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弹道导弹与巡航导弹的区别在哪里:未来弹道导弹和巡航导弹技术的发展趋势

弹道导弹与巡航导弹的区别在哪里:未来弹道导弹和巡航导弹技术的发展趋势BGM-109“ 战斧”只是在20世纪70年代早期,随着准确度的提高,人们开始重新关注美国的巡航导弹。AGM-86B空射核巡航导弹于1982年12月投入使用,而AGM-86C改进型常规导弹则用于1991年与伊拉克的战争。在美国空军的努力下,美国海军也资助了BGM-109“ 战斧”的开发,最初还是作为核导弹。常规的BGM-109C与AGM-86C一样,于1991年首次用于沙漠风暴。与20世纪50年代的系统相比,使用传统巡航导弹的能力大大提高了准确性。准确性、射程和速度是制导武器的设计驱动因素,无论系统类别和要求的性质如何。总之,它们有助于导弹在杀伤力方面的整体有效性。对后者的考虑也是导弹的生存能力。如果仅使用少量武器进行攻击,则需要很高的摧毁目标的可能性。如果要使用更大量进行攻击 ,则可以接受每轮攻击摧毁目标的较低概率。这三个性能标准彼此矛盾,导弹设计需要根据弹头的要求、类型和大小来衡量准确

扩散趋势

先进的制导武器技术现在是现代军事库存的先决条件。从非常短程的防空和反装甲导弹,到短程、中程和远程空对空和空对地武器、弹道导弹和巡航导弹,现在已成为一个国家最有能力的核心要素。许多国家越来越多地采用这种系统来实现他们认为的军事能力。

美国及其盟国在20世纪90年代的战争期间以及本世纪对“精确”制导武器的使用影响了许多国家,包括俄罗斯等国,以及其他对美国不利的国家,如伊朗和朝鲜。莫斯科发展了他们认为需要更快速发展的导弹种类,并也发展了导弹防御技术。

在空中领域,战斗机的销售取决于相关的武器包。飞机本身只是一部分,导弹同样是作为飞机交易的重要部分,一般包括空对空和空对地导弹等。

自20世纪90年代以来,欧洲共开发了三种常规导弹和一种核空射巡航导弹:英法SCALP EG / Storm Shadow,德国金牛座 KEPD-350,土耳其SOM和法国ASMPA核导弹系统。前三个是亚音速设计,而ASMPA的巡航速度约为3马赫,SCALP EG / Storm ShadowTaurus导弹已经出口到欧洲、中东,以及亚太地区。美国AGM-158 JASSM空射巡航导弹芬兰和波兰已经购买,澳大利亚是在亚太地区的出口客户。

技术趋势

准确性、射程和速度是制导武器的设计驱动因素,无论系统类别和要求的性质如何。总之,它们有助于导弹在杀伤力方面的整体有效性。对后者的考虑也是导弹的生存能力。

如果仅使用少量武器进行攻击,则需要很高的摧毁目标的可能性。如果要使用更大量进行攻击 ,则可以接受每轮攻击摧毁目标的较低概率。

这三个性能标准彼此矛盾,导弹设计需要根据弹头的要求、类型和大小来衡量准确性、射程和速度。传统上,准确性受益于以相对较慢的速度行进的导弹,以根据终端导引头或导向包的类型提供目标获取或识别的最大时间。适度的亚音速巡航速度也有助于提供最大打击范围,因为所采用的推进类型具有相对适度的燃料需求。在更大范围内发射武器也降低了发射平台的风险。

只是在20世纪70年代早期,随着准确度的提高,人们开始重新关注美国的巡航导弹。AGM-86B空射核巡航导弹于1982年12月投入使用,而AGM-86C改进型常规导弹则用于1991年与伊拉克的战争。在美国空军的努力下,美国海军也资助了BGM-109“ 战斧”的开发,最初还是作为核导弹。常规的BGM-109C与AGM-86C一样,于1991年首次用于沙漠风暴。与20世纪50年代的系统相比,使用传统巡航导弹的能力大大提高了准确性。

