超音速、亚音速反舰导弹讨论

在拙作YJ-62与中国海军的讨论中，有网友曾经提出超音速与亚音速反舰导弹的优务问题，因本猪受琐事所烦，未能进一步探讨，这里就相关资料做个简单的梳理，权作抛砖引玉。

   众所周知，前苏联和西方在反舰导弹发展上泾渭分明，前者都是重型、冲压发动机的超音速反舰导弹而后者多采用小型的、固体火箭或者涡喷发动机的亚音速反舰导弹，因此在一般人看来似乎前苏联在冲压发动机技术方面似乎要好于美国，而导致这样的差异，的确1933年前苏联首次研制出编号为GIRD-08冲压发动机的原理样机，而美国的Model 010冲压发动机在1949年才试飞成功，但美国对冲压发动机的实用化研究在二战中就开始了，在1944年根据太平洋战争的教训，美国海军考虑研制一种远程的防空系统来保护航母编队，于是其委托霍普金斯大学的应用物理试验室(APL)对冲压发动机进行试验，1947年APL研制出一个直径为15.2厘米的模型-COBRA,COBRA在P-47进行模拟试飞以检验冲压发动机在起飞和飞行中的稳定性,在同年底一个更大的直径为25厘米模型在6千米的高空投放,其速度达到2M,而在1947年这个速度达到了M2.4,由于试验结果非常成功,所以美国海军随后启动了大黄蜂实验性导弹计划,并在此的基础上发展了SAM-N-6黄铜骑士远程舰空导弹. 与之同时，波音公司从1949年开始开始研制为美国空军研制采用冲压发动机为动力的CIM-10波马克远程地空导弹，并于1957年投入使用，是美国早期的远程防空系统，1951年试飞的X-7试验机对冲压发动机技术进行了进一步的验证，并且在飞行中突破了3马赫，另外其他几个项目也采用了冲压发动机技术包括共和飞机公司的XF-103截击机和北美公司的SM-64，60年代中期美国海军开始考虑研制空射冲压导弹，由此提出了“先进小体积冲压发动机计划‘（Advanced  Low-Volume Ramjet -ALVRJ）ALVRJ（因前有拙作叙述，这里不再赘说），因此对于美国来说发展相当于SS-N-22或者SS-N-26这样的超音速反舰导弹似乎并不存在技术太大的困难。

     除了美国外，其他西方国家在上世纪90年代也曾掀起超音速反舰导弹的热潮，除了我们熟悉的法国和德国联合研制的ANF/ANS超音速反舰导弹，英国也设想过超音速海鹰、法国和意大利联合的奥拖马特-2指标也超过了音速，此外以色列的迦拍列-4反舰导弹的最初计划也是超音速，但最后这些导弹项目都无疾而终，西方目前的空射冲压发动机导弹挂上边的大约只有法国的VESTA冲压发动机试验器计划，但这个计划近期并没有向反舰导弹转化的意思。更多用于ASMP空地导弹的升级上面。而对于现有的反舰导弹的改进主要集中在提高射程，如飞鱼导弹最新的MM40BLOCK3采用了涡喷发动机，射程提高到180公里，而鱼叉的射程更是超过了200公里，同时导弹更加智能化，采用吸波涂料及改变弹体外形，让其雷达反射面积更小等，这些都提高亚音速反舰导弹的突防能力。那么超音速和亚音速反舰导弹之间如何比较？

