“世界最強(qiáng)反導(dǎo)艦?”——架空防空驅(qū)逐艦設(shè)計詳細(xì)介紹+淺析近未來海軍反導(dǎo)問題
國慶中秋雙節(jié)快樂!
借著這個難得的長假,本文將首先介紹一艘自己設(shè)計的架空反導(dǎo)驅(qū)逐艦,該驅(qū)逐艦本身為投稿給知名up主@深藍(lán)密蘇里的pu006架空世界觀艦船設(shè)計,各位也可以關(guān)注該up主后續(xù)將發(fā)布的視頻以了解相關(guān)情況,本文主要對其設(shè)計思路與理念作進(jìn)一步剖析,并借此引出本文的另一大內(nèi)容——現(xiàn)代與近未來的海軍反導(dǎo)問題。
注:關(guān)于架空艦船部分請勿帶入現(xiàn)實,包括現(xiàn)實技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略、定位等內(nèi)容

PART1、架空驅(qū)逐艦ADG(X)

一、基本信息介紹(配置+歷史)
型號:ADG(X)
國籍:美國
長度:200—210m
寬度:25m
武備概覽:120單元MK57+4具共16單元ABMS垂直發(fā)射系統(tǒng)
主要雷達(dá)系統(tǒng):AMDR AN/SPY-6+若干小型化AN/TPY-2數(shù)字化陣列級雷達(dá)系統(tǒng)
(其余信息可等待@深藍(lán)密蘇里相關(guān)視頻發(fā)布)

基本發(fā)展概覽:
隨著伯克級驅(qū)逐艦逐步開始退役(架空世界線背景)開啟了全新的防空驅(qū)逐艦項目,為航母戰(zhàn)斗群提供下一代中遠(yuǎn)程區(qū)域防空能力,然而由于DDGX全能型制海艦方案(詳見@深藍(lán)密蘇里先前創(chuàng)作內(nèi)容)的敲定,美國海軍曾一度考慮放棄該項目,DDGX過于優(yōu)異的性能似乎可以在同時進(jìn)行制海戰(zhàn)斗的前提下進(jìn)行防空任務(wù)。但美國海軍部在重新評估了未來對于高超音速導(dǎo)彈的防御需求以及對于新一代洲際導(dǎo)彈的防御需求后,美國海軍決定建造一型專用于反導(dǎo)的大型水面艦艇(背景為類冷戰(zhàn)背景,因此一大批作戰(zhàn)任務(wù)單一的艦艇重新出現(xiàn)也很合理),為航母戰(zhàn)斗群提供卓越的反高超音速武器能力以及提供下一代先進(jìn)中段反導(dǎo)能力,加強(qiáng)航母戰(zhàn)斗群在面臨新一代高超音速彈道反艦導(dǎo)彈時的生存力,該項目被命名為ADG(X)(Guided Missile Air Defense Destroyer)。
該項目的艦體基于先前朱姆沃爾特項目的艦體設(shè)計,由于任務(wù)需求的不同,取消了艦艏聲納以降低成本并減輕重量,雷達(dá)則毫無疑問選用了AMDR雷達(dá)系統(tǒng),同時在艦島側(cè)面安裝了若干TPY2的海軍版小型化雷達(dá)陣面,提供少量X波段搜索能力的同時擔(dān)負(fù)了火控照射能力,與AMDR共用一個后處理端,形成S+X雙波段雷達(dá)系統(tǒng)。艦島頂部安裝了專用于中段反導(dǎo)的X波段照射器。
武器方面則十分亮眼,取消海軍艦艇一貫裝備的艦炮(在與深藍(lán)密蘇里討論后,在其世界線中重新裝備,但個人設(shè)計仍放棄該火炮)。采用了120單元MK57系統(tǒng)以一坑二彈的方式裝填THAAD-ER(看到TPY-2就猜到了)用于艦隊末端反彈道導(dǎo)彈能力,并可以搭載SM6Blk1B、GPI等通用型防空導(dǎo)彈以提供高超音速導(dǎo)彈的末端攔截能力。

