C-301是中国研制的第一种采用冲压发动机的超音速反舰导弹。图为测试中的C-301导弹
鹰击12尺寸小于“日炙”可破俄垄断
根据相关图片分析,鹰击12的尺寸和重量似乎比中国海军现役装备的3M80E(北约代号SS-N-22“日炙”)超音速反舰导弹要小很多,这表明它的适载性能要好于后者,特别是适合中轻型舰艇搭载。预计鹰击12在国际市场会有较强的竞争能力,有望打破俄罗斯长期以来在国际军火市场上对超音速反舰导弹这一领域的垄断局面。
中国在上世纪60年代已有发展需求
实际上,中国从很早就已开始研制超音速反舰导弹,其历史甚至要长于现在大量装备的鹰击-8系列导弹。上世纪60年代,中国海军考虑到当时装备的上游-1系列亚音速反舰导弹战术技术指标已经落后,特别是国外海军已经开始配备舰空导弹武器系统,对于空中目标的反应能力、拦截能力有了较大的提高,需要研制上游-1的后继反舰导弹来增强中国海军对于国外新型舰艇的打击能力。
C-301导弹(最前边)后来因技术问题下马,鹰击-8(中间)系列导弹成为中国海军现役主力反舰导弹
C301是中国首种采用冲压发动机的超音速弹
根据海军的要求,中国决定研制海鹰-3号(简称C301)超音速反舰导弹,这是中国反舰导弹研发史上第一种采用冲压发动机的反舰导弹。冲压发动机的优点是结构简单、重量轻、推重比大及成本较低,是超音速导弹理想的动力系统之一,不过它的缺点就是需要达到一定速度后才能启动,这就需要助推火箭将导弹加速到启动速度了。
C301的2台冲压发动机以H构型安装在弹身两侧,上下各布置了4个固体助推火箭。这4个助推火箭能把C301加速到1.8马赫的启动速度,冲压发动机启动后,能继续加速到2.5马赫。四片弹翼呈X形安装在弹体尾部,弹头前段还有两个鸭翼用以增强导弹的稳定性。C301的制导方式采用惯性制导加末端主动雷达制导。
C301能以2马赫飞行 射程可达130公里
根据官方资料,C301的弹长达到9.85米,发射重量为3400公斤,弹头采用500公斤级半穿甲战斗部,能够以2马赫的速度在100至300米高度巡航,弹道末段可以50米的超低空掠海高度飞行,能有效地缩短敌舰防空系统的反应时间和拦截射程,使敌舰难以拦截。C301的射程可达130公里,能从远距离突袭敌方大中型舰艇,其射程超过了美国海军“鱼叉”反舰导弹早期型的有效射程,但还不及苏联海军的远程反舰导弹。
在C301的基础上,中国还研制了鹰击-1号机载超音速反舰导弹。该型弹是C301的缩小版,长度缩小到7.5米,发射重量降低到1500公斤,但是射程也缩小到45公里,原计划配备歼轰7战斗轰炸机和水轰5水上飞机,它是中国自行研制的第一种机载超音速反舰导弹。
C301导弹多次试射失败 因技术难题下马
不过以当时中国的经济和技术实力,C301明显超出了国内的基础工业水平,一些技术难题短时间内无法突破,特别是导弹的尺寸和重量偏大,并不适合当时仍以中小型舰艇为主的中国海军。再加上C-301的几次试射均以成功告终,最终,有关部门决定终止研发C301/鹰击-1号超音速反舰导弹,全力发展鹰击-8号亚音速反舰导弹,后者现在已经发展成了中国海军装备最为广泛的反舰导弹型号。
C301虽然下马了,但是国内曾参与研发的相关制造厂和研究所并未放弃对超音速反舰导弹技术的研究,继续坚持在关键的冲压发动机领域开展研究和攻关,相继突破了一系列关键技术,成功研制出新型冲压发动机。同时国内企业在制导系统、控制系统等方面也取得长足进步。另外,进入上世纪90年代之后,中国从俄罗斯引进了3M80E舰对舰型和Kh-31A空对舰型两种超音速反舰导弹,为中国研制新型国产超音速反舰导弹提供了有利参考,也奠定了坚实的基础。
