绝对武器 俄罗斯“先锋”高超声速助推滑翔弹头
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- 发布时间:2019-01-14 17:56
2018年7月19日,俄罗斯国防部新闻称,“先锋”高超声速弹头的研制已完成,军工企业开始进行批量生产。“先锋”(代号“4202项目”/“Yu-71”)是以洲际弹道导弹为运载工具的高超声速助推滑翔弹头,携载核与常规两种战斗部,飞行速度可达20马赫,具有射程远、飞行速度快、安全可靠性高、突防能力强的特点,装备战略火箭兵部队后将大幅提升俄战略核力量的质量水平,是俄罗斯突破美国反导系统,确保与美战略均衡的“杀手锏”武器系统之一。
发展历程
俄罗斯“先锋”高超声速弹头的开发始于20世纪80年代中期,苏联将其作为对美国实施“战略防御倡议”计划、发展导弹防御系统的非对称回应。当时“机械制造设计局”提议研制新型固体燃料洲际弹道导弹,导弹配备滑翔式巡航弹头。传统洲际弹道导弹的弹头沿弹道进行非制导飞行,最后抵达目标。而滑翔巡航弹头可以进行机动,规避反导系统的跟踪拦截。
该项计划命名为“信天翁”,并于1987年获得批准。1989年,“机械制造设计局”决定不专门研制运载工具,而是选择了液体燃料的SS-19“匕首”洲际弹道导弹作为运载工具。首轮发射试验是在1990年2月28日和3月5日进行的。试射中,洲际弹道导弹都将弹头运送到指定区域,但作战载荷与运载工具没有分离。苏联解体后,尽管国防订货急剧减少,但“机械制造设计局”的总设计师格尔贝尔特·叶夫列莫夫却成功保留了企业的科研、技术和人员潜力。21世纪上半期,在美国退出《反导条约》、出台在东欧部署导弹防御系统计划的背景下,该局恢复了“信天翁”项目的研制工作。2004年2月19日,俄军第一副总参谋长尤里·巴卢耶夫斯基大将称,在演习期间“试验了可进行高超音速飞行、并进行水平和垂直方向机动的航天器”。该飞行器是在2004年2月18日“安全-2004”演习期间,从拜科努尔航天发射场井式装置发射的,目标位于远东勘察加半岛的库拉靶场。
2005年9月27日,俄罗斯总统弗拉基米尔·普京在电视直播节目中,回答伊热夫斯克居民关于军队装备问题时说:“我们正在研制并将投入使用新的战略高精武器系统,世界上没有一个国家拥有这种武器。这是以高超音速飞行、变换速度和方向的武器,这种飞行器可以突破包括导弹防御系统在内的任何系统。”
自2007年以来,在“机械制造设计局”公开发布的文件中,该项目被称为“4202”试验设计工作,项目的订货方是俄罗斯联邦航天局。
自2004年以来,在拜科努尔和亚斯内伊发射场(奥伦堡地区亚斯内伊市的战略火箭兵多姆巴罗夫斯基导弹阵地)进行了“4202项目”测试,使用SS-19导弹作为高超声速弹头的运载工具。2010年,俄军总参高层人士向国际文传电讯社称,洲际弹道导弹的新型弹头成功进行了测试。
根据公开资料,“4202项目”试验基地的发射设备由圣彼得堡“专用机械设计局”研制,配套的运输设备由“马达”设计局(“地面航天基础设施应用中心”分部)研制。2013年9月底、2014年9月和2015年2月,进行了Yu-71高超声速飞行器的试验,但专家研判试验未获得成功。
2016年7月有消息称,“4202项目”将与RS-28“萨尔马特”陆基洲际弹道导弹的试验同时进行,该导弹未来将作为高超声速弹头的运载工具。
2017年10月25日,成功进行了“先锋”高超声速弹头的试验。携载该弹头的SS-19导弹从多姆巴罗夫斯基导弹阵地发射,弹头命中了位于库拉靶场的目标。