另一與眾不同之處在于其在艦島后方安裝了4具ABMS(Anti-Ballistic Missile System)大型垂發(fā)系統(tǒng),長寬約2.6m,長度約12m,該系統(tǒng)以一坑四彈的方式裝填NGI中段反導(dǎo)導(dǎo)彈,直接為海軍提供了先進(jìn)的海基中段反導(dǎo)能力,進(jìn)一步豐富了艦隊防空體系的同時為美國提供了具備機(jī)動部署能力的中段攔截系統(tǒng)。

艦載直升機(jī)方面,由于ABMS占據(jù)了相當(dāng)?shù)目臻g,哪怕對艦島后部進(jìn)行了加長設(shè)計,機(jī)庫的體積仍然相當(dāng)有些,在綜合考量之后決定僅搭載一架SH-60用于進(jìn)行基本的反潛作業(yè)。
近防炮則在原本MK-46自衛(wèi)炮的位置安裝了兩具400kw級的大功率激光近防系統(tǒng)用于在末端提供對高超音速彈道/巡航導(dǎo)彈的軟/硬殺傷能力,并對于各類亞音速導(dǎo)彈、無人機(jī)、小型水面單位提供硬殺傷能力。

二、設(shè)計思路詳述
相比于現(xiàn)實中設(shè)計思路一開始走歪的真·朱姆沃爾特,該型艦艇的設(shè)計從一開始就是為了應(yīng)對新一代空中威脅、提供新一代反導(dǎo)能力、加強(qiáng)新一代反區(qū)域拒止能力,通過多射程多設(shè)計反導(dǎo)導(dǎo)彈、多波段雷達(dá)系統(tǒng)構(gòu)建多層次反導(dǎo)體系保障航母戰(zhàn)斗群的高度生存性,跳出分布式殺傷的困境,脫出MK-41等高度通用性的中小型垂發(fā)設(shè)計理念,重新設(shè)計一款大型水面作戰(zhàn)平臺,以“大艦巨炮”主義為新一代水面反導(dǎo)體系提供了一種解決思路。
艦體設(shè)計方面,該型艦艇沿用了朱姆沃爾特的穿浪艏方案,穿浪艏可以提供更小的航行阻力,提供了更高的航行速度與航程,不僅是為了配合航母戰(zhàn)斗群進(jìn)行戰(zhàn)斗,還有一點(diǎn)是通過更高的航行速度加強(qiáng)艦載中段反導(dǎo)系統(tǒng)的機(jī)動部署能力。在不同的國際環(huán)境下應(yīng)對不同方向不同程度的威脅,高度機(jī)動的艦體可以使中段反導(dǎo)系統(tǒng)靈活的選擇部署位置,并且提高了部署到位的效率與時間,迎合戰(zhàn)略防御的作戰(zhàn)職能。

主炮方面,不同于以往一貫的驅(qū)護(hù)艦設(shè)計,完全摒棄了所有的傳統(tǒng)動力火炮,也沒有安裝電磁炮等新概念技術(shù)火炮。也許乍看之下很奇怪,不過倘若細(xì)究其設(shè)計思路,不難發(fā)現(xiàn)該型艦艇的主要作戰(zhàn)地區(qū)大部分情況下為大洋中部或者美國本土附近,在與航母戰(zhàn)斗群前出進(jìn)行作戰(zhàn)時也至多進(jìn)入到離岸2000km左右的水平以提供反導(dǎo)能力,在這種距離下裝備任何的火炮基本上沒有任何作用。就火炮提供的反艦?zāi)芰Χ裕瑨侀_艦炮的毀傷能力不談,該型艦艇作為一艘編隊專用反導(dǎo)艦,幾乎沒有任何可能獨(dú)自進(jìn)行反艦作戰(zhàn),倘若真有需求也完全可以由SM6Blk1B進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。因此完全拋棄傳統(tǒng)火炮反而節(jié)省了很大的空間,進(jìn)一步為該型艦艇的任務(wù)而服務(wù)。

