从“上游”到“鹰击” 解析我国反舰导弹发展历程 (下)

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导读:《从“上游”到“鹰击” 解析我国反舰导弹发展历程 下》 早期的冲压发动机超音速导弹   在刚刚开始544导弹的仿制任务之时,中国的技术人员已经开始探索提高反舰导弹突防能力的途径,而有效的方式之一就是提高导弹飞行速度,缩小目标的拦截射击时间。而在更早的1957年,派往苏联的中国技术人员已经了解到苏联当时正在研制中的兀一6远程超音速反舰导弹,这加深了中国同行对超音速反舰导弹的认识。在1965年4月召开的国防部五院首届年会上,钱学森、梁守粱提出在中程反舰导弹上使用冲压发动机的设想,这是

《从“上游”到“鹰击” 解析我国反舰导弹发展历程 下》




早期的冲压发动机超音速导弹


在刚刚开始544导弹的仿制任务之时,中国的技术人员已经开始探索提高反舰导弹突防能力的途径,而有效的方式之一就是提高导弹飞行速度,缩小目标的拦截射击时间。而在更早的1957年,派往苏联的中国技术人员已经了解到苏联当时正在研制中的兀一6远程超音速反舰导弹,这加深了中国同行对超音速反舰导弹的认识。在1965年4月召开的国防部五院首届年会上,钱学森、梁守粱提出在中程反舰导弹上使用冲压发动机的设想,这是中国有据可查的第一个关于超音速反舰导弹的设想。据此,三院31所开始进行冲压喷气发动机的预研工作。1969年,在鲍克明、刘兴洲的主持下,31所利用已有的预研成果研制出了首台冲压发动机,并进行地面试验600余次。


1971年9月,海军批准了研制冲压发动机低空、超音速导弹的总体方案。导弹采用鸭式气动布局,动力装置由两级组成,第一级为两台并联的固体火箭助推器(机载型为一台串联助推器),第二级为对称布置的两台冲压发动机,外置于弹身两侧。导弹全长7.5米(舰载型)和6.5米(机载型),直径0.54米,重1850千克(舰载型)和1500千克(机载型),有效射程45千米,弹上装有小型单脉冲制导雷达和无线电高度表,采用300千克半穿甲战斗部。之后,新型导弹被命名为“鹰击”一1型。最初设定的发射平台是水轰一5型飞机,携带方式为翼下挂载2枚,后由于水轰一5发展不顺利,载机换为歼轰一7型,挂弹数量仍为2枚。空舰型导弹的作战过程为:发射后,“鹰击”一l首先由助推器加速至1.8马赫,之后助推器与二级弹体分离,导弹开始降低飞行高度,冲压发动机开始启动,最终在50米高度进入平飞,速度2马赫:而在最后的攻击阶段,飞行高度将进一步下降至距海平面5米,直至命中目标。1978年,“鹰击”一1自控弹开始进入飞行试验,试验中暴露出了一系列的问题,但都先后得以解决。1985年,导弹自控飞行已基本成功,之后两次陆上试射均直接命中靶标,以此完成了地面发射方案鉴定试验。后又在024型导弹艇上进行了一系列海上试验。


在“鹰击”一1项目获得批准后一个月,一种体积更大的超音速岸舰导弹的总体设计方案也被批准,项目定名“海鹰”一3型。后者在外形上可以视为前者的放大,全长增至9.85米,直径0.76米,全重达3400千克,第一级发动机为四台并联的固体火箭助推器,射程达130千米,飞行弹道和“鹰击”一1舰载型基本相同,使用与海一2类似的512千克聚能爆破战斗部。海一3导弹在设计中使用了大量海一2岸舰导弹的成熟技术,弹体窗口位置与海一2大致相同,在最初的试验中还利用了海一2的地面设备。但总体而言,海一3的研制毕竟脱离了过去苏联n一15的设计规范。


在海一3的研发过程中,第一个问题来自于助推器,助推器的布局、挂装、脱离方式都曾费了很大的周折。为了保证初速,海一3采用了x布局的4助推方式,而4个助推器的瞬间喷发功率平衡便成了发射的关键——在西北戈壁试验时,海一3曾几次由于这个问题而从发射架上翻落。除此之外,导弹上都有柱状或环状的高压气瓶,海一l/2的瓶内压力保持在180千克/平方厘米,这对气瓶的材料和工艺是个极大挑战,当时能为这种气瓶充气的空压机都是全国厂家协作的产物,而海一3所使用的环状气瓶压力还要提高一倍,达到360千克/平方厘米……