2018年3月1日,普京向联邦议会发表国情咨文时,介绍了“先锋”高超声速滑翔弹头发展情况。正如总统所称,该弹头“像火球一样飞向目标”。同一天晚些时候,俄战略火箭兵司令谢尔盖·卡拉卡耶夫上将确认,“先锋”高超声速弹头的试验已经成功完成。
3月12日,俄国防部副部长尤里·鲍里索夫接受《红星报》采访时称,国防部已经签署了“先锋”弹头的量产合同。鲍里索夫称,该系统“尽管研制过程中困难重重”,但“试验很成功”。控制系统问题和防护问题很严峻,但得到了圆满解决,完成的系统试验证明了“选择方法的可操作性”。
7月7日,普京总统在与民众“直接连线”的电视直播节目中称,“先锋”高超声速武器系统将于2019年装备战略火箭兵。
7月19日,俄罗斯国防部发布的新闻称,“先锋”高超声速弹头研制结束,军工企业开始批量生产。
系统组成
发射装置和地面设备。“先锋”导弹系统的发射装置代号15P771,由“专用机械制造设计局”研制,位于伏尔加格勒的“路障”生产联合体生产。2011-2012年间,为进行该项生产对工厂进行了技术改造和设备更新。运输发射集装箱代号15IA54-4202,由“马达”设计局研制。发射阵地装备的热循环系统由“科学”科研生产联合体研制。其它地面设备由“莫斯科机械制造厂”生产。2012年,发射装置和运输发射集装箱交付使用。
弹头结构。据推测,“先锋”高超声速弹头的结构是复杂的翼形,包括F1、F2和F3三个舱。弹头壳体使用钛合金制造,安装有特殊的隔热和无线电吸波涂层。F1舱的框架具有复杂的外形组合形式。F1、F2和F3舱结构中使用了非金属。
控制系统。研判为采用了弹载计算机的自动惯性系统。在飞行末段采用雷达和光电系统,也可按卫星系统信号修正飞行弹道。俄罗斯宣称的命中精度为5-10米,因此不可能只采用惯性制导系统。
动力装置。“先锋”高超声速弹头没有主发动机。在进入稠密大气层,与目标的距离是300-500千米时,弹头已经在太空中加速至20马赫。借助燃气舵实施反导机动和瞄准打击目标。为此“先锋”高超声速弹头应装备有一个高压气体发生器。另有观点认为,是借助气动舵实施的反导机动。
战斗部类型。可采用核或者高效能的常规战斗部。采用核战斗部时有两种方案:当量150千吨左右的中等效能战斗部,以确保命中高精度;用于对极其优先目标打击时,可采用当量约100万吨的高效能战斗部。
部署列装
“先锋”高超声速弹头将装备在SS-19和“萨尔马特”两型陆基洲际弹道导弹上。这两型导弹将首先部署在战略火箭兵多姆巴罗夫斯基导弹阵地。
“先锋”高超声速弹头主要用于装备“萨尔马特”导弹,但“萨尔马特”导弹与“先锋”弹头的研制没有实现“同步”。普京在国情咨文中称,“先锋”高超声速弹头已经完成研制。而“萨尔马特”正处于试验开始阶段,仅在去年12月进行了不启动主发动机的投掷试验,还需要2年的时间才能完成研制,之后再装备部队。
因而,俄罗斯选择了SS-19导弹作为“先锋”高超声速弹头的“过渡性”运载工具。在“先锋”高超声速弹头的研制过程中,俄罗斯多次使用SS-19导弹作为运载工具进行发射试验,弹头与载具的结合在技术上已经成熟。SS-19为三级液体燃料导弹,采用井基方式部署,于1979年装备部队。该型导弹长27米,弹径2.5米,装备6颗分导式核弹头,发射重量105.6吨,投掷重量为4350千克,命中概率350~550米。至1985年,苏联莫斯科赫鲁尼切夫机械制造厂生产了300枚。目前约30枚左右在俄罗斯战略火箭兵担负战斗值班任务。
第一批生产的SS-19导弹被运送到当时苏联的乌克兰加盟共和国赫梅利尼茨基市,在那里部署有苏联战略火箭军的第19导弹师。约130枚SS-19导弹部署在该师,其余SS-19导弹在俄罗斯联邦领土上进行战斗值班。提供给乌克兰加盟共和国的SS-19导弹还包括作为存储备用的部分,其中共计30多枚以不加注燃料的状态储存在仓库内。也就是说,其使用寿命与刚刚出厂时是一样的。2000年代初期,这些导弹被乌克兰返还给俄罗斯,用于抵销天燃气债务。俄罗斯将在这些未在发射井内担负战斗值班的导弹上,安装“先锋”高超声速弹头。因此,这些导弹的服务期限不会少于20年。
