漫谈美俄空射巡航导弹的尺寸权衡

2019-08-31潘文林

航空知识 2019年3期

潘文林

巡航导弹突防能力强，命中精度高，是军事强国竞相发展的武器装备。这是美军AGM-86空射巡航导弹，载机是B-52H和B-2A战昭轰炸机。AGM-86空射巡航导弹外形上窄下宽，具备可折叠弹翼，便于舱内挂载。

假如，给你这样一个任务：为既有战略轰炸机研制一种空射巡航导弹，既要让该飞机武器舱能装下，又要保证挂载数量尽量多，还要符合规定的射程。你将如何设计？在面对同样任务时，美俄两国的设计人员提交了几乎相同的答案，但在解题过程中又有一些明显的不同。

6枚还是8枚这是个问题

熟悉美俄两国战略轰炸机的朋友都知道，美国的B-52H战略轰炸机能够携带20枚波音公司研发的AGM-86B/C空射巡航导弹，具体是在机内武器舱中容纳8枚，在机翼挂架下携带12枚。如果换成AGM-129先进空射巡航导弹，则只能在翼下携带12枚，而不能在武器舱中携带。假如是B-2A战略轰炸机，则可在机体两个武器舱中携带16枚上述任一种空射巡航导弹（不过两种导弹不能混搭）。B-1B战略轰炸机尽管在设计要求上允许在武器舱中容纳8枚导弹，但限于美俄两国签署的削减战略武器条约，不再携带空射巡航导弹，只能携带常规弹药。

具有同样功能的俄罗斯图-160战略轰炸机，只能在每个武器舱中容纳6枚彩虹设计局研发的Kh-55（北约编号为AS-15，核战斗部）或Kh-555（常规战斗部）空射巡航导弹。同样出于美俄两国条约的限制，图-95MS只能在武器舱中携带6枚Kh-55或Kh-555空射巡航导弹，原先在翼下再携带另外10枚的方案被禁。俄罗斯现在已经尝试在图-95MSM翼下携带8枚最新型的Kh-101空射巡航导弹。而图-160则可在两个武器舱中容纳12枚上述任何一种巡航导弹。

对比美俄两国战略轰炸机不难发现，美国的B-52H、B-1B、B-2A的单个武器舱内可以携带8枚AGM-86C/D空射巡航导弹。而俄罗斯的图-95、图-160仅能携带6枚Kh-55或Kh-555空射巡航导弹。是因为俄罗斯轰炸机比美国的小吗？答案顯然不是，俄罗斯轰炸机一般都比美国的大。例如，B-52H翼展56.39米，机长47.55米，最大起飞重量221吨：武器舱约长9.1米（一说8-53米），宽1.83米，容积29.53立方米。B-1B在机翼后掠角最小时的翼展41.8米，机长44.5米，最大起飞重量216吨；前武器舱长9.53米，后武器舱长4.57米。B-2A翼展52.43米，机长21.03米，最大起飞重量170吨；两个并列武器舱的容积稍大于B-52H的武器舱。图-95MS翼展50.04米，机长49.13米，机身最大直径2.9米，最大起飞重量185吨。尽管无法获取该机武器舱的尺寸，但是比图一22M3轰炸机武器舱的尺寸稍大却是不争的事实。图-160在机翼后掠角最小时的翼展55.7米，机长54.1米，最大起飞重量275吨；前后各有一个约长12米、宽1.92米的武器舱，每个容积43立方米。

再看看两国空射巡航导弹的情况：美国的AGM-86B/C弹长6.32米，AGM-129弹长6.37米；俄罗斯的Kh-55和Kh-555长度均为6.04米。

按说国-95MS、图-160轰炸机体形巨大，在武器舱内容纳更多的空射巡航导弹不成问题。但事实上俄罗斯轰炸机尽管体形较大，但是其弹舱载弹量却不如稍小些的美国轰炸机。