中国曾于上世纪90年代初从俄罗斯引进了3M80E(北约代号SS-N-22日炙)超音速反舰导弹,该型弹虽尺寸较大,但突防能力较强,且战斗部威力大,据传鹰击12在研制过程中有部分借鉴该型导弹的设计和技术。图为俄海军的3M80E导弹。
鹰击12长约7米 小于布拉莫斯导弹
据外媒报道,鹰击12可能是仿制自俄罗斯的3M80E超音速反舰导弹,但是从公开的鹰击12和轰6载机的比例来看,鹰击12的弹长大约在6至7米,弹径在0.5米左右,相比之下,3M80E的弹长超过9米,弹径达到1.3米,尺寸上明显与后者存在差异。
俄罗斯与印度联合研制的布拉莫斯超音速反舰导弹的尺寸也比3M80E小,其弹长为8.4米,直径0.6米。由此推断,鹰击12的发射重量应该比布拉莫斯还要小,应该可控制在2000公斤左右,相较之下,3M80E的发射重量接近4000公斤,而布拉莫斯空射型也在2500公斤左右。
鹰击12导弹采用轴对称四进气道布局
总体布局方面,鹰击12采用了轴对称四进气道布局,进气道呈X形布置在弹体周围,这种布局的优点是在正常飞行状态下的进气道性能较好,结构也相对简单,对于飞控系统要求较低。俄军现役的几种超音速反舰导弹中,Kh-31和3M80E也采用了类似布局。不过它的缺点就是进气道的性能会随着攻角的增加而迅速下降,机动性能较低,另外总会有一个至二个进气道位于总压恢复较低的弹背上面,会拖累整个进气道的性能,从而降低发动机的推力。
此外,如果弹体的开口较多,不利于控制结构强度。布拉莫斯为了控制导弹尺寸,采用了弹头进气的方式,进气道安装有激波锥。这种进气道的优点是结构简单、导弹尺寸小,但缺点就是进气道占据导弹内部较多的空间,不利于末制导系统、战斗部等设备的安装。特别是激波锥内部空间有限,限制了末制导雷达的孔径,影响其探测能力。和轴对称四进气道一样,这种布局的性能也会随攻角的增加而迅速下降。
俄印联合研制的布拉莫斯超音速导弹采用弹头进气方式,这种进气道的优点是结构简单、导弹尺寸小,但缺点就是进气道占据导弹内部较多的空间,不利于末制导系统、战斗部等设备的安装。
鹰击12采用斜切进气道 结构简单效率高
进一步观察会发现鹰击12与Kh-31导弹还存在一定的差别。鹰击12采用的是斜切进气道,相当于进气道向前伸出一个斜面,空气碰到这个斜面开始减速增压,从而能提高进气效率,因此结构比较简单,但是缺点就是进气道的长度太短,进气效率较低。
Kh-31则采用圆形进气道加激波锥,利用激波锥来提高进气道的效率,由于可以保证进气道的长度,所以它的进气效率较高,但结构比较复杂。
鹰击12或用亚燃冲压发动机 性能受限
鹰击12的最大飞行速度是军迷们的最大关注点之一,虽未公布,但我们仍能根据现有的其他同类导弹进行推测。目前超音速反舰导弹多采用亚燃冲压发动机,气流需要减速后才能进入燃烧室燃烧,在这个过程中由于气动生热,所以气流的温度会迅速的上升,这样就会影响发动机的性能。
一般认为亚燃冲压发动机的工作范围大约在2马赫-4马赫之间,不过考虑到材料、冷却、成本及技术难度等方面的原因,这个速度还要下移。由此我们看到不论是3M80E,还是布拉莫斯导弹的速度都在3马赫以内,由此推断,鹰击12的速度可能也在这个范围之内。
从公开图上看,鹰击12的弹翼较小,巡航升阻比估计不会很高,低空射程可能不会超过150公里,但改为高空弹道后,或与布拉莫斯导弹射程相当。图为正在拖运中的鹰击12导弹。
超音速反舰弹低空射程不如亚音速弹
射程则是鹰击12的一大关注点。这里需要指出的是,射程是超音速反舰导弹的缺点之一。笔者举个例子,在低空弹道模式下,“鱼叉”亚音速导弹的射程可达到150公里左右,而3M80E导弹的射程只有120公里。前者的重量不到700公斤,而后者则接近4000公斤,几乎是前者的5倍还多。