多姆巴罗夫斯基导弹阵地隶属于俄战略火箭兵第31集团军第13导弹师。2018年7月19日,战略火箭兵主管装备的副司令谢尔盖·波罗斯库恩少将称,多姆巴罗夫斯基导弹阵地的部队正进行组织技术工作,准备“先锋”系统投入使用的基础设施,以检验其作战和操作性能,确保“先锋”系统及时装备战略火箭兵。准备工作包括新设施的建设和旧设施的改造,对工程技术系统实施现代化翻新,铺设供电、通信和作战指挥用的电缆。
作战运用
目前,“先锋”高超声速弹头的大部分信息处于保密状态。俄罗斯专家对“先锋”高超声速弹头的实战运用过程做了以下研判。在飞抵目标前,“先锋”高超声速弹头大部分弹道为无空气空间的倾斜弹道。在这一运动过程中弹头保持稳定,可能使用推进器修正飞行弹道。为确保以必要的角度进入稠密大气层及修正系统、制导系统的运行,弹头应保持稳定状态。弹头上装备有雷达,可将地形图与雷达绘制的地形测量图对比并实施制导。弹头上可能装备有侧扫描雷达。
在飞抵距离目标200~300千米或者500千米时(不会更远),弹头转为进行大气层飞行。开始大气层飞行时,弹头的速度为14~15马赫,之后飞行速度逐渐降低。弹头未装备高超声速主发动机。借助气动舵,也就是弹头的翼和襟翼,通过滚转、俯仰和偏航,控制大气层飞行过程中的机动。飞行速度降低到6~8马赫时,开始由自导雷达按地形图制导。在此之前,弹头可实施程序预设的机动,以对抗导弹防御系统。
性能特点
发射阵地装置抗毁伤能力强。“萨尔玛特”导弹将部署于经改进的SS-18导弹发射井内。SS-18导弹的发射井本身已经采用专用减振发射筒,以达到抗核防护目的,可承受较大的地震负载。另外,“萨尔马特”导弹发射井将采用专门量身定做的“莫季里”主动防护系统加强防护。“莫季里”系统装备大量携载杀伤要素的集束式发射管,接到命令后可向目标齐射数百枚小型杀伤要素(弹),在来袭核弹头前面形成由钢弹组成的、厚度极大的墙壁或者云层,成为无法逾越的阻碍,核弹头在没有飞抵目标前就会被消灭。
根据美国情报部门的信息,在SS-18导弹装备部队之前,SS-19导弹井式发射装置的抗打击能力在陆基洲际弹道导弹排名第一。20世纪80年代,美国专家评估了美不同核弹头摧毁SS-19导弹井式发射装置的概率。使用2颗当量为335千吨的W78型核弹头(“民兵”3导弹携载)实施打击时,摧毁概率为0.509。使用2颗当量170千吨的W62核弹头实施打击时,摧毁概率为0.333。使用2颗当量为100千吨W76型核弹头(“三叉戟”2导弹携载)实施打击时,几乎不可能消灭SS-19导弹的井式发射装置,摧毁概率几乎为“零”。俄罗斯战略火箭兵还可为SS-19导弹的发射阵地装备“莫季里”系统,进一步提高其防护水平。
除“莫季里”系统外,俄军还在打造由导弹预警卫星、地面超视距预警雷达以及A-50U预警机和S-400防空导弹组成的井基发射阵地防御系统,预计“萨尔马特”和SS-19导弹发射阵地与发射装置的抗毁伤能力将显著增强。
射程远。SS-19导弹的射程最大射程达到1万千米,而“萨尔马特”导弹的最大射程是16000千米。使用这两型导弹作为运载工具,确保“先锋”高超声速弹头将具备10000~16000千米以上的射程。
机动能力优异。由于采用高性能能源,“先锋”高超声速弹头的最大速度达到20马赫,可进行复杂的机动,这样不仅可规避拦截导弹,也可从任何方向、在较大的高度范围内向目标发起攻击。