    首先超音速反舰导弹的优势在哪里？其最大的优势就是速度快，速度快意味着超音速反舰导弹飞完两样的距离要比亚音速导弹要少的多，以SS-N-22导弹为例子，其最大速度为M2。5左右，而普通的反舰导弹只有M0。8左右，同样100公里的射程，SS-N-22只需要后者约1/3的时间，这要大大缩短了对方防御系统的反应时间，使其来不及拦截或者难以组织第二次拦截，突防成功率就提高了。威胁大，由于超音速反舰导弹的速度要大的多，因此在击中舰艇时有更大的动能，对舰艇毁伤效果要更大。但凡事有利也有不利，超音速反舰导弹一个比较大的问题就是射程，印度人曾自豪的说PJ-10“布拉莫斯‘导弹要比鱼叉导弹的射程要远的多，这里实际上偷换了一个概念；就是导弹在不同飞行剖面的射程是不一样；高空空气稀薄，阻力小，射程远，而低空大气稠密，阻力大，射程小，PJ-10号称射程290公里，其飞行剖面是高-低弹道，而鱼叉是低空飞航加末段掠海，如果PJ-10采用两样的弹道其射程就大幅降低到120公里，而早期型射程就达到130公里，与之相比PJ-10的重量近3吨，而鱼叉的重量不到700公斤。只相当于前者的1/4，也就是要想达到同样的射程，超音速反舰导弹在目前的条件下要付出更大的重量和体积，这也是为什么美国海军没有研制的主要原因，毕竟这样的大的块头挂在飞机对飞行甲板的冲击是非常大的，而体积的小巧的鱼叉象F/A-18、A-6这样的飞机挂4枚没有问题，以一次出动20架计算，则可以向目标编队发射80枚导弹，这样的饱和攻击能力已经可以压垮大数对手的防空能力，造成这样的结果一个原因是超音速导弹的升阻比较小（超音速反舰导弹弹体必须保持光顺，以降低阻力，同时也不能使用亚音速导弹那样的大型弹翼），发动机的燃料消耗较大，这样的衍生的问题就是超音速反舰导弹的雷达反射面要大于亚音速导弹，且不容易象后者采用复杂曲面外形来提高隐身能力.

    超音速引起隐身方面另外一个劣势就是红外特征明显，由于发动机高负荷运转，加上气动加热让超音速反舰导弹的弹体温度要远高于亚音速导弹，其红外信号特征相应要大于后者，特别是采用涡喷发动机的亚音速导弹，速度快的衍生的其他缺点包括；对飞行控制系统要求高，信号/数据处理时间有限，对电子对抗能力不利，由于速压的影响，导弹难以采用大机动弹道以避开对方的防御系统。因此超音速反舰导弹在目前的技术条件下优点和缺点一样鲜明。

    前面说超音速反舰导弹最大的特点就是利用其速度快压缩对方的反应时间，从而提高突防概率，对于传统机械扫描雷达来说的确如此，现代雷达为防止虚警，扫描到目标后并不马上确认目标，而需要再次或者三次扫描之后再确认，然后进行识别与跟踪，同时各舰在拦截时更多的依靠自己的探测系统进行探测，甚至各探测系统彼此也是分离的，这样就缩小了的探测范围，延长的反应时间，在抗击超音速反舰导弹时当然力不从心， 但是随着技术的发展全舰综合武器系统概念，就是通过数据总线将不同的探测系统联连在一起，融合成一个统一的目标航迹图，同时舰艇的探测系统也在发展，出现了相控阵雷达，其特点就是功率大，对小面积目标搜索距离远，特别是其实现了电子扫描，可以在计算机控制灵活的改变波束指向，如探测到目标后，可以将波束回扫进行再次确认，这样就大大降低了反应时间，同时远程红外警戒系统的使用也提高舰艇对反舰导弹的探测距离，这其高空突防概率就大大降低，那么非神盾舰呢？90年代出现的协同交战要系统将综合武器系统的概念扩展至整个编队，就是编队探测与作战数据共享，本舰的探测范围已经不局限于自己的传感器，出现不是神盾的神盾舰，美国CEC一个试验就是普通舰艇通过CEC得到神盾舰的数据，提高向武器系统对准目标来袭方向，最大发挥武器系统的性能，提高拦截距离，这样超音速反舰导弹高空突防的能力就被大打折扣。那么低空呢？这时候超音速反舰导弹低空射程近的缺点就暴露无遗，同时由于反应时间短，其飞行高度往往比亚音速反舰导弹要高，加上更加明显的红外特征，其发现概率可能要高于后者。再加上超音速反舰导弹的成本和费用要高于亚音速反舰导弹，这也许是为什么西方国家不约而同的放弃的原因，而对于前苏联/俄罗斯来说对付美国拥有预警机和高性能舰载航母编队，高射速和大威力仍旧是不二的法宝，至于被发现概率高，只能通过提高饱和攻击能力来弥补。低空飞航射程低，只有通过更大的重量来弥补，这也是为什么前苏联会出现重量超过5吨的反舰导弹。

