brotherbear2021-11-15 02:28:39

 

P27K,梦开始的地方

在东风21D和东风26的各种”航母杀手“”地图炮“美名耳熟能详,已经有两到三个旅,超过一百发反舰弹道导弹列装火箭军的现在,很多人并不知道,反舰弹道导弹并不是中国首创。

早在上世纪六十年代初,前苏联P-27K导弹项目就是开创这一武器类别的先驱,这种反舰弹道导弹射程约900千米,采用中段数据链修正+末端被动电磁信号引导的方式攻击,装载一枚热核弹头。P-27K反舰弹道导弹从七十年代初一直到七十年代末,在地面和K-102试验核潜艇上面进行了多次地面和水下试射,根据俄方资料记载是进行了20次,其中16次成功,在1973年11月,于白海的试验中成功直接命中过预定目标。

前苏联P27K反舰弹道导弹

但P-27K反舰弹道导弹一直到1981年末,K-102潜艇被拆解也还是处于试验状态,就这样无疾而终了。比较可信的原因是P-27K弹道导弹受限于技术问题,精度无法做到太高,导致不得不使用热核弹头作为打击武器确保杀伤,政治上存在较大问题,并且P-27K的导引系统要求较高,苏联的“神话”卫星监视网络在七十年代后期才陆续投入使用,兼容性没有做过测试,末端制导要求的被动电磁信号也会因为干扰和敌方采取的电磁静默措施而失去作用,在当时来看效费比不如苏联的逆火轰炸机群搓火球的战术。

P27K使用被动电磁测向天线进行制导,可靠性和精准性都很差
P27K导弹攻击目标流程

P-27K导弹只在外太空的飞行中段进行点火修正轨道,进入大气层后并不会进行自主机动,而是依靠惯性坠落,打击误差较大,所以只能使用核弹头来弥补精度的不足,无法做到以常规弹头直接击中目标。

 

潘兴II,让精准击中目标成为可能

双锥体结构弹头实际上是在潘兴I导弹上第一次出现,不过真正发扬光大为世人熟知还是潘兴II的气动舵+双锥体的结构。

潘兴II导弹的结构

如果在传统锥体弹头上安装气动舵,就会面临高速下阻力过大的问题,而双锥体结构弹头则可以形成一道激波,让气动舵躲在激波后方,从而大幅度降低高速下的弹头阻力,让弹头在三十公里以下的大气层内进行精确控制,大幅度水平方向移动成为可能,从而为弹头实现再入后精确末制导和水平方向大幅度机动(这对反舰很重要)创造条件。

点火升空的潘兴II导弹,可以看到其头部双锥体结构和气动舵
潘兴II导弹攻击目标流程

潘兴II导弹受限于当时计算机处理能力和雷达技术限制,其末端速度不能过快,否则计算机会处理反应不过来,故潘兴II导弹采取了大幅度机动转向水平降速后再垂直九十度以一到两马赫的速度俯冲的末端设计,这样末端速度会很低,容易被拦截。

并且其制导设计为雷达测高,计算机进行网格高度匹配确定打击地点,没有攻击移动目标的能力,这两项问题在东风21D和东风26上显然都是得到了解决了的。

 

东风21D,集大成者的出现

近日,几张无意中翻到的老图引起了笔者的兴趣,这是曾经在2013年国防大学纪录片《较量无声》中出现过短短一秒钟时间的几张东风21D导弹攻击流程图。

虽然不排除流程图是做了保密处理,但在上面的东风21D导弹攻击流程图中,有一个细节是特别值得玩味的,就是东风21D在飞行中段是进行了和P27K一样的奇怪姿态调整,这是启动发动机进行大气层外轨道修正的动作,再入前有头体分离动作,和P27K一致,并且其末端也有和潘兴II类似的大气层内机动轨迹。

如果是随便上网找一张图来凑数的话,顶多就只能找到潘兴II那种轨迹图,笔者认为其飞行中段和P27K惊人相似的细节证明,这张图不太可能是乱编的。

DF21D,DF26 ASBM和潘兴II采用相同的双锥体气动舵设计
DF-26的双锥体结构清晰可见

如果认为这张图是可靠的,那DF21D的攻击流程就呼之欲出了。

它是P27K与潘兴II的设计结合升级版本。

首先,导弹装订发射坐标,导弹升空,进入太空后借助卫星或其他平台的数据链导引,或者自己使用可能的弹载合成孔径成像模式进行目标方位持续更新。

其次,导弹在太空中根据实时目标方位和运动状态进行点火修正轨道,确保再入点距离目标最近。

然后,弹头再入大气层,在下降到20~40公里高度的弹载主动雷达作用距离之内后,利用双锥体弹头提供的优秀气动能力进行末端机动,弹载主动雷达锁定打击目标,机动调整,最后精准击中目标。

