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强敌防空反导网络的穿透者——DF100全程超声速远程巡航导弹

八卦谈 佚名 2022-11-10 13:46:35

本来是想在介绍完解放军反舰弹道导弹体系之后在开个大坑专门介绍一下DF-100这个异类的,结果写稿之前搜索了一下发现B站已经有UP写过关于DF-100的文章了。

但是本人细读之后发现该文大部分信息是正确的,但是对于DF-100采用的动力系统和飞行方式的分析,根据本人对于导弹动力的理解,似乎这位UP对DF-100可能使用的动力系统和飞行模式有一定的误解。

请注意,本文与之前本UP手撕营销号的文章有本质区别,本文的出发点是友善的交流军事知识。由于DF-100导弹的动力系统目前依旧处于保密的状态,并没有确凿的证据表明DF-100究竟是使用的那种动力系统和弹道模式,本文根据UP自己的理解推测DF-100导弹使用的动力系统。这种根据现有事实推测的结果无所谓谁对谁错,各位读者可以根据自己的理解选择比较符合实际的说法。

DF-100导弹的基本参数

DF-100五轴发射车

DF-100导弹,你可以叫“东风100”也可以叫“长剑100”,反正阅兵式上读的名字是“长剑100”,在研制过程中还有过“鹰击100”和“东风20”的名字。叫什么并不重要,本文一下统称DF-100。DF-100导弹采用公路机动部署,使用33t性能强大的五轴越野发射车承载,每车两枚,采用垂直热发射,发射重量大致在4.5~5t。

DF-100作为战略级别的巡航导弹,射程必定超过1500KM这个底线。从阅兵式火箭军战略打击模块的出场序列来看,DF-100在DF-17之后,在DF-26之前,根据阅兵式战略打击模块射程由近及远的规律,那么DF-100的射程应该位于二者之间。考虑到临近空间弹道带来的减阻增程优势和冲压发动机的使用,根据国外智库的公开分析结果,DF-100的射程很有可能超过2500KM。至于精度问题,根据已经被玩烂了的火箭军DF-100阅兵方队副方队长的“人——人手里的面包——面包上的苍蝇”的比喻。DF-100的命中概率精度很可能低于CEP1米。

DF-100的动力系统和飞行模式

那位UP主对DF-100弹体结构的分析,个人不认同的地方在于第二段的超然冲压发动机和第三段的固体火箭发动机,如果弹体结构照这样布局的话导弹的战斗部会小到令人无法接受的地步,个人认为第三段应该是滑翔段。

DF-100导弹厉害的地方在于他完美的解决了速度和射程这两个在常规巡航导弹布局上无法统一的矛盾。亚声速巡航导弹如战斧虽然射程长但是速度慢,容易被拦截。现役全程超声速的巡航导弹如印度的布拉莫斯又有射程过短的问题。而DF-100则表示小孩子才做选择,大人当然是两者都要。于是既能全程超音速飞行又有2000KM以上射程的DF-100诞生了。DF-100巡航段飞行在30KM以上的高空,在这个高度层上空气相对稀薄,而且做弹道机动不会引起较大的能量损失。

助推段

那位UP认为DF-100是三级结构这没有问题。DF-100第一级采用传统的固体火箭发动机助推器,点火后导弹从发射筒中射出,然后快速加速爬升,助推段将持续到导弹进入30KM以上的高空。之后第一级火箭发动机燃料耗尽并脱离。同时根据图片分析,第一级固体火箭发动机的直径在0.8M左右,有可能是采用了DF-11A的单级固体火箭发动机。(话说回来,这个0.8M的直径和9M左右的长度还有热垂发的发射方式怎么看都和055上850mm最大直径和9M深的大坑有关系,这个尺寸也为海基部署提供了可能,莫非传说中的临近空间弹道的鹰击-XX和DF-100系出同门?要是DF-100发展出海基型号那么055将获得远强于伯克级的对陆打击能力)  

巡航段

DF-100完成第一阶段爬升加速段之后,进入第二阶段巡航阶段。第二阶段应该是高弹道平飞,此阶段飞行高度接近大气层与外层空间的分界线,即临近空间飞行,预计飞行高度30~40KM,飞行速度在3~4马赫。那位UP介绍说DF-100的巡航阶段使用了超然冲压发动机,巡航段速度在5马赫以上,这一点本人不敢苟同。DF-100在高空巡航段肯定使用了冲压发动机,但是个人认为更有可能使用的是亚燃冲压发动机而非超然冲压发动机。目前固体燃料超燃冲压发动机还是世界性的难题,反而液体燃料超燃冲压发动机进展相对顺利。比如美国的X-51A和俄罗斯的皓石都是使用的碳氢液体燃料超燃冲压发动机。

采用的是亚燃冲压而非超燃冲压的原因我们逐步分析。

注意看空气舵下方有条装的进气道
CM-302的条状进气道

首先在弹体图片表明空气舵下方可能有条状的进气道,这与CM302和鹰击12上采用的进气道非常类似。CM-302和鹰击-12采用的绝对是亚燃冲压发动机这一点是绝对的。而例如美国的X-51A和俄罗斯的皓石采用的碳氢液体燃料超燃冲压发动机的进气道明显不同。这就表明了DF-100非常有可能采用的是与CM-302和鹰击12类似的整体式冲压发动机。而且目前超燃冲压发动机的工作时间有限,射程被限制在1000KM左右。

             

X-51A超然冲压发动机的进气道位于弹体下方

       