个中原因耐人寻味。

玉米芯一样的旋转发射架

美国B-1B轰炸机前部弹舱以及内置的旋转发射架。按照美俄两国削减战略武器条约，B-1B轰炸机不能发射空射巡航导弹，因此该发射架只可挂载其他武器。

俄罗斯图-160轰炸机武器舱里的MKU-6-5U旋转发射架。

轰炸机通过弹舱内的多联装旋转发射架，能够携带或发射多枚巡航导弹。美国的B-52H轰炸机的武器舱内有一个由波音公司研制的旋转发射架（英文简称CRSL）。而B-1B轰炸机的CRM旋转发射架，就是在CRSL基础上研制的。B-2A的旋转发射架同样由波音公司研制，具体情况不详。俄罗斯的图-95MS和图-160轰炸机均使用MKU-6-5U旋转发射架。

这些旋转发射架大多沿飞机纵轴布置在武器舱内，前后两端与飞机直接相连或间接连接。空射巡航导弹、短程攻击导弹、核炸弹等机载武器围绕旋转发射架成对儿布置。发射时，旋转发射架在液压动力的驱动下，带动上述武器绕轴旋转，位于最底端的那枚导弹或炸弹被投放下去。

事实上，空射巡航导弹的尺寸，抑或武器舱和旋转发射架的挂载能力，是同一枚硬币的两面。例如美国的B-52G/H轰炸机，利用旋转发射架，可以在武器舱内携带8枚弹径450毫米、长4.267米的AGM-69短程攻击导弹。后来，波音公司在设计AGM-86A巡航导弹时，之所以将其长度定为4.27米，也是因为要符合旋转发射架的长度。美国B-1B轰炸机的后武器舱长4157米，可以带一组AGM-69导弹，而前武器舱的长度是后武器舱的两倍，是为了携带2组16枚AGM-69导弹。俄罗斯图-22M3的武器舱长约7米、宽1.8米，内装MKU-6-1旋转发射架，可以携带6枚弹径455毫米、长4.78米的Kh-15短程攻击导弹。而图-160轰炸机的两个武器舱之所以较长，是因为设计当初打算为其配备较长的Kh-45空地导弹，而这样的长度，携带4组共24枚Kh-15导弹，一点问题都没有。

玉米粒巡航导弹横截面

美国空军当年提出研发空射巡航导弹计划时，B-52轰炸机已经服役很多年，并且再未生产。为了满足空军的要求和B-52武器舱的空间尺寸，波音公司必须寻找出一项不同于以往各型导弹的研制之路。在美国空军提出为B-52研发空射巡航导弹之前，美国海空军已在20年前装备、使用过体形较大、射程极其有限的“猎犬”“鲨蛇”“天狮星”等空地导弹。当时的苏联也装备有Kh-10、Kh-20等类似的导弹。这类导弹因技战术性能落后，很快退出现役。

到20世纪70年代，随着航空技术和电子技术的发展，美俄两国科研部门和相关企业已经有能力研制巡航导弹，它们的体形大幅减小而射程却大幅提升，而且还能紧贴地面高度飞行。

AGM-86巡航导弹与旋转发射架通常是作为一个整体，被安置在轰炸机的武器舱内。

美国人在设计AGM-86B空射巡航导弹时，B-52武器舱的长度已经无法改变。美國空军要求必须能够将其纳入B-52的武器舱，并保持8枚的数量。在一般情况下，空射导弹大多采用圆柱形弹体。

我们都知道，任何柱状物体，在横截面周长相同的情况下，圆的横截面积最大，因此圆柱形的导弹理论上可以携带更多的燃料，也有利于维持弹体的强度，同时便于加工。但是，圆柱形导弹并非在任何情况下都是最佳选择。美国人很快发现，如果仍以圆柱形弹体作为AGM-86B的基本外形，像“战斧”式巡航导弹那样，那么这种导弹的射程有可能无法满足空军的要求。

为什么？玉米粒、玉米芯及玉米棒的形状，是大自然帮助人类解决工程问题的一个很好的例证。掰断一根玉米棒，从截面看——玉米粒的形状基本呈梯形，一头大一头小，紧密排列在玉米芯的周围。正是因为玉米芯的直径较大、玉米粒很小，在一根玉米芯上可以环绕许许多多的玉米粒。假如玉米芯的直径变小，而玉米粒变大，同一根玉米棒上的玉米粒数量将大大减少。