雷達(dá)系統(tǒng)方面,采用了AMDR系統(tǒng)作為主陣面,現(xiàn)實中SPY-6(V)1已經(jīng)裝備與DDG-125,取代服役20余年,由洛馬研制的SPY-1D(V)。
技術(shù)上,相比PESA體制的SPY-1D(V),SPY-6(V)1是采用DREX子陣級DAR,直接跨越了3代。性能上,數(shù)字陣列體制和氮化鎵材質(zhì)賦予了其更強(qiáng)的綜合防空反導(dǎo)能力,靈敏度3倍于設(shè)計要求,達(dá)到SPY-1D(V)的100倍,另外設(shè)計要求還包括可同時中繼引導(dǎo)的防空導(dǎo)彈數(shù)量是SPY-1D(V)的3倍,同時跟蹤的目標(biāo)數(shù)量是SPY-1D(V)的6倍。(引自L大)
這樣的數(shù)據(jù)完全足以滿足ADG(X)防空反導(dǎo)能力的需要,并且得益于略微加大的艦體,ADG(X)得以進(jìn)一步擴(kuò)大陣面,進(jìn)一步增加RMA以獲得更好的性能增益。S波段的大盾主要用于對各類來襲的彈道導(dǎo)彈進(jìn)行早期的預(yù)警跟蹤并為可能搭載的SM6提供前段制導(dǎo)能力。
該艦還額外搭載了基于AN/TPY-2 X波段雷達(dá)改進(jìn)而來的?;鵛波段雷達(dá),通過減小后處理端與收發(fā)裝置并接入SPY-6后處理端構(gòu)成S+X雙波段雷達(dá)系統(tǒng)。TPY-2雷達(dá)原本是為了THAAD末端反導(dǎo)系統(tǒng)而設(shè)計的搜索火控一體雷達(dá),最遠(yuǎn)探測距離達(dá)到2000+km,在改進(jìn)為數(shù)字陣列體制以及單元級雷達(dá)陣列后探測距離還可以進(jìn)一步提升。其一,直接采用陸軍的成熟設(shè)計降低了額外開發(fā)的成本和時間,并且以THAAD系統(tǒng)原配雷達(dá)來提供制導(dǎo)也減少了雷達(dá)與導(dǎo)彈適配過程中可能會出現(xiàn)的問題。其二,THAAD本身就具有優(yōu)異的探測能力,作為X波段探測系統(tǒng)進(jìn)一步豐富了該艦的反導(dǎo)搜索能力,提升了整理的預(yù)警水平。其三,THAAD具有搜索與火控能力,可以為各型導(dǎo)彈提供末端X波段火控,相較于S波段精度更高,較小的波束寬度提升了末端制導(dǎo)的精確度。

武器配置方面,該艦作為反導(dǎo)專用艦,搭載的各項武器基本均為了反導(dǎo)而生,各項武器不同的殺傷距構(gòu)成了多層次的反導(dǎo)體系。
SM6 Block1B:作為遠(yuǎn)距離防空反導(dǎo)武器,換裝了全新的固體火箭發(fā)動機(jī)并加裝了額外的533mm二級固體火箭發(fā)動機(jī),殺傷斜距估計在400-450km上下,射高160km,作為本艦的主要低空反導(dǎo)與末端反導(dǎo)能力,用于攔截低空飛行的超音速巡航導(dǎo)彈以及在中段提供對高超音速彈道導(dǎo)彈的攔截能力。