俄罗斯皓石高超音速武器,X-51A斯基的超然冲压发动机进气道同样位于弹体下方

虽然DF-100很可能无缘超燃冲压发动机,但是其上很有可能采用的是整体式冲压发动机,这一点也同样值得DF-100骄傲。整体式冲压发动机就是将导弹的固体助推火箭与导弹冲压发动机整合成一体,助推火箭燃烧后的壳体作为冲压发动机的燃烧室。从而兼顾固体火箭发动机和冲压发动机的优点。需要注意的是,这种发动机本质上依然是一种亚音速燃烧冲压发动机。同时整体式发动机还会有转级的过程,会经历从助推器工作结束到冲压发动机接力的工况转换过程。

这张图里有两个错误,图中的话的正确表述应该是与火箭发动机相比,由于冲压发动机不需携带氧化剂,其比冲可提高 4~6 倍(而不是推力),更适合远航程飞行。特别是液体冲压发动机,因氧化剂完全来自于大气,比冲较携带贫氧固体燃料的固体冲压发动机更高。固体火箭发动机燃烧迅速推力大但是比冲较小。冲压发动机的瞬时推力是没法和固体火箭发动机相比的。同时,鹰击-12的冲压发动机是亚燃冲压发动机。
不同种类发动机的比冲对比

巡航阶段结束后,冲压发动机动力段被抛弃。导弹开始进入第三段高速滑翔飞行段。在这一阶段,飞行弹道受到空气舵的控制,可以做出大幅度的机动动作。这也提高了DF-100的突防能力和打击移动目标的能力。那位UP说导弹第三级是有固体火箭发动机的。个人并不同意这个观点,原因如下。第一,如果导弹的第三级上加装固体火箭发动机,势必会占用大量的弹体空间和重量,作为一款战略级的巡航导弹,第三级加装固体火箭发动机会让导弹的战斗部的体积和质量低到无法接受,影响毁伤效果。第二,弹体在末段会迅速降低高度,将势能转化为动能速度会不断增加,从巡航段的3~4马赫加速到5马赫左右,这个速度对于巡航导弹突防来说已经足够,并不需要固体火箭发动机来进行进一步的加速。当然也有像俄罗斯3M-54和我国的鹰击-18采用涡喷巡航+固体火箭末段加速的发动机模式的导弹,但请各位读者注意,3M-54导弹在中段是用涡喷发动机飞行,高度为10~15米,速度约为0.8马赫,末段必须使用固体火箭发动机加速来保证突防能力。而DF-100中段飞行高度在30KM以上,速度在3马赫以上,末段根本不需要再用固体火箭发动机加速。从图片上来看(本身这个图片也相当模糊),我更觉得这个第三段是一个带空气舵的双锥体机动滑翔弹头。

最后总结一下DF-100这种导弹的飞行模式,DF-100的飞行模式是独创的。这种双速双弹道三段结构的导弹不同于以往的任何一种巡航导弹。可以说在超然冲压发动机没有成熟之前把巡航导弹的速度和射程的潜能压榨到了极限。在DF-100的飞行中段之前飞行速度不超过4马赫,属于超声速段。在飞行末端则加速到5马赫左右的准高超声速段。我们命名DF-100为全程超声速巡航导弹,但是在飞行末段其实在以接近高超声速的准高超声速突防,这里面实际上已经应用了部分高超声速导弹的技术。


为什么说DF-100是为强敌的防空系统量身定制的?

首先我们来看看强敌手里的反导系统的数据。

标准系列
THAAD

                                                 

PAC-3

DF-100的飞行高度在30KM到40KM,对于中段反导系统和末段中高空反导系统来说这个高度太低了。标准3的最低作战高度为75KM,THAAD的最低作战高度为40KM,所以都无法有效拦截DF-100。对于中远程区域防空导弹来说,标准2和标准6系列的最高射高又不足以威胁到在30KM以上高空飞行的DF-100。而对于PAC-3导弹来说,DF-100末段速度约为5马赫而且由于有空气舵可以做大幅度的机动动作,拦截窗口又小,所以拦截效果并不理想。而对于ESSM和海拉姆以及密集阵这类点防空武器拦截DF-100的效果就更不能看了。对于DF-100的拦截可能还需要PAC-3 MSE(Missile Segment Enhancement)和尚在研发中的PAAC-4来填补这个防御空窗区。 (主要是强敌也没想过这个区域会有导弹打过来)或许向那位UP说的使用电子干扰的方式拦截这种武器更现实一些。  

PAC-3 MSE 16连装发射车,更多导弹更多快乐

 

DF-100的用途

DF-100作为战略巡航导弹,自然可以承担传统战略巡航导弹的本质工作,打击敌方高价值的单个战略目标,如机场、武器库、战役集结地、指挥中心、交通枢纽等。其次,还推测DF-100拥有远程打击强敌水面舰艇的能力。如果DF-100有主动雷达和侧窗红外末制导的话,加上第三段弹体上的空气舵带来的机动能力,DF-100理论上具备打击移动中水面舰艇的能力。DF-100还可以和我国的DF-26和DF-21D配合使用,以不同的弹道模式给强敌的航空母舰战斗群造成极大的探测和拦截压力,提高打击突防的成功率。让敌方的反导系统体验“弹道巡航两重天”的极致酸爽体验。    

以上                                                                                                                                                                                                                                  

                                                                                                                                                                                                                                                                       

本文标题:强敌防空反导网络的穿透者——DF100全程超声速远程巡航导弹 - 八卦谈
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