空射巡航导弹及其旋转发射架，就如同玉米粒和玉米芯的关系。如果导弹的直径较大，发射架的直径也必须变大，方可保证足够的导弹携带量。而在旋转发射架直径一定的情况下，巡航导弹的直径越小，可布置的导弹数量则越多。因此，受限于武器舱的宽度与高度，旋转发射架与导弹的直径都要适中。为了能够将8枚AGM-86B纳入B-52的武器舱，并保持其具有战略打击意义的航程，只能从增加导弹的燃料携带量的角度下功夫来设计新型导弹。

美俄空射巡航导弹在旋转发射架上的排列横截面。左为饿式设计，最下面为Kh-55SM导弹。右为美式设计，粗线部分代表AGM-86巡航导弹横截面。

美国人希望在直径一定的旋转发射架上，尽量多挂导弹，而且尽量要把导弹之间的空隙填满。所以，新设计的导弹，其弹体横截面未必一定是圆，其更大的横截面面积，意味着整枚导弹的燃油装载量也随之增大。换句话说，与“战斧”、Kh-55巡航导弹相比，AGM-86B的弹径不大，但横截面却不小，8枚导弹围绕旋转发射架挤在一起，就如同在一根玉米芯上一共生长了8颗玉米粒一样。

由此可见，决定美俄战略轰炸机武器舱内空射巡航导弹数量差异的原因不是导弹的长度，而是导弹的直径和横截面的形状。再看看这些导弹的弹径，就更明白了。

美国AGM-868/C空射巡航导弹底部最大宽度（大于直径）为693毫米，AGM-109“战斧”空射巡航导弹的弹径为540毫米，AGM-129的弹径为737毫米。俄罗斯Kh-55的弹径为514毫米，增设保形油箱的Kh-55SM的最大宽度为770毫米。

玉米粒，玉米芯，互相影响，互相依存。以美国AGM-129空射巡航导弹为例，由于该弹弹径变粗，B-1B轰炸机的弹舱旋转发射架只能携带4枚，而B-52H轰炸机的旋转发射架连一枚都携带不了。

Kh-55SM空射巡航导弹的情形。

图-160利用弹舱旋转发射架挂载Kh-55（左下）

各领风骚的美俄空射巡航导弹

正因为美国AGM-86B/C空射巡航导弹的截面不是圆形，而是经过充分的修形，才最大限度利用了轰炸机武器舱的空间。波音公司的设计如同画出两个同心圆，将“玉米芯”的横截面分出8个等份来排列空射巡航导弹，每枚巡航导弹占据45度，8枚导弹紧密排列。俄罗斯的设计是将360度平分6份，每枚巡航导弹占据60度，但是导弹之间有较大间隙。

AGM-86B/C空射巡航导弹的优点还不止如此。在宽度最大的弹体底部，美国人设置了折叠式弹翼，在弹体横截面面积一定的情况下增加了导弹的翼展，有利于增加导弹的射程。发动机进气道设在该型导弹背部，好处是，旋转发射架后部直径较细，弹舱里多出来的空间可以被充分利用。而且该弹固定进气道结构简单，设计生产难度低，故障率也跟着降低。

相比较而言，俄罗斯的设计略显保守。图-22M3轰炸机在其略小于B-52H的武器舱中，利用旋转发射架可以携带6枚Kh-15短程攻击导弹。而体形较大、武器舱更大的图-95MS和图-160轰炸机，其空射巡航导弹携带数量依然是6枚。只能说俄罗斯人的设计美中不足。当然，美国的AGM-129因为要顾及增加射程的需要，直径变大，无法在B-52H的武器舱中携带，对于美国空军而言同样是比较遗憾的事情。

导致美俄两国战略轰炸机武器舱携弹量差异的原因，除了上述因素外，还与旋转发射架的直径和导弹的装载方式有关。

相对于武器舱的宽度和巡航导弹的直径，俄罗斯的旋转发射架的直径较小，美国的较大。在装载巡航导弹后，美国的巡航导弹完全占满了武器舱的横向空间，而俄罗斯的还有一定间距。在巡航导弹的舱内装载方式上，美俄两国也有不同。美国空军可以将旋转发射架连同8枚导弹一起装入武器舱，也可以将导弹逐个悬挂到旋转发射架上，俄罗斯只能采用后一种方式，这样就需要装载后的导弹与武器舱侧壁保持一定的距离。

