高超声速导弹拦截的课题摆上桌面,美帝的新思路来看一下

穿过大海来摸鱼 2024-04-22 18:44:09

美国新一代潜艇推进系统进展飞快,连高超声速导弹都追不上

美国高超声速武器项目转变风向,piao到挂壁的主管送出致命一击

伊朗和以色列的导弹攻防大战虽然作秀的成分多,但在实战中暴露出的问题却不少,比如高超弹的防御问题,估计连老美看了都在冒冷汗!

伊朗一家国营电视台在社交媒体上发文称:伊朗向以色列发射的所有高超音速导弹均突破了以色列的防空体系,并精确命中目标。一位美国军事专家预估,这次伊朗在这场激烈的攻防战中至少动用了7枚高超音速导弹。

众所周知,由于主客观原因,以色列在防空防导上下的本一点不比大国少,而这次光它一家的拦截行动花费就达到了40亿至50亿新谢克尔,即10.6亿至13.3亿美元!土豪的气息扑面而来,以色列国防军参谋长前财务顾问阿弥诺奇在接受英国媒体采访时表示:一枚“箭式”防空导弹的成本为350万美元,一枚“大卫投石索”导弹的成本造价为100万美元!

美国HGV预警时间比较

即使花了这么多的马内,面对高超依然捉襟见肘,伊朗的“法塔赫”导弹理论上可以在7分钟内到达以色列境内的目标,现有预警探测体系下,目标的连续稳定跟踪时间小于7 min,这极大地压缩了反应时间,增加了决策难度。这次是在伊朗提前打招呼的情况下实施拦截作战,占尽了天时地利,伊朗的那二踢脚要是按照兔子家的标准压根就不算高超,你说老美看到这成绩慌不慌!相对开发高超声速武器来说,老美的更愿意将重心放到反导防御上,现在提到高超就心累,大哥的脸还是要留点的。根据美国人的计算,这些武器在最后几十秒的飞行阶段,速度会降到6-8马赫左右,这已经在现有的终端防御拦截器的拦截范围内。高超音速武器与其他导弹的区别在于,它们能够在大气层中保持较高速度并灵活变轨,这对现有防空体系构成了巨大挑战。

对于防御系统的深耕老美颇有心得的,而且在俄乌战场已经取得了一定的实战经验,美国目前的导弹防御系统,主要针对传统的弹道导弹和巡航导弹,对高超声速武器的检测和拦截能力有限。因为高超声速武器在助推段的时间很短,而且在进入大气层后会进行机动,从而使得助推段防御(BMD)和中段防御(MD)系统难以跟踪和拦截。美国的末段防御(TMD)相对较强,因为高超声速武器在末段的飞行速度会因为大气阻力而降低,从而使得TMD系统有机会拦截。美军现在装备的SM-6防空导弹的表现尚属可圈可点,它可以拦截飞行速度在8马赫以内的目标。SM-6从2013年装备以来平均以每年125枚的速度稳定生产,采购价大约为460万美元,目前美国海军已经装备了上千枚此型导弹。美国目前有300艘左右的作战舰艇配备了大约1万个导弹发射单元,鉴于量大且与盟友的现有武器系统兼容性高,美军认为SM-6的成本还有很大的下降空间,相对于动辄上千万的反舰弹道导弹来说这个价格是可以接受的。

SM-6试射

目前的各国高超声速导弹主要是滑翔式高超声速武器(Hypersonic Glide Vehicles,HGV)和超燃-冲压式巡航导弹(HCM),美军认为,高超声速武器特点是快,也正是由于快使得其在大气层内飞行会产生高速摩擦,可以在其助推阶段的部分时间以及滑翔阶段(当其温度升高时)被红外传感器检测到。而且其在极高的速度意味着飞行器需要非常大的气动力才能转弯。产生这些力会增加阻力,并会大大降低武器的速度和射程。高超声速武器每次机动都意味着其要损耗大量的机动能量,无动力高超音速滑翔机每一次机动都会降低巡航速度和航程,而超燃冲压发动机难以承受多次急转弯。

高超声速武器在飞行中会经历有挑战的气热条件,后者限制了当前的制导、控制和材料技术。在以大约马赫数20的速度重新进入大气层后,洲际范围的高超声速滑翔器经历了极端的压力和振动模式,以及超过4000华氏度的温度。在这种环境中,飞行器周围的大气分解成等离子体,与机身表面剧烈反应。弹道再入飞行器在大气再入过程中会经历数十秒的类似情况,而高超声速武器必须在类似条件下忍受数分钟。

在这种环境下,要确保性能可靠,通常需要特殊的材料和高度集成的设计,尤其对于更高的速度来说更是如此。各种物理现象以非线性方式相互作用,从而加热高超声速飞行器和破坏其稳定性,或破坏超燃冲压发动机的性能。各种物理现象以非线性方式相互作用,从而加热高超声速飞行器和破坏其稳定性,这些需要设计师对大量变量建模,包括飞行器形状和周围气流、表面纹理,以及在高超声速情况下和在高超声速发动机内,过热气体等离子体和飞行器表面之间的化学相互作用,这些相互作用随着表面侵蚀而随时间变化。这些都导致高超声速系统很难设计和运行,部分原因是控制其性能的变量紧密耦合。