    所以除非冲压发动机技术出现突破，导弹可以更高速度飞行，在目标的技术条件下似乎超音速和亚音速反舰导弹难分谁优谁劣，这也是为什么现在各国发展超燃冲压发动机一个重要原因。在拙作YJ-62与中国海军的讨论中，有网友曾经提出超音速与亚音速反舰导弹的优务问题，因本猪受琐事所烦，未能进一步探讨，这里就相关资料做个简单的梳理，权作抛砖引玉。

   众所周知，前苏联和西方在反舰导弹发展上泾渭分明，前者都是重型、冲压发动机的超音速反舰导弹而后者多采用小型的、固体火箭或者涡喷发动机的亚音速反舰导弹，因此在一般人看来似乎前苏联在冲压发动机技术方面似乎要好于美国，而导致这样的差异，的确1933年前苏联首次研制出编号为GIRD-08冲压发动机的原理样机，而美国的Model 010冲压发动机在1949年才试飞成功，但美国对冲压发动机的实用化研究在二战中就开始了，在1944年根据太平洋战争的教训，美国海军考虑研制一种远程的防空系统来保护航母编队，于是其委托霍普金斯大学的应用物理试验室(APL)对冲压发动机进行试验，1947年APL研制出一个直径为15.2厘米的模型-COBRA,COBRA在P-47进行模拟试飞以检验冲压发动机在起飞和飞行中的稳定性,在同年底一个更大的直径为25厘米模型在6千米的高空投放,其速度达到2M,而在1947年这个速度达到了M2.4,由于试验结果非常成功,所以美国海军随后启动了大黄蜂实验性导弹计划,并在此的基础上发展了SAM-N-6黄铜骑士远程舰空导弹. 与之同时，波音公司从1949年开始开始研制为美国空军研制采用冲压发动机为动力的CIM-10波马克远程地空导弹，并于1957年投入使用，是美国早期的远程防空系统，1951年试飞的X-7试验机对冲压发动机技术进行了进一步的验证，并且在飞行中突破了3马赫，另外其他几个项目也采用了冲压发动机技术包括共和飞机公司的XF-103截击机和北美公司的SM-64，60年代中期美国海军开始考虑研制空射冲压导弹，由此提出了“先进小体积冲压发动机计划‘（Advanced  Low-Volume Ramjet -ALVRJ）ALVRJ（因前有拙作叙述，这里不再赘说），因此对于美国来说发展相当于SS-N-22或者SS-N-26这样的超音速反舰导弹似乎并不存在技术太大的困难。

     除了美国外，其他西方国家在上世纪90年代也曾掀起超音速反舰导弹的热潮，除了我们熟悉的法国和德国联合研制的ANF/ANS超音速反舰导弹，英国也设想过超音速海鹰、法国和意大利联合的奥拖马特-2指标也超过了音速，此外以色列的迦拍列-4反舰导弹的最初计划也是超音速，但最后这些导弹项目都无疾而终，西方目前的空射冲压发动机导弹挂上边的大约只有法国的VESTA冲压发动机试验器计划，但这个计划近期并没有向反舰导弹转化的意思。更多用于ASMP空地导弹的升级上面。而对于现有的反舰导弹的改进主要集中在提高射程，如飞鱼导弹最新的MM40BLOCK3采用了涡喷发动机，射程提高到180公里，而鱼叉的射程更是超过了200公里，同时导弹更加智能化，采用吸波涂料及改变弹体外形，让其雷达反射面积更小等，这些都提高亚音速反舰导弹的突防能力。那么超音速和亚音速反舰导弹之间如何比较？

