原創 庫叔說 瞭望智庫 隱身技術,我們早已耳熟能詳,它的出現促使戰場軍事裝備向隱身化方向發展。自上世紀七八十年代隱身技術全面發展以來,隱身武器的重要性與日俱增,以美國為首的各軍事強國都在積極研究,取得了突破性進展,相繼研制出各種類型的隱身飛機、潛艇,甚至艦艇、坦克也都層出不窮。 然而在眾多隱身武器相繼問世的今天,我們最為常見的導彈卻似乎缺失了一席之地,人們對其知之甚少。其實不然,雖然在大眾中的知名度不高,但隱身導彈在隱身武器領域的重要性相當高。 據美國《防務新聞》網站報道,2021年12月,美空軍使用C-130J運輸機在墨西哥灣上空將AGM-158隱身導彈(JASSM)從貨艙投下發射并成功命中海上目標;同月,美國海軍宣布要為P-8A反潛巡邏機加裝LRASM隱身遠程反艦導彈,這種飛機已經成為美國對華實施抵近偵察的主力機型。 而據更早的俄羅斯《消息報》11月的報道,俄羅斯軍方正在秘密研制一款非核小型高精度隱身導彈,它既沒有武器編號,也沒有官方命名,只有代號“產品506”,且過去從未出現在俄軍方正式報告和講話中,堪稱俄國“最封閉”的武器計劃之一。 隱身導彈為何受美俄青睞? 文丨田碩 瞭望智庫觀察員 本文為瞭望智庫原創文章,如需轉載請在文前注明來源瞭望智庫(zhczyj)及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。 1 誰需要隱身? 飛行器想隱身需要滿足四要素:外形、材料、紅外輻射、彈道。 *通過對外形的設計,敵方雷達發出的雷達波可以被有效散射到其他方向上,使敵方接收不到,從而達到了隱身效果。例如世界上第一款完全以隱身技術設計的飛機F-117隱身攻擊機,就是典型的多面體外形。 照此方法,傳統導彈也能改變外形,做到隱身。首先是將彈頭的頭錐改成多面錐體,可以偏轉雷達波,而且必須要“尖”。橄欖狀彈頭的雷達反射截面積(RCS)是鈍圓形彈頭的千分之一。然后是彈體做成長方體形狀的,盡量扁些,用傾斜的平板組合取代原先的正圓截面。使用大后掠彈翼、翼身融合、V型尾翼設計,能明顯消除彈身、彈翼、平尾間存在的角反射效應。 【注:角反射效應是當雷達波束遇到角反射器時,角反射器每個表面的鏡面反射使波束最后反轉180°方向,向波來時的方向傳播,而且在反射回去的時候,這些方向、相位相同的回波間信號相互增強,造成極強的回波信號】 *合適的外形設計能夠將大部分雷達波散走,而吸波材料能把入射雷達波吸收,使其“有來無回”,最常見的是鐵氧體涂覆材料。 *紅外輻射。現代航空發動機工作的時候大都溫度很高,會產生很強的紅外輻射,從而使敵方探察到。其中的關鍵就是要降低發動機溫度,如可采用紅外輻射較低的渦扇發動機;提高燃油燃燒效率,減少發動機排煙,以減弱紅外輻射;尾噴管處采用紅外擋板遮擋和屏蔽紅外輻射等措施。 *彈道設計。要想雷達看不見,放低姿態很關鍵。受地球曲率和地面/海面雜波的庇護,超低空突防始終是縮短雷達探測距離的有效方法。同時,路徑規劃、地形匹配這些手段也非常重要。 在導彈的實際應用中,面臨的情況大不一樣。 攻擊戰術目標的小型空地導彈,如反坦克導彈,一般體型都較小,而且被攻擊的目標大都沒有探測導彈來襲的能力,所以這類小型導彈也沒有迫切的隱身需求。 而像空空導彈、地空導彈這樣的類型,很多都能達到3馬赫的飛行速度,并且要頻繁承受高達幾十g的過載,符合隱身要求的氣動布局往往經不起這么折騰。