2019年10月1日的閱兵式上,東風(fēng)-17高超音速導(dǎo)彈橫空出世扳缕,這是繼東風(fēng)-26慌闭、東風(fēng)-21D反艦彈道導(dǎo)彈之外,又一款劃時代的國產(chǎn)武器躯舔。憑借前所未見的酷炫外形驴剔,東風(fēng)-17吸引了外界的極大關(guān)注,但官方諱莫如深粥庄,為數(shù)不多的信息也只是提及“錢學(xué)森彈道”丧失、“打水漂”、“讓美國現(xiàn)有導(dǎo)彈防御系統(tǒng)失效”等幾個模糊的標(biāo)簽惜互,外界無法對其形成準(zhǔn)確的判斷布讹。在兩年之后的今天,東風(fēng)-17的技術(shù)敏感性已經(jīng)大幅下降训堆,國內(nèi)關(guān)于其性能的文章也頻現(xiàn)報端描验,使得外界能夠較為全面的一睹東風(fēng)-17的犀利風(fēng)采。
在東風(fēng)-17的諸多亮點之中坑鱼,被提及最多的恐怕就是采用了“錢學(xué)森彈道”膘流。這項由天才空氣動力學(xué)家錢學(xué)森提出的飛行器軌跡,按照官方的描述也就是:將彈道導(dǎo)彈和飛航導(dǎo)彈的軌跡融合在一起鲁沥,使之既具有彈道導(dǎo)彈的突防能力呼股,又有飛航導(dǎo)彈的靈活性。顯然黍析,這種描述過于模糊卖怜,相信很多人看過后仍然是一臉懵的狀態(tài)。想要真正了解“錢學(xué)森彈道”阐枣,還要從東風(fēng)-17的具體飛行軌跡來看马靠。
一般來說,彈道導(dǎo)彈的飛行軌跡分為三個階段蔼两,即主動段甩鳄、自由飛行段和再入段。其中额划,主動段是彈道導(dǎo)彈依靠火箭發(fā)動機上升至大氣層外的階段妙啃,自由飛行段則是彈道導(dǎo)彈在大氣層外長時間飛行并抵達目標(biāo)地點附近的階段,最后的再入段是再次進入大氣層直至命中目標(biāo)的階段。整個飛行軌跡的特點是揖赴,中間的自由飛行段時間很長馆匿,一般來說,會占導(dǎo)彈飛行全程70%甚至更多的時間燥滑。
比較起來渐北,采用“錢學(xué)森彈道”的東風(fēng)-17,其軌跡就截然不同铭拧。雖然擁有彈道導(dǎo)彈的主動段赃蛛,但在大氣層之外的飛行時間非常短暫,只占總時間的不到20%搀菩,在這之后就迅速進入大氣層呕臂。由于大氣層不同高度的密度不同,導(dǎo)致東風(fēng)-17的飛行環(huán)境很不穩(wěn)定肪跋,再加上東風(fēng)-17使用的乘波體彈頭歧蒋,使得其飛行姿態(tài)非常難以捉摸,這也就是“打水漂”動作的由來州既。
所謂“打水漂”疏尿,是指在東風(fēng)-17再入大氣層后,利用速度和氣動效能形成不對稱壓力易桃,以及乘波體的氣動特點,使得飛行器在垂直面上進行曲面跳躍锌俱;期間晤郑,飛行器通過拉高降速、俯沖減速的變速度方式贸宏,充分利用大氣壓力效應(yīng)造寝,實現(xiàn)在垂直面上逐步縮小曲線幅度的跳躍、滑翔飛行吭练。從宏觀上來看诫龙,飛行軌跡就是“一上一下”的“波浪式”前進,并且幅度逐步減小的飛行姿態(tài)鲫咽,在外形上非常類似打水漂游戲签赃,因此被形象的稱為“打水漂”。
憑借優(yōu)秀的氣動設(shè)計分尸,東風(fēng)-17“打水漂”飛行的時間較長锦聊,飛行路徑也很遠(yuǎn),由于“打水漂”時箩绍,東風(fēng)-17所處的空中氣動環(huán)境非常復(fù)雜孔庭,電磁、紅外特征非常不穩(wěn)定材蛛,因此氣動控制的難度非常大圆到。而東風(fēng)-17之所以設(shè)計得這么復(fù)雜怎抛,就是為了最終目標(biāo),即突破對方導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的攔截芽淡。
