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日志

 
 

做贼心虚-浅析日本新型ASM-3超音速空射反舰导弹  

2010-07-25 11:32:27|  分类: 海外观察 |  标签: |举报 |字号 订阅

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做贼心虚-浅析日本新型ASM-3超音速空射反舰导弹 - 小飞猪 - 小飞猪的博客

 挂载在F-2翼下的ASM-3导弹

最近,日本公开 其最新研制的ASM-3型空射超音速反舰导弹,ASM-3将配备在空自F-2战斗机上面成为空自新一代机空射反舰导弹,该导弹研制成功将会让空自的反舰能力乃至日本的战术导弹工业都迈上一个新的高度。

日本在公布ASM-3 的消息说;该导弹是为了对付我国的航空母舰,言外之意,似乎研制此型导弹不得以而为之,此举在笔者看来,有做贼心虚之嫌,以日本公开的ASM-3导弹的相关数据来看,ASM-3的重量大约在900公斤,即使按照日本较高的材料及工艺水平,该导弹的战斗部重量似乎也很难超过200公斤,那么算上其3马赫的时速,其威力恐怕也不足以对付万吨级以下的作战舰艇,相比较之下,俄罗斯的用来攻击航母的SS-N-19超音速反舰导弹,其射速也是2M,重量为9吨,战斗部重量700公斤左右,威力要远大于ASM-3.

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 ASM-3的外形及性能与法国的ASMP相近-连名字都相近

我们知道反舰导弹在一定的情况下,具备对地攻击能力,因此很多情况下反舰导弹,特别是远程反舰导弹也被视为攻击性武器,但日本做为周边环海的岛国,研制一型新型反舰导弹也是一种合理的需要,外界对此也无可厚非,那么日本为什么要对于ASM-3这么讳莫如深?答案就在于ASM-3的发动机,ASM-3是日本第一型采用整体式冲压发动机的战术导弹,而整体式冲压发动机被看做小体积、超音速、中远程反舰导弹的最佳选择。也就是说日本未来的战术导弹将会体积更小、速度更快、远程更远,配合日本日益强大的远程作战机队,其攻击性不言而喻。

现代战术导弹一般有三种发动机,固体火箭,涡轮/扇发动机和冲压发动机,固体火箭发动机结构简单,并且自带氧化剂和燃料,因此可以在缺氧的条件下工作,但是固体火箭发动机缺点就是其燃烧属于瞬时燃料,难以控制,随着射程的增加,其重量和体积都迅速增加,因此对于重量和体积都受到严格限制的战术导弹来说,其射程就受到限制,比如采用固体火箭发动机的飞鱼导弹重量超过800公斤,射程只有40公里,经改进才接近80公里,而采用涡轮喷气发动机的鱼叉导弹射程达到150公里,改进型更是超过了200公里,,由于不需要携带氧化剂,其重量还不到700公斤,而射程达到上千公里的巡航导弹的重量也不到2吨,但是涡轮喷气发动机也有自己的缺点,由于需要高速涡轮将空气压缩后送进燃烧室,因此导弹的速度受限于涡轮叶片的速度,考虑到磨擦生热的影响,涡轮叶片的转速不能太高,相应的导弹的速度也难以提高,所以对于战术导弹来说,需要一种发动机,即具备固体火箭结构简单的优点,又具备涡轮喷气发动机不需要携带氧化剂的能力,这就是冲压发动机,冲压发动机的原理就是高速气流经进气道减速增压,再进入燃料室与燃料混合燃料,产生高温高压燃气经喷口高速排出,从而产生推力,冲压发动机一般由进气道、燃料室、喷口等部分组成,由于没有压气机,不需要燃气涡轮等转动部件,因此具备结构简单、重量轻、推重比大,成本低的优点,对于一次性使用的导弹,这些优点尤其突出,但由于没有压气机,所以冲压发动机不能自行启动,需要助推器将其加速到一定的速度后才能工作。

 