吸取美国人的经验，俄罗斯人对已有空射巡航导弹做了一定程度的改进。改进之一，是为巡航导弹在弹体两侧局部增设保形油箱，这些导弹包括Kh-55SM、Kh-555。增设保形油箱后，这些巡航导弹的横截面接近AGM-86的形状，射程明显增加。由Kh-55衍生而来的Kh-65空地导弹，仅头部形状发生了改变，与Kh-55SM增设保形油箱段的截面形状非常相像。改进之二，是研制新型导弹。最近一个时期投入服役的Kh-101空射巡航导弹的外形，颇受AGM-86的影响。弹体修型，不仅能够减小导弹的雷达反射面积，还可高效利用有限的武器舱的空间，导弹的射程也大幅提升。

科学与艺术的完美结合

作战飞机也好，导弹也罢，这些武器统统都是凝结了人类智慧的艺术结晶。如同诗歌、绘画、音乐、建筑等艺术作品都有不同的流派一样，武器设计也有各自的风格，有其独特的法则、视角、亮点和细腻之处。例如我们都熟知的中国绘画，为了更好展现绘画主题和意境，有时候写意更佳，有时候使用工笔更妙；在具体技法上，有的色彩浓重，有的线条洗练，还有的善于烘托……绘画大师可以依照自己的理解和喜好，任意洒脱，无拘无束。但作战飞机、导弹、军舰等设计还要遵循有关规范和军方的技战术要求，不能像艺术品那样尽情发挥。即使这样，武器设计仍然是科学与艺术的结合，体现了设计人员的设计素养和艺术造诣。

无论是作战飞机还是导弹或者其他什么武器，在设计方面都不能因循守旧一成不变，需要充分发挥设计人员的聪明才智，需要他们的奇思妙想和不断创新。例如，我们所熟悉的马克沁重机枪、“响尾蛇”红外制导空空导弹、“密集阵”近防炮、F-117隐形战斗机、倾转旋翼机等都是具有创新性、开拓性的设计，也都是设计人员不拘泥于形式，大胆创新寻求突破的革命性设计。

早先的空地导弹，有相当一部分采用火箭发动机。由于需要配置帮助燃料燃烧的氧化剂，减少了燃料的攜带量，使导弹航程受限。后来这类导弹改用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机，射程得以大幅提高，这是因为涡喷或涡扇发动机吸入外界的空气助燃，不需要额外携带氧化剂，无形中增加了燃料的携带量。

假如要求导弹的飞行速度超过声速，就需要更多的燃料，否则其射程自然会降低，尤其是采用涡喷发动机或涡扇发动机的空地导弹。为了提高这些巡航导弹的射程，美俄两国设计人员均选择降低导弹的航速，否则的话，燃料将很快消耗完毕。因此，这类导弹用的发动机不需要太大的推力，动力刚刚够用就行，使用小型喷气式发动机就可以满足需求，而使用火箭发动机就不太经济了。另外，这类巡航导弹使用的喷气式发动机，依据价值工程原理，制造成本要尽量低廉，使用寿命刚好满足射程需要就行。由此可见，较之于早期的导弹，巡航导弹在刚出现的时候，也属于革命性、创新性的设计。当然，带有冲压发动机的超声速空射导弹（如俄印合作的空射型“布拉莫斯”）反映的是另一类的需求，它们存在的意义是让对手很难有时间防御或拦截，此处不再赘述。

实际上，美俄两国在武器研发思路方面，同样是既有相同之处，也有较大的差异。究其原因，既与两国的科技水平、工业能力等因素相关，也与两国间的文化差异、武器研发单位的行事风格等有关。

在那时，如何在并不大的弹舱空间容纳更多的符合射程要求的巡航导弹，是个很大的设计挑战。同时解决这么多的问题，就需要通盘考虑，有所取舍。

责任编辑：吴佩新