而且,戰斗機大多是通過截獲導彈的主動雷達發出的信號或通過導彈尾焰產生的熱輻射來判斷自己是否被鎖定。所以,隱身設計在防空導彈上用處不是很大。 【注:過載是指飛行器在高速飛行特別是在做各種高速、劇烈的機動動作時所承受的加速度。它的單位一般是用重力加速度g來表示。由于飛行員所能承受的過載是有生理上限的,一般戰斗機機動時過載都不會超過9個g。】 對于彈道導彈來說,它們體型巨大,彈道很高,末端速度通常在10馬赫以上,由此與空氣摩擦產生的高溫燒蝕,是隱身材料的噩夢。并且它也有天敵——X波段預警雷達和OTH超視距雷達等。因此,速度就是彈道導彈再入段突防的關鍵。而紅外誘餌,是提高彈道導彈生存力的主要途徑,雷達隱身也沒必要。 【注:雷達波長越長,探測精度就越低;波長越短,探測精度越高。X波段雷達波長在3厘米以下,且能夠360度旋轉偵察各個方向的目標,用于彈道導彈防御、測試、演習、訓練,并協同觀測太空碎片、航天飛機等的運動。但是較短的波長不能被地球曲面和電離層反射和繞射,在大氣層內近乎直線傳播且會直接穿透大氣層,探測不到地平線以下的目標。等到探測到彈道導彈時,它已經距離很近了,預警時間過于倉促。 OTH超視距雷達很好地彌補了這個漏洞,其發射波長在10米到100米之間。其中又可以分為完全地波繞射和電離層和地面之間反復反射探測兩者模式。靠電離層反復反射的模式,探測距離更遠,發射功率也小。因此可以探測從1000公里到4000公里之外的地平線以下的目標。】 這樣看來,有隱身剛需的,只有巡航導彈,這類導彈射程在數百到數千公里,高亞音速飛行居多,滯空時間較長,這意味著它們容易被攔截,而且對方也主要依靠雷達來探測其行蹤,因此隱身性能十分關鍵,各國裝備也確實證明如此。 2 最早研制隱身導彈的是? 20世紀70年代后期,美軍擔心其巡航導彈被蘇聯先進的SA-10地空導彈擊落,開始制訂隱身巡航導彈的研制計劃。 首先,在戰斧巡航導彈的基礎上發展具有隱身能力的空中發射的巡航導彈ALCM(Air-Launched Cruise Missile)和地面發射的巡航導彈GLCM(Ground-Launched Cruise Missile)。美國通用動力公司在BGM-109戰斧巡航導彈基本型的基礎上研制了具有部分隱身性能的AGM-109空射型巡航導彈。 海灣戰爭期間,從威斯康星號戰列艦發射的一枚BGM-109戰斧地面攻擊導彈。 其次,改進AGM-86A空射巡航導彈,研制具有隱身性能的AGM-86B。AGM-86A的研制始于20世紀70年代,由波音公司完成,也是美國空軍裝備使用的第三代戰略空地巡航導彈。它是一種全天候、多用途巡航導彈,主要由B-52H型戰略轟炸機攜帶并發射,能提高B-52H戰略轟炸機的攻擊有效性和戰場生存能力。 1980年美軍對其進行隱身改進,采用了低油耗渦輪風扇發動機以降低紅外輻射,并在局部改進外形和在彈體周圍使用吸波材料以減小雷達散射截面積。它能夠超低空突防,使用地形匹配系統進行制導,射程超過2400公里。在當時技術條件下,超低空突防生存率很高,根據理論計算突防率可達90%。 以上兩種都不算真正意義上的隱身導彈。 世界首款隱身導彈——AGM-129 隨著蘇聯防空雷達系統和地空導彈的升級換代,依賴低空突防的AGM-86B被攔截的概率大大增加。為了應對這種弱點,80年代初,美國開始研制新型的AGM-129 ACM(Advanced Cruise Missile)隱身巡航導彈。