海南消防首架侦察航拍飞行器投入救灾


 发布时间:2021-01-17 21:35:19

F-15GSE上的一次性载荷的构型布局 快速响应战略打击是近年来各国研究的热点,其飞行模式的选择对关键技术牵引和突破影响巨大。远程高超声速飞行器通常以两级组合形式构成,按发射方式和飞行方式组合,可分为火箭动力垂直发射高超声速弹道飞行、火箭动力垂直发射高超声速巡航飞行、涡轮基组合动力(TBCC)水平起降机载发射高超声速弹道飞行、TBCC水平起降机载发射高超声速巡航飞行四类。其中TBCC水平起降机载发射高超声速弹道飞行模式,在平台机动性、发射隐蔽性、突防概率等方面都有优势。下面将对TBCC动力水平起降高超声速战略打击模式进行探讨。国外高超声速飞行器种类及特点 高超声速飞行器从广义上讲,包括目前已出现的高超声速无人机、高超声速导弹、空天飞机及未来可能出现的高超声速轰炸机等新型武器。

类似X-51验证机的飞行器,可视为高超声速巡航飞行器。高超声速飞行器种类繁多,为了简化,按动力种类,可将高超声速飞行器分为无动力滑翔飞行器、吸气式动力巡航飞行器和火箭动力弹道飞行器三类。火箭动力技术相对成熟,吸气式动力技术和弹道滑翔式技术成熟度尚低,是各国发展的重点。采用火箭动力的主要是弹道导弹,按发射方式分为地面发射和空中发射。地面发射具备很强的突防能力,但存在一定弱点,发射时红外特征持续时间较长,容易被预警卫星发现。采用吸气式冲压动力的主要是新型高超声速巡航飞行器,能以大于马赫数5的速度巡航,远大于目前世界上现役飞行器的巡航速度,能极大地缩短目标的反应时间。对于发现的瞬时可疑目标、高价值目标,能做到在其完成部署与做好攻击准备前先敌摧毁。

高超声速飞行器能威胁地面的固定设施及移动中的目标。弹道滑翔式的通用航空飞行器,一般采用地面垂直发射方式获得初始动能,然后以弹道加末端滑翔方式飞行并实施打击。高超声速飞行器优势 速度优势 高超声速巡航飞行器在未来实战中的应用,很可能改变现代战争的模式。包括弹道导弹和空天飞行器在内的飞行器,未来具备远程战略与战术打击能力后,能使部队在缺少前方存在的情况下,1~2小时内完成对敌目标的遏制与摧毁,将成为可替代核武器完成进攻与防御的重要一环。美军多次进行的X-51飞行器试验,基本上以轰炸机为发射载体。从战术角度考虑,轰炸机作为发射平台具备了长滞空时间的能力,在敌方攻击范围外长时间巡航待机,其优势在于能为高超声速飞行器的快速打击创造有利条件。

高度优势 夺取制空权、保持空中优势一直是空战的首要目标,高度优势可看作是主导空战的重要因素。高超声速飞行器在飞行高度上突破了现有战斗机的飞行范围,飞行高度在30千米以上,适合在大气层边缘的近地空间作高超声速巡航。飞行器投放的炸弹或导弹具有极大的动能,体积很小的炸弹都能造成巨大的杀伤力,对地面及海上目标的威胁很大。突防能力优势 随着反隐身技术的不断提高,战斗机突防时的战场生存力会逐渐削弱,高空与超高速的结合能有效避免隐身手段的不足,有效缩短敌方的发现距离,使其不能迅速做出拦截部署。高超声速巡航飞行器能有效进行高空高速突防和退出,对敌方直接打击或作为远距离发射平台,大大提高了作战效能。同时,能在敌方的防区外发射或从远离目标的空域发射,迅速击中目标。

远程高超声速飞行器能有效提高战场生存能力,使敌方的防空系统难以拦截,并能对重要目标进行快速而迅猛的打击。如高超声速巡航飞行器以马赫数5以上的速度在30千米以上突防,这就要求敌方的拦截防御武器至少具备马赫数7以上的飞行能力,现有的防空系统无法做到有效拦截。另外,由于高超声速巡航飞行器在巡航段的飞行时间长,机动动作少,被雷达探测并锁定的几率相对较大,若采用一些辅助措施(飞行性能与隐身特性一体化设计、红外隐身、雷达隐身、有源电子干扰或在必要时投放干扰诱饵)用于突防,可大幅提高高超声速飞行器的战场生存能力。全球/远程打击飞行模式 近年来,美军提出了2小时内打遍全球的作战要求,包括战术打击和战略打击。战略打击任务,是指以最快的速度,在全球范围内对敌方的本土战略目标实施打击。

因此对高超声速战略打击模式、全球/远程打击飞行模式和相关的飞行器技术的突破提出了迫切需求,并引领世界各国竞相开展相关研究。从飞行方式上看,采用高超声速飞行器进行全球/远程打击的飞行方式,有水平起飞超声速巡航飞行、水平起飞高超声速巡航飞行、水平起降机载发射高超声速弹道飞行、垂直发射弹道飞行、垂直发射周期性跳跃巡航飞行、垂直发射弹道巡航飞行等多种。分析发现,要实施全球范围的飞行和到达,通常应采用两种以上的高超声速飞行器组合完成。飞行模式特点分析 火箭动力垂直发射高超声速弹道飞行模式特点 弹道导弹、周期性跳跃弹道式飞行器,发射受限于公路、铁路或固定的发射井架,其机动性不强。在现代卫星等先进侦查手段下,发射前易受到敌方攻击。发射时产生的巨大的、持续较长时间的红外特征信号容易被预警卫星发现,直至发动机关机,预警系统根据目标信号特征能判断出目标类型和弹道轨迹,进而采取措施实施初、中段拦截。

