万