至1986年海一3工程项目共制造样弹约10枚。由于海一2已开始大批量装备岸防部队,于是八机部在1981年1月13日召开的计划工作会议上传达了张爱萍副总理“三号弹暂不列入型号研制”的批示。同年8月14日,国防工办下达了《关于停止研制三号弹的通知》。1986年,海一3项目实际上已完全终止,转为技术储备。此后,海一3曾以C一301的名称试图向国外出口。与此同时,“鹰击”一l也在以c—lOl的名称作同样的努力,但从后来的情况看,这种推销并不理想。



新一代主力—“鹰击”8系列


一直以来,飞航式导弹使用的液体火箭发动机饱受中国军方诟病,这是因为液体燃料发动机的发射及待发过程十分繁琐。特别是对于舰载型来说,还有一个液态燃料对燃料箱腐蚀的问题,这在很大程度上限制了战舰的航行时间。而对机载型来说,燃料只有在挂弹后才能进行加注,这就大大延长了备航时间。因此,很长一段时间,中国军方对固体燃料火箭发动机曾投入非常高的热情,前文所说的始于1975年的“上游二号”(固)便可以视作是军方对固体火箭发动机导弹的追求而产生的一个“不得已”的折衷方案。而在这之前,一个远比“上游二号”(固)“走得远”的型号已经先行上马了。


在“风雷”一l上马之后,考虑到当时轰一6丁仍隶属空军序列,跨军种作战不灵活,无法把握转瞬即逝的战机,同时轰一6备航时间长,对地面设施要求高而不能配置在简陋的沿海小型机场,于是海军航空兵在1970年向三院提出研制小型超音速空舰导弹,用于装备海航编制下的强一5鱼雷机。新型导弹要求有效射程不小于50千米,命中目标瞬间速度不低于2马赫,全弹重量则要求控制在700千克之内。三院于笑虹院长组织全院力量展开论证,对海航的要求进行研究,由于当时的技术水平无法完全达到要求,作为部队要求和技术可行性的折衷方案,课题组确定了走一弹多用、分步发展的路子,先舰舰弹、后空舰弹,先近程、后增程,这便是内部称为“上游三号”的型号。


1973年,三院上报“上游三号”反舰导弹总体方案。实际上当时导弹已经造出了实物,并已经开始进行了一些试射。导弹以舰舰型为基本方案(这可能就是其最初以“上游”命名的原因),射程37千米(计划增至50千米),重‘700千克,采用高亚音速低空飞行模式,动力为一台串联式固体火箭助推器+固体火箭发动机。就外形来看,“上游三号”与后来的“鹰击”一8型相差无几。1974年,根据海军“先搞空舰弹”的要求,三院对原方案进行了…系列改装。同年9月,海军下达“论证50千米小弹任务的通知”,要求新型导弹必须满足重量低于650千克、射程50千米两项要求。由于工业和科研基础所限,“上游三号”的研制工作遇到了若干设计上的瓶颈而趋于停滞,到1976年,研制工作已完全陷于停顿。


1972年中美开始战略性接近之后,中国与西方在国防领域的交往层次便开始有了大幅提升,在那之后的一段所谓“蜜月”时期,包括“鹞”式战斗机、“小羚羊”直升机在内的很多西方国家的武器都曾在中国出现过。而在这期间,中国对法国的武器总是“情有独钟”。究其原因,除了两国有相当良好的外交关系之外,中方的考虑可能还在于:面对来自北方的军事威胁,为避免被动,急需在武器装备上摆脱一直以来的苏式体制,而美国在政治上变数太大,受制于它同样是危险的。在这种情形下,显然法国是一个再合适不过的选择。除了单兵电台、无线高度表、静电陀螺等之外,“飞鱼”导弹也随之进入了中方的视线。与之前的其他交易一样,最初“飞鱼”导弹的交易进行得顺利无奇,法国就像以往的武器出口一样,列出了“飞鱼”导弹的系列表,并拿出了产品的说明书。仅是这些简单的文件就给了我国导弹专家们极大的启发:控制部分在当时最大的优点就是模块式总线连接、电路局部集成、单元固化、预留测试窗口;制导部分也是前后分置,主控系统与陀螺组几乎组装到了一起;舵机控制连杆十分简洁,公差为零,关键是材料绝对特殊;单脉冲雷达,取消了波导分配器,前置部分小了很多;天线发收是向控,取消了扫描电视;无线电高度表直接与高度控制陀螺相连,陀螺组为静电陀螺,反应极其灵敏,亚音速水平飞行,最低高度可设为3米;无线电高度表可探测航路安全,避开路径障碍按预设航路飞行;各单元反馈精度极高,响应灵敏:单脉冲波束加密,解决了无线干扰:目标选择、锁定都有预设的目标比对:从惯导转攻击,雷达工作时间不超过30毫秒;晶体材料是主要器件材料,温度相应稳定……科学研究有时需要数十年的积累,而有时仅仅就是那么薄薄的一层窗户纸……