THAAD-ER:改進(jìn)自THAAD攔截彈,THAAD系統(tǒng)的攔截高度在40-150km左右,射程在300km上下。THAAD-ER雖與陸軍THAAD同名但設(shè)計不同,陸軍方面由于不是很敏感彈徑而采取了擴(kuò)大導(dǎo)彈直徑來增程的方法,這使得彈徑達(dá)到了530mm,倘若直接采用陸軍型號哪怕使用1000mm口徑的垂發(fā)也無法一坑二彈搭載,裝填效率很低。因此此處的THAAD-ER采用了兩級設(shè)計,在原THAAD攔截彈下方額外加裝了一段固體火箭發(fā)動機(jī),該發(fā)動機(jī)以極高的燃燒速度快速燃盡并立刻拋棄,提供末端的快速提速并增加射程與射高,然后在點(diǎn)燃THAAD的原裝推進(jìn)器進(jìn)行后續(xù)的提速與推進(jìn)。為了彌補(bǔ)設(shè)計差距,THAAD的原推進(jìn)系統(tǒng)也作了改進(jìn),換裝了Opfires上驗證的更先進(jìn)的變推力固體火箭發(fā)動機(jī),并且在燃料中額外混入了CL20進(jìn)一步提升燃料能量,一級單體側(cè)面額外加裝了側(cè)向燃?xì)馔七M(jìn)控制系統(tǒng)。在這種設(shè)計下,盡管性能并不如陸軍的大口徑THAAD-ER,但是超長THAAD-ER在保持原直徑的同時將射程提高到了400-450km,射高為40-350km(該數(shù)據(jù)修改自陸軍版THAAD-ER,其宣稱射高為原THAAD的3倍,此處由于性能削弱因此有所降低),由于快速燃盡的一級發(fā)動機(jī)設(shè)計,THAAD-ER可以提供非常優(yōu)秀的末端攔截能力,并且由于射高優(yōu)勢可以在卡門線以外對彈道路線的反艦彈道導(dǎo)彈提供攔截能力,擁有更強(qiáng)的機(jī)動能力,同時也具備中段攔截能力。

NGI:破天荒的搭載了下一代陸基中段攔截系統(tǒng),尺寸為陸地版全尺寸移植。射程方面相較于GBI進(jìn)一步提升,達(dá)到了7000km級的射程,單個彈頭內(nèi)置5具動能殺傷載具,實現(xiàn)一彈五次攔截機(jī)會,進(jìn)一步提升了攔截能力,射高2000km,完全負(fù)責(zé)大氣層外的彈道導(dǎo)彈攔截。超遠(yuǎn)的射程是的其在大部分陸基反艦導(dǎo)彈的射程以外也能對內(nèi)陸地區(qū)升空的彈道導(dǎo)彈進(jìn)行攔截,對于采用桑戈爾/錢學(xué)森彈道的高超音速導(dǎo)彈也有少量的攔截窗口。
綜上,該型艦艇是該世界觀下為了極致化反導(dǎo)能力而設(shè)計的專用反導(dǎo)艦,主要目標(biāo)就是為了解決該世界觀中可能出現(xiàn)的各種新型反艦導(dǎo)彈威脅。揆諸現(xiàn)實,在當(dāng)下以及近未來的水面作戰(zhàn)中,又有哪些新興的威脅?又有哪些解決方式呢?