采用多种击溃机制、动能效应器、电子战和各种类型的定向能系统的防御体系结构,将给高超声速武器设计师带来重重难题,他们必须针对更广泛的影响优化设计。设计性能裕度很小的武器,很容易受到防御系统特性边际变化的影响。为了克服这些不确定性,对手可能被迫采用更保守、能力更弱的武器设计。这些动态反过来影响了发展高超声速武器的成本以及更广泛的攻防关系。

对于弹道导弹来说,到达给定目标的最长飞行时间是与飞行最小能量弹道(允许导弹具有尽可能远的射程的路径)相关的时间。通过将弹道改变为较低但仍呈弧形的轨道(称为凹陷弹道),可以缩短弹道导弹的飞行时间。最小能量轨道和低能量轨道之间的飞行时间差异在较长距离内变得更加明显。国会预算局估计,对于飞行1,000公里至3,000公里的弹道导弹,与最小能量弹道相比,低弹道可将飞行时间缩短10%至30%。低弹道上的弹道导弹通常比最小能量弹道上的弹道导弹在大气层中停留的时间更长。也就是说,老美认为高超声速武器并不是越快越好,根据公开信息,美国国会预算局将目前正在开发的高超音速巡航导弹的速度限制在9马赫。

所以国会预算局的结论是,在短程到中程范围内,高超音速助推滑翔导弹可能比以最小能量轨迹(最大化弹道导弹射程的飞行路径)飞行的相同射程的弹道导弹稍快。但高超音速助推滑翔导弹不会比在较低或低轨道上飞行的弹道导弹快(这需要更多的功率才能达到与在最小能量轨道上飞行的弹道导弹相同的最大射程)。老美认为各国现有的高超系统在速度和突防技术上是有上限的,将来的提升空间有限,其优势并不比弹道导弹强太多。

基于以上认知,美国国防部门认为高超声速武器可能被夸大了,在拦截作业上并不是什么新科目,重点就在于提高预警能力和缩短反应时间,为此,美国智库提出可行的方案就是增加低延时的天基传感器,编织更加绵密的防空火力网,以AI智能深度学习等新技术为抓手,赋能反导系统获得更快响应机制,主动出击,挖掘现有架构潜力,拓展防御边界,以面防御取代点杀伤的战术思路,推升防御机制效能,整合打击链路形成组合拳!

说人话就是用更多的预警卫星结合新的网络技术,发挥算力优势与面杀伤武器迫使高超声速武器提前机动,借以提前消耗高超的机动能量达到使其偏离打击目标的战术意图,并且老美还拿出了张局座早年的理论——雾霾防激光的升级版本,美国智库“战略与国际研究中心”(CSIS)在其报告《复杂的防空:反制高音速导弹威胁(Complex Air Defence: Countering Hypersonic Missile Threat)》中提到:在高超音速的速度下,大气尘埃、降雨和其他粒子对导弹的影响,可以具有子弹一样的动能,从而破坏导弹的结构。美国早期研究资料显示,大气中的灰尘、雨水和其他碎屑颗粒与高速飞行器相撞后,能够“削平”其表面“突出物”。高超音速导弹高速飞行过程中,即便是与微小颗粒碰撞,也会削弱其飞行速度,或导致其结构损伤。如果有针对性地将这些“颗粒弹头”布置在高超音速导弹的来袭路径上,可影响其性能并改变其飞行轨迹,从而在不对其进行击毁的情况下达到拦截目的。

美军的方案在理论上可行性还是不错的,在AI技术大发展的背景下通过算力的提升来加强预警工作的时效性和导弹轨迹的可预测性,不再追求和高超武器“赛跑”的拦截思路也非常值得借鉴,要不试试一战时期的气球防空的方法,或者从兔子家拉点气象局的存货和大福南的烟火去打造新世纪防空天网!

提供给菲律宾的陆基武器

在老美的构想中,为了增加预警的时间,宙斯盾舰要前出贴脸,陆基单元也要求做到前沿部署,这是否意味着这套防御架构要重塑美军的打击体系,重新去搭建起冷战时期的全球基地网,这工程量就有点吓人了,总的来看,美军的这种防御思路就是不再依赖单一武器系统的效能,而是充分发挥体系优势,将各单元进行整合,构建起一张覆盖全球的反高超天网,嗯,怎么感觉很熟悉呢!?高超声速与防御系统就是矛与盾,美军的这一思路有点死亡螺旋的意思了,我不一定要直接摧毁来袭武器,但可以通过提升突防的难度把高超声速武器的门槛拉高,打击成本与防御成本的“双向奔赴”,就看谁先玩不起!

0 阅读:151

穿过大海来摸鱼

简介:分享有趣的东西,开心一下