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波斯“战斧”

2015-06-25陈友龙

兵器知识 2015年6期
关键词:涡扇尾翼穆尔

陈友龙

2015年3月8日,伊朗公开了名为“苏穆尔”(Soumar)的远程地对地巡航导弹及其发射视频。该导弹外形与俄制Kh-55巡航导弹非常相似。与Kh-55不同的是,“苏穆尔”导弹在尾部加装了一个助推器以增强动力,射程可达2000千米以上,打击范围不仅覆盖包括以色列在内的整个中东地区,更具备打击东欧甚至东非地区的能力。它的出现再次显示了伊朗自主国防工业的实力。

发展概况

在近年来的多场局部战争中,巡航导弹往往是美军发起空袭最先投入的进攻性武器,起到摧毁雷达、防空导弹等要地的“拔点”作用,为各类作战飞机或地面部队杀入战区前扫清前进障碍。

伊朗“苏穆尔”巡航导弹的发展得益于引进俄制Kh-55导弹技术。早在2001年伊朗就购买了12枚Kh-55。以色列国防军军情局武器部负责人法尔卡什少将2005年12月18日向以色列议会报告,“由乌克兰非法运出的18枚Kh-55导弹中的12枚被运到了伊朗。”他指出,Kh-55可携带一枚核弹头,对距发射地点3000千米外的目标实施精确打击。“虽然这18枚巡航导弹大多是废弃的散件,但是伊朗人具备将其组装起来的能力。”一位防务人士透露说。其他人则认为,伊朗获得Kh-55的主要目的是为了发展本国的巡航导弹。一位西方外交官指出,目前Kh-55的仿制工作由伊朗的两家企业负责:帕琴导弹工业公司和CSIG公司(该公司主要负责巡航导弹的研发和生产)。

“苏穆尔”巡航导弹的亮相表明,经过十多年的努力,伊朗已经具备组装性能类似于Kh-55导弹的尖端武器。这款导弹可携带常规或核弹头,具有良好的巡航能力,优秀的控制和制导能力,较高的打击精度以及很高的隐身能力。巡航导弹可以超低空飞行,敌方雷达根本无法探测,而且能够在目标附近盘旋,待机攻击,具备较强的机动性和隐蔽性,能保证己方部队和装备的安全,减少战斗伤亡。导弹可沿地物上空40-100米的高度起伏飞行,当飞抵距目标预定距离时,导弹先爬升至较高高度,打开主动雷达导引头。搜索、捕获、识别、锁定目标后,俯冲至较低高度,通过横向或俯仰规避机动躲开敌防空武器的攻击,最后实现对目标俯冲攻击。虽然发射方式不同,但导弹部件通用率非常高,这不但降低了系统研发,生产和维护成本,而且使作战应用更加简单。

这种类型的导弹可以攻击敌方的加固或非加固目标以及敌人后方的地下指挥所、机场、低速行进的装甲编队和集结中的部队、海军港口设备,海军基地及海洋监视设施等目标,是世界各大军事强国争相发展的“撒手锏”。

总体结构

参考Kh-55导弹的数据,可知伊朗“苏穆尔”巡航导弹长约7米(加助推器),直径约533毫米,全重1.7吨,巡航飞行速度940千米,小时,命中精度约150米,最大射程可达2500千米。导弹主要由弹体、动力装置、制导装置和战斗部等组成。其中,弹体包括弹身、弹翼、尾翼、舵、以及安定面等。与Kh-55不同的是,“苏穆尔”巡航导弹在尾部增加了一个带格栅式尾翼的固体助推器,这是因为“苏穆尔”要从地面发射,需要固体助推器提供初始速度和高度,而Kh-55是空射型号,可以由载机提供导弹初始速度。“苏穆尔”导弹的动力系统包括一台涡扇发动机和一台固体燃料助推器。发动机吊挂在弹体下方,这样既避免了设计复杂的伸出式进气道,又避免了发动机占据弹体空间,提高了载油量,增加了航程,不过采用这样的设计容易被敌方雷达探测到。制导装置为复合制导系统,导弹头部装有惯导系统、GPS辅助修正系统和低空飞行用的雷达高度表系统。总体来看,导弹结构设计较为紧凑,特别是涡扇发动机的使用,大大缩小了导弹整体尺寸,使其可在多种平台上兼容使用。

