關于PL-15的雙脈沖發動機,相信所有朋友都聽過這樣的故事:
大約在2005~2008的某個時間段,也就是美軍最先進的空空導彈AIM-120D開始研發后不久,全球互聯網上就開始流傳一個消息:
AIM-120D將裝備雙脈沖火箭發動機,其射程將達到恐怖的160~200公里
很多朋友可能并不知道這意味著什么,但中國空軍以及中國軍工的專家們很清楚:
雙脈沖發動機意味著這種導彈可以根據目標距離隨意調節不可以逃逸區的范圍,未來如果與搭載AIM-120D的美軍戰斗機遭遇,那么其不可逃逸區可能會從一般中程空空導彈的40~50公里擴大到120~130公里以上!
如果美國將這種空空導彈銷售給灣灣,那么灣灣的戰斗機在蛙島上空即可鎖定并擊落在福建上空的大陸空軍戰斗機,這款導彈絕對將成為改變未來空戰格局的武器。
從此之后,中國軍工的專家們進入了一波又一波的技術攻關,為的就是突破空空導彈上用的雙脈沖火箭發動機,以免自家新的空空導彈剛研發出來就成了落后的代名詞!
2015年,中國新一代空空導彈PL-15研發成功,裝備的是逆天的雙脈沖火箭發動機、主動相控陣雷達、雙頻導引導頭,射程200~300公里,從性能上看,200公里范圍內一擊必殺,如果針對亞音速大型目標,射程可以擴展到280公里+。
但在2014年裝備美軍的AIM-120D空空導彈卻傳出了一個令人驚訝的消息,這種導彈火箭發動機并非雙脈沖,而是常規火箭發動機,這就導致了它的不可逃逸區最多也只有60~80公里,如果與搭載PL-15的戰斗機遭遇,美軍載機完全沒有機會生存。
到此時才發現,當年流傳在互聯網上的“PPT數據”只是一個戰略忽悠,誰曉得東大太實誠了,面對美國的PPT數據深信不疑,并且連續攻關多項技術,終于將雙脈沖發動機搬上了空空導彈。東大真是因禍得福啊,美國為此懊悔不已!
空空導彈已經被中國領先,美國怎么辦?感到中國空空導彈強大壓力的美軍終于忍不住在2017年左右上馬了真正的雙脈沖火箭發動機的AIM-260導彈研發工程,但是8年過去了,AIM-260還沒裝備美軍!
故事說到這里還沒完,不過也差不多了,中國被美國大忽悠奮起直追,結果中國真搞出來了,美國自己卻沒有。這就是大家知道的故事,然而事實上這個故事卻有點不一樣,因為美國人真的有雙脈沖火箭發動機技術,驚不驚?這可是真的!
美軍的PPT真沒騙人:搞不出來只是能力不行
美國的雙脈沖火箭發動機真不是騙人的,是真有!并且比中國早大約10年就實現了雙脈沖火箭發動機,具體時間是2004年就裝備了,要是突破的話可能會更早一點!各位肯定很懷疑,到底是哪款導彈用了雙脈沖火箭發動機技術?
SM-3(標準-3)導彈的三級火箭使用了雙脈沖火箭發動機的導彈
標準-3導彈(SM-3)是美國雷神公司研制1997年開始研發2004年裝備的艦載反彈道導彈,屬于 “宙斯盾” 彈道導彈防御系統的核心武器,主要用于攔截處在中段的中近程彈道導彈,兼顧反衛星能力。其采用三級火箭推進,配備動能殺傷彈頭(KKV),通過直接碰撞摧毀目標。
SM-3的導彈的攔截原理:彈道導彈在中段時(彈頭與導彈分離后,在太空飛行的中段)進行攔截,其原理是攔截彈的軌跡與導彈的軌跡在某段直接相撞。其攔截過程如下:
彈道導彈發射后被早期紅外預警衛星發現,根據其軌跡大致推斷出彈道與落點,同時將通過數據鏈對相關中段攔截區域預警。對應海域的的提康德羅加級或者阿利伯克級接到預警后,會開啟宙斯盾雷達連續追蹤并測定其精確軌跡。
后續升級的SM-3最高可以攔截大約射高大約在1100~1200公里的導彈,按這個高度估計,射程大約在5000公里左右,當然也不是只能攔截5000公里射程的中程導彈,也能攔截洲際導彈,只是選擇在中段的后半程攔截,攔截范圍可能就會大幅度減小。
確定軌跡后,艦載火控系統會計算攔截軌跡,并在合適的時候發射導彈。SM-3導彈升空后,一二級火箭發動機會將導彈推出大氣層外,之后由三級火箭發動機接手繼續推進,由于其攔截彈道的復雜性,第三級火箭需要能量管理,這樣才能讓導彈在接近中程導彈的彈頭時有強大的能量機動。
SM-3的三級火箭就使用了雙脈沖火箭發動機,其原理是第一脈沖燒完后,導彈將進入滑行狀態,等到接近目標后再啟動第二脈沖,兩個脈沖之間可以隨意相隔一定時間,簡單的說就是將機動性很強的第二段燃料留給最后機動用。
雙脈沖發動機將KKV彈頭送到雙方軌跡相遇的末端,最后將會是KKV彈頭啟動只能工作十幾秒的超強機動發動機,通過紅外、光學以及雷達等復合制導系統控制動能彈頭與目標相撞直接摧毀目標。SM-3導彈的技術起點確實相當高,2004年裝備時真的是驚為天人!