弹道导弹与巡航导弹的区别在哪里:未来弹道导弹和巡航导弹技术的发展趋势(1)

BGM-109“ 战斧”

美国使用常规巡航导弹进一步激发了欧洲的兴趣。法国 - 英国SCALP EG / Storm Shadow和德国的金牛座导弹在20世纪90年代开始发展。两者都使用成像红外探测器进行终端制导,惯性和卫星导航用于中途校正。美国AGM-158 JASSM使用相同的指导方法。

所有三种导弹都以高亚音速飞行,依靠签名管理和飞行剖面的混合来减少脆弱性。然而,在武器开发的行动 - 反应模型中,防空设计者越来越多地致力于扩大敌方发射平台和巡航导弹的探测范围。俄罗斯等国继续发展越来越强大的地对空导弹系统,以提供分层覆盖。当40N6导弹投入使用时,俄罗斯S-400 Triumf(SA-21 咆哮者)将对大型雷达特征的非机动目标(例如B-52H轰炸机)的最大交战距离达400公里。SA-21可以使用三种不同射程的导弹来提供分层防御。

面对越来越有能力的防空系统,巡航导弹设计师再次将速度视为致胜的手段。更高的导弹速度不仅提高了导弹的生存能力,而且对于给定的范围 - 取决于马赫数 - 显着减少了达到目标所需的时间。许多系统巡航导弹的任务可能是打击移动目标,需要快速重新配置或时间紧迫。在后者的情况下,这将包括导弹需要的时间窗口以达到预期的效果:例如在武器发射之前打击固定导弹发射场。

弹道导弹与巡航导弹的区别在哪里:未来弹道导弹和巡航导弹技术的发展趋势(2)

SCALP EG / Storm Shadow

法国 - 英国研究SCALP EG / Storm Shadow的后继武器系列被称为未来巡航反舰武器,包括超音速和潜在的高超音速巡航速度。超音速范围从1马赫到5马赫,高超音速从5马赫以上。与此同时,美国也在发展一系列高速导弹项目,从固体推进剂AGM-183A空射快速反应武器、高超音速常规打击武器到高超音速空气呼吸武器概念等系统。与此同时,俄罗斯等国也在研究高速滑翔机(HGV)和巡航导弹系统。这些系统的设计驱动因素与美国及其盟友相同 - 能够在改进地对空导弹系统的情况下提高武器的生存能力,并缩短打击时间关键目标的使用时间。

速度、机动性和特征控制(红外线,雷达横截面和电子发射)都是巡航导弹设计的考虑因素。虽然机动性是可取的,但高速武器的一个挑战是速度越大,机身上任何机动载荷的压力就越大。这又需要更坚固的机身,这可以增加重量、更重的机身将减小系统的范围,所有其他因素是相同的。由于导弹外部摩擦加热,高速导弹还具有更大的红外特征,利用红外传感器更容易发现它。攻击性武器系统设计者需要考虑的权衡是接受更大的IR特征评估,即更高的速度将补偿更大范围内更高的检测可能性。极高的巡航速度和终端速度可以在进入防御者交战周期时提供自己的保护。此外,如果导弹精度在几米的数量级,那么在非常高的速度下,某些类别的目标将不再需要弹头,武器的动能本身就会产生预期的效果。

5马赫以上

法国,印度,日本,俄罗斯,美国和英国等国都对超高速巡航系统和/或滑翔器表示了兴趣。俄罗斯声称其Avangard高超音速滑翔车现已投入生产并将于2019年投入使用。滑翔机身最初将使用UR-100NUTTH(SS-19 Stilletto)洲际弹道导弹直至继任者Sarmat重型洲际弹道导弹在20世纪20年代初进入服役。与此同时,某国已经测试了美国情报界认定的WU-14,有时被称为DF-ZF。某国HGV的试飞时间不迟于2014年开始,与俄罗斯同行似乎接近同时进入这个领域。美国也正在考虑HGV的发展,以部分解决其常规武器打击全球打击的野心,以及寻找超高速导弹系统。