气动布局

在气动布局方面,这种亚音速导弹采用圆钝头部、中段圆柱形弹体(尾部收缩)、弹体中部安装有“一字形”大展弦比中等后掠角折叠弹翼、弹体后部下方有固定式外置涡扇发动机、导弹尾部采用“人”字形尾翼的气动设计。其中圆钝头部的好处是能够增加可用空间,并能缩短全弹长度;大展弦比中等后掠角折叠弹翼折于弹体两侧的贮翼槽内,发射后自动展开。这种弹翼在亚音速范围内升力较大,诱导阻力小,因此升阻比较大,能够提供远程巡航飞行所需的升力,有利提高导弹的射程。“一字形”布局的优点就是阻力小、重量轻,导弹在使用协调转弯的时候,升力总是对准目标,战斗部可采用定向爆炸结构,有利于减轻导弹的重量。另外由于弹体上方无弹翼,所以有利于布置挂钩,机载比较方便。实际上我们看下现代巡航导弹,大多数采用的是这个布局,不过它的缺点就是当速度超过音速以后,激波阻力会急剧增加,所以不适合速度较快的导弹。

该导弹采用与飞机垂尾和平尾类似的三片式尾翼。国际上的多款导弹采用轴对称翼面,呈x型配置,其特点是不管导弹向哪个方向机动,都不必倾斜,只要用两对相互垂直的舵面操纵导弹,相应地改变两对相互垂直的弹翼各自的仰角,即可提供所需的法向力,从而实现任意方向的机动。不过当同时存在攻角和侧滑角时,这种翼面的非线性和气动干扰比面对称翼面大,要求控制系统快速性要好,同时增加了雷达对导弹探测面和被发现的可能性。伊朗导弹采用面对称翼面,即呈120度的“人”字形配置,其特点是可提供足够的航向稳定性,但当同时存在攻角和侧滑角时,会产生显著的滚动力矩。

“苏穆尔”与其它巡航导弹最大的不同是固体助推器安装上了四片格栅式尾翼。格栅翼又称栅格翼,是一种空间多升力面系统,一般作为导弹尾翼。格栅翼一般呈网格状,格壁可以做得很薄,以减少结构重量和材料成本。不同于传统的控制翼面平行于气流方向,格栅尾翼的翼面垂直于气流方向。格栅翼的优点之一是升力比平面翼的升力大,格数越多,升力越大。格栅翼可以在高超音速和大迎角状态下可以提供更好的可操作性。但是格栅翼的气动阻力比平面尾翼大,格数越多,阻力越大。在亚音速飞行时,格栅翼的阻力和控制效果与平板尾翼相当。因为它们的形状和小弦长,格栅翼便于折叠,折叠后所占的空间更小。它们可以沿径向向前收起,发射后再直接由空气阻力打开。这种折叠使武器更加紧凑和更容易储存或运输。鉴于伊朗巡航导弹主要是亚音速飞行,因此其格栅翼的主要优点是便于包装,发射后打开方便,结构简单,而不是低阻力或增加控制的有效性。

动力系统

“苏穆尔”采用与Kh-55导弹一样的涡轮风扇发动机。涡扇发动机的优点是耗油率低,缺点是结构复杂、迎面阻力大、推重比小。与涡喷发动机只采用内涵道方式排气相比,涡扇发动机采用内外涵道排气方式,排气量更大,降低发动机油耗。另外涡扇发动机排气温度低、噪音小,利于隐身。