現(xiàn)代反導(dǎo)系統(tǒng)型號繁多马绝,比如說美國目前就由愛國者-3、薩德(末端高空區(qū)域防御體系)吐绵、杭L剩基“宙斯盾”標(biāo)準(zhǔn)-3、陸基中段反導(dǎo)系統(tǒng)等己单,構(gòu)成了彈道導(dǎo)彈防御體系唉窃。雖然這些防御系統(tǒng)的射程、高度和針對彈種不同纹笼,但設(shè)計思路是基本一致的纹份,其反導(dǎo)過程可以大致分為三個階段,即信息偵查廷痘、預(yù)判目標(biāo)軌跡并引導(dǎo)攔截導(dǎo)彈飛往目標(biāo)蔓涧、最終攔截目標(biāo)。其中偵察階段是后兩者的前提笋额,也是目前世界各大國努力攻堅的方向元暴,由于彈道導(dǎo)彈的紅外和電磁信號特征非常明顯,因此兄猩,這一領(lǐng)域的重點是規(guī)模累積茉盏,不存在太高的技術(shù)難度,困難的在后兩個階段枢冤。
預(yù)判來襲導(dǎo)彈軌跡鸠姨,聽起來就不是簡單的事情,事實上也確實很難淹真。彈道導(dǎo)彈讶迁,尤其是遠(yuǎn)程或洲際彈道導(dǎo)彈的飛行速度極快,在大氣層外飛行時核蘸,速度達到12甚至14馬赫是家常便飯巍糯。反導(dǎo)系統(tǒng)攔截時,兩者相對速度往往已經(jīng)超過2000米每秒值纱,必須以毫秒為單位預(yù)判來襲導(dǎo)彈軌跡鳞贷,同時將攔截導(dǎo)彈的姿態(tài)軌跡控制到分秒不差,既不能快虐唠,也不能慢搀愧,才能將攔截導(dǎo)彈精準(zhǔn)引導(dǎo)到交匯點。而在美國“薩德”等反導(dǎo)系統(tǒng)公布的多次試驗圖片中,均有導(dǎo)彈飛起后在半空“轉(zhuǎn)圈”的尾跡咱筛,就是利用彈道設(shè)計搓幌,在初始階段就主動控制燃料消耗和導(dǎo)彈速度,常見的“轉(zhuǎn)圈”尾跡迅箩,其實是導(dǎo)彈以大迎角盤旋動作溉愁,主動消耗超過理想彈道要求的火箭燃料。但即使攔截導(dǎo)彈能成功抵達目標(biāo)點饲趋,距離成功攔截也還有一段距離拐揭。
任何導(dǎo)彈在飛行過程中,必然會出現(xiàn)一定偏差奕塑,只不過是程度不同堂污。而在精度要求極高的反導(dǎo)作戰(zhàn)中,對偏差的容忍度非常低龄砰,因此盟猖,攔截導(dǎo)彈會在最后飛行階段進行姿態(tài)微調(diào),以保證精確攔截换棚,而具體微調(diào)到什么級別丰歌,取決于導(dǎo)彈的攔截方式狈网。一般來說,反導(dǎo)攔截有爆炸摧毀和動能摧毀兩種方式上岗。所謂爆炸摧毀绰筛,就是像空空導(dǎo)彈擊落戰(zhàn)斗機一樣贫堰,通過搭載的戰(zhàn)斗部摧毀來襲導(dǎo)彈产上,但這種方式在攔截彈道導(dǎo)彈時假颇,有比較大的局限性。由于攔截導(dǎo)彈的體積較小风秤,爆炸戰(zhàn)斗部殺傷力有限,很容易出現(xiàn)無法徹底摧毀來襲導(dǎo)彈的情況扮叨。
事實上缤弦,美國在海灣戰(zhàn)爭中,使用愛國者防空導(dǎo)彈攔截伊拉克飛毛腿導(dǎo)彈時彻磁,就多次出現(xiàn)僅破壞飛毛腿導(dǎo)彈動力艙段碍沐,其戰(zhàn)斗部卻未能摧毀的情況。倘若攔截目標(biāo)是搭載核彈頭的彈道導(dǎo)彈時衷蜓,這種結(jié)果顯然會帶來嚴(yán)重后果累提。更何況,爆炸攔截意味著要將近炸引信的靈敏度和起爆精度提高到毫秒級別磁浇,難度非常高斋陪。所以,目前國際上主流的攔截方式,是采用動能攔截无虚,即攔截導(dǎo)彈直接命中來襲導(dǎo)彈缔赠,憑借動能摧毀的方式。而這種方式對攔截導(dǎo)彈的精度要求極高友题,必須準(zhǔn)確命中目標(biāo)才行嗤堰。目前,美國反導(dǎo)系統(tǒng)基本上都是采用動能攔截的方式度宦,而之所以說東風(fēng)-17是目前美國反導(dǎo)系統(tǒng)基本無法攔截的原因踢匣,也就在于此。