造成这种现象的主要原因是超音速反舰导弹的巡航升阻比较低,另外速度较大,发动机油耗相对较高,因此射程相对较近。而“鱼叉”这类的亚音速反舰导弹巡航升阻比较大,飞行速度在高亚音速,这个状态下涡喷发动机的效率可以达到最高状态,射程较远。
鹰击12高空弹道射程与布拉莫斯相当
从公开图上看,鹰击12的弹翼较小,巡航升阻比估计不会很高。此外,国产冲压发动机的技术性能,与国外同类发动机相比,在油耗方面不太可能有较大的改进。基于这两点分析,对鹰击12的射程似乎不能做太高评估,笔者估计,其低空弹道射程应该在100-150公里之间。至于印度公布的布拉莫斯导弹的射程可达300公里这个数据,实际上应是指该导弹采用高空弹道时达到的。高空空气稀薄,空气阻力小,导弹射程自然就远,鹰击12如果采用高空弹道,那么它的射程也会进一步加大,或能接近或者达到布拉莫斯的水平。
鹰击12弹头不超200公斤 威力仍超亚音速弹
鹰击12的尺寸和重量,小于3M80E和布拉莫斯,引起了另一关注点,即战斗部重量和威力问题。3M80E导弹的弹重高达4000公斤,但其战斗部重量也达到320公斤.按战斗部威力计算,1至2枚3M80E即可使6000吨级的驱逐舰丧失战斗能力,3至4枚可使1万吨级的巡洋舰完全瘫痪。布拉莫斯导弹的战斗部威力则有所降低,大约在200至300公斤之间。
鹰击12的发射重量比这两种导弹要低,因此其战斗部重量可能是三者中最小的。笔者推测鹰击12的战斗部重量可能在180至200公斤之间,考虑到导弹的末端飞行速度较高,除战斗部外,高速飞行时产生的动能杀伤效果也会使威力大于普通亚音速反舰弹。
美军正在研发中的LRASM远程反舰导弹,所走的发展路线与鹰击12完全不同,虽然是以高亚音速飞行,但具有较强的隐身性能,且射程可达到800公里以上,可代表未来反舰导弹的一个发展方向。图为LRASM远程反舰导弹想象图。
美航母编队海空防御强 可抗饱和攻击
从总体来看,鹰击12并非此前国内一些媒体预测的那样,是一种能“一锤定音”的必杀武器。它的性能与国外同类导弹相比,可谓中规中矩。笔者认为中国海军研制鹰击12的主要目的,可能还是为完善反舰饱和攻击体系。
以拥有大型航母编队的美国海军为例,其空中防御体系主要由配备相控阵雷达的E-2D预警机和F/A-18E/F战斗机组成,作为海上护航舰艇的提康德罗加级巡洋舰和伯克级驱逐舰,均装备了“宙斯盾”系统,拥有较强的抗饱和攻击能力。
鹰击12导弹无法单打航母 需多方配合
面对这种对手,使用不同种类的反舰导弹,同时从不同方向,以不同平台方式发射,采用小群多路的办法,进行饱和攻击仍是较有效的战术。只依靠一两种反舰导弹估计很难对航母战斗群进行有效打击,在这种情况下,中国海军自然不会把全部“法宝”压在鹰击12这一种导弹上面。
美国发展远程反舰导弹 隐身能力较强
在中国鹰击12亮相的同时,美国也正在试验LRASM远程隐身反舰导弹(基于AGM-158“防区外攻击导弹”改进而来)。实际上这两种导弹似乎走的是截然不同的发展方向。LRASM-A是一种远程反舰导弹,最大射程可达800公里,飞行速度为高亚音速,但具备高度隐身能力,因此可以视为“战斧”反舰型的后继弹。LRASM-A采用了“GPS(全球定位系统)卫星制导+弹载数据链+末端多模式传感器”的复合制导方式,能确保能在如此远的射程下,还保持较高的攻击精度。
据外媒报道,中国也正在发展国产隐身防区外攻击系统。在新型反舰武器问世前,中国海军恐怕还是主要依靠鹰击12和现役反舰导弹组成的饱和攻击体系来反制潜在对手,至于超音速反舰导弹和远程隐身反舰导弹,二者究竟哪种更具有发展前景,恐怕还需要时间来证明。