PART2、淺談近未來反水面威脅與反制
就當(dāng)下而言,高超音速反艦彈道導(dǎo)彈已經(jīng)不斷成熟化、規(guī)?;?、精準(zhǔn)化,隨著黑障通訊、高超音速機(jī)動等多個技術(shù)問題的攻克,現(xiàn)有的高超音速反艦彈道導(dǎo)彈已經(jīng)收獲了不錯的作戰(zhàn)效能。而以鋯石、X51A、HACM等為代表的新概念吸氣式?jīng)_壓動力巡航導(dǎo)彈也在不斷成熟化,隨著高超音速發(fā)動機(jī)的工作時長不斷突破,在2030年代應(yīng)當(dāng)就可以看到成熟化的高超音速巡航導(dǎo)彈,可以預(yù)見的是,近未來的反水面武器將會出現(xiàn)一票高超音速武器,高超音速威脅迫在眉睫。
一、定 ! 義 !?高超音速
考慮到反艦導(dǎo)彈種類繁多,限于篇幅,本篇僅闡述高超音速彈道導(dǎo)彈相關(guān)內(nèi)容,為了進(jìn)一步簡化內(nèi)容,此處我們對高超音速導(dǎo)彈先進(jìn)行一個定!義!
雖然說是定!義!實則是做出一個想定,即為了簡化接下來的假想防御過程并且防止因為選用現(xiàn)有的高超音速彈道導(dǎo)彈而造成各種后續(xù)問題,對接下來的防御過程中的高超音速導(dǎo)彈率先做出一個想定,假定好各類數(shù)值便于下述內(nèi)容的推進(jìn)。
秉持著料敵從寬(此處由于我作為防御方,故把進(jìn)攻方稱為敵人,請勿在此處代入任何現(xiàn)有的國際局勢)的前提,我們盡可能地設(shè)計一個在當(dāng)前以及未來5-10年內(nèi)較為合理且強(qiáng)大的高超音速導(dǎo)彈系統(tǒng),因此給出如下設(shè)計。
全彈直徑約900mm,兩級固體火箭推進(jìn),全段大氣層內(nèi)機(jī)動,第二級固體推進(jìn)器在臨近大氣層邊緣關(guān)機(jī)并釋放彈頭。彈頭采用雙錐體設(shè)計,在釋放后進(jìn)入滑翔狀態(tài),采用中段GPS制導(dǎo)+末端主動雷達(dá)制導(dǎo),CEP<20m,平均速度8Ma,末端速度20Ma,彈頭裝藥約500kg,射程3000km。

(關(guān)于該彈設(shè)計理念不做闡述,有興趣的可以在評論區(qū)留言,若相關(guān)人數(shù)較多后續(xù)會加一期高超音速導(dǎo)彈相關(guān)內(nèi)容)
在假想攻擊方設(shè)定完成后,我們便可以開始闡述如何攔截該彈。
注:以下所稱高超音速導(dǎo)彈皆指上述一型導(dǎo)彈
二、攔截高超——如何有效反制天降神兵
1、預(yù)警與探測
不論是攔截還是打擊,任何的作戰(zhàn)流程都基于最基本的OODA循環(huán),因此為了攔截高超首先要建立對高超的完整探測與跟蹤能力,由于目前的主流探測方式基本可以統(tǒng)一為紅外和雷達(dá)兩大板塊,因此一下將從該兩個板塊進(jìn)行闡述。
紅外:盡管高超音速導(dǎo)彈在飛行會與空氣劇烈摩擦產(chǎn)生非常高的熱量,但是簡單的在軍艦上裝備紅外傳感器并沒有什么大用,主要由于紅外探測器的傳感距離有限,盡管目前F35上裝備的AN/AAQ40可以在1300km外穩(wěn)定跟蹤獵鷹9,理論上同類產(chǎn)品的海軍型號完全可以在更遠(yuǎn)的距離上對高超音速導(dǎo)彈這類更高熱量的物體實現(xiàn)跟蹤,但是私以為這樣的性能極其有限。

上圖為雷達(dá)對各種不同導(dǎo)彈的探測范圍示意圖,放到紅外探測區(qū)別并不大。其中HGV由于其滑翔低彈道的特性外加地球曲率的加持只有在較勁距離才能發(fā)現(xiàn),因此單純的在軍艦上紅外傳感器充其量只能作為跟蹤手段使用而很難作為探測手段。
按這樣的思考路線,我們在紅外傳感器方面做出的努力就是使其克服地球曲率實現(xiàn)對高超音速導(dǎo)彈的探測即可。與雷達(dá)克服地球曲率的方式類似,由于目前并不大可能通過彎曲紅外光或者依靠紅外光反射來實現(xiàn)超地平線探測,唯一的解決方法就是抬高紅外系統(tǒng)安裝位置,由此延伸出了兩套探測系統(tǒng)。
一是基于衛(wèi)星建造的早期紅外探測與跟蹤系統(tǒng),以美國STSS低軌衛(wèi)星為代表。得益于低軌衛(wèi)星的高度以及目前紅外探測系統(tǒng)的小型化優(yōu)勢,將先進(jìn)的紅外傳感器裝備在衛(wèi)星上并不是什么難題。