一般來說戈抄,反導(dǎo)系統(tǒng)主要是在彈道導(dǎo)彈的大氣層外飛行階段進行攔截离唬,在這一階段,彈道導(dǎo)彈的飛行姿態(tài)穩(wěn)定呛凶,信號特征明顯男娄,反導(dǎo)系統(tǒng)可以精準(zhǔn)預(yù)測飛行軌跡,在迎面攔截時漾稀,往往是兩條直線的交集模闲,這種情況的難度還可以接受。在美國反導(dǎo)系統(tǒng)的多次測試崭捍,都采取了這種中段攔截方式尸折,效果也比較理想。但在攔截東風(fēng)-17時殷蛇,這種方式是無效的实夹。因為東風(fēng)-17的中段飛行時間很短,無論空間距離還是反應(yīng)時間粒梦,均不足以支持反導(dǎo)系統(tǒng)攔截亮航,而等到東風(fēng)-17中段飛行結(jié)束,重返大氣層之后匀们,其攔截的難度就更大了缴淋。
對導(dǎo)彈攔截的前提是提前預(yù)判其飛行軌跡,而東風(fēng)-17在大氣層內(nèi)的飛行軌跡是非常不穩(wěn)定的泄朴,宏觀上雖然有明顯的“一上一下”特征重抖,但就攔截時的微觀狀態(tài)來說,仍然處于無序的狀態(tài)祖灰,美國甚至全球現(xiàn)役反導(dǎo)系統(tǒng)钟沛,能預(yù)判東風(fēng)-17飛行軌跡的可能性微乎其微。當(dāng)然局扶,東風(fēng)-17的這種飛行軌跡恨统,并不是說永遠(yuǎn)完全不可預(yù)判的叁扫,理論上來說,只要對乘波體彈頭在大氣層內(nèi)的飛行模擬足夠多延欠,在實戰(zhàn)中有超級計算機提供支持陌兑,實際上也是可以實現(xiàn)預(yù)判軌跡并攔截的能力,但這是至少5年甚至10年之后的事情由捎,目前美國現(xiàn)役反導(dǎo)系統(tǒng)在缺乏模擬數(shù)據(jù)的情況下兔综,并沒有這項能力。因此狞玛,在東風(fēng)-17的“打水漂”滑翔階段软驰,美國現(xiàn)役反導(dǎo)系統(tǒng)基本上無計可施。唯一有可能攔截東風(fēng)-17的階段心肪,是在“打水漂”基本結(jié)束锭亏,飛行趨于穩(wěn)定,即將命中目標(biāo)的階段硬鞍。
在這一階段,東風(fēng)-17“打水漂”機動基本不復(fù)存在固该,速度也降至4到5馬赫左右锅减,雖然攔截的時間窗口非常狹小,但確實在理論上具備攔截的可能伐坏,對于美國反導(dǎo)系統(tǒng)而言怔匣,這已經(jīng)是最后的希望,雖然這個希望還是微乎其微桦沉。一般來說每瞒,在討論反導(dǎo)攔截時,最容易被提及的要素就是速度纯露,因為速度本身確實是突破攔截的第一要素剿骨,但需要明確的是,速度本身并沒有絕對的意義埠褪。舉個例子懦砂,飛行速度超過10馬赫的洲際彈道導(dǎo)彈,在大氣層外飛行時组橄,仍然可以被有效攔截;而東風(fēng)-17在“打水漂”的滑翔階段罚随,其速度不太可能超過10馬赫玉工,但目前卻是無法攔截的狀態(tài)。根本原因在于淘菩,東風(fēng)-17除了速度之外遵班,還有“打水漂”的不可預(yù)測性屠升,換句話說,就是機動性狭郑。