SM-3是2004年裝備的,不過SM-3在2002年就首次攔截成功了,這表示SM-3的雙脈沖火箭發動機技術突破遠早于2002年,中國PL-15是在2015年裝備的,從這個角度來看,美國的雙脈沖火箭發動機技術至少早于中國13年前就實現了!
既然雙脈沖發動機已經突破,為何AIM-120D不用?
答案似乎一點都不復雜,因為美軍沒法將雙脈沖火箭發動機技術小型化!從公開資料可以查到,SM-3的具體尺寸為:
- SM-3 Block 1型:一級火箭直徑0.53米,二級和三級火箭為0.34米;
- SM-3 Block 2A型:一二三級火箭直徑均為0.53米;
雙脈沖火箭發動機對長度不太敏感,但對直徑比較敏感,按種花家查到的公開資料,AIM-120D的直徑僅為0.17米,因為F-22和F-35的內置彈艙空間非常有限,空空導彈的直徑受到嚴格限制,最多也就比0.17大一丟丟,因此SM-3三級火箭的雙脈沖發動機小型化的時遭遇了很大的難題。
各位看明白了嗎?美國并不是沒有雙脈沖技術,AIM-120D在研發初期時應該也是打算用雙脈沖技術的,但雷神公司的技術人員發現,雙脈沖火箭發動機技術無法小型化,最終還是放棄了使用雙脈沖技術,轉而使用普通發動機,之前信心滿滿宣傳的PPT卻是怎么都撤不回來了。
但是雷神公司的這點破事中國軍工的專家們不知道啊,就算對方透露出AIM-120D使用雙脈沖發動機失敗,中國軍工可能也會認為是對方戰略忽悠,所以還是悶頭搞研究,結果還真把雙脈沖火箭發動機技術給突破并小型化了。
AIM-260難產,中國PL-15E已經旗開得勝
中國PL-15突破雙脈沖發動機技術并裝備以后,美軍就非常焦慮了,因為雙脈沖發動機加持后的PL-15導彈性能非常“變態”,種花家簡單解釋下各位就明白了,在空空導彈打擊敵機的過程中,有一個參數極端關鍵,也就是不可逃逸區,下面就針對這個不可逃逸區做個簡介。
- 在導彈的導引頭(紅外、半主動、主動雷達或者主動相控陣雷達)等技術與機動性大致相同的情況下,能區分導彈性能高低的就是不可逃逸區。
- 不可逃逸區指的是導彈在火箭發動機工作時的動力射程內,被鎖定的敵機是很難逃出導彈的追擊的,因為戰斗機不可能與導彈比機動性。
- 不可逃逸區也是是一個動態的概念,指的是導彈火箭發動機工作的射程范圍,這個射程是相對固定的,但在敵機相對運動方向不一樣時這個距離會有一個變化過程,對頭攻擊距離會大幅增加,尾追攻擊距離會大幅縮短,側向攻擊時介于兩者之間;
常規的單脈沖導彈的攻擊過程是發射后,火箭發動機將其加速到極速,大概在3-4馬赫后發動機燃料耗盡,從導彈發射到燃料耗盡,射程160公里的AIM-120D的動力射程大概只有60~80公里,之后的距離都是慣性滑行,在滑行階段每一次機動都會消耗速度,最終導彈接近末端時速度已經降至1馬赫以下,對大型低速的轟炸機或者預警機以及運輸機類目標還有部分殺傷力,但根本就不可能命中戰斗機類目標。
雙脈沖導彈打擊模式是與單脈沖導彈是不一樣的,比如射程200~300公里的PL-15,假設打擊的是200公里處的目標,按單脈沖發動機來看,導彈在100~120公里處就發動機就熄火了,到200公里距離時已經是強弩之末,速度都沒了,要是打擊戰斗機,十有八九是打不中的(本文為討論方便,忽略了彈道打擊模式)。