根據(jù)《光電技術(shù)應(yīng)用》上的相關(guān)論文指出,STSS主要功能是在戰(zhàn)區(qū)沖突和針對美國的導(dǎo)彈攻擊防御中,為導(dǎo)彈防御任務(wù)提供精確的中段跟蹤和識別能力,STSS目前還未直接參與攔截試驗,但具有針對彈道導(dǎo)彈飛行全過程的監(jiān)視與跟蹤能力,能夠探測到中段目標(biāo)在跨越陽光與陰影區(qū)飛行中的溫度變化,甚至可以觀測到誘餌釋放、膨脹及展開過程的特性變化。早期的DSP衛(wèi)星只采用短波紅外(2.7um)和可見光探測,無法克服云層反射陽光等自然現(xiàn)象造成的虛警問題,后來發(fā)展為雙色紅外波段(2.7um和4.3um),可以大大降低由此引起的虛警率,目前正在試驗紫外和長波紅外的探測效果。來自不同波段和不同探側(cè)器的數(shù)據(jù)融合可進(jìn)一步降低虛等、提高目標(biāo)的識別率。但對彈道導(dǎo)彈主動段的探測仍以中短波紅外為主,因為該譜段探測技術(shù)比較成熟,同時能獲得較高的圖像信噪比和探測效率。由于預(yù)警目標(biāo)和材料及工藝的原因,早期的DSP探測器采用了2000元的線陣列,其分辨率低,但對于探測尾焰紅外輻射長度達(dá)幾千米的戰(zhàn)略導(dǎo)彈是足夠的,隨著技術(shù)的進(jìn)步和戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈預(yù)警的要求,之后采用了6000元的雙色紅外線陣列,地面分辨率達(dá)到1km,使得中短程彈道導(dǎo)彈和部分原來探測不到的目標(biāo)(如加力狀態(tài)下的飛機(jī))也能被探測出來。SBIRS(STSS所屬的衛(wèi)星項目)則用長線列掃描發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)區(qū)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈目標(biāo),以擴(kuò)大搜索視場,用大面陣凝視跟蹤目標(biāo),以提高目標(biāo)信息的獲取速率。新一代的紅外系統(tǒng)OPIR中的探測器件則采用超大面陣多波段紅外陣焦平面探測器。
因此通過衛(wèi)星實現(xiàn)高超音速導(dǎo)彈的預(yù)警與探測并不是什么難事,然而考慮到低軌衛(wèi)星在戰(zhàn)時的脆弱性,即反衛(wèi)星武器對此類軌道固定的低機(jī)動目標(biāo)的威脅,僅僅依靠低軌衛(wèi)星實現(xiàn)探測并不保險,因此延伸出了二號方案。
二是基于空基長航時平臺實現(xiàn)較高的紅外目標(biāo)探測能力。誠然,常規(guī)氣動目標(biāo)的飛行高度遠(yuǎn)不如衛(wèi)星,但是其生存性與成本數(shù)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于衛(wèi)星。類比到機(jī)載雷達(dá)補(bǔ)盲,可以延伸出兩類平臺,一種是類預(yù)警機(jī)式的長航時高空平臺,一種是類戰(zhàn)斗機(jī)的較短航時高機(jī)動高速平臺,考慮到紅外探測的特性,此處選擇后者。