发射方式上,“苏穆尔”导弹采用了助推火箭,这也是巡航导弹一个普遍的做法,这样导弹可以不使用主发动机就可以爬升到预定高度,减少油耗。但是伊朗巡航导弹的助推火箭明显要比“战斧”等巡航导弹要大,显示在固体火箭技术方面可能有所欠缺。巡航导弹如果采用了垂直发射系统,可以实现全向发射和攻击,但缺点就是导弹在爬升过程中,速度较低,加上主翼面还没有弹开,不具备转弯能力,所以需要引入推力矢量技术让导弹转弯,增加导弹的重量和复杂程度,因此地面发射的伊朗巡航导弹采用的是传统倾斜发射方式。

制导系统

“苏穆尔”巡航导弹的制导方式可能与Kh-55导弹类似,采用了惯性导航系统和地形匹配制导技术。惯导系统是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统,该系统根据陀螺的输出建立导航坐标系,根据加速度计输出解算出运载体在导航坐标系中的速度和位置。伊朗导弹的惯导组件采用捷联惯导技术,激光陀螺仪,具有结构紧凑,灵敏度高,工作可靠等优点,这些技术已经运用在伊朗研制的“泥石”2固体中程导弹之上。在中段前期,惯导系统通过高精度惯性测量装置,提供不间断的位置、速度和姿态信息。惯性导航完全是依靠运载体自身设备独立自主地进行,不依赖外部信息,具有隐蔽性好、工作不受气象条件和人为干扰影响的优点,而且精度高。对于远程巡航导弹,惯性制导系统加上地形匹配或其它制导技术,可保证它飞越几千千米之后仍能以很高的精度击中目标。为了纠正惯导系统的时间累积误差,伊朗导弹可能还采用了GPS辅助导航系统。

地形匹配制导是远程巡航导弹常用的一种精确制导方式。为实现这种制导,需先用侦察卫星或其它侦察手段,测绘出导弹预定飞行路线的地形高度数据并制成数字地图,存储在弹上制导系统中。伊朗导弹发射前需要任务规划和航迹规划两个步骤,因此其需要建立专门的情报和指挥中心,制作巡航导弹整个飞行路径的数字地形图。这需要巨额资金来制作数字地图,建立用于航线规划,制作假想敌领土地图的作战情报指挥综合中心。该中心在导弹发射前将重要地物场景装定到导弹制导系统中。在打击目标时,发射平台到达发射点后需确定其相对目标的方位,并将其输入弹上计算机。导弹发射后靠雷达高度表控制,下滑至巡航飞行高度,此时涡扇发动机启动并推进导弹慢速巡航飞行。在某些预定的修正点上,地形匹配系统确定出航向和位置误差,形成控制指令,操纵导弹回到预定的正确弹道,最后到达目标区上空。由此可见,地形相关匹配制导方式使过去只使用惯性或无线电指令制导的伊朗导弹增加了一种精度更高,射程可以更远的全新制导方式,虽然较为复杂,但其使打击精度更高。不过巡航导弹需要强大的情报系统为导弹提供目标信息保障,伊朗如果缺乏相关的情报系统,会使该弹的作战效能大打折扣。而且地形匹配制导的主要缺点是只能在地形起伏比较明显的路线上才能起作用,在平坦的地区或水面上飞行不能使用。

搭载平台

由于缺乏大型远程轰炸机,“苏穆尔”目前只采用地面机动式发射车发射,未来可能会发展海基和空基发射型号。“苏穆尔”的机动式发射车与伊朗的“征服者110”短程固体导弹发射车相似,导弹贮存于长方形发射箱内,这是因为其涡扇发动机没有像Kh-55那样缩进弹体内部,发射后才伸出弹体下方,因此发射箱体积较大。其机动式发射车为一种整体式底盘载车,越野能力较强,加上伊朗国内交通基础设施比较发达,这种载车不仅成本低,而且能与众多民用车混合在一起,迷惑敌方卫星和侦察设备,满足导弹隐蔽性的要求。

结语

伊朗“苏穆尔”巡航导弹安装了抗干扰的“发射后不管”制导系统,体积小,重量轻,便于各种平台携载;射程远,飞行高度低,攻击突然性大;命中精度高,摧毁能力强等特点,而且伊朗已经具备初步的小批量生产能力,其战略影响会随着其技术的成熟而不断增强,成为伊朗保障自身安全的利器。

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