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俄军新导弹可有效打击美航母 美宙斯盾拦截概率仅2%

知远导读:本文原载于俄罗斯《军工信使》周报2016年第40期,作者为俄罗斯火箭与炮兵科学院通讯院士康斯坦丁·西夫科夫,原标题为Страшнее «Калибра»。文章根据现有信息对俄罗斯“锆石”高超音速导弹的战术技术性能和作战能力进行了评估,并分析了美国“提康德罗加”级巡洋舰和“阿利·伯克”级导弹驱逐舰的“宙斯盾”系统和“标准-6”防空导弹对“锆石”导弹的拦截能力,认为前者胜算很小,装备“锆石”导弹的俄罗斯打击编队将会消灭美国航母编队。

量产型高超音速导弹的出现意味着海军学术的革命:攻防体系中的相对均势将发生变化,进攻武器的潜力将彻底超过防御能力。

关于俄罗斯成功地试验了最新式高超音速导弹的消息令美国军事领导层十分担忧。根据媒体的消息判断,美国军事领导层决定刻不容缓地制定对抗措施。俄罗斯对这一事件未给予应有的重视。与此同时,该导弹的列装将成为军事造船业的转折,使海洋战场上的力量对比发生重大变化,将会使现在的现代化武器一下子过时。

俄罗斯机器制造科学生产联合体至少从2010年就开始进行独一无二的研发。公开文献资料上介绍了参与研发的企业和科研机构的科研生产合作,对于如此先进和保密的项目来说,这已经披露得够多了。但外界对导弹战术技术性能的了解少得可怜,实际上只知道两点:速度(比较准确的估计是5-6马赫)和射程(可能是800-1000公里)。诚然,还可以了解到其他一些重要信息,根据它们可以大致评估其它性能。

俄军新导弹可有效打击美航母 美宙斯盾拦截概率仅2%

与“口径”和“缟玛瑙”导弹一样,舰载“锆石”导弹将用3S-14通用垂直发射装置发射。导弹为两级导弹,起飞级为固体燃料发动机。巡航发动机只能采用冲压式空气喷气发动机。11442和11442M型重型核动力导弹巡洋舰及未来的“哈士奇”级第五代巡航导弹核潜艇被视为“锆石”导弹的主要运载平台。根据未经证实的资料,正在考虑研制出口型——“布拉莫斯II”,其模型曾于2014年2月在DefExpo 2014展览会上展出过。

今年初用地面发射装置成功地进行了导弹的头几次飞行试验。预计该导弹2020年之前开始装备俄罗斯海军战舰。

从这些信息中可以得出什么结论呢?根据对“锆石”导弹采用与“口径”和“缟玛瑙”导弹相同的发射装置的推测可以得出其尺寸,判断其自导头的作用距离不可能大幅度超过前面两种导弹的同类指标,亦即50-80公里(取决于目标的有效散射面积)。用于摧毁大型水面战舰的战役战术导弹的战斗部不可能很小。根据公开资料对“缟玛瑙”和“口径”导弹战斗部重量的报道,估计“锆石”导弹战斗部重250-300公斤。

在潜在射程为800-1000公里的情况下,高超音速飞行的导弹的大部分飞行轨迹只能在高空,估计为3万米,或者更高。这样就能达到较远的高超音速飞行距离,大大削弱最先进的防空导弹系统的效能。在末段导弹可能进行反防空机动,包括下降到超低空。

导弹控制系统及自导头可能将采用能自主查明敌方队形中主要目标位置的算法。从模型来看,导弹外形采用隐身技术。这意味着,其有效散射面积可能只有0.001平方米。外国水面战舰和雷达警戒机功率最大的雷达在自由空间中对“锆石”导弹的探测距离为90-120公里。

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正在过时的“标准”

用这些资料足以评估美国“提康德罗加”级巡洋舰和“阿利·伯克”级导弹驱逐舰的以“宙斯盾”战斗情报指挥系统为基础加上最先进的“标准-6”防空导弹的最现代化、最强大的防空系统的能力。该导弹(全称是RIM-174 SM-6 ERAM)于2013年列装美国海军。其与以前型别的主要区别在于采用了主动雷达自导头,能够有效摧毁目标——“发射后不管”,无须载舰射击雷达跟踪。这将大大提高对低空目标(包括超视距目标)的作战效能,并能够保证根据外部(例如预警机)目标指示工作。在发射重量为1500公斤的情况下,有效射程为240公里,对空中目标最大拦截高度为33000米。导弹飞行速度为马赫数3.5,接近1000米/秒。机动时最大过载约为50个单位。动能(拦截弹道目标)或杀伤(拦截气动目标)战斗部重125公斤,是以前型别的2倍。估计气动目标的最大速度不大于800米/秒。在靶场条件下1枚导弹对这种目标的摧毁概率为0.95。