為什么放棄大型空基平臺,原因如下:
1、就紅外探測能力而言,機(jī)體大小并不影響其性能。在當(dāng)下,哪怕龐大如P-8A這類基于客機(jī)改進(jìn)的反潛機(jī),也僅僅只在其機(jī)頭下方安裝了一個小型的球形光電轉(zhuǎn)塔。紅外與雷達(dá)不同,并不需要像雷達(dá)系統(tǒng)一樣在機(jī)身上部安裝巨大的探測系統(tǒng),那樣也頂多只能實現(xiàn)全向紅外探測能力而已,而實戰(zhàn)中這一能力的用處其實并不大,多架小型飛機(jī)同樣能做到。
2、不同于預(yù)警機(jī)的作戰(zhàn)定位,這類紅外探測任務(wù)很有可能要深入敵方的控制區(qū),這要求載機(jī)本身擁有較高的生存力,反映在飛機(jī)上便是低可探測能力(你要是能把客機(jī)疊甲到400mm送上天那當(dāng)我沒說)。在這一前提下,大型平臺幾乎不可能實現(xiàn)這類能力,當(dāng)然你可能會說B-2和B-21這類隱身轟炸機(jī),但是正如上文所述,廣電轉(zhuǎn)塔體積很小,裝備在轟炸機(jī)上完全就是大材小用,同技術(shù)水平下戰(zhàn)斗機(jī)的體型完全可以實現(xiàn)更好的隱身性以及更高的航速與機(jī)動性,實在沒有必要選擇大型平臺。
3、不同于空中預(yù)警,紅外探測要求高度機(jī)動靈活性。由于無法預(yù)知地方的發(fā)射時間,我們勢必需要一種可以快速部署的紅外探測平坦,這意味著這種平臺需要高速高可部署性,如果排除事先布置于敵方領(lǐng)土附近的情況,最好的方法就是部署在航母上,因此小型機(jī)無疑擁有更好的航母適裝性,其占據(jù)航母的空間也更小,更適合遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)。
以上均為私人看法,長航時平臺固然有其優(yōu)異性所在,歡迎觀點(diǎn)不同的人在評論區(qū)探討。
雷達(dá):雷達(dá)的問題其實與紅外類似,不過雷達(dá)的大功率限制使得其難以適配在衛(wèi)星上,而空基雷達(dá)也很難實現(xiàn)對高超音速導(dǎo)彈的搜索與跟蹤,很大的一個原因便是高超音速滑翔彈彈頭的等離子鞘。
由于高超音速導(dǎo)彈飛行時與空氣劇烈摩擦產(chǎn)生的高溫,彈頭表面的空氣電離覆蓋在彈頭表面形成一層等離子鞘套在彈頭上,對來襲的電磁波產(chǎn)生不同的反射、折射、散射、吸收等效應(yīng),抑制了雷達(dá)波的有效反射,進(jìn)而降低了自身的可探測性。由于形成所需要的高速特性,通常認(rèn)為只用20馬赫以上的滑翔彈頭具備該性質(zhì),這也符合我們想定的導(dǎo)彈類型。
需要明確的是,等離子鞘并不意味著完全吸收電磁波,也不意味著對各波段的電磁波都有相同的作用,根據(jù)美國空軍技術(shù)學(xué)院發(fā)表的《A Computational Study: The Effect of Hypersonic Plasma Sheaths on Radar Cross Section for Over the Horizon Radar》,研究結(jié)果指出對于60km、7km/s來襲的目標(biāo)在3-30MHz的波段下RCS不減反增,最高造成了3.84%的RCS上升,而在40km、5km/s來襲以及80km、7km/s來襲的情況下僅僅觀測到了0.1%的RCS下降。