海基潜射战略导弹发射场所虽有良好的机动性和隐蔽性,但其导弹发射后,初速较低,易遭到敌方的初段和中段拦截摧毁。然而,一旦突破了初段拦截和中段拦截,末段被拦截的概率很小,即使末段被拦截,所有碎片将落入目标国家,同样可起到战略威慑作用。因此,该模式仍为一种有效的战略打击模式。火箭动力垂直发射高超声速巡航飞行模式特点 火箭动力垂直发射高超声速巡航飞行模式主要有以下特点: (1) 对火箭动力垂直发射助推器的依赖较强。由于超燃冲压发动机不具备低速启动能力,因此高超声速巡航飞行器的起飞与加速阶段都要依赖火箭助推器,存在垂直发射时在初段和中段被拦截的可能。(2) 对其他任务领域的要求苛刻。实现远程快速精确打击,给其他任务(情报侦察、信息搜集、卫星通信、战场态势感知及指挥与控制等)领域带来了新的挑战。

在实施快速打击前必须准确锁定攻击目标,否则准备时间过长,快速打击将失去意义。同时,安全可靠的导航、飞行轨迹持续变化的控制、敌防空导弹的拦截预警等都是重要因素。(3) 飞行器自毁概率高。从目前水平看,实现高超声速下持续巡航飞行状态下对飞行器的控制依然困难。在马赫数5左右的超高速度下,飞行器周围会产生等离子鞘,显著影响通信导航与精确控制,一旦不受控,飞行器极有可能大幅偏离预定航线,甚至坠毁。(4) 对手防御手段较多。由于其突出的特点为快速打击,因此在攻击末端留给自身的反应时间也缩短,应急状况下飞行轨迹的快速重构难度较大,精确打击能力较难保证。同时,根据飞行器的特点,对手利用高功率电磁干扰手段进行对抗,可有效干扰飞行器的飞行控制,使其偏离预定目标。

如,RQ-170曾被伊朗采用GPS欺骗手段俘获。(5) 远程巡航比弹道模式飞行时间长,大于2000千米远程飞行高超声速巡航比弹道飞行时间长1倍以上。如进行2000千米的快速打击,弹道导弹只需10分钟,但利用如X-51一类的高超声速巡航飞行器以马赫数5的速度巡航,续航距离2000千米将耗时20分钟,不能满足快速打击的要求;在执行10000千米全球飞行任务时,弹道飞行模式只需30分钟,而以马赫数5巡航飞行则需2小时以上,即使以马赫数8巡航飞行也需1小时以上。可见,这种模式不太适合发展为有效地远程战略打击模式,但可发展为中近程战术打击模式。TBCC水平起降机载发射高超声速弹道飞行模式特点 TBCC水平起降机载发射高超声速弹道飞行模式,最典型的表现形式是机载发射弹道导弹,可在自己的领空范围内巡逻发射,发射空域大,机动速度快。

此外,空基导弹具有良好的机动性和隐蔽性,且生存能力和突防能力显著提高。另一方面,机载导弹的发射准备工作,可在地面隐蔽进行,导弹的空中准备时间可在载机飞至发射点之前完成,实现零准备时间发射;同时,由于可使用多架载机,每架载机都可多次发射,因此空基导弹可实现对目标饱和攻击和多波次攻击。TBCC水平起降机载发射高超声速弹道飞行模式有以下优点:①可进行短时间重大作战任务;②能进行快速响应作战及火力投送;③性能和机动性大幅度提升;④全方位发射;⑤前方基地任选(能在任何地点部署);⑥具备可召回的能力;⑦系统研制成本低、风险低,进度快。美军的F-15GSE是一种机载发射弹道导弹方案。该方案是利用现有的F-15飞机,采用发动机射流预冷性能增强技术,大幅提高推力。

由于F-15起飞时机腹中部挂架对任务载荷/运载器长度的限制,方案中采用背部安装运载器和任务载荷,而非常规的机腹安装方式。F-15机背强度大,尾翼翼展宽、升力大,允许运载器具备更大重量和直径,从而提供更大的载荷运送能力。采用机载发射弹道导弹方案,机载导弹14吨,可发射545千克的全球打击任务载荷到18520千米距离。因此该种模式可能发展为有效战略打击模式。TBCC水平起降机载发射高超声速巡航飞行模式特点 高超声速巡航飞行器反应快速、使用灵活、可实施快速精确打击等特点,在中短程(<1000千米)战术打击方面,具有较大的军事应用潜力。与组合动力水平起降高超声速远程飞行平台结合,可作为有效的斩首行动战术打击手段,充分发挥其战术优势。

因此,TBCC水平起降机载发射高超声速巡航飞行,可能不太适合发展为战略打击模式,但却是一种具有发展潜力的战术打击模式。涡轮基组合动力水平起降机载发射高超声速弹道飞行模式,具有行动隐蔽、突防效能高、适应性强等优点,可发展为新型战略打击模式,在未来能量中心战(以能量为中心的体系作战)中将发挥重要作用。涡轮基组合动力及相关飞机和机载武器的研究,将促进一系列新技术的发展,带动飞机设计技术相关领域一次大的进步,也将推动涡轮基组合动力技术的进步和发展,应加以特别的关注和重视。(李俊 杨水锋 陈文兵)。

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