軍事科普:防空反導係統的絕殺方式演進史--定向破片殺傷
作者:嶽江鋒
發布時間:2020-12-02
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  出品:科普中國

  作者:嶽江鋒

  策劃:宋雅娟

  監製:光明網科普事業(ye) 部

  20世紀40年末至50年代初,美蘇在從(cong) 德國繳獲的V-2導彈基礎上,研發出自己的戰術彈道導彈(一般指射程3000千米以下的彈道導彈)。顧名思義(yi) ,彈道導彈是指在導彈發射並關(guan) 閉助推發動機後,失去了自身動力,在空氣阻力和地球引力作用下,做相對固定的拋物線飛行,所以其彈道是容易被預測的。從(cong) 理論上講,彈道導彈似乎比“飄忽不定”的飛機更容易進行“守株待兔”式攔截。然而,事實並非如此,彈道導彈的攔截難度其實比飛機要高很多。

  彈道導彈為(wei) 什麽(me) 比飛機難攔截?

  與(yu) 飛機相比,彈道導彈在突破防空係統方麵有著顯而易見的優(you) 勢:如雷達反射截麵積小,防空預警探測係統很難及時發現和跟蹤,導致作戰反應時間不足;彈頭體(ti) 積小且相當堅固,一般的防空導彈難以擊中,即便有部分破片擊中彈頭,也難以形成有效殺傷(shang) 。除此之外,其攔截難度還主要體(ti) 現在以下幾個(ge) 方麵:

  一是彈道導彈速度快。隻要速度足夠快,任何攔截性質的武器都會(hui) 成為(wei) 擺設,這就是古人總結的“天下武功唯快不破”。彈道導彈的速度比飛機快了太多,尤其是洲際彈道導彈,最快速度可達20馬赫以上,比正常的超音速飛機(一般2-3馬赫)快了將近10倍,防空係統根本來不及攔截。

  二是彈道導彈飛得高。該型導彈大部分時間在大氣層外飛行,高度超過100千米,尤其是洲際彈道導彈飛行高度可達1000千米以上,傳(chuan) 統防空導彈的射高一般在幾十千米,顯然是鞭長莫及了。

  三是導彈的彈道未必固定。隻有早期的彈道導彈飛行彈道才是固定的,現在較為(wei) 先進的彈道導彈,為(wei) 了防止被反導係統攔截,彈道已經被設計地“飄忽不定”,速度快再加上可變彈道,使得彈道導彈更難攔截。

  四是導彈會(hui) 配備突防措施。通常,彈道導彈附帶一些專(zhuan) 門設計的突防措施,如為(wei) 彈頭配備誘餌,達到以假亂(luan) 真的目的;發展分導式多彈頭,實施飽和式攻擊,讓攔截係統應接不暇。這些措施可以進一步降低被攔截的概率。

  綜合上述因素,彈道導彈在現代攻防作戰中,攔截難度遠比飛機要高,長期被認為(wei) 是“子彈打子彈”的小概率博弈。隨著反導技術的不斷發展,自海灣戰爭(zheng) 以後,真正的導彈攔截才開始在實戰中出現。

  傳(chuan) 統破片殺傷(shang) 戰鬥部在反導方麵有什麽(me) 局限?

  20世紀50年代服役的防空導彈戰鬥部大多采用了傳(chuan) 統的破片殺傷(shang) 戰鬥部,主要分為(wei) 自然破片和預製破片。所謂“自然破片”,就是在爆轟產(chan) 物作用下,將彈頭殼體(ti) 炸碎而形成破片,殼體(ti) 既是容器,又形成了殺傷(shang) 元素。這種戰鬥部材料利用率較高,殼體(ti) 較厚,形成的破片初速高,但大小不均勻,形狀不規則,在空氣中飛行時速度衰減較快。

  預製破片戰鬥部結構示意圖(圖片來自網絡)

  所謂“預製破片”,就是預先將破片加工成型,嵌埋在殼體(ti) 內(nei) 部,黏合在炸藥周圍。炸藥爆炸爆發出巨大能量,將破片拋射出去,以高速度飛散毀傷(shang) 目標。預製破片的形狀包括球形、離散杆及瓦片形等,殺傷(shang) 破片大小和形狀規則,由於(yu) 炸藥爆炸能量不用於(yu) 分裂形成破片,能量利用率高,殺傷(shang) 效果較好。

  麵對戰術彈道導彈這樣的來襲目標,傳(chuan) 統破片型防空導彈表現出了不可忽視的局限性。由於(yu) 戰術彈道導彈速度高,彈頭十分堅硬,而破片戰鬥部本身的殺傷(shang) 動能和製導控製精度未能滿足有效摧毀其彈頭的要求,因此不得不增加破片質量以獲得理想的殺傷(shang) 效果。

  這樣一來,防空導彈就會(hui) 變得相當笨重,影響其飛行性能,攔截彈的攔截空域、速度和機動能力都受限,其應用不多且也未達到理想的反導效果。由於(yu) 射程和速度受到限製,這種防空導彈較難適應攔截遠程彈道導彈的要求,一般隻能在大氣層內(nei) 低空防禦來襲導彈。

  此外,破片隻能對彈頭起局部破壞作用,較難徹底摧毀彈頭,尤其是帶有核、生、化材料的大規模殺傷(shang) 彈頭。

  定向破片戰鬥部為(wei) 什麽(me) 比傳(chuan) 統的破片戰鬥部“牛”?

  定向破片戰鬥部是控製其殺傷(shang) 介質在彈體(ti) 徑向和周向上都高度集中飛散,從(cong) 而增大目標方向上的破片分布密度,對目標發揮最大殺傷(shang) 效能的戰鬥部。包括偏心起爆式、可變形式、機械轉向式、破片芯式以及動能杆式等多種形式的定向戰鬥部,可提高能量利用率、增強殺傷(shang) 效果和減輕質量等。

  定向破片戰鬥部攔截來襲彈道導彈示意圖(圖片來自網絡)

  國外已有多種係列的現役防空反導攔截彈裝備了定向戰鬥部。如俄羅斯的S-300V和S-400係列均采用定向戰鬥部用以反飛機和反導。S-300V係統采用預製破片定向殺傷(shang) 式戰鬥部,戰鬥部總質量為(wei) 150千克,為(wei) 了使其能同時對付戰術彈道導彈及飛機,采用大小兩(liang) 種破片。

  大破片用來對付戰術彈道導彈,通過定向飛散,增大了破片的飛散密度和戰鬥部的威力半徑。為(wei) 了彌補脫靶量小時定向起爆方位的不準確,在大破片定向的其它方位增加了小破片,使在小脫靶量時各個(ge) 方位具有殺傷(shang) 效果。

  俄軍(jun) 現役最先進的S-400地空導彈係統(圖片來自網絡)

  S-400係統采用新型無線電引信和多點起爆的定向戰鬥部,根據目標類型與(yu) 彈目交會(hui) 條件控製戰鬥部可實現三種起爆狀態,同時繼續加大單枚破片質量,在戰鬥部重量沒有明顯增加的情況下,比S-300V的殺傷(shang) 威力提高了3-5倍。

  劃重點:

  定向破片殺傷(shang) 戰鬥部是將殺傷(shang) 破片的能量進行聚集,朝著彈道目標的方向集中飛散。與(yu) 傳(chuan) 統的破片殺傷(shang) 相比,這種戰鬥部能夠提高能量利用率,增強殺傷(shang) 效果,同時減輕了彈頭的質量。以俄羅斯為(wei) 典型代表,其先進防空反導係統一直堅持采用定向破片殺傷(shang) 戰鬥部。


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