盡管該實驗研究的波段并不是目前主流的探測雷達(dá)波段,但研究結(jié)果一定程度上表明了OTH雷達(dá)對高超音速導(dǎo)彈確實有較為不錯的探測性能。得益于OTH雷達(dá)較遠(yuǎn)的探測能力,并不需要把這些雷達(dá)安裝在艦船上,直接安裝在本土或者離岸島嶼就可以實現(xiàn)有效的跟蹤范圍。
2、反制與攔截
這一部分的原理其實與常規(guī)反導(dǎo)區(qū)別不大,主要區(qū)別為高超音速導(dǎo)彈具備的高度機(jī)動性以及全段大氣層內(nèi)的飛行能力。關(guān)于此部分設(shè)計主要包含兩個板塊。
一是導(dǎo)彈制導(dǎo)律的設(shè)計,這一部分設(shè)計涉及了導(dǎo)彈跟蹤程序、路徑預(yù)測與規(guī)劃等內(nèi)容,過于專業(yè),故不作闡述。
二是導(dǎo)彈本身的設(shè)計,由于上述高超音速導(dǎo)彈的優(yōu)勢,這要求我們發(fā)展一款大氣層內(nèi)高機(jī)動的攔截導(dǎo)彈,因此在設(shè)計上并不能采用SM3那樣的非氣動構(gòu)型,必須采用SM6或者薩德一樣的氣動修型以滿足大氣層內(nèi)機(jī)動的能力,而考慮到攔截時更高的相對速度,常規(guī)的氣動舵面并不能提供足夠的機(jī)動能力,20-100公里高度的稀薄大氣以高超音速飛行的彈體,以可動彈翼舵控制氣動效率很低,機(jī)動性較差。因此必須采用矢量噴口+側(cè)向燃?xì)馔七M(jìn)的推力控制技術(shù),彈翼則使用襟翼舵的設(shè)計以加強(qiáng)氣動控制力,實現(xiàn)高速下可觀的高機(jī)動能力。除此以外,為了進(jìn)一步提升導(dǎo)彈速度減輕質(zhì)量,彈頭一般采用動能戰(zhàn)斗部設(shè)計而非高爆戰(zhàn)斗部設(shè)計。末端制導(dǎo)方面則使用側(cè)窗紅外制導(dǎo),紅外系統(tǒng)對于高超音速導(dǎo)彈的識別能力遠(yuǎn)高于常規(guī)雷達(dá),采用紅外導(dǎo)引可以進(jìn)一步加強(qiáng)命中率。

除了常規(guī)的導(dǎo)彈攔截以外,我們還可以考慮采用新概念技術(shù)進(jìn)行末端攔截,即定向能武器。通常來講,定向能武器燒穿常規(guī)亞音速目標(biāo)都需要對著一個點(diǎn)穩(wěn)定照射30s才可以擊毀目標(biāo),而高超音速導(dǎo)彈擁有超厚的隔熱層,應(yīng)當(dāng)更難擊毀。
誠然簡單思考一下確實如此,但是高超音速導(dǎo)彈并不是以亞音速飛行的,而是以20馬赫的高超音速飛行,空氣與彈頭摩擦本身就已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的熱量,在這種情況下導(dǎo)彈的設(shè)計方也要考慮彈頭效能,在盡可能加大作戰(zhàn)效能的前提下彈頭的隔熱涂層不可能無限制加厚,盡可能略微高于最大速度下的隔熱需求。因此在末端,也就是高超音速導(dǎo)彈速度最大的時刻,結(jié)合紅外傳感器選擇彈頭溫度最高的一點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)照射,通過點(diǎn)加熱在彈頭上燒穿一個小孔,也許這對常規(guī)氣動目標(biāo)并無影響,但是在高超音速狀態(tài)下的目標(biāo)會因為這一個小小的氣動問題而導(dǎo)致巨大的連鎖反應(yīng)。一個小的氣動缺口會額外造成缺口附近數(shù)個激波的產(chǎn)生,進(jìn)而影響整個彈頭附近的氣動環(huán)境,導(dǎo)致全彈氣動突變,輕則彈頭突然偏離目標(biāo),重則彈頭大角度偏移折斷損毀。

限于篇幅,本文僅論述至此,關(guān)于高超音速攻防戰(zhàn)還涉及數(shù)個其他問題,如若各位仍有興趣聽聽up主的一些拙見還請點(diǎn)個關(guān)注,后續(xù)發(fā)布的的文章將進(jìn)一步闡述相關(guān)內(nèi)容。