它是美國戰略空軍裝備的第一種隱身戰略空射巡航導彈,屬于第四代戰略空地導彈,最大射程可達3700公里,于1990年正式列裝,只比F-117被正式公布晚了兩年,后來由于冷戰結束和國防經費削減,截至1993年最后一枚出廠,只生產了460枚。 與AGM-86B相比,AGM-129的性能得到了進一步提升: 一是采用了用獨特的隱身氣動外形設計、巧妙的翼身融合結構布局、大后掠翼、多面體的頭錐設計,從而賦予了導彈良好的隱身性能; 二是彈體和翼面均采用吸收電磁波的復合材料和吸波涂料,大幅度減小了導彈對雷達電磁波的反射; 三是采用耗油率低的渦輪風扇發動機和噴口主動有源冷卻器等裝置,可提高推力、增大射程,明顯降低紅外信號特征; 四是在慣性導航+地形匹配復合制導系統中使用激光雷達,使導彈可以在超低空以高亞音速進行地形跟蹤和機動飛行,能夠有效躲避雷達和地面防空體系,在任何地形條件下摧毀敵方堅固的地面工事,并且,精度大大提高。 然而,一系列高精尖技術的應用也不可避免地造成它的采購價過高,673.8萬美元/枚(AGM-86B單價為157.4萬美元)。美軍最初計劃是將其安裝在B-1B轟炸機上,但因尺寸過大(長6.35米,重1.68噸),沒有掛成,只能部署在B-52H轟炸機上。此外,AGM-129技術和設計上還沒有完全成熟,維護價格也過于昂貴,2007年便被早早封存,2012年全部退役。 美軍現役主力——AGM-158 1986年,美軍啟動AGM-137 TSSAM(Tri-Service Standoff Attack Missile)三軍防區外攻擊導彈計劃,目的是為美國三軍生產一個系列的隱身導彈。由于預算和技術問題,項目于1994年取消,但是美軍仍有防區外攻擊武器的需求。于是,AGM-158 JASSM(Joint Air-to-Surface Standoff Missile)聯合防區外空地導彈便應運而生。 這款新型空射巡航導彈由洛克希德·馬丁公司負責研發,并于2003年開始供應給美國空軍,主要在敵防空區外遠距離精確打擊嚴密設防的指揮、控制、通信、防空、情報系統、發電廠、工業設施、交通要道、彈道導彈發射架以及艦船等高價值目標。 和AGM-129相比,AGM-158的體積和重量縮小了很多(長4.26米,寬0.55米,重1.023噸),略小于戰斧式巡航導彈,但威力卻不減,并且能整合到B1、B2、B52轟炸機以及F15、F16、F18等戰斗機,實用性大大增強。此外,它的采購價也大大低于AGM-129,每枚只需126.6萬美元(2021財年)。它的唯一短板是射程,只有370公里,難以應對日益擴展的防空范圍。 于是,AGM-158的增程型——AGM-158B應運而生,也被稱作JASSM-ER(Extended Range)。在JASSM的研發尚未完成前的2002年,美國就開啟了JASSM-ER的項目。在整體外形設計和框架基本不變的基礎上,通過應用效率更高的發動機、大油箱等新設計,它的最遠射程達到了925公里。 有了這種導彈,飛機將不再需要進入防空系統的覆蓋范圍,可以在防區外發射,實現對縱深目標的攻擊(當時世界上射程最遠的S-400防空導彈也只能覆蓋半徑400公里的范圍)。2006年5月18日,JASSM-ER由B-1B掛載并實現首飛,在飛行約740千米后擊中了一個固定地面目標,2014年正式進入美國軍隊服役。 