同样,在接触到“上游三号”后,法国的专家们大吃一惊——它和“飞鱼”实在是太接近了,以致他们怀疑是“中国间谍窃取”了他们的技术。也正是这种“接近”,验证了多年与世隔绝的中国专家在“上游三号”导弹上的理论设计、总体思路都是正确的。


在接触了一段时间之后,有关“飞鱼”的交易遇到了问题:法方的要价是中方所无法负担的。更重要的是,我们需要的仅仅是通过交易解决某些特殊部件的问题,而法


国人则要求中方只是简单地购买成品。就这样,关于“飞鱼”的谈判被搁置了起来。但这之前“上游三号”所面临的一系列瓶颈在这一过程中得到了解决。


1977年9月,修改后的总体方案正式被国务院、中央军委批准,同时命名为“鹰击”一8导弹。1978年8月,海军、三机部及八机部总局对强一5鱼雷机挂“鹰击”一8导弹的系统方案进行审定。然而,强一5改型机研制却十分不顺利,配套的火控系统始终无法完成——自上世纪70年代初开始,参试强一5飞机的火控雷达都是以配重代之。载机研制受挫,使得作为配套项目的“鹰击”一8一度成为“黑户”。所幸此后“鹰击”一8改作舰舰导弹继续研制,总参和国防科工委提出在033型潜艇基础上改建飞航导弹潜艇,后又提出为024型导弹艇装备“鹰击”一8导弹,这才最终使得“鹰击”一8没有因载机问题而夭折。


“鹰击”一8导弹采用高亚音速超低空飞行模式,速度O.9马赫,平飞段高度设定为20~30米,二次降高后为5~7米,动力为串联式固体火箭助推器+固体火箭发动机,直径仅0.36米,舰舰型全重815千克,由于弹内空间狭小,原来用于“上游”、“海鹰”系列的电子管和机电设备显然容不下,因而最终的设计方案中重新设计了以模拟计算装置为核心的自动驾驶仪和更为精确的无线电高度表,并采用了精确数字定时器、具备抗干扰能力的单脉冲末制导雷达。除此之外,作为主动力装置的固体火箭巡航发动机是设计的又一个关键。使用固态燃料的“鹰击”一8导弹,发射前准备时间仅仅是使用液态燃料的“上游”、“海鹰”的l/30。固体火箭发动机对推力要求不大,最多不过几千牛,但必须能持续稳定工作100~200秒,难点在于准确控制燃烧表面及可靠的防热措施。其中,对于固体火箭发动机而言,如果推进剂成分及喷管喉部面积不变,推力的大小就决定于药柱燃烧的表面积。小推力、长续航时间意味着药柱的大部分需要包覆起来,仅一小部分表面积参与燃烧,对药柱的包覆要绝对可靠,即使是很小的脱粘表面对小推力发动机都可能造成明显的推力爬升。



固体火箭发动机无法像液体火箭发动机那样对受热构件进行冷却,只能以隔热的方式来处理,而长续航时间将导致受热时间延长,使得问题更为突出。“鹰击”一8导弹的巡航发动机分为装药燃烧室、尾管及点火器三部分。主装药是实心药柱,为低含铝量聚硫复合药剂,其侧面和前段用富有弹性的轻质材料以专门工艺包覆。弹体内部粘贴有由橡胶、石棉、树脂组成的柔性绝热层,在巡航发动机工作结束后,弹体温度不超过100摄氏度。尾管则由难融金属钨制成,从而避免了使用昂贵的炭一炭烧蚀材料。