攔截機動性較差的目標(biāo)時腹暖,是由點到線的攔截,運算過程相對簡單翰萨,但當(dāng)導(dǎo)彈將速度與機動性相結(jié)合后脏答,情況就變得極其復(fù)雜,攔截由點亩鬼、線的二維變成了空間三維殖告。想要攔截高速高機動性目標(biāo),攔截導(dǎo)彈必須具備可控的末端高機動能力雳锋,攔截導(dǎo)彈也需要保留一定的燃料以支持高機動消耗黄绩。這與目前美國各型反導(dǎo)導(dǎo)彈,在飛行初始階段就調(diào)整姿態(tài)玷过、消耗燃料的做法是截然不同的爽丹,兩者的設(shè)計思路完全是顛覆性地變化。梳理了整個過程辛蚊,就能明白為什么東風(fēng)-17是美國現(xiàn)役反導(dǎo)攔截系統(tǒng)無法攔截的存在粤蝎,甚至是憑一己之力顛覆目前全球反導(dǎo)攔截系統(tǒng)的根本原因。因為東風(fēng)-17將導(dǎo)彈的高速變成了高速與高機動的疊加嚼隘,將攔截空間從二維變成了三維诽里,使得全球基于二維攔截的反導(dǎo)系統(tǒng)在一夜之間過時。舉個例子飞蛹,上一個取得類似突破的谤狡,是美國F-22隱身戰(zhàn)斗機。
F-22自誕生之初就提出了4S標(biāo)準(zhǔn)卧檐,除了隱身及高性能航電之外墓懂,超音速性能和超機動性都不是第一次提出。比如美國SR-71高空偵察機霉囚,能飛出超過3馬赫的高速捕仔,至于以機動性好著稱的飛機,更是數(shù)不勝數(shù)盈罐。但在F-22現(xiàn)身之前榜跌,沒有飛機能夠?qū)⑦@兩者聯(lián)合在一起,SR-71在高速飛行狀態(tài)下盅粪,機動性非常差钓葫,轉(zhuǎn)彎半徑達數(shù)十千米,因此當(dāng)前的地空導(dǎo)彈或遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈票顾,攔截SR-71的難度并不算太大础浮。但F-22就截然不同帆调,雖然其最大速度只有2.25馬赫,但將超機動性和超音速飛行能力結(jié)合在一起之后豆同,卻可以大大壓縮空空導(dǎo)彈的有效攔截距離》現(xiàn)役中距空空導(dǎo)彈確實具備超過20G的機動能力,但這種劇烈機動的前提是消耗大量燃料影锈,而對于空空導(dǎo)彈而言芹务,燃料就意味著射程。
從理論上來說精居,當(dāng)一架戰(zhàn)斗機以1.5馬赫锄禽、3G過載飛行時,任何空空導(dǎo)彈都不太可能在50千米外對其造成威脅靴姿,因為當(dāng)空空導(dǎo)彈飛過50千米距離后沃但,戰(zhàn)斗機在此期間機動的距離,已經(jīng)超過空空導(dǎo)彈剩余燃料足以支持的高機動飛行范圍佛吓;倘若戰(zhàn)斗機將過載進一步提高到6G宵晚,那么空空導(dǎo)彈的有效殺傷距離將被壓縮到不足30千米,而東風(fēng)-17難以攔截的道理是類似的维雇。隨便說一句淤刃,像F-22、殲-20這種真正的重型隱身戰(zhàn)斗機吱型,再加上隱身和高性能航電之后逸贾,各項能力疊加后達到的綜合能力是非常恐怖的津滞,非隱身戰(zhàn)斗機即使搭載遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈铝侵,也很難具備一戰(zhàn)的實力,因為這是本質(zhì)上的差距触徐。
更有趣的是,在美國F-22誕生后撞鹉,各國發(fā)現(xiàn)很難通過升級防空系統(tǒng)對其攔截疟丙。因此,各國紛紛開發(fā)隱身戰(zhàn)斗機與之抗衡鸟雏,這也是國產(chǎn)殲-20隱身戰(zhàn)斗機迅速誕生并大規(guī)模服役的原因所在享郊。在國產(chǎn)東風(fēng)-17披露后,美國也面臨反導(dǎo)系統(tǒng)短期內(nèi)無法攔截的窘?jīng)r孝鹊,最終同樣選擇在高超音速導(dǎo)彈領(lǐng)域加大資源投入炊琉,以期達到“既然無法攔截,那就互相傷害”的狀態(tài)惶室。而最有意思的是温自,美國近兩年來的高超音速導(dǎo)彈項目在測試中屢屢失敗,盡管沒有人否認(rèn)美國在該領(lǐng)域的技術(shù)積累雄厚皇钞,甚至早就制造出X-51A這種乘波體技術(shù)驗證機悼泌,但從技術(shù)積累到真正應(yīng)用,仍然有相當(dāng)多的問題需要去解決夹界,從目前來看馆里,這個時間節(jié)點恐怕要到2025年以后。