对“锆石”和“标准-6”导弹的战术技术性能的比较表明,前者的飞行高度正好与后者的拦截高度边界相当,并且飞行速度接近后者可容许的气动目标最大速度(800米/秒)的2倍——1500米/秒。结论是:美国“标准-6”不可能摧毁“锆石”导弹。但是这并不意味着,“锆石”高超音速导弹不会遭到拦截。“宙斯盾”系统能够探测到这种高速目标并为射击发出目标指示——它有执行反导防御甚至反卫星(速度比“锆石”导弹快得多)任务的能力。因此射击还将进行。需要做的是评估美国防空导弹摧毁“锆石”导弹的概率。

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应当注意到,防空导弹战术技术性能表中的摧毁概率通常是在靶场条件下得出的。也就是说,是在目标不进行机动和以最佳拦截速度运动的情况下。在实战条件下,摧毁概率通常要低得多。这是与防空导弹的制导过程特点相联系的,它决定了上述对可容许的机动目标速度和摧毁高度的限制。对此不再赘述。需要指出的是,主动自导头的探测距离、导弹进入目标截获点的精度、可容许的导弹机动过载、大气层密度以及根据目标指示雷达和战斗情报指挥系统的情报确定目标位置和运动诸元的误差,都会对“标准-6”防空导弹摧毁机动气动目标的概率产生影响。

所有这些因素决定着主要的一点:防空导弹能否在考虑到目标机动的情况下将误差减小到其战斗部可以将目标摧毁的水平。

目前没有关于“标准-6”防空导弹主动自导头作用距离的公开资料。但是根据导弹的重量和尺寸指标可以推测,其对有效散射面积约为5平方米的歼击机的探测距离为15-20公里。相应地,“标准-6”导弹自导头对有效散射面积为0.001平方米的目标——“锆石”导弹——的探测距离不超过2-3公里。自然,在抗击来袭反舰导弹时将在迎面航向上进行射击。也就是说,导弹的接近速度约2300-2500米/秒左右。从发现目标起,留给防空导弹完成接近机动的时间不到1秒钟。减小误差值的可能微乎其微。特别是在极限高度——3万米左右——进行拦截时,稀薄的大气层会严重削弱防空导弹的机动能力。实际上“标准-6”防空导弹要成功地摧毁象“锆石”导弹这样的目标,进入目标的误差不能超过其战斗部的杀伤范围——8-10米。

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击沉航母

考虑到以上因素,计算表明,在最佳条件下和在直接从运载平台获得目标指示的情况下,1枚“标准-6”防空导弹对“锆石”导弹的摧毁概率未必会高于0.02-0.03。在根据外部(例如预警机或其他战舰)目标指示数据射击时,考虑到确定相互位置的误差和交换信息时间延迟,防空导弹进入目标的误差会更大,而摧毁概率更低——0.005-0.012。总地来说,可以确定,“标准-6”这种西方最有效的防空导弹摧毁“锆石”导弹的可能性极小。

有人可能会提出反对意见:美国人从“提康德罗加”级巡洋舰上摧毁了在240公里左右高度以27000公里时速飞行的卫星。但卫星没有进行机动,并且是在经过长时间监视后以极高的精度确定了其位置,从而使反导导弹能精确命中目标。防御方在抗击“锆石”导弹的攻击时将没有这种可能性,况且反舰导弹将会进行机动。

我们来评估一下“提康德罗加”级巡洋舰或“阿利·伯克”级导弹驱逐舰的防空武器摧毁“锆石”反舰导弹的能力。首先必须指出,这些战舰的对空雷达对“锆石”导弹的探测距离估计为90-120公里。也就是说,从“锆石”导弹出现在敌人雷达屏幕上到接近执行任务线的时间将不超过1.5分钟。在“宙斯盾”系统的闭合防空回路中,一共只有30-35秒钟。2具Mk41垂直发射装置只能发射不超过4枚能潜在地接近并摧毁来袭目标的防空导弹——巡洋舰或导弹驱逐舰主要防空系统对“锆石”导弹的摧毁概率不超过0.08-0.12。在这种情况下,“密集阵”舰载自卫高炮的能力可以忽略不计。

