]是在花岗岩导弹的基础上发展的远程超声速反舰导弹武器系统,其包括舰舰型、潜舰型、空舰型和岸舰型,并在2003年服役。另外,在宝石的基础上,与印度合作开发了布拉莫斯导弹。宝石导弹全程超声速,弹道分为高低混合和全低两种,主被动雷达可以二次开机,且能够切换工作,抗干扰能力强[17]。

2.4 其它国家和地区反舰导弹发展特点

日本、印度和中国台湾地区,在反舰导弹发展方面也取得了不小的成就,一直以来都是值得我们关注的对象。其反舰导弹的发展,对周边国家有重大影响,直接对反导系统提出了更高的要求。

1)日本

日本在大量采购美国“捕鲸叉”导弹的基础上,还发展了自己的反舰导弹,如ASM-1、ASM-2空舰导弹,SSM-1岸舰导弹等,但以中近程、亚声速为主;目前正在研制ASM-3空舰导弹[18]为超声速,于2010年开始研制,2016年批量装备海上自卫队。其采用冲压发动机,使得导弹能够实现超声速飞行。

2)印度

布拉莫斯PJ-10导弹[19]是俄罗斯和印度联合研制的超声速反舰导弹,印度军队在2005年装备该型导弹,其最大射程为290KM。但是在此之前,印度反舰导弹以采购国外导弹为主,包括美国的捕鲸叉AGM-84A,俄罗斯的冥河SS-N-2、俱乐部-S潜舰导弹、宝石舰舰导弹。2014年印度展示了小型化的空射型布拉莫斯-M,虽然破坏威力比普通型号小很多,但是装载量是之前的三倍,突防能力也更加强大,飞行过程能达到5Ma~8Ma的高超声速。

3)中国台湾

台湾从国外采购了迦伯列-2、奥托马特、捕鲸叉、飞鱼AM-39,并自主研发了雄风系列反舰导弹。雄风-2在逐渐替代雄风-1导弹,雄风-3导弹[10]是主动雷达寻的加上红外寻的以及GPS导航的复合制导,其抗干扰能力相对雄风-2来说,有了很大的提高,并且命中率也更高,主要装备在台湾成功级、康定级驱逐舰和光华级导弹快艇上。

4)其它国家

法国是最早发展反舰导弹的国家之一,除了著名的飞鱼系列,还有AS-12、AS-15TT空舰型等。而挪威的海湾地形使得其大力发展反舰导弹,其发展的企鹅系列比较早的装备在小型舰艇上,而且其NSM导弹作为一种隐身导弹,被美国看中并作为基础发展了JSM导弹。此外,瑞典的RBS导弹和意大利的奥拓马特导弹都有着很高的声誉。

3 反舰导弹技术重点发展方向

3.1 反舰导弹发展面临的问题

反舰导弹杀伤力越来越强的同时,各国也在积极防御反舰导弹,所以反舰导弹的发展也面临着很多问题。

1)隐身目标

随着反舰导弹的发展,各军事强国也不断寻找方法躲避反舰导弹的攻击,其中发展隐身技术,从而导致敌方难以探测到自身,以达到将自身保存下来的目的。

现代舰艇为了使自身成为隐身目标,通常采取对反舰导弹的末制导雷达进行多种电子干扰,其中使用最普遍且最有效的方式当属箔条干扰[20]。另一种隐身技术时减弱雷达反射波,雷达发现舰艇的距离与目标的雷达散射截面积的1∕4次方成比例。因此隐身目标也会采用减小散射截面积的做法来降低雷达的探测距离,从而提高自身的生存概率[21~23]。

隐身目标对反舰导弹的命中率构成威胁是不可忽视的问题。但是隐身技术并不可能对舰艇达到完全隐身,因此要提高反舰导弹的命中率,需要采取各种反隐身技术,这将是反舰导弹未来发展所需要研究的一个重大问题。

2)突防问题

反舰导弹的突防问题其实是一个“矛”与“盾”的问题,反舰导弹在不断的发展,导致导弹拦截系统也在不断更新换代;反过来导弹拦截系统的升级刺激了反舰导弹的发展。反舰导弹在攻击舰艇时,会遇到舰艇的多重拦截,其突防对抗过程如图1所示。在反舰导弹发射初期,远程拦截导弹会对反舰导弹进行拦截;在接近舰艇时候会有近程拦截导弹对其进行拦截;当远程和近程拦截导弹拦截失败后,舰艇的舰炮和密集阵会进行防御。以上所描述的都是“硬对抗”,舰艇还会采取“软对抗”措施,例如箔条和电子干扰[24]。并且在实际作战中,反舰导弹还会遇到多雷达照射和多舰艇防御同时拦截的情况。因此,反舰导弹的突防效能必将受到影响。

