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蘇聯(lián)神乎其神的“衛(wèi)星制導(dǎo)+導(dǎo)彈領(lǐng)彈”技術(shù)是噱頭還是確實(shí)可行的?

2021-05-06 20:27 作者:冰封之龍  | 我要投稿


長(zhǎng)期以來(lái),軍事迷之間一直流行一個(gè)著名的傳說(shuō):蘇聯(lián)KH-22,P-500,P-700.P-1000幾款射程超過(guò)500公里的超音速反艦導(dǎo)彈具備衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈中繼制導(dǎo)能力,同時(shí)它還在采用獨(dú)特的“導(dǎo)彈領(lǐng)彈”技術(shù),即導(dǎo)彈飛行時(shí),一枚導(dǎo)彈作為“領(lǐng)航員”,不斷將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給其他導(dǎo)彈,其他導(dǎo)彈以此為導(dǎo)航信號(hào)一起飛往目標(biāo)。對(duì)于這個(gè)傳言,軍迷中一直眾說(shuō)紛紜,有人覺(jué)得是蘇聯(lián)人超越時(shí)代的杰作,有人則不以為然,認(rèn)為只是以訛傳訛產(chǎn)生的鬧劇。那么,到底是什么情況呢?

蘇聯(lián)遠(yuǎn)程導(dǎo)彈產(chǎn)生背景及目標(biāo)


從蘇聯(lián)誕生以來(lái),蘇聯(lián)就面臨著美國(guó)海軍強(qiáng)大的海上封鎖壓力。由于美軍擁有世界最強(qiáng)大的水面艦艇部隊(duì)和航母艦載航空兵,加上蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)大型戰(zhàn)艦和艦載機(jī)方面的技術(shù)不成熟,蘇聯(lián)海軍硬碰硬難以取勝,所以從赫魯曉夫以來(lái),蘇聯(lián)海軍著力研發(fā)“防區(qū)外打擊技術(shù)”,以射程超越美國(guó)防空圈的反艦導(dǎo)彈來(lái)解決美國(guó)海上航母戰(zhàn)斗群。但是,我們也知道,由于導(dǎo)彈低空飛行阻力大,為了節(jié)約油耗,提升巡航速度,超音速導(dǎo)彈必須運(yùn)行在較高的飛行高度上,而這一來(lái)就有可能被航母和預(yù)警機(jī)的遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)捕獲,從而讓航母提前規(guī)避。假設(shè)一枚蘇聯(lián)P-500反艦導(dǎo)彈在萬(wàn)米高空以2.5馬赫飛往500公里外的敵方,根據(jù)聲速=20.5*熱力學(xué)溫度的平方根和每升高100米溫度下降0.65攝氏度(海平面溫度假設(shè)為15攝氏度)計(jì)算,10000米高空聲速=SQR(20.05×(15+273-10000×0.65/100)=299米每秒,因此飛到500公里外需要500*1000/(2.5*299*60)=11分鐘,而如果30節(jié)航母艦隊(duì)探測(cè)到高空導(dǎo)彈(如果不用艦載機(jī),則雷達(dá)受制于地球曲率,最大可探測(cè)到357千米外10000米高目標(biāo))便立即調(diào)轉(zhuǎn)船頭機(jī)動(dòng),則剩余時(shí)間(357*1000/(2.5*299*60)=8)分可以開(kāi)出30*1.8*8/60=7千米,這個(gè)距離并不能躲過(guò)導(dǎo)引頭鎖定范圍(通常會(huì)在目標(biāo)30公里左右打開(kāi)雷達(dá),左右搜索范圍在15度左右,即左右各8公里),所以理論上不需要中繼制導(dǎo)也能夠擊中航母戰(zhàn)斗群。

然而,反艦導(dǎo)彈飛行時(shí)要考慮到各種因素,如高空巡航以降低燃料消耗,末端轉(zhuǎn)低空飛行以實(shí)現(xiàn)規(guī)避雷達(dá)探測(cè),通過(guò)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)實(shí)現(xiàn)折線運(yùn)動(dòng)以形成同時(shí)從多個(gè)角度協(xié)同打擊效果,以及末端將目標(biāo)從集群艦隊(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)為單個(gè)具體目標(biāo)等等需求,這樣一來(lái)導(dǎo)彈飛行中就不會(huì)是一條勻速的直線飛行,而是會(huì)呈現(xiàn)為高——低和S型復(fù)合機(jī)動(dòng)的形態(tài),因此為了有效控制導(dǎo)彈做出這些規(guī)避機(jī)動(dòng),并末端精確指向各個(gè)獨(dú)立的目標(biāo),就必須要確保飛行全程獲得數(shù)據(jù)鏈控制了。