當(dāng)年可柿,美國在服役F-22之后鸠踪,面臨的是“縱橫天下無敵手”的大好局面,在這種情況下复斥,美國故步自封营密,錯誤判斷局勢,最終推出了F-35這款降低機動性和超音速飛行性能目锭,但造價明顯降低评汰,并且可以兼顧多兵種以及盟友需求的型號,以至于在殲-20隱身戰(zhàn)斗機誕生之后痢虹,美國在隱身戰(zhàn)斗機領(lǐng)域的優(yōu)勢迅速縮水被去,頗有一番江河日下的味道。這對于我國來說奖唯,當(dāng)然是好事惨缆,但也要引以為戒。目前丰捷,東風(fēng)-17也面臨與當(dāng)年F-22那樣“一覽眾山小”的局面坯墨,萬萬學(xué)不得美國當(dāng)年故步自封、驕傲自滿的心態(tài)瓢阴,待到美國推出美國版東風(fēng)-17畅蹂,而我們不能推陳出新,否則好不容易獲得的優(yōu)勢就很難保持荣恐,那樣就太可惜了液斜。
當(dāng)然,世界上并沒有完美的武器叠穆,在羅列了東風(fēng)-17最大的優(yōu)點之后少漆,我們也要看到東風(fēng)-17最明顯的不足,那就是射程硼被。彈道導(dǎo)彈之所以長時間在大氣層外飛行示损,就是為了保證數(shù)千甚至上萬公里的射程。而東風(fēng)-17本身的中段飛行時間很短嚷硫,其“打水漂”的滑翔階段雖然機動性很強检访,難以被攔截始鱼,但也意味著動能消耗很大。因此脆贵,即使以最樂觀的態(tài)度估計医清,其射程也只能達到1800到2000公里,悲觀估計只有1400到1500公里卖氨。這個射程夠用会烙,也不夠用。說夠用筒捺,是因為對于目前國內(nèi)需求來說柏腻,即使以1500公里射程計算,也足以覆蓋美國在周圍的大部分軍事基地系吭。說不夠用五嫂,是因為這個射程完全不足以輻射到美國第二島鏈上的軍事基地。因此村斟,進一步發(fā)掘東風(fēng)-17的潛力就是下階段的關(guān)鍵所在贫导。
從理論上來說蟆盹,既然中段飛行可以增加射程孩灯,那么東風(fēng)-17只要將中段飛行時間加長,射程就能有明顯提高逾滥。當(dāng)然峰档,這樣一來被攔截的概率也會明顯增加,如何權(quán)衡就要看國內(nèi)研發(fā)單位如何判斷雙方局勢及技術(shù)狀態(tài)寨昙。但這畢竟是治標(biāo)不治本的辦法讥巡,如果能將東風(fēng)-17的載具變成大型軍艦或者核潛艇,那么憑借在海上活動平臺的大續(xù)航能力舔哪,其射程不足的局面就會徹底改變欢顷。當(dāng)然,這種改進的難度也非常大捉蚤,無論是海上顛簸的發(fā)射環(huán)境抬驴,還是安置東風(fēng)-17的龐大身軀,都會是前所未有的挑戰(zhàn)缆巧。
無論如何布持,東風(fēng)-17作為將高速與機動性充分結(jié)合的劃時代武器,其戰(zhàn)略意義完全不在東風(fēng)-26陕悬、東風(fēng)-21D反艦彈道導(dǎo)彈之下题暖,其對于某些勢力的威懾,以及為國家戰(zhàn)略安全做出的貢獻是不可估量的。橫空出世的東風(fēng)-17胧卤,注定會因其開創(chuàng)性的成就載入國產(chǎn)武器的精英榜唯绍。