图1 反舰导弹突防对抗过程示意图

3.2 反舰导弹技术发展重点

科学技术一直在进步,反舰导弹技术也得到提高。为了将导弹的效能达到最大化,各军事强国对反舰导弹技术发展都有重点。

1)隐身与反隐身

“先下手为强”作为一个亘古不变的道理,在军事上也是一种战术手段。但是假如连对手在哪里都不知道,该如何“下手”?因此目前各军事强国都在积极研制隐身技术,目的就是缩短敌人的反应时间,以达到反舰导弹突防效果。实现导弹隐身的技术多种多样,主要包括电子隐身技术、红外隐身技术、外形隐身技术等,美国AGM-129巡航导弹使用激光雷达,还加装了红外控制系统,并且对翼面和方向舵使用复合材料[26]。但是针对隐身探测的技术在不断改进,一些新的隐身技术也开始得到发展,例如等离子体隐身技术、应用仿生技术、开发新隐身材料。为了拦截隐身反舰导弹,反隐身技术也在不断的研究。其发展方向是:系统集成,综合运用,再开发反隐身技术理论[27]。在对反隐身技术的研究中,主要是雷达探测系统担负反隐身任务,因此对雷达的探测能力进行提高,针对隐身技术局限性降低导弹隐身效果,是目前最行之有效的反隐身技术。

2)高超声速

小说中常说“天下武功,唯快不破”。速度依然是决定现代战争走势的一个因素,亚燃式冲压发动机无法将反舰导弹朝着10Ma的速度发展,使得对高超声速所需要的超燃发动机试验和装备成为必然。美国的“X-51A”计划就是为了实现导弹的高超声速,以承担快速部署、全球实时侦察以及远程精确打击等任务,由此将未来战争样式进行改变[28]。俄罗斯“锆石”项目也处于研发中,其在高超声速领域追赶上中美,甚至有反超的可能[29]。高超声速导弹速度远超现有导弹,难以对其进行拦截,并且可以实施远距离打击,将会主宰导弹的未来走势。

3)智能化

如果未来的反舰导弹依旧是“一介武夫”,将会无出现“英雄无用武之地”的尴尬情况。未来发展应该是将多模导引头装备于反舰导弹身上,使其拥有聪明的“头脑”进行抗干扰和自主选择目标,即使在复杂的电磁环境下也能够正常摧毁敌方目标。对导弹的智能化是现代人工智能技术对导弹发展的一个重要技术突破。弹载计算机、大容量存储器、可成像导引头及高速处理器的出现,都提供了导弹智能化的条件[30]。它还可以评估战术态势、采取手段进行抗干扰、对最佳的引爆时间和命中点进行选择,从而能够达到反舰导弹的最佳作战效果[31]。目前的很多反舰导弹都是具有了部分智能化作战的能力,例如“战斧”、“飞鱼”、“捕鲸叉”等。

4)信息化

信息化战场中,终结战争的执行者是导弹。将反舰导弹信息化,使得反舰导弹能够自动感应,识别外界干扰,并且能够自主决策和采取抗干扰措施。为了更加灵活的在战术上使用反舰导弹,并且增强多平台打击能力,使得反舰导弹信息化,而为其加装双向数据链[32]。俄罗斯SS-N-19导弹使用的领弹技术,能够实现隐蔽突防,而且对目标信息共享,一直以来都是美国海军头疼的导弹。美国捕鲸叉Block 1C导弹使用在线规划技术,能够在飞行中自主规划飞行航路,并且对打击目标进行重新分配[33]。在反舰导弹信息化的道路上,美国和俄罗斯已经走在了前头,包括中国在内的各军事强国都在加紧导弹信息化。

5)多任务能力

在部分海军强国认识到未来海军作战将是从远洋作战转变为近海岸作战之后,反舰导弹被赋予了新的使命,即打击敌方沿海水域和陆地目标。西方国家的海军认为下一代的反舰导弹应该具有的性能:将近海岸水域或岛屿包围的舰船探测到并且命中;捕获且打击陆上的目标,包括岸基导弹部队、地空导弹阵地、大型建筑物、雷达站、港口设施以及机场[34~35]。美国不断对捕鲸叉系列进行改进,到捕鲸叉Block2时,增加了对陆攻击能力。法国的“飞鱼”,瑞典的“RBS”都增加了多任务能力[36]。因此未来反舰导弹发展的一大重点将是反舰导弹对陆攻击能力。

4 对我军反舰导弹发展的启示

目前国外反舰导弹发展迅速,对我国反舰导弹发展具有很深刻的借鉴和启示意义,我们应该根据我国的实际情况,结合国外经验,走一条具有中国特色的反舰导弹发展之路。

1)跨越式发展

我国海军反舰导弹研制起步较晚,发展较慢,虽然是按照一代一代的发展过来,但和美国和俄罗斯这样的海军强国还是存在一定差距。若还是按照这样的速度发展下去,届时面对敌国海军,我国将会有巨大压力,国土海疆会面临巨大威胁。目前我国在反舰导弹相关方面技术有一定储备,可以将目前反舰导弹的最大射程从600km,跨越发展到1000km,乃至更大射程;在速度上,也可以将亚超结合的反舰导弹,跨越发展到高超声速,实现全程5Ma以上速度飞行,而不仅仅是突防阶段;在选择目标能力方面,从依靠地面信息传导锁定目标,跨越发展到依靠人工智能,在飞行过程中自主选择目标,并且重新分配目标。只有实现这样的跨越式发展,我国反舰导弹技术才能位于世界领先位置。