在JASSM-ER的基礎上,美國又于2018年啟動了AGM-158D研發項目,又被稱為JASSM-XR(Extreme Range),再次增加了極限射程,預計將達到1900公里,目標旨在打擊俄羅斯北極和西伯利亞地區而不用靠近俄羅斯邊境。 據美國空軍智庫米歇爾航天研究所近期的研究報告,美國空軍到2025財年將擁有約6500枚AGM-158系列隱身導彈。 獨特的海上反艦利器——LRASM 除此之外,為了應對所謂的日益增長的海上威脅,在AGM-158B的基礎之上,美國還開發了反艦型號,即AGM-158C,又被稱為LRASM(Long Range Anti-Ship Missile)。 開發LRASM有其特殊背景。 長期以來,美國海上軍事力量遠超各國,作戰大都采用以航母為中心的艦艇編隊打擊方式,艦載機作戰半徑遠大于反艦導彈,所以對反艦導彈特別是遠程型的依賴度并不算高。在2000年決定中止改造戰斧巡航導彈作為反艦武器后,美國當時的反艦武器僅有最大射程約300公里的魚叉導彈,而“魚叉”的整體技術框架是70年代末制定的,無法完美地整合入Mk-41垂直發射系統內使用,也無法承載更多新技術。 此外,美軍對LRASM遠程反艦導彈的重視也顯示了地緣環境和美軍理念變化。面對中國軍力的快速發展,按空海一體戰理念,美軍認為,中國在第一島鏈內海域將占據局部優勢,具備對美國海空武器實施電子干擾、對GPS信號進行阻斷與欺騙、對數據鏈切斷等能力。已服役40多年的“魚叉”無法滿足未來作戰需求,因此,美海軍希望能研發一款減少甚至避免對外界信息保障系統的依賴、可以獨立打擊更遠距離的反艦導彈。 【注:空海一體戰是2009年五角大樓提出的,為保證戰時能夠順利進入西太平洋和中東等地區,有效應對所謂的中國“反進入/區域拒止”能力而提出的一體化作戰構想,旨在整合美國海空軍戰力并聯合亞太地區盟友,來共同遏制或擊敗潛在的區域性對手的海空聯合作戰的全新理論,2015年更名為全球公域介入與機動聯合概念。】 LRASM項目于2009年啟動,研制初期有兩種方案:其一,以JASSM-ER為基礎改良的亞音速隱身反艦導彈;其二,采用沖壓發動機的超音速反艦導彈。美國選擇了前者,本質在于B計劃與美國海軍的作戰模式不匹配。 【注:為了使導彈在超音速的飛行狀態下得到較遠射程,就得配備巨大的沖壓發動機和燃料艙,而美國海軍是主要依靠航母艦載機作戰,掛載能力有限,決定了導彈體積和重量不能過大。】 2013年,LRASM成功進行了首次空中和艦載試射。 2017年,美國空軍正式宣布以8650萬美元購買首批23枚的合同,并于2019年9月全部交付。 B-1B于2018年12月具備LRASM早期作戰能力;F/A-18E/F在2019年12月具備LRASM早期作戰能力。就在近期,美國宣布要將其整合到P-8A反潛巡邏機,目標是誰,路人皆知。而早在2019年3月,美澳就已經簽署合同,規定向澳大利亞提供200枚及相關配套設施。 相比普通導彈,LRASM更加智能化,帶有高精度的GPS導航系統,具備非常強大的自主搜索和自主決策能力,不再局限于傳統的反艦導彈模式。通過雙向數據交換,導彈平臺的信息直接納入美軍的戰區網絡,雙方的信息可互相交換。 發射后它會先在高空飛向目標,等到末端進入攻擊模式時才降低高度進行掠海飛行。由于沒有主動雷達,理論上LRASM不必發射任何電磁波信號即可鎖定目標,大幅縮減了敵方的預警時間和范圍。 3 俄羅斯,咬牙也要推進 上世紀90年代初,俄羅斯開始研發第一款隱身巡航導彈——KH101,一開始就是作為美國AGM-129的對應項目,承擔這一任務的彩虹設計局開發出部分新技術。 