DF26反舰导弹是纸老虎?18马赫带翼飞行,攻克黑障制导技术

21世纪第一个十年初期面对敌强我弱的大背景,国家启动了一大批具有非对称优势的撒手锏武器项目,其中最具代表性的莫过于DF-21D东风反舰快递,它的首次亮相是在2015年抗战胜利庆典上。该型导弹射程数倍于传统反舰导弹,能在1800公里左右射程内以高超音速速度精确命中海上航行的移动舰船,是具有跨代领先优势的防区外远程打击导弹。
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东风反舰快递DF-21D
东风反舰两连射让大洋彼岸说出心里话:不会被吓倒……
8月26日,来自大洋彼岸的消息披露,当天有两枚东风快递分别从浙江、青海起飞经过上千公里飞行后精确命中位于西沙群岛与海南岛之间的海域靶标,导弹型号分别是DF-21D与DF-26B。
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DF-21D实弹发射
DF-21D最大意义在于开创了以陆制海先河,因此具备了战略武器的效用。面对这种颠覆海战规则的非对称优势武器,起初大洋彼岸对它的评价是“纸老虎”、“根本打不中航母”。
原因在于他们认为支持反舰弹道导弹作战的侦察体系建设难度太高,不相信我们可以掌握连他们都不具备的技术优势。然而随着时间推移,大洋彼岸对DF-21D的认识也逐渐加深,其立场态度也出现了十分明显的变化。
7月上旬,里根号与尼米兹号两艘10万吨级核动力航母在我南部海域游荡,我方学者提醒大洋彼岸,我们有DF-21D、DF-26在内的一系列反舰手段可供选择,有意思的是他们的海军信息局长当即表示,尼米兹号与里根号没有被吓倒。
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大洋彼岸:我们没有被吓倒
从十年前的满口否定到现如今的“没有被吓倒”,东风反舰快递用实力证明了一切。对此国内网友感叹,“剧本不对啊……”、“不知不觉地,轮到他们来说不怕我们了,真是有一种恍如隔世之感,可喜可贺。”、“不会被咱们吓倒?再说一遍,再说一遍……再说100遍,真是可以家祭无忘告先烈了~泪目!”。
放眼寰球成体系装备反舰弹道导弹的玩家有且仅有我们一家,以单纯的视觉看,东风反舰快递就是一车一弹,而一车一弹背后是持续十几年的天量研制经费投入,是庞大的远程侦察体系建设,而这不是一般小国或者中等强国可以玩得转的战略体系。
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DF-26可以单车无依托随机发射
黑障通信技术助力东风反舰快递精确打击
东风反舰快递从研发到投入实战需要解决两大难题,首先是弹体研制,再就是侦察体系建设
DF-21D东风反舰快递是基于上世纪九十年代初列装的DF-21型弹道导弹研制,是一款两级固体燃料导弹,后者装载600公斤级战斗部的射程可达3000公里左右,而DF-21D的反舰战斗部由于加装了机动弹翼、制导组件,战斗部发射质量更大,因此射程在1800公里左右。
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DF-21系列原型导弹
即便如此DF-21D战斗部分离时的关机速度也达到了12马赫,再入大气速度也超过了11马赫,战斗部再入大气是弹体研制的核心难题。
这一核心难题又可以分解为数个难点,首先是黑障问题,例如,神舟载人飞船、返回式卫星等航天器再入大气层时贴近舱体表面的空气和表面分子被分解和电离,进而形成等离子层,它会切断再入航天器的通信链路。
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神舟9号飞船返回舱进入黑障区
反舰战斗部不同于载人飞船或者返回式卫星对通信和再入测量需求并不高,但黑障区广泛分布在35至80公里高度层,战斗部搭载的雷达制导系统需要穿越等离子层探测目标,如果等待等离子层消失再开启雷达探测,此时战斗部速度仍然高达5至6马赫,会导致探测时间短,弹道机动难等一系列问题。
近年来我国在解决黑障通信这一世界级难题方面投入了很大气力,例如,新一代载人飞船在返回舱尾部加装通信天线,利用天基中继传输手段最大限度攻克了黑障通信难题。早在神舟十一号飞船任务时黑障阻断通信的时间连3秒都不到,反舰快递战斗部同样可以利用这一技术提前进行弹道修正,进而提高打击精度。
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黑障通信技术助力东风反舰快递精确打击
18马赫带翼飞行!
伴随黑障通信的另一个难题是气动加热,以DF-26为例,其战斗部超过18马赫的再入大气速度需要经历高达上千摄氏度的高温烧蚀,反舰战斗部不同于传统弹道导弹,其内部配置有精密的探测制导设备,战斗部内部的温度必须控制在更低数值。
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DF-26战斗部再入大气速度高达18马赫
东风反舰快递战斗部前端气动外形也比载人飞船或返回式卫星的钝体气动外形更加锐利,前者会在战斗部前端形成气动加热聚集效应。
战斗部防热的另一大掣肘难题是要满足雷达及其他探测设备的穿透需求,歼-10、歼-20等战斗机雷达罩都是轻质的透波材料,而反舰弹道导弹的雷达罩既要满足上千摄氏度的高温烧蚀需求,也要满足透波需求,可谓是螺蛳壳里做道场。
综上所述,再入大气的热流烧蚀温度控制是制约东风反舰快递成败的关键。
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服务登月任务的新一代载人飞船返回舱
以新一代载人飞船为例,它将服务载人登月任务,因此需要掌握第二宇宙速度再入大气能力,再入大气速度越大需要承受的热流温度就更高,为此新一代载人飞船采用跳跃式弹道减速降温。
具体方法是第一次再入大气后在抵达指定高度后调整飞船再入攻角,利用飞船大底前端的弓形激波实现高度的再次抬升,飞船会二次进入太空空间,尔后二次再入大气,此时飞船承受的热流烧蚀温度会大大降低至近地轨道飞船的再入水平。
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新飞船跳跃式弹道
东风反舰快递与新一代载人飞船都是基于减速效应实现温度控制,而反舰战斗部不同于载人飞船,前者没有钝形大底,而是更加尖锐的气动外形,难以利用自身气动结构实现弹跳拉起,因此DF-26为代表的双锥体战斗部加装了四片弹翼,弹翼配合重心偏置可以调整战斗部再入攻角,实现多次跳跃拉起的飞行轨迹,进而控制烧蚀温度,满足弹载制导系统工况需求。另一方面还可以实现弹道机动,增大对手的探测难度。
机动弹翼虽然可以实现跳跃式弹道控制,但随之而来的还有弹翼的烧蚀材料选择难题,因为弹翼的气动加热条件更不稳定,超过11马赫的再入速度在弹翼前端也会形成烧蚀聚集效应,每一处部位的气动加热量都有所不同。
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DF-26战斗部尾部配置有弹翼
通过公开图像可以看到机动弹翼不同于传统航空器的气动翼面,前者更加厚实,目的就是为了防热烧蚀。我国早在十多年前就攻克了一系列先进的防热烧蚀材料,例如,范景莲教授的轻质金属基防热材料可以耐受三千摄氏度以上高温,新一代载人飞船也应用了多种轻质低烧蚀防热材料,它们都可以用于弹翼的制备。