反艦導(dǎo)彈的過(guò)載控制一文介紹的反艦導(dǎo)彈高——低彈道

雖然蘇聯(lián)在1960年代就開(kāi)始開(kāi)發(fā)由圖142和圖95改造的遠(yuǎn)程巡邏機(jī)進(jìn)行中繼制導(dǎo)的技術(shù),但是很明顯,巨大的亞音速圖95/142飛機(jī)很容易被美國(guó)航母艦隊(duì)護(hù)航機(jī)群在數(shù)百公里外驅(qū)散,無(wú)法一路引導(dǎo)導(dǎo)彈飛往敵人艦隊(duì)。所以蘇聯(lián)在1959年開(kāi)始研發(fā)“神話”太空預(yù)警衛(wèi)星和數(shù)據(jù)鏈衛(wèi)星時(shí),就考慮到戰(zhàn)時(shí)以天基平臺(tái)直接定位航母艦隊(duì)并完成中繼制導(dǎo)任務(wù)。

受制于早期太陽(yáng)電池功率不足,蘇聯(lián)發(fā)射很多核動(dòng)力衛(wèi)星

“神話”系統(tǒng)由兩種衛(wèi)星構(gòu)成:US-A核動(dòng)力合成孔徑X波段雷達(dá)衛(wèi)星,用于分辨航母戰(zhàn)斗群的艦艇并引導(dǎo)導(dǎo)彈;US-P無(wú)線電預(yù)警衛(wèi)星,用于跟蹤海上艦船的無(wú)線電信號(hào),根據(jù)呼號(hào)進(jìn)行粗略定位航母戰(zhàn)斗群位置。顯然,僅憑US-P衛(wèi)星的精度是無(wú)法區(qū)分真假目標(biāo)的,要實(shí)現(xiàn)有效的天基反航母能力,必須用US-A合成孔徑衛(wèi)星才能識(shí)別目標(biāo)信息并發(fā)出信號(hào)。在1970-1988年間,蘇聯(lián)發(fā)射了大量的US-A合成孔徑衛(wèi)星,其中又有多發(fā)失敗,造成嚴(yán)重核污染,而且衛(wèi)星由于運(yùn)轉(zhuǎn)在低軌道上,壽命一般不超過(guò)2年,所以蘇聯(lián)在1988年因?yàn)榻?jīng)費(fèi)過(guò)高而放棄了US-A雷達(dá)衛(wèi)星的發(fā)射工作。

不過(guò),如果恰好在1980-1988年間爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng),那么理論上確實(shí)是可以在衛(wèi)星覆蓋的海域?qū)嵤┻@種天基制導(dǎo)攻擊模式。那么,這個(gè)時(shí)候,就是需要所謂的“領(lǐng)彈”登場(chǎng)了。

光榮級(jí)巡洋艦吊裝P-500導(dǎo)彈

在談所謂的“領(lǐng)彈”之前,我們先談一個(gè)生活中常見(jiàn)的例子。在我2012年上本科的時(shí)候,那時(shí)候宿舍網(wǎng)絡(luò)還沒(méi)有這么先進(jìn),每個(gè)宿舍只有1個(gè)電話口,然后所有的人就通過(guò)這個(gè)端口上1-4兆的ADSL貓。但宿舍里可是有8個(gè)人,而貓上面只有1個(gè)網(wǎng)線插口。因此在那個(gè)WIFI不普及的時(shí)候,我們就得買(mǎi)2個(gè)5孔交換機(jī),先把貓上面的網(wǎng)線連在第一個(gè)交換機(jī)上,然后連接下一個(gè)交換機(jī),所有的要上網(wǎng)的人則把自己的網(wǎng)線分別插在剩余的端口上面,這樣所有的人就可以一起共享上網(wǎng)了。而蘇聯(lián)的“領(lǐng)彈”,其實(shí)就是同樣的原理。