同時,俄羅斯考慮對KH-55進行改進論證。當時有兩種方案:超音速和亞音速巡航導彈。后者成本更低,可大量裝備形成飽和攻擊能力,更適合俄軍現狀。于是,俄羅斯決定大力發展高精度亞音速巡航導彈。 【注:對標美國AGM-86巡航導彈,1971年,彩虹設計局開始研制KH-55(北約稱其為AS-15)空射核巡航導彈;1976年,進行首次試射;1981年,開始批量生產;1984年服役。】 由于經濟不振,最新型隱身巡航導彈KH-101研發推進困難。俄羅斯開始將發展重點轉向費用更低、見效更快的KH-55導彈改進計劃,在設計中運用了隱身技術。改進后的導彈被命名為Kh-555,于1999年進行了首次飛行實驗,2004年裝備圖-95和圖-160正式服役。 然而,出于美國空中攔截能力迅速增加的壓力,俄羅斯選擇咬牙推進KH101項目。2013年, KH-101最終于進入俄空軍服役。 KH-101長7.45米,發射重量2.2-2.4噸,戰斗部重400公斤,外界推測其射程至少達到2000公里。俄方則稱其射程能達到5500公里,若此,俄圖-95MS和圖-160遠程轟炸機可以在其國境附近對歐亞大陸和北美部分地區進行精確打擊,從而彌補了因海外基地較少而難以提供戰斗機護航的缺陷。 另外,它采用了獨特的氣動外形設計,彈體橫截面不是傳統的圓柱形,而是多邊形,彈頭采用多面椎體設計,彈翼和尾舵后掠角明顯;采用雷達吸波涂層和吸波材料,因此具有出色的低雷達反射截面;裝有用于修整飛行軌跡的光電系統和用于末端制導的電視制導系統,大大提升了打擊精度。 與KH-55一樣,KH-101也采用了彈出式外掛發動機,這樣設計比較簡便,不需要考慮復雜的彈體進氣道;但是,外露的發動機增加了導彈的雷達橫截面,同時也不利于控制紅外強度,這與其標榜的高隱身性大相徑庭。 相比之下,美國普遍采用了隱身性更好的半埋式進氣道,導彈彈體除了彈翼和尾舵再無明顯突出物,尾噴口也進行了隱身處理。這表明KH-101雖然在隱身外形設計上有了很大進步,還是不得不采用一些老設計來平衡研發技術和經費成本問題。 KH-101的另一型號KH-102,則配備了核彈頭,成為隱身核巡航導彈,使俄空軍的打擊手段更加多元化。 2015年11月17日,KH-101首次亮相敘利亞戰場,通過此次實戰測試了其整體打擊性能。同時,戰略轟炸機遠程奔襲,全程飛行11000公里,歷經兩次空中加油,通過了戰場檢驗。 俄羅斯空軍一架米格-31K攜帶的Kh-47M2導彈。 近年來,北約不斷向俄羅斯后院滲透,壓縮俄羅斯生存空間;美國在俄羅斯周邊部署的各類防空反導系統數量明顯增加;烏克蘭準備接收北約戰略轟炸機。以美國為首的西方國家煽風點火。2021年12月12日的G7外長會上,英國外交大臣對俄立場強硬,呼吁各國緊密團結。美國總統拜登則表示,一旦進攻烏克蘭,俄羅斯就將遭受到“毀滅性的經濟懲罰”,并且美國還將在東歐盟國部署更多軍隊。 俄羅斯北方艦隊在靠近北極地區的巴倫支海演習期間,核潛艇向靶場岸上訓練目標發射巡航導彈。 12月21日,俄羅斯總統普京表示,由于北約“步步緊逼”,俄羅斯已經“退無可退”,如果西方繼續如此,俄將以“軍事技術措施”來回應。俄副外長里亞布科夫反復將這種情況比作1962年的古巴導彈危機。 為了應對美國威脅,俄羅斯計劃打造不對稱優勢,在突破反導攔截方面,采取了“兩條腿走路”的方式,一是發展高超音速導彈;二是隱身巡航導彈,“產品506”的研發就是一個典型代表。 