需要注意的是,东风21D并不必要像潘兴II那样进行会大幅度降低速度的攻角大幅度变更机动,如果再入点距离目标很近,弹载主动雷达直接就能捕捉到目标,那东风21D只需要做微调机动就能以高速下坠攻击,如果再入点距离目标很远,比如隔了二三十甚至四十公里,才需要像潘兴II那样做大幅度的水平方向机动来确保能够够到目标。

也有可能并没有中段变轨动作,P27K采用二级液体火箭,拥有自主开关机能力,但DF-21D/26则是二级固体火箭,理论上没有自主开关机能力。

 

关于东风21D作战效能的分析

弹道导弹的速度并不是一成不变的,比如这张出自哈尔滨工程大学硕士论文《带有源诱饵的弹道导弹末端突防机动分析》中就有射程大约2800公里的弹道导弹速度高度仿真分析,

可以看出,其在最后的10~20秒再入阶段内,速度从4400一路跌到了2100,最后落地。

而在第二炮兵工程学院的《战术弹道导弹再入机动仿真研究》文中,也有对于射程800公里的弹道导弹仿真结果,

其速度在15秒之内从2200跌到1300落地。

根据节省能量的弹道导弹飞行计算表明,对于射程1500~2000公里的弹道导弹(东风21D),其关机速度大约是3200~3800之间,我们可以做个不精确的估算,认为假设东风21D像常规弹道导弹那样不进行任何额外的末端机动,自由落地,其再入状态将会是在10~20秒内速度从3200~3800左右一路下跌到1500~1700左右,然后落地。

 

而如果弹头还要像潘兴II那样进行大幅度长达半分钟甚至一分钟的水平机动,速度下跌会有多剧烈呢?论文中也给出了答案。

对于射程2800的情况,弹头在40公里高度开始机动,在19公里高度改平水平方向飞行一分钟,其速度将会从水平飞行的初速速度1500下跌到400,水平飞出大概三十到四十公里距离,转入水平飞行这个动作也将原本的落地速度2100拉低到了水平飞行初速的1500,可见,要进行末端水平方向的机动,是会消耗不少速度的,而速度就代表着突防能力。

对于关机速度达到4400的弹道导弹都尚且如此,对于关机速度只有3200~3800的东风21D来说,在水平方向机动的代价就更大了。

我们可以得到如下结论:

1:在有精确持续的目标指引的情况下,东风21D的再入点将会非常靠近目标,并且以近乎无制导弹道导弹的攻击模式和速度下坠,速度损失较小,突防能力很强,在1500~2000公里距离上大约再入只需要20~30秒时间就能以3马赫~9马赫的高速抵达目标位置,拦截非常困难。

2:在没有精确持续的目标导引情况下,如果东风21D的再入点远离目标二三十甚至四十公里的距离,那么东风21D将不得不进行一段为其半分钟到一分钟的水平方向机动来搜索并攻击目标,这会使得其击中目标前一分到两分钟内,高度三十公里以下段的速度下跌到2马赫~4马赫的水准,其遭受有效拦截的可能性大增。

 

尾声

不管东风21D到底有没有采用类似P27K的太空点火修正轨道设计,其作战效能核心都是由再入点和目标位置的距离误差有多大决定的。如果能够提供近乎实时的目标数据,就算发射后不进行太空修正再入点,2000公里射程上船只也只能跑出10公里而已。

为了尽可能的减小再入点与目标实际位置误差,它需要一个完善的侦查通信体系来支撑,例如中国的天基合成孔径雷达卫星,光学卫星,WZ8高超音速无人侦察机,以及其他各种海空平台,OTH天波雷达等,它从来不是一个人在战斗。

如果有完善的侦查通信体系支撑,那它就是奥丁手中的昆古尼尔之枪,在这浩荡无情的东风天劫齐射面前,宙斯盾就和纸糊一般可笑,任何敢于进入它射程之内的敌人船只都得先掂量掂量自己的斤两。

 

brotherbear2021-11-15 02:31:34
潘兴II末速低是因为弹载计算机速度低,不得不降低速度以便精确制导,DF-21D末速可以到6马赫。
谢绝零食2021-11-15 04:48:27
说的跟真的似的