相应地,2艘这样的战舰即使在对1枚“锆石”导弹充分使用其防空武器的情况下,摧毁概率也只有0.16-0.23。 也就是说,由2艘巡洋舰或导弹驱逐舰组成的舰艇打击编队拦截哪怕1枚“锆石”导弹的胜算也很小。

剩下电子战手段:欺骗性有源干扰和无源干扰。从发现反舰导弹或其自导头工作那一刻起,时间足够施放这些干扰。综合使用干扰可以相当高的概率破坏导弹对目标的瞄准,考虑到舰载电子战系统的工作时间,估计这一概率为0.3-0.5。

但是在攻击编队目标时,反舰导弹自导头截获队形中另外一个目标的概率很高。例如在马岛冲突中,英国航空母舰能够通过施放无源干扰将来袭的“飞鱼”反舰导弹引开。导弹的自导头在失去了这个目标后,截获了“大西洋运输者”号集装箱运输船,后者被击中后沉没。以“锆石”导弹的速度,被其自导头截获的队形中的另一艘战舰根本没有足够的时间来有效使用电子战装备。

由以上评估可以得出:对由2艘“提康德罗加”级巡洋舰或“阿利·伯克”级导弹驱逐舰组成的舰艇打击编队哪怕只齐射2枚“锆石”导弹,也有七八成的把握至少击沉其中1艘或使其丧失战斗力。因为“锆石”导弹的射程接近“战斧”反舰导弹(约500公里)的2倍,在与装备“锆石”反舰导弹的俄罗斯巡洋舰的战斗中,美国舰艇打击编队没有任何可能获胜,哪怕美国人在侦察和监视系统方面具有优势。

当美国航母打击编队与以装备“锆石”反舰导弹的巡洋舰为首的俄海军舰艇打击编队对抗时,对于美国海军来说情况也好不了多少。在30-40架飞机编队行动时,舰载攻击机的作战半径不超过600-800公里。这意味着,对于航母打击编队来说,用能够突破防空系统的大型兵力对俄罗斯舰艇编队进行先发制人的打击将很成问题。用通过空中加油使作战半径达到2000公里的小型舰载机编队(双机或小队)打击装备现代化多通道防空导弹系统的俄罗斯舰艇打击编队将收效甚微。

俄军新导弹可有效打击美航母 美宙斯盾拦截概率仅2%

俄罗斯舰艇打击编队前出齐射并向航母打击编队发射15-16枚“锆石”导弹将不可避免。击沉航母或使其丧失战斗力并摧毁2-3艘护航舰的概率将是 0.8-0.85。也就是说,这样的齐射将确保消灭航母打击编队。根据公开资料,1144型巡洋舰在改进后将装备拥有80个单元的3S-14垂直发射装置。以这样的“锆石”反舰导弹弹药基数,俄罗斯1艘巡洋舰可消灭美国3个航母打击编队。

将来“锆石”反舰导弹还可以装备轻型护卫舰和小型导弹舰。众所周知,这两种战舰分别拥有16个和8个用于发射“口径”和“缟玛瑙”导弹的发射单元。这将大大提高其作战能力,甚至使其成为航母编队的劲敌。

需要指出的是,美国正在加紧研发高超音速空袭兵器。但美国人将主要力量集中于研发高超音速战略导弹。目前至少还没有关于美国研发类似于“锆石”导弹的高超音速反舰导弹的公开消息。因此可以推测,俄罗斯在这一领域的优势将保持相当长的时间——10年甚至更长。问题是,我们如何利用这一优势?我们能不能在短期内为海军装备足够数量的这种反舰导弹?在经济状况惨淡和国防订货受到限制的情况下——未必。

俄军新导弹可有效打击美航母 美宙斯盾拦截概率仅2%

量产型高超音速导弹的出现要求有新的海上作战方式和方法,包括消灭敌方水面舰艇和保证己方水面舰艇的作战稳定性。为了相应地增强舰载防空武器的潜力,可能需要重新研究这种系统的概念基础。这需要时间——不少于10-15年。

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