由于1970年代太空通訊帶寬很低(如那時(shí)候最先進(jìn)的大型計(jì)算機(jī)內(nèi)存也不過(guò)64K,而旅行者號(hào)的天線比特率甚至不到2K),而且當(dāng)時(shí)缺乏相控陣天線技術(shù),一個(gè)衛(wèi)星只能同時(shí)和有限的目標(biāo)建立雙向數(shù)據(jù)鏈。這樣一來(lái),如果同時(shí)幾十發(fā)導(dǎo)彈齊射,那么衛(wèi)星信道就會(huì)擁擠,因此蘇聯(lián)人就想到了一個(gè)方法:使用其中一批導(dǎo)彈作為“交換機(jī)”,轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星傳來(lái)的信號(hào)。這樣一來(lái),一枚“領(lǐng)彈”就會(huì)在更高的高空巡航,并建立和衛(wèi)星的數(shù)據(jù)鏈,并轉(zhuǎn)發(fā)給4枚導(dǎo)彈;然后這4枚導(dǎo)彈再轉(zhuǎn)發(fā)給下面的4枚導(dǎo)彈,如此以來(lái)1枚領(lǐng)彈就可以引導(dǎo)16枚導(dǎo)彈飛行,恰好是光榮級(jí)巡洋艦的齊射數(shù)量。而到了導(dǎo)彈飛向最終目標(biāo)的時(shí)候,也是用同樣的方式完成末端攻擊指令的輸入的。

除了充當(dāng)交換機(jī)以外。考慮到戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期被擊落的,蘇聯(lián)的反艦導(dǎo)彈在轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電的同時(shí),同時(shí)自己還能夠搖身一變變成路由器,在領(lǐng)航彈被擊落的情況下,自己根據(jù)預(yù)先設(shè)定的順序上升到高空,繼續(xù)接收衛(wèi)星信號(hào),并且轉(zhuǎn)發(fā)給下面的導(dǎo)彈。這樣一來(lái),就可以確保衛(wèi)星制導(dǎo)程序。連續(xù)不斷的傳輸給每一枚導(dǎo)彈。同時(shí)在衛(wèi)星不能使用或者在衛(wèi)星覆蓋區(qū)域之外,這套系統(tǒng)將會(huì)改為接收?qǐng)D95和圖142海上巡邏機(jī)發(fā)射的控制指令,一架tu142遠(yuǎn)程海上巡邏機(jī)最多能夠遙控4枚導(dǎo)彈,然后在四枚領(lǐng)航導(dǎo)彈引導(dǎo)下,帶領(lǐng)其他導(dǎo)彈飛向敵人。

庫(kù)茲涅佐夫號(hào)配備的P-700導(dǎo)彈也可使用數(shù)據(jù)鏈

蘇聯(lián)解體之后,由于俄羅斯沒(méi)有如此大的精力投入來(lái)供養(yǎng)如此龐大的天基系統(tǒng),加上烏克蘭等原蘇聯(lián)加盟國(guó)的獨(dú)立,使得俄羅斯也失去了生產(chǎn)這種導(dǎo)彈的能力,最終在2000年前后該系統(tǒng)完全停用。不過(guò)蘇聯(lián)以衛(wèi)星來(lái)作為導(dǎo)彈中距信號(hào)的發(fā)射機(jī)的思路卻被世人傳承下來(lái),美國(guó)于20世紀(jì)末研發(fā)的戰(zhàn)斧block4巡航導(dǎo)彈,也配備了衛(wèi)星雙向通訊,通過(guò)美國(guó)軍用通訊衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向連接。到了2010年代以后,隨著高通量衛(wèi)星和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的大量使用,新開(kāi)發(fā)的巡航導(dǎo)彈和反艦導(dǎo)彈,都具備了連接衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈的能力。

當(dāng)我們?nèi)缃裣硎苤鵁o(wú)線通訊的便利的時(shí)候,我們不要忘記我們?nèi)缃衲軌蛳硎艿耐ㄓ嵓夹g(shù),在幾十年前都是各國(guó)軍方研發(fā)的高端技術(shù)的民用普及化,任何一種技術(shù),當(dāng)他走入尋常百姓家的時(shí)候,他都已經(jīng)經(jīng)過(guò)了相當(dāng)多年的凝聚和迭代。因此我們要重視高精尖科技的發(fā)展,別看現(xiàn)在他們使用環(huán)境比較狹窄,但終于有一天他們會(huì)變成如今的手機(jī)一樣成為人民日常不可或缺的產(chǎn)品。

蘇聯(lián)神乎其神的“衛(wèi)星制導(dǎo)+導(dǎo)彈領(lǐng)彈”技術(shù)是噱頭還是確實(shí)可行的?的評(píng)論 (共 條)

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