    首先超音速反舰导弹的优势在哪里？其最大的优势就是速度快，速度快意味着超音速反舰导弹飞完两样的距离要比亚音速导弹要少的多，以SS-N-22导弹为例子，其最大速度为M2。5左右，而普通的反舰导弹只有M0。8左右，同样100公里的射程，SS-N-22只需要后者约1/3的时间，这要大大缩短了对方防御系统的反应时间，使其来不及拦截或者难以组织第二次拦截，突防成功率就提高了。威胁大，由于超音速反舰导弹的速度要大的多，因此在击中舰艇时有更大的动能，对舰艇毁伤效果要更大。但凡事有利也有不利，超音速反舰导弹一个比较大的问题就是射程，印度人曾自豪的说PJ-10“布拉莫斯‘导弹要比鱼叉导弹的射程要远的多，这里实际上偷换了一个概念；就是导弹在不同飞行剖面的射程是不一样；高空空气稀薄，阻力小，射程远，而低空大气稠密，阻力大，射程小，PJ-10号称射程290公里，其飞行剖面是高-低弹道，而鱼叉是低空飞航加末段掠海，如果PJ-10采用两样的弹道其射程就大幅降低到120公里，而早期型射程就达到130公里，与之相比PJ-10的重量近3吨，而鱼叉的重量不到700公斤。只相当于前者的1/4，也就是要想达到同样的射程，超音速反舰导弹在目前的条件下要付出更大的重量和体积，这也是为什么美国海军没有研制的主要原因，毕竟这样的大的块头挂在飞机对飞行甲板的冲击是非常大的，而体积的小巧的鱼叉象F/A-18、A-6这样的飞机挂4枚没有问题，以一次出动20架计算，则可以向目标编队发射80枚导弹，这样的饱和攻击能力已经可以压垮大数对手的防空能力，造成这样的结果一个原因是超音速导弹的升阻比较小（超音速反舰导弹弹体必须保持光顺，以降低阻力，同时也不能使用亚音速导弹那样的大型弹翼），发动机的燃料消耗较大，这样的衍生的问题就是超音速反舰导弹的雷达反射面要大于亚音速导弹，且不容易象后者采用复杂曲面外形来提高隐身能力.

    超音速引起隐身方面另外一个劣势就是红外特征明显，由于发动机高负荷运转，加上气动加热让超音速反舰导弹的弹体温度要远高于亚音速导弹，其红外信号特征相应要大于后者，特别是采用涡喷发动机的亚音速导弹，速度快的衍生的其他缺点包括；对飞行控制系统要求高，信号/数据处理时间有限，对电子对抗能力不利，由于速压的影响，导弹难以采用大机动弹道以避开对方的防御系统。因此超音速反舰导弹在目前的技术条件下优点和缺点一样鲜明。

    前面说超音速反舰导弹最大的特点就是利用其速度快压缩对方的反应时间，从而提高突防概率，对于传统机械扫描雷达来说的确如此，现代雷达为防止虚警，扫描到目标后并不马上确认目标，而需要再次或者三次扫描之后再确认，然后进行识别与跟踪，同时各舰在拦截时更多的依靠自己的探测系统进行探测，甚至各探测系统彼此也是分离的，这样就缩小了的探测范围，延长的反应时间，在抗击超音速反舰导弹时当然力不从心， 但是随着技术的发展全舰综合武器系统概念，就是通过数据总线将不同的探测系统联连在一起，融合成一个统一的目标航迹图，同时舰艇的探测系统也在发展，出现了相控阵雷达，其特点就是功率大，对小面积目标搜索距离远，特别是其实现了电子扫描，可以在计算机控制灵活的改变波束指向，如探测到目标后，可以将波束回扫进行再次确认，这样就大大降低了反应时间，同时远程红外警戒系统的使用也提高舰艇对反舰导弹的探测距离，这其高空突防概率就大大降低，那么非神盾舰呢？90年代出现的协同交战要系统将综合武器系统的概念扩展至整个编队，就是编队探测与作战数据共享，本舰的探测范围已经不局限于自己的传感器，出现不是神盾的神盾舰，美国CEC一个试验就是普通舰艇通过CEC得到神盾舰的数据，提高向武器系统对准目标来袭方向，最大发挥武器系统的性能，提高拦截距离，这样超音速反舰导弹高空突防的能力就被大打折扣。那么低空呢？这时候超音速反舰导弹低空射程近的缺点就暴露无遗，同时由于反应时间短，其飞行高度往往比亚音速反舰导弹要高，加上更加明显的红外特征，其发现概率可能要高于后者。再加上超音速反舰导弹的成本和费用要高于亚音速反舰导弹，这也许是为什么西方国家不约而同的放弃的原因，而对于前苏联/俄罗斯来说对付美国拥有预警机和高性能舰载航母编队，高射速和大威力仍旧是不二的法宝，至于被发现概率高，只能通过提高饱和攻击能力来弥补。低空飞航射程低，只有通过更大的重量来弥补，这也是为什么前苏联会出现重量超过5吨的反舰导弹。

    所以除非冲压发动机技术出现突破，导弹可以更高速度飞行，在目标的技术条件下似乎超音速和亚音速反舰导弹难分谁优谁劣，这也是为什么现在各国发展超燃冲压发动机一个重要原因。