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透视美军新型常规武器:潜射型高超声速助推滑翔导弹

2017-11-22 08:39 来源:中国航空新闻网 

透视美军新型常规武器:潜射型高超声速助推滑翔导弹

AHW项目

透视美军新型常规武器:潜射型高超声速助推滑翔导弹

透视美军新型常规武器:潜射型高超声速助推滑翔导弹

弗吉尼亚级有效载荷模 块(VPM)

  10月30日,美国海军战略系统项目办公室在夏威夷考艾岛太平洋导弹试验场牵头完成了“中程常规快速打击”(IRCPS)项目潜射型高超声速助推滑翔导弹滑翔飞行器首次技术验证飞行试验,试验代号FE-1,即“1号飞行试验”。本次试飞成功意味着继美空军和美陆军之后,美海军正式走上美军常规快速打击能力建设舞台的中央。

  美国海军中程常规快速打击(IRCPS)项目背景

  为应对美国战略司令部建设非核战略打击能力的需求,美国防部在2002年启动FALCON“猎鹰”计划,目标之一是研制和部属一种能够从美国本土发射、一小时内打击全球任意目标的常规快速全球打击(CPGS)武器。当时美空军和美海军等军种各自启动了不同的装备研制项目。

  2008年,美国防部对该CPGS项目进行了重大调整:1)项目目标由装备研制变更为技术验证;2)项目由国防部长办公厅统一管理,避免各军种重复建设;3)除了空军和海军外,项目也纳入了陆军,并组建了由军方、国家重点实验室和高校等在内的国家级科研团队,共同开展技术攻关。

  2008年之后,CPGS项目在国防部直接领导下重点支持了两大技术方案:1)DARPA和空军牵头的HTV-2方案;2)陆军牵头的AHW方案。在经历了HTV-2方案连续两次试飞失败和AHW方案首次试飞成功之后,美国防部将AHW方案列为首选方案,并实际划拨了整个项目的绝大部分经费给AHW项目。

  2012年,美国防部发布《国防预算优先事务与选择》文件,计划在潜艇上部署常规快速打击武器。此举基本明确了CPGS项目的技术成果将率先转化为一型潜射导弹。因此,2014年,恰逢美陆军AHW项目第二次试飞失败之际,美国海军战略系统项目办公室正式接过CPGS项目的主导权(注:该调整与AHW第二次试飞成败与否无关),启动“中程常规快速打击”(IRCPS)项目。IRCPS项目旨在以AHW方案为基础,充分吸收此前多次飞行试验的技术成果,结合海军潜基部署需求,瞄准潜射型中程高超声速助推滑翔导弹这一型号背景,开展需求分析、方案论证和关键技术攻关及验证等科研工作。

  本次FE-1飞行试验的详细情况

  FE-1飞行试验采用了陆军AHW项目第1次试飞完全一样的助推器,即美陆军“战略靶标系统”三级固体火箭助推器,全长约10米(含载荷段)、重约16吨、直径约1.4米。可见,FE-1试验的主要对象是高超声速滑翔飞行器。该飞行器应该采用了与美陆军AHW方案所用滑翔飞行器同样的气动布局,即双椎体布局,但尺寸更小,以适应潜射要求。具体尺寸和重量等参数不详。

  FE-1飞行试验发射点位于夏威夷考艾岛太平洋导弹试验场(PMRF),终止点位于美国陆军夸贾林环礁里根试验场(RTS),飞行全程约3700千米,飞行时间不到30分钟。飞行轨迹、时间,包括三个助推火箭级的溅落点等细节与AHW项目第1次试飞高度雷同。这表明,FE-1滑翔飞行器极可能在飞行高度、速度等总体参数上与AHW首次试飞时基本一致,即最大高度约90千米,最大速度约马赫数8。

  FE-1试验主要验证高超声速滑翔飞行器升级的飞控软件和制导算法、先进航电、子系统小型化以及可制造性等关键技术。而美陆军AHW项目第1次试飞主要验证了高超声速滑翔飞行器气动性能、导航/制导/控制以及热防护等关键技术。

  美国海军IRCPS项目后续发展预测

  1. 后续计划安排

  美海军目前计划在2019财年进行第二次飞行试验(FE-2),具体内容尚未披露。美国《防务内情》日前报道称FE-2将在2020年进行,并且海军还将在2022年进行第三次飞行试验。此外,美国国会已经责成美国防部必须在2020年9月底前完成快速常规全球打击武器采办项目里程碑A决策(即转入型号项目的技术成熟与风险降低阶段)。

  2008~2014财年期间,HTV-2项目共获投资超过4.77亿美元,AHW项目约4.63亿美元,各自完成了2次试飞,即平均每次试飞耗资约2.35亿美元。根据美国防部预算申请文件,CPGS项目在2015~2017财年期间累计获批3.66亿美元经费,并计划在2018~2022财年累计申请10.93亿美元预算。2019年(或2020年)和2022年两次试飞显然无法消化这么大的经费规模。这可能是因为:在两次试飞之外,美军还有大量未攻克的关键技术或者工程化问题需要消耗巨额经费,这意味美军很难在短期内快速完成装备研制,形成装备或许要等到2025年以后。其中一项工作就是需要专门研制未来潜射型中程高超声速助推滑翔导弹所用的火箭助推器。美海军在2017年10月刚发布了IRCPS项目技术验证助推器(TB)两级固体火箭发动机的招标书。招标书称海军目前已经完成了技术验证助推器(TB)的初步设计,本次招标主要是完成助推器两个火箭发动机级的“制造和静态点火试验”,对方案设计进行验证。项目涉及的任何参数、进度和预算等均被列为机密信息。

  2. 背景型号的目标图像预测

  虽然美海军IRCPS项目目前仍定位是一个技术验证项目,但其转化前景是十分明确的,即一型只携带常规战斗部的潜射型中程高超声速助推滑翔导弹。该弹被美军定位为非核战略打击武器,既有战略打击能力,又有常规武器较低的使用门槛,主要用于在全球范围内对时间敏感的战略目标实施常规快速打击。

  (1)射程:定位“中程”意味着射程不会超过5500千米,而本次FE-1试验的飞行距离为3700千米,预测导弹射程可能在4000~5000千米之间。

  (2)速度、高度:前文推测本次FE-1试验的最大速度与高度与AHW首次试飞一致,分别为马赫数8、90千米。推测导弹最大速度与高度为马赫数8、90千米上下,末端撞击速度与AHW一致,为马赫数4。

  (3)战斗部:常规战斗部。美国陆军曾披露AHW方案可携带450千克战斗部。由于美海军IRCPS项目的滑翔飞行器尺寸更小,推测其战斗部重量将小于450千克。

  (4)弹径:美陆军AHW采用的助推器直径为1.4米,而FE-1试验所用滑翔飞行器又是AHW的缩小版,因此推测导弹弹径将显著小于1.4米。考虑到该弹将部署在“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇和“弗吉尼亚”级攻击核潜艇上,而两型潜艇的新垂直发射筒直径均为2.2米。因此,进一步推测认为,导弹弹径将很可能会控制在1米左右或以下,以实现一个发射筒内装填2枚甚至多枚导弹。

  (5)弹长:“弗吉尼亚”级攻击核潜艇垂直发射筒全长约9.1米。导弹全长应低于该值。

  (6)助推器:采用两级固体火箭发动机。

  3. 未来部署情况分析

  美海军称,潜射型中程高超声速助推滑翔导弹将配装在“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇和“弗吉尼亚”级攻击核潜艇上。目前“俄亥俄”级巡航导弹核潜艇有4艘,每艘有22具发射筒;“弗吉尼亚”级攻击核潜艇共计划建造至少30艘,每艘有4具发射筒——目前报道称该导弹会装在“弗吉尼亚级有效载荷模块”(VPM)上,而假定所有的早期型“弗吉尼亚”级最终也都会加装VPM。因此,美军将总计有34艘潜艇、共208具发射筒可以装填潜射型中程高超声速助推滑翔导弹。若每具发射筒可装填2枚,则最多可装填416枚。

  当然,这仅是数字推算。实际上,作为一种常规战略打击手段,潜射型中程高超声速助推滑翔导弹不可能也不需要装备这么大规模。但未来随着技术发展、成本降低,也不能排除这类导弹将定位为战术打击武器,从而大规模装备潜艇。(廖孟豪)

[责任编辑:吴劲珉]

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