目前,據俄羅斯《消息報》報道,“產品506”正處于與機載武器系統集成的階段,技術性能嚴格保密。如果這款非核隱身導彈研發成功,將顯著提高其戰略航空兵的作戰能力,進而加重俄羅斯與美軍對抗的籌碼。 美國軍事專家丹尼爾·戴維斯指出,盡管美軍對俄軍常規軍力水平占據很大優勢,但美軍沒有對俄開火的條件,因為俄羅斯擁有很多手段可以直接對美軍報復。雖然美軍不斷地對俄實施軍事威脅,甚至警告不惜對俄羅斯使用戰術核武器,但是美軍始終沒有確保自己不受損失的辦法。從目前局勢看,一大批新型導彈的列裝也使美軍不敢輕易冒險。 俄羅斯軍事專家德米特里·博爾堅科夫表示,“產品506”項目的推進與圖-160M的升級改造同步進行,潛在搭載平臺可能是圖-95MS或其升級型號,也不排除用于圖-22M3M超音速轟炸機的可能性。 參考資料 1 Missile Defense Project by CSIS, “JASSM / JASSM ER”, Missile Threat 2 Global Security, AGM-158D JASSM-D / JASSM-XR “Extreme Range” 3 Global Security, Kh-555 4 Global Security, Kh-101 / Kh-102 / X-101/102 5 Air Launched Cruise Missile 6 Jared Keller, The Navy's newest ship-killer missile is ready for a fight, Insider 7 參考消息,《俄媒:俄正秘密研發隱形導彈》 8 徐璐明,《美海軍大動作,“為給中國制造麻煩”!》,環球網 9 張海潮,《俄媒曝光俄軍目前最神秘隱身巡航導彈,它甚至連名字都沒有》,環球網 10 老司機馬識途,《“與中俄開戰,美空軍彈藥只能撐一周”》,樞密院十號 11 石宏,《導彈能不能隱身?要不要隱身?》,科普中國 12 朱保魁,丁青石,楊德宏,《國外隱身導彈的發展及現狀》,飛航導彈 13 席亞洲,《美國AGM-86常規空射巡航導彈退役》,觀察者網 14 《AGM-129,美軍為何將你拋棄》,中國國防報 15 中國航天科技集團有限公司,《為什么導彈能隱形?》 16 張軍社,《美國為何放棄“空海一體戰”提法》,人民日報 17 太陽谷,《美軍通用型隱身巡航導彈-AGM-158發展概述》,高端裝備科技信息研究中心 18 《牛刀初試,俄羅斯首次利用HKK-101巡航導彈打擊IS》,中國網 19 《美媒稱俄軍亮“熊爪”:用Kh-101炸IS有點浪費》,參考消息 20 《外媒:G7外長會聚焦抗俄“侵烏”》,參考消息 21 《"俄軍6小時攻到首都,烏克蘭投降時間夠用"》,觀察者網 22 侯兵,《俄“產品506”小型隱身空射巡航導彈》,遠望智庫 23 張光政,譚武軍,任重,柳直,《普京首次暗示俄烏可能爆發沖突,烏克蘭高官緊張,民眾普遍淡定》,環球時報 24 《空中武器庫,美軍實驗C130運輸機發射導彈,性價比超過專業轟炸機》,軍武次位面 25 石宏,《將運輸機變成“炸彈卡車”?美軍“快速龍”的實效究竟有多大?》,環球雜志社 26 李琰,《環球深壹度|普京這次真的怒了,俄烏會打起來嗎?》,新華國際頭條 庫叔福利 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