以色列“破浪者”巡航导弹的设计有意思

以色列早就有自己的巡航导弹了。80年代开始研发的“德利拉”到90年代才投入使用,当年中国和以色列军事技术合作关系密切的时候,据说中国有过引进的想法。当然,在美国阻扰下,“费尔康”预警机被搅黄了,“德利拉”也不可能引进成功。

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“德利拉”是以色列的第一代巡航导弹,射程和威力不及“战斧”,但很适合以色列的使用场景

“德利拉”不大,发射重量只有187公斤,战斗部重量30公斤,射程250公里,速度较慢,只有M0.3-0.7,末段俯冲速度达到M0.85。“德利拉”的设计也中规中矩,差不多可以看成缩小的“战斧”巡航导弹,圆柱体弹体,平直短翼,腹下进气口。相比之下,“战斧”的发射重量达到1300公斤(带助推器则达1600公斤),战斗部重量450公斤,射程1600公里以上,速度M0.74。“德利拉”的射程和威力都不及“战斧”,但很适合以色列的使用场景。

现在以色列的拉斐尔又推出新一代巡航导弹“破浪者”(Seabreaker)。发射重量400公斤,战斗部重量113公斤,射程300公里,最大速度M0.8-0.9。比“德利拉”大一号,射程也大一点,威力提高好多,依然是为以色列的使用场景打造的,但也适合众多中等实力国家。以色列在努力勾引印度,越南、巴西也都在视线之中。

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“破浪者”的设计有点不同寻常

在设计上,“破浪者”采用惯性+GPS+双向数据链+成像红外复合制导。弹头向下的斜切提供成像红外的视窗,还降低阻力、减小雷达反射特征。尽管尺寸相近,浑圆的弹头形成完美的“反光点”,很影响隐身。惯性用于在GPS受到干扰的时候顶上;成像红外有利于在末端精确辨认目标,GPS即可用作对固定目标的制导,也可用作概略制导时将导弹引导到目标附近,在最终攻击时转交给成像红外制导;双向数据链可将目标图像回传确认,或者在途中更改打击目标。

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AI支持下的成像红外有能力在复杂背景中辨别目标,比如在岛屿背景里“抓出”隐藏的舰艇

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也能避免对民用目标的误击

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设置路径点,多路包抄,这些能力都不在话下

有意思的是,弹上搭载AI,用于成像红外的目标识别,但“人在回路中”依然起决定性作用。AI越来越聪明,但对抗总是道高一尺魔高一丈,人们也在殚精竭虑蒙骗AI,所以AI越发达,反AI也越发达,关键时刻人的决策作用还是不可取代。这对动辄鼓吹无人化、AI化的人们是一个警醒。

在气动布局上,“破浪者”采用弹出的大翼展后掠弹翼,这在巡航导弹的设计里很少见。

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“破浪者”的弹翼在发射前折叠在弹体背上,发射后弹出

高亚音速飞行是早就解决的问题,但这只是说有现成的解决办法。问题依然存在,要用上办法才解决。高亚音速飞行是巡航导弹(还有民航客机)最高效的飞行模式:速度最快,但还没有突破音障后产生的一系列问题,尤其是激增的阻力和油耗;更低的速度更加省油,但飞行时间太长。

机翼是“上表面气流加速装置”,这是产生升力的关键。在高亚音速时,机翼上表面局部气流速度已经超过音速,产生强大的激波阻力。用后掠翼或者三角翼可以延迟激波的产生。第一代高亚音速战斗机大多采用后掠翼,如米格-15、F-86等,就是基于这个思路。

另一个办法是用很薄的平直短翼。平直短翼可以降低阻力,还是能提供足够的升力,而且在结构上容易做到弹出弹翼,所以“战斧”巡航导弹采用这个思路,以后成为一代巡航导弹的范本。

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“战斧”巡航导弹很成功,成为一代巡航导弹的范本

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Block IV之后改用三翼面尾翼,降低重量和阻力,但平直短翼还是保留。弹头有隐身修形,弹尾进气口也从弹出式改为吸入式,改善隐身,降低阻力

问题是,较大翼展、较高展弦比的后掠翼依然具有更高的升阻比,有利于降低巡航导弹的油耗和提高射程。民航客机都用相对大翼展和展弦比的后掠翼,而不用平直短翼,就是这个道理。

解决弹顶折叠和打开问题后,大翼展、大展弦比后掠弹翼就成为选项,但还是需要解决升力中心和重心的相对位置问题。由于要弹顶折叠,转轴位置必然靠前,使得后掠弹翼的升力中心相对靠前。后掠可以把升力中心适当后移,但幅度有限。需要在弹尾另加升力面,恢复平衡。

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“破浪者”采用X形尾翼,在同样的迎风阻力下,提供更大的升力面积

与“战斧”采用十字形尾翼不同,“破浪者”采用X形尾翼。X形尾翼和十字形尾翼相比,所有四个翼面都在水平方向有投影面积,都产生升力。在同样的翼展、翼面积和迎风阻力条件下,X形尾翼可用于产生升力的等效面积比十字形尾翼高43%,与后掠弹翼相配合,可以有效地提供很高的升阻比。十字形尾翼的飞控更加简单,但X形尾翼的飞控在数字飞控时代已经不成问题。

现在还不清楚尾翼是否可以折叠,相信有需要的话,做到不难,那样更加适合紧凑包装和发射。

吸入式进气口已经成为新一代巡航导弹的标配,“破浪者”也少不了。

“破浪者”属于小型巡航导弹,但放大到“战斧”级的尺寸在技术上没有多大问题,射程和威力就是完全不同的等级了。现在“破浪者”主要是舰载发射,机载发射、车载发射、潜艇发射只是需求问题,改装没有困难。

中国已经有了自己的第一代巡航导弹,但巡航导弹已经到了需要与时俱进的时候了,隐身化、低成本化是主要方向,“破浪者”提供了有用的启示,中国具有所有相关技术,更具有相关需求。

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