俄罗斯的高速巡航导弹系统包括战术导弹公司的GZUR(高超导速导弹),目前正在开发中。据报道,这是一种大型空射式马赫6型陆地攻击导弹,射程约为1500公里。3M22 Zircon正在开发中高速反舰巡航导弹。同样,这种武器的速度约为6马赫。两者都可以在20世纪20年代初投入使用。虽然高超音速空气呼吸推进通常与超燃冲压发动机(超音速冲压式喷气发动机)相关联,但是高效的冲压式喷气发动机可能能够保持高达6马赫左右的速度。两个发动机之间的主要区别在于冲压式喷气发动机燃烧使用亚音速气流发生。在超燃冲压发动机中,气流不会减慢到亚音速,并且需要以超音速支持燃烧。虽然冲压式喷气发动机和超燃冲压发动机在机械上很简单,但在超音速流动中维持燃烧的设计要求是相当大的。

虽然某国已开发出超音速反舰巡航导弹YJ-12,但迄今为止它只展示并引入了亚音速陆地攻击巡航导弹。就LACM而言,某国有可能试图跳过超音速系统,而是在未来十年内引进5及5马赫以上的武器。

莫斯科等也在研制空射弹道导弹。俄罗斯的Kinzhal,似乎是基于9M723(SS-26 Stone)系列的短程弹道导弹。与此同时,某国正在开发一种由美国国防部指定为CH-AS-X-13的空射弹道导弹。据报道,该导弹是某国正在追求的至少两种空射弹道导弹计划之一。CH-AS-X-13与反舰作用有关,以航空母舰为主要目标。俄罗斯的Kinzhal似乎有意被用来参与海军和陆地目标。

在亚太地区,印度和日本都有正在进行的高超音速巡航导弹研究项目。德里的Hypersonic技术演示器(HSTDV)旨在探索高速飞行所需的技术,与俄罗斯所谓的Brahmos 2项目也与一个5马赫以上的导弹有关。日本对2019年的预算要求还包括对高超音速巡航导弹技术研究的资助。

在欧洲,法国正致力于其ASMPA冲压式喷气式核动力空射式巡航导弹的继任者。被称为ASN4G的Mach 5 导弹可能是竞争者。

高速飞行的挑战

动力

  • 在高马赫数下有效的推进配置对于低马赫数不是有效的。在宽的飞行范围内操作需要在效率或混合系统方面进行折衷。
  • 混合动力发动机或火箭助推器是可能的,但机械复杂 - 昂贵且重。
  • 存在各种推进选择。如上所述,两者的组合可能是最佳答案:
  • 火箭
  • 储存液体推进剂的难度;
  • 非常宽的操作范围包括轨道速度,但在低速时效率不高;
  • 在固体电机中无法节流。
  • 冲压发动机 - 使用发动机的前进运动来压缩进入的空气,然后以亚音速进行燃烧;
  • 低于马赫1的效率非常低。需要帮助才能达到起动速度;
  • 2马赫和4马赫之间的最佳操作。除非针对速度和高度的特定组合进行优化,否则在这些限制之外的效率低;
  • 由于燃烧室中的冲击波效应,超过6马赫的效率非常低;
  • 经过广泛测试和验证。
  • 超燃冲压发动机 - 使用发动机的前进运动来压缩进入的空气,然后以超音速燃烧;
  • 燃烧仅以超音速进行;
  • 使用氢燃料和可变几何; 它可以在4马赫和15马赫之间工作;
  • 轨道速度低效。施加高度限制;
  • 大部分未经测试 - 仍存在许多发展挑战。

制导

  • 高速效果限制指导选项:
  • 电光学和射频探测器不能通过导弹前面产生的等离子体进行操作;
  • 惯性系统长距离不准确;
  • 卫星校正的导航易受干扰/欺骗;
  • 后部的导向继电器易于卡住。

空气动力学

  • 对于低马赫数,高马赫数的高效气动升阻(L / D)配置效率不高。需要在效率方面做出妥协;
  • 需要薄的结构来减少阻力,但它们更难以防止热效应;
  • 冲击边界层加热到极端温度;
  • LM试验车达到表面温度2000℃;
  • 铝和钛不适合。必须使用陶瓷。
军备控制