另一问题在于战斗部。“鹰击”一8的全重才815千克,比“海鹰”/“上游”系列巨大的聚能爆破战斗部重不了多少。为保持足够的毁伤能力,“鹰击”一8最终采用了重165千克的半穿甲战斗部,其中很大一部分重量来自钨钢壳体的重量,以保证导弹可以顺利穿透舰壳。弹上安装了电子、机电两套延时引信,以确保导弹进入目标后爆炸。此外,在战斗部处还安装有防跳爪,用以保证穿透效果。


1978年12月,“鹰击”一8开始在锦州23基地进行试验,此前共制造样弹9批21枚。1984年10~11月,由于033G型飞航导弹潜艇的进程滞后,“鹰击”一8首先在024型导弹艇上定型试验。1985年4~5月,033G型潜艇水面发射“鹰击”一8试验获得成功,为日后水下发射战术导弹取得了宝贵的经验。之后,“鹰击”一8于1987年设计定型。


1981年12月,海军决定首先将“鹰击”一8导弹装备护卫舰。1982年6月25日,装备“鹰击”一8的535、536两艘护卫舰被总参定名为053H2导弹护卫舰。事实上,这也是中国海军仅有的两艘装备“鹰击”一8导弹的战舰。所谓的c一801则是这一型号的出口型,它被出口到多个国家。此后不久,出现了“鹰击”一8的改进型“鹰击”一8A,射程增加到85千米。1987年,166号导弹驱逐舰和537号导弹护卫舰开始率先装备“鹰击”一8A。之后“鹰击”一8A全面装备新一代驱/护舰及导弹艇,成为上世纪90年代中国海军的制式装备。


最初设定为“鹰击”一8空舰型载机的强一5鱼雷机最终没有出现,而与“鹰击”一8差不多是同一时间上马的歼轰一7型歼击/轰炸机在经历了一系列波折之后,最终进入海军序列,成为“鹰击”一8空舰型的载机。空射型“鹰击”一8省略了舰射型的串联助推器,射程增至50千米,歼轰一7可一次挂载4枚。在1996年台海军演中,这对弹机组合首次在世人眼前亮相。若干年之后的中、俄联合军事演习中,潜射型“鹰击”一8首次露面,由新型常规动力潜艇在水下发射。从音像资料分析,导弹应是从鱼雷发射管通过水下运载器发射的。


这里需要强调的是出现在“鹰击”一8/8A和“鹰击”一83之间的c一802出口型岸舰导弹。到目前为止,在中国海军序列中还没有其对应的自用型号。C一802的研制时间应是在前述两个系列之间,主要改进在于以涡轮喷气发动机取代固体火箭发动机作为巡航动力,由于增加了油箱和油路,弹体被加长,后部做了重新设计。改进之后的c一802与C一801相比,全重降至715千克,射程则增加到120千米。


在上世纪90年代,三院还曾利用已有的成熟技术,自筹资金开发过一型小型多用途反舰导弹。导弹从外形看像是“鹰击”一8型的缩小版,直径180毫米,弹长2507毫米,翼展587毫米(折叠状态450毫米),重量100千克;动力装置为双室双推力固体火箭发动机,飞行速度0.8马赫,平飞高度15~20米,最大有效射程15千米:采用自控及电视捕控指令制导方式。该导弹的第一个导引头为电视制导,有两种不同的控制模式,既可采用发射后不管的方式,也可以采用含人回路,有选择地攻击目标,提高导弹的命中精度(导弹自导命中概率为95%)。此外,研制部门还为其配置了准红外成像导引头和8毫米波导引头作为备选方案。一弹三头的特点为用户提供了充分的选择余地,操作人员可根据具体作战情况选择使用。战斗部采用半穿甲型,重量29千克,典型作战对象为180吨的导弹快艇,导弹采用四联装“田”字型发射装置,两座发射架装8枚导弹的重量不大于2吨。箱式发射时采用15度固定仰角发射。


新型导弹曾先后向海军和海关部门推荐,但没有信息表明上述单位最终采购装备了这型武器。之后,该型导弹以C一701的名称向海外出口。(全文完)



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