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 日方对于冲压发动机的描述

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 ASM-3采用的整体式冲压发动机原理图

冲压发动机到目前已经发展了三代;第一代冲压发动机由于推力不足,只能以两部发动机并联的方式安装在导弹上面,然后用助推火箭将其加速到工作速度,因此这一代导弹重量、体积均较大,第二代冲压发动机和助推火箭串联在同一轴线上面,尽管其重量和体积均所缩小,但是仍旧不能运用到那些对重量和体积要求较高的领域,如空射反舰导弹,为了解决这个问题,第三代整体式冲压发动机出现了,所谓整体式冲压发动机就是把助推火箭和冲压发动融为一体,两者共用一个燃料室,助推火箭的药柱用燃料后,其空出来的空间就是冲压发动机的燃料室,因此整体冲压发动机在体积、重量等指标都远低于前两代冲压发动机,从而为小体积、重量轻、超音速、中远程战术导弹打下了坚实的基础,法国的ASMP超音速空地导弹是最早采用整体式冲压发动机的导弹,其在重量只有800公斤的情况下,实现了时速M3,射程250公里(高空弹道)的性能,其性能要远高于同类重量和体积的战术导弹,与此同时前苏联/俄罗斯和美国也开展了整体式冲压发动机的研究,其中前者更是发展出了一系列的超音速反舰导弹,进入上世纪90年代整体式冲压发动机的应用开始向纵深发展,与传统采用的固体火箭发动机相比,整体式冲压发动机可以提供全程动力飞行,不但提高了导弹的射程,还增加了导弹的机动性能,最明显的例子就是新一代流星空空导弹和KH-31、先进辐射导弹,这些导弹射程和机动性能都比传统的型号有较大的提高。

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 日本官方的说法ASM-3是ASM-1的后继弹

按照日方的说法;上世纪90年代起考虑到舰载防空系统性能的提高,日本认为其现役的ASM-1反舰导弹的性能已经不能满足需要,因此决定研制ASM-1的后继导弹,要求该导弹具备更大的射程、速度,能够迅速在对方舰载防空系统的火力范围外发起攻击,同时通过弹身进行隐形化改进、提高电子系统的抗干扰能力来增加导弹的命中概率,1990年到1997年,日本开展了“未来超音速反舰导弹”的先期技术论证工作,确定新型导弹采用整体式冲压发动机,此后在“超音速反舰导弹原型弹”项目下开始了整体式冲压发动机的研究,在防卫省技术本部土浦试验场进行了地面启动及燃料特性的试验,在札幌试验战场完成了高空模拟启动和飞行试验,在这些试验成功的基础上, 2002年日本决定研制超音速反舰导弹的原型弹,并计划2010年进入实际测试,但是由于进度的延误,在2003年日本国会取消了此项目的拨款,从2004年项目才正式启动,2006年日本制出首批XASM-3试验样弹,并在驻岐阜基地日本航空自卫队飞行开发实验团的F-2A战斗机进行了挂飞和试射。2010年日本国会正式批准总额为23亿日元的“新型反舰导弹研制计划”,新型导弹的预计在2016年投放使用,总投资大约325亿日元。

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 ASM-3研制进度示意图

从日本公开的相关图片来看,ASM-3的外形与法国的ASMP空地导弹相近,采用流线形圆柱形弹体,两侧有保形的燃油箱,两个楔形的进气道分别位于弹体的侧下部,具备一定的隐身能力,尾部有4个呈X形布置的小型操舵翼,导弹从前到后分别是制导段、燃料箱和冲压发动机三部分,根据日方的相关资料;ASM-3的长度大约为6米,重量大约为900公斤,速度可以达到M3,射程为150公里,制导方式为中继惯导加末段主/被动复合制导方式,具备较强的抗电子干扰能力。这里需要说明的是ASM-3的射程,我们知道导弹采用不同的弹道剖面,其射程是不同,高空空气稀薄,阻力小,因此射程就大,低空空气稠密,阻力大,因此射程就小,前面提到的ASMP高空射程为250公里,那么到了低空就大幅度降低到90公里左右,那么ASM-3的150公里射程是何种弹道?从日本防卫省技术本部公开的ASM-3使用构想图来看;ASM-3有两种弹道,高空发射,高空巡航,然后末段降低高度,掠海攻击目标,另外一种就是低空发射,低空巡航,末段掠海攻击,从构想图来看,只有高空弹道时载机才处于目标舰载防空系统的火力范围之外,而低空发射时仍旧要突入对方防空系统的火力范围之内,另外技术本部列出的ASM-3与国外同类导弹相比较的列表中,ASM-3射程评价只给出了“中”,低于ANF超音速反舰导弹的“大”,考虑到后者的低空射程在150公里左右,因此笔者认为150公里应该是ASM-3高空弹道的数据。这个指标比ASM-3有差距,当然考虑到ASM-3采用惯导加主/被动雷达制导方式,其体积和重量都高于ASMP的纯粹惯性制导系统,因此似乎可以推测日本整体式冲压发动机水平与欧美国家的相近。

