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长剑-100,是怎样解决射程和速度这对巡航导弹难题的?

兵工科技 2019-10-16 07:37:05
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兵工科技(微信ID:binggongkeji)

长剑-100,是怎样解决射程和速度这对巡航导弹难题的?

图注:“长剑”-10远程巡航导弹

我们知道,“长剑”-10巡航导弹射程超过2000千米,解决了远程精准打击的问题。然而在导弹领域一直存在着一个难题——速度和射程,这两个对现代导弹而言最为重要的指标,却是一对难以兼顾的矛盾体,“长剑”-10采用涡轮喷气式发动机,虽然油耗低,射程远,但它一直采用0.7左右高亚声速巡航速度。随着现代防空反导武器技术的不断发展,世界上现役的高亚声速巡航导弹都面临严峻的考验,在叙利亚战争中,美国从潜艇和水面舰艇上发射“战斧”远程巡航导弹攻击叙利亚重要目标,但据叙利亚方面声称,有4成导弹被其成功拦截,虽然这一声明略显夸大,但据事后分析,的确有相当数量的“战斧”被防空反导系统击落,原因就在于“战斧”太慢。

那么要解决速度慢容易被拦截的问题,就必须将导弹的速度提起来,世界上目前不是没有现役的超声速巡航导弹,比如印度的“布拉莫斯”,然而其飞行速度虽然达到3马赫级别(实际为2.5~2.8马赫),很难被防空系统拦截,但它比冲较小,射程仅为280千米(虽然这是由于受限于国际武器条约,但即便没有条约,“布拉莫斯”的射程也无法超过500千米)。

如何才能既实现高速突防的目的,又能兼顾更远的射程呢?俄罗斯曾推出“俱乐部”双速潜射导弹,采用双段双模发动机的模式,在巡航段采用喷气式发动机提升射程,在末段则采用火箭发动机将速度提高到超声速,实现高速突防。那么中国科研技术人员,是采取怎样的方法,既保证导弹射程,又兼顾导弹速度的呢?

长剑-100,是怎样解决射程和速度这对巡航导弹难题的?

图注:从图中可以看出“长剑”-100采用5轴发射车,双联装发射装置

与现役的巡航导弹多采用两级结构(其中第一级为助推级,采用火箭发动机助推器,在发射后燃料燃尽自行脱落;第二级采用涡扇或涡喷发动机,长时间飞行直至击中目标)不同,“长剑”-100采用目前独创的3级结构,这也是其之所以能实现射程和速度兼顾的主要原因所在。

其中,“长剑”-100的第一级采用传统的固体火箭发动机助推器,点火后导弹从发射筒射出,然后快速提升速度并爬升高度,待到“长剑”-100进入数万米的高空之后,这时第一级火箭发动机燃料燃尽,作为死重与发动机脱离,同时帮助导弹进一步加速。

注意此时,“长剑”-100导弹从第一阶段的爬升加速阶段,进入了第二阶段的巡航阶段。但凡是超声速、高超声速巡航导弹,都必须采用高弹道巡航模式,这是其与亚声速巡航导弹的重要区别之一。亚声速巡航导弹以0.7~0.9马赫较低速度巡航,在低空空气阻力较小,完全可以实现长距离低油耗的巡航飞行;但超声速/高超声速导弹,其飞行速度高,在中低空空气密度大、粘稠,阻力极大,根本无法实现经济油耗条件远程巡航,因此只能选择空气稀薄的高空巡航飞行。

在高空飞行时,第二级的固体冲压发动机开始工作,巡航阶段结束后,导弹开始脱离第二阶段助推器,依靠第三段的高超声速布局的乘波体弹头,进入第三阶段高速滑翔飞行阶段。在这一阶段,飞行弹道呈不规则状,以规避敌军防空反导系统的探测和打击,同时弹体开始在末段迅速降低降低高度,将势能转换成动能,速度不断增加,从巡航阶段的3.5马赫左右,进一步加速到4马赫甚至于5马赫。

长剑-100,是怎样解决射程和速度这对巡航导弹难题的?

图注:外媒发布的疑似“长剑”-100巡航导弹发射的情景

综合来说,“长剑”-100采用固体冲压发动机在空气稀薄的临近空间飞行,飞行阻力大大减小,使得导弹巡航速度相比采用“高空弹道”的“布拉莫斯”进一步增加;同时阻力小了油耗自然也低了,导弹的射程大幅延长。加上“长剑”-100无动力阶段采用“水漂弹”的滑翔弹道,这也能在一定程度提升导弹的飞行距离。

所以,临近空间的超高弹道,加上火箭+固体冲压发动机+滑翔弹道的三级结构,是“长剑”-100实现“速度和射程兼顾”目标的主要原因和手段。

“长剑”-100的列装服役,使其成为现役速度最快、射程较远的战略巡航导弹,末段4马赫以上的突防速度,给现役防空反导系统带来了极大拦截难度和挑战,将大幅增加火箭军在第二岛链内的远程作战能力,是震慑敌胆的“撒手锏”!

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长剑-100,是怎样解决射程和速度这对巡航导弹难题的?

责任编辑:傅鑫 CM033
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