耐高温激光烧蚀。战略火箭兵司令卡拉卡耶夫上将称,“先锋”高超声速弹头的壳体采用了复合材料,可确保气动加热至表面温度达到1600~2000摄氏度的稳定控制,并能够防护激光的辐射。
作战运用灵活。“先锋”高超声速弹头可以携载核常两种战斗部,实施常规和核打击作战。而进行核作战时,可根据打击目标选择不同当量核战斗部。同时,俄罗斯SS-19、“萨尔马特”导弹的射程可随携载作战载荷的不同而调整,这使得“先锋”高超声速弹头的作战运用方案有了更多选择。
战略意义
“先锋”高超声速弹头的研制成功和实战化,对俄罗斯来讲具有多重战略意义。
政治上,促进与美国保持战略平衡。近年来,美北约持续东扩,增加在俄罗斯周边国家军事设施的建设,极力扩大军事影响力,在地缘政治上使俄罗斯边缘化。同时,美国还在欧洲、亚太推进导弹防御系统建设,发展新“三位一体”战略力量,以此削弱俄罗斯战略核力量的威慑效能,实现遏制俄罗斯的战略目标。美国上述做法已经对俄罗斯国家安全构成了严重威胁,俄罗斯迫不得已采取技术手段来维持战略平衡,从而有效应对北约的潜在战略威胁。“先锋”声速弹头的问世,可在一定程度上为俄罗斯赢得与美国的战略平衡发挥作用。
军事上,形成有效的突防手段。“先锋”高超声速弹头及其运载工具均具备较强的突防能力。“萨尔马特”导弹运用了最新的高技术,最大限度提高突防能力,包括减少起飞时间,降低被导弹预警系统发现的概率;缩短飞行弹道的助推段,降低弹头分离前被反导导弹拦截的概率;采用规避反导系统的飞行弹道,从南极和北极飞行,避开美反导系统的探测拦截。而“先锋”弹头同传统巡航导弹相比,能够进行更为复杂的航迹规划和战术机动,可从任意方向和不同高度范围接近目标,规避反导系统探测区域,达到快速隐蔽突防的效果。在接近目标时,“先锋”导弹能够实现侧向深度机动和大幅高度机动,绕过导弹防御系统并躲避拦截弹,对目标实施有效打击。普京称,“先锋”武器系统能“突破目前世界上所有的防空系统和反导系统,是对美国退出《反导条约》的应对手段”。
经济上,以低费效比实现战略核力量质的跃升。近年,由于饱受美国与西方盟友制裁及国际油价大跌影响,俄罗斯经济已经陷入停滞,导致军费额度大幅下降。2013年的军费开支为907亿美元,位居世界第三,再到2017年,俄罗斯军费开支为491亿美元,相较于2016年下降25.1%。而今年俄罗斯的军费开支则为484亿美元,同样呈下降趋势,从907亿美元到484亿美元,俄罗斯军费缩减46.7%。但俄罗斯在发展“先锋”高超声速弹头过程中,大量运用苏联时期的技术储备,运载工具也首先使用了储备的SS-19导弹和在研的“萨尔马特”导弹,没有专门为该型弹头研制生产运载工具。这样节约了巨额的研发生产资金,得以在经济困难、军费下降背景下完成研制,顺利进入量产阶段,并很快形成实战能力,促进战略核力量质量水平的提升。
技术上,占据高超声速武器技术领域的领先地位。美国在“猎鹰”计划框架内进行了高超声速技术飞行器(HTV)的开发。HTV作为高超音速技术演示和验证计划的一部分,主要进行在高度较大的空间验证与高超声速飞行相关的技术,如高超声速空气动力学、长时间飞行防热、制导、导航与控制技术等。在计划的执行过程中,进行了HTV-1、HTV-2和HTV-3共3型飞行器的研制。其中HTV-1和HTV-3相继被撤消,只有HTV-2飞行器分别于2010年4月和2011年8月进行两次飞行试验,均以失败告终。而俄罗斯“先锋”高超声速弹头的研制成功和投入生产,表明其已经突破了高超声速武器领域的研发瓶颈,在高超声速技术上领先于美国,占据了世界领先地位。普京称,“先锋”高超声速武器系统是“绝对武器”,近期世界上不会有一国家拥有同类武器。
文/李梅 耿彤