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 asm-3的弹道剖面

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 ASM-3结构示意图

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 ASM-3与国外技术的比较

目前日本空自装备的ASM-2/93式空舰导弹的射程大约为150公里/低空弹道,依日本的技术实力,将其升级到鱼叉BLOCK1D的水平,也就是射程超过200公里没有什么困难,以一架F-2最多可以挂载4枚ASM-2计划,出动一个20架飞机的攻击波次已经可以压制周边国家和地区的水面舰艇编队,那么日本为什么还要研制ASM-3?我们知道随着现代雷达及数据链技术的发展,以神盾舰为代表的水面防空舰艇的打击能力已经成倍提高,而协同交战能力的引入,也让其具备了突破水天线攻击超视距目标的能力,而反舰导弹传统战术就是低空巡航以缩小对方探测能力,从而降低其防空系统火力打击范围,现在这个战术的效能已经大打折扣,那么如何提高反舰导弹的打击能力?利用反辐射打击对方神盾舰是一个办法,由于神盾舰是一个机动的雷达平台,且现代舰空导弹射程远,因此需要反辐射导弹具备更过的射程、更快速度、更强的机动性能,这正是整体式冲压发动机所具备的优点,实际上现在反辐射导弹一个发展趋势就是用整体式冲压发动机替代固体火箭发动机,还有一个就是ASM-3的主/被动制导系统,我们知道为了对抗采用被动制导的反辐射导弹,各国发展了反辐射诱饵,用来诱离反辐射导弹,所以最新的AGM-88E在制导系统引入了毫米波主动导引头,对目标进行识别,而研制毫米波主动导引头对于日本来说就是小菜一碟,也就是说ASM-3与其说是一种反舰导弹,倒不如说是一种远程反辐射导弹,如果说日本研制一型射程为150公里的反舰导弹,别人说不上什么,那么如果这是一型射程为150公里,具备被动寻的、主动识别的反辐射导弹,那么就不能不让人警惕的,这也是为什么日本拚命要把ASM-3导弹和不存在的我国航母拉上关系的根本原因。

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 ASM-3试射

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 试射由F-2来实施

对于日本来说,其野心恐怕不仅仅局限于此,通过ASM-3的研制掌握整体式冲压发动机技术仅仅是其计划的第一步,以此计划为依拖,走完冲压发动机研制的全程,掌握相关理论知识,积累工程运用经验、培训相关技术人材,为研制更先进的超燃冲压发动机打下基础,现有的冲压发动机实际上亚燃冲压发动机,也就是说要把气流进入燃料室前要减速,由于气动做功,因此其温度急剧增加,所以现有的冲压发动机速度超过4M就非常困难,而超燃冲压发动机是气流直接进入燃烧室燃烧,从而可以将飞行器速度提高到5M以上,从而实现高超声飞行,如果说高超声飞行是飞行技术发展史上的一次革命的话,那么超燃冲压发动机则是这个革命的物质基础。所以超燃冲压发动机是目前世界各国竞相发展的热点领域之一。

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 超燃冲压发动机是未来高超音速飞行器的基础

 

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日本未来的空天飞机计划

日本从1984年开始研究超燃冲压发动机技术,已建成可模拟飞行高度35km、飞行速度M数8的高超声速自由射流试验台,进行了大量高M数的模拟试验,2002年3月末,日本航空宇宙技术研究所在超燃冲压发动机燃烧试验中首次成功地取得了有效推力.同年5月23日,在模拟Ma=8飞行状态的超燃冲压发动机燃烧试验中,取得了在Ma=8飞行条件下世界最高有效推力,与此同时日本还同澳大利亚等国进行相关领域的研究,并计划研制一型可以载客为10人的单级入轨空天飞机,这些技术一旦研制成功,将意味着日本具备了跨越洲际、甚至全球打击能力,到时日本自卫队还能不能称为自卫队实在是一个问题?

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通过ASM-3计划,日本建立了完善的冲压发动机研制、试验体系

 

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 为以后的发展打下了坚实的基础

居安思危,许多人对待日本相关项目,似乎只愿谈论别人的失败,却忽视了日本维持相关技术的长远战略;如看到AESA是机载雷达的发展方向,那么宁愿不研制技术和难度、经费较小的PD雷达,也要为F-2研制AESA,不能建造航母,就通过直升机驱逐舰来“曲线救国”,这次的性质实际上是一样的,知道超燃冲压发动机是未来的发向,所以投资进行相关项目的研究,以积累经验。

被绳索束缚的老虎也是老虎,何况老虎身上的那根绳索已经越来越细!

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注:

参考资料;

1、世界海军武器装备手册

2、日本防卫厅技术本部(平成14、21年度政策评估报告)

3、超音速反舰导弹推进技术分析 日本防卫厅技术本部 高尾宽弘

4、国外超燃冲压发动机技术发展

5、本文配图来源于网上,权利归原作者所有

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