2)系列化、通用化发展

综合各军事强国反舰导弹的研制,都非常注重导弹的系列化、通用性,这样既节省了资源,还能够大大的将研制周期缩短,使得导弹能够迅速装备于部队。根据基本型研制派生型是系列化最有效的方法,将反舰导弹系统进行拆分,形成分系统,并选出分系统中具有代表性和先进的系统形成基础系列,得到系列型谱,在其上进行系列派生设计从而满足需要。反舰导弹通用化是在能够互换的前提下扩大某一单元的在导弹系列上的适用范围。选出各反舰导弹中具有共性的零部件作为通用件,在以后设计反舰导弹时尽可能选择已有的通用件,每次对通用件进行改进之后,可以迅速的在其它型号上应用,有利于反舰导弹的更新换代。反舰导弹通用化的另一个方面是多任务能力,传统的反舰导弹是对舰船造成杀伤,但是随着战场环境的变迁,对陆攻击也将成为反舰导弹的使命,对敌方的关键设施进行杀伤性打击。

3)重点发展高超声速反舰导弹、弹道式反舰导弹和长航时巡逻操控反舰导弹

高超声速反舰导弹的突击能力强大,飞行速度极快,其既能够消灭敌人于反应之前进行快速的反击。高超声速反舰导弹具有巨大的动能,在相同的弹药下,能够击穿舰艇,引爆舰上弹药,引起舰船着火,对舰船的杀伤力更加强大。弹道式反舰导弹以其跳跃式弹道、变质心机动、异面变轨和主动段自旋这几个技术特点,使得反舰导弹更难被拦截,达到有效突防的目的。长航时巡逻操控反舰导弹的发展将会使得发现即打击成为可能,极大地缩减了作战反应时间,避免了目标在反应时间隐匿,以躲避反舰导弹的攻击。因此,高超声速反舰导弹、弹道式反舰导弹和长航时巡逻操控反舰导弹的发展将会丰富未来战场的战法,是各国发展的重要对象,也是我国需要着力去研制的项目。

4)提高抗干扰能力和准确打击能力

目前针对各式各样的干扰措施,反舰导弹的命中率面临着严峻的考验,提高反舰导弹抗干扰能力以及准确打击能力势在必行。提高抗干扰能力就是提高突防能力,反舰导弹一方面可以主动采取措施抗干扰,也可以被动采取措施抗干扰。主动采取措施可以将无线电装置安装在弹头上突防阶段主动对敌方雷达探测系统进行干扰,从而实现突防,目前我国应该提高无线电装置性能,实现无线电干扰技术的领先;被动采取措施是在敌方实施干扰措施之后导弹采取的干扰措施,大力发展人工智能,并把其应用到反舰导弹上,在遇上敌方干扰之后实行智能干扰对抗,以达到突防目的。在国外海军盛行采用复合制导,在关闭目标捕获波段雷达后也能够通过GPS等导航系统的精度对目标进行摧毁,达到准确打击。我国在北斗系统投入使用后,应该将其应用到反舰导弹制导中,从而提高我国反舰导弹的突防和准确打击能力。

5 结语

以美国和俄罗斯为代表的军事强国的海军反舰导弹经历了四代发展,已经具备了强大的打击力量。但是仍然在隐身和突防能力上遇到了瓶颈,因此未来反舰导弹技术发展的重点将会是隐身化、高超声速化、智能化、信息化和多任务能力。我国海军之前发展较为缓慢,但是目前势头迅猛,应该抓住机遇,借鉴各军事强国的经验,大力发展新型反舰导弹武器系统,使之成为国之利器。

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Development and Enlightenment of Foreign Anti-ship Missile

LIU Yang1SONG Guibao2LUO Yamin2
(1.No.19 Central Xisanhuan Road,Beijing 100841)(2.Naval Aeronautical and Astronautical University,Yantai 264001)

Through the introduction of foreign anti-ship missiles'development process and technical characteristics,anti-ship missiles'development problems are analyzed,and the key development direction of anti-ship missile technology is discussed.Finally it gives the development of our army's anti-ship missile inspiration which provide reference for our army's new anti-ship missiles'development.

anti-ship missile,development of missile,development history

TJ761

10.3969∕j.issn.1672-9730.2017.10.002

Class Number TJ761

2017年4月6日,

2017年5月27日

刘杨,男,高级工程师,研究方向:装备管理。宋贵宝,男,教授,研究方向:导弹武器系统工程与管理科学与工程。罗亚民,男,硕士研究生,研究方向:项目管理与工程管理。

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