雙脈沖發動機就不是這樣了,第一脈沖可能在80公里處就關機了,第二脈沖可能會在150公里處再開機,到200公里距離時正好處在動力射程范圍內,此時導彈發動機依然在燃燒,機動性超強,被鎖定的敵機很難逃脫。
要是目標在250公里處,那么導彈可能會滑行道180公里處再開機,最后導彈到230公里位置可能燃料已經耗盡,但距離目標只有20公里了,導彈存速可能從關機時的3馬赫降到了2.3馬赫,盡管速度有點降低,但依然可以命中大部分戰斗機。
要是目標是300公里外的預警機,那么在230公里外發動機關機的導彈,滑行到300公里時存速可能已經低于1馬赫,但對于預警機這種大型并且機動性非常差的目標依然具有很強的殺傷力。要是單脈沖空空導彈,這種可能性基本為零。
先聲明下,以上數據僅作為說明雙脈沖發動機的工作過程,以及延長不可逃逸區的原理,并不一定是實際射程數據。
雙脈沖加持下的PL-15性能非常逆天,這給了美軍極大的壓力,因此在AIM-120D裝備3年后的2017年,雷神公司還是上馬了AIM-260導彈計劃,這款導彈尺寸參數沒有說明但猜測與AIM-120D差不多,因為F-22和F-35的彈艙已經定死了,無法作大幅度改動。
射程據雷神公司公開的數據在260公里以上,與PL-15在同一級別,雷神公司在宣傳資料中稱AIM-260超過中國的PL?15,在射程、速度、抗干擾、精度等方面全面壓制,聽上去不錯,但該導彈的開發遭遇了幾乎和AIM-120D一樣的問題,只是時間推遲了,技術難題一個都不少。
但是7年過去了該導彈依然還沒有入役,據最新的公開消息,AIM-260已經入了測試,預計可能在2026~2027年裝備美軍。當初定下的全面壓制PL-15,現在已經成了笑話,因為射程達到300~400公里的PL-17和射程達到700~800公里的PL-21中國都搞定了,AIM-260一裝備就落后了。
PL-15E已取得實戰戰果
5月7日凌晨印巴空戰,巴空軍用PL-15E擊落了印度空軍6架戰斗機,己方無一損失。這個戰果直接震驚了全世界,因為六比零比十二比一還要可怕,因為六比零意味著印度空軍束手無策,巴空軍對陣印度空軍幾乎就是降維打擊。
巴空軍在后來公開的資料中,PL-15E最遠在182公里外擊落印空軍戰斗機,這個數據讓全世界都懵圈了,因為PL-15E公開射程是145千米,結果巴空軍打出了182千米外擊落敵機的戰果。中國人導彈數據反向虛標有點喪心病狂了,美國和歐洲的導彈數據都是往上虛標,但中國的武器卻向下虛標,是不是中國公布的導彈數據都得重新評估下?
美國近些年來在科學探索以及軍事裝備研發計劃上都遭遇各種延誤,比如科學探測的阿爾忒彌斯計劃,尾大不掉,現在被特朗普砍了不少分支計劃了。軍事裝備上有HALO高超音速導彈、高超音速空射反艦武器、RAH-66科曼奇直升機、XM2001十字軍自行火炮、AGM-183A空射高超音速導彈等等,都是各種延誤最終被取消。
最大的原因還是美國的技術能力和工程能力已經嚴重失調,簡單理解就是美國依然還有不錯的技術研發能力,但在工程整合上遇到了極大的難題,這種能力是主導這些計劃NASA以及國防部等機構從OEM(設計完外包)轉向ODM(外包做什么就買什么)必然的結果。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.