战略武器控制的发展往往反映了有关国家更广泛的政治关系。20世纪60年代末和70年代初苏联与美国关系的改善导致了战略武器限制谈判(SALT I)和反弹道导弹条约。由于苏联对阿富汗的军事干预,后续的SALT II失败了。战略武器削减条约I(START I)于1991年签署,START II于1993年签署。战略进攻性削减条约(SORT)于2002年达成一致,随后于2010年开始实施。最后一项条约涵盖了该时期到2021年。

20世纪70年代早期的SALT I对ICBM发射井和潜艇弹道导弹发射井设置了上限。没有解决弹头控量问题。截至SORT协议时,已经解决了弹头问题,对俄罗斯和美国设置了1 700至2 200枚弹头,下一个新的START包括战略核弹头和洲际弹道导弹,SLBM和“战略”轰炸机。弹头数量上限为1 550,投放系统为700。

弹道而非巡航导弹对战略武器限制努力至关重要。相反,巡航技术在美国 - 苏联1987年中程核力量(INF)条约和通过多边导弹技术控制制度(MTCR)的扩散方面得到了更多的覆盖,这是一项非约束力的共识协定。INF于1987年12月签署,于1988年8月生效,是冷战军控的最高点。它取消了一整类地面弹道导弹和巡航导弹,射程介于500公里至5500公里之间。MTCR旨在减少能够提供大规模杀伤性武器的弹道导弹和巡航导弹的扩散。阈值涵盖了承载500千克有效载荷大于300千米的能力。

军事控制环境中的巡航导弹在某种意义上至少比洲际弹道导弹更具挑战性,因为自1980年代以来,它们具有双重能力。在军备控制方面,洲际弹道导弹和弹道导弹更易于管理,因为到目前为止,它们只是仅核输送系统。如今,如果检测到ICBM或SLBM发射,则在有效载荷方面没有歧义。美国AGM-86和BGM-109都是作为核输送系统开始的,但是指导改进提供了精确度,可以在装配常规弹头时提供作战实用性。一旦莫斯科能够达到在远程使用常规武装巡航导弹所需的精度水平,那么它也会追求这个过程。空射Kh-101/102(AS-23A / B Kodiak)使用相同的导弹设计来满足常规和核任务。同样,海军3M14(SS-N30A)巡航导弹具有固有的双重能力。这是华盛顿及其北约盟国声称俄罗斯违反INF条约而部署的这种武器的一种版本,导致美国在2019年2月初暂停该协议。莫斯科认为该导弹不违反INF虽然在回应美国退出时表示,它将在2019年期间开发基于3M14海军的地面发射巡航导弹(GLCM)。

弹道导弹与巡航导弹的区别在哪里:未来弹道导弹和巡航导弹技术的发展趋势(3)

3M14(SS-N30A)

速度成为处理巡航导弹潜在有效载荷模糊的复合因素,并且一旦它们投入使用,就会成为高速滑翔武器。从进攻的角度来看,减少目标的反应时间是一个优势,缩小了防御者参与导弹的响应时间或者移动目标定位(如果是移动的话)。但是,如果系统携带的有效载荷类型存在任何歧义,那么最坏情况分析可能会占上风。如果对抗双方都具备核能力,那么这将是一种破坏稳定的做法,如果对交战方的反应方式做出误判,或者涉及高超音速巡航导弹或高速滑翔武器攻击所涉及的弹头类型,就会面临无意中危机升级的风险。面对危机中双导弹发射,

陷入困境的INF和MTCR都没有直接解决双能高速巡航导弹或滑翔武器的问题。除此之外,考虑到已经运行这种系统的国家的数量,试图就使用双能超音速巡航导弹制定任何形式的协议或条约可能会很困难。然而,考虑到风险,是否有可能管理高超音速巡航导弹和滑翔武器的影响可能值得探索。通过将这种系统限制为传统或核武器,来消除高超音速巡航导弹或滑翔武器中所适应的有效载荷类型的模糊性将有可能提供稳定。这种方法需要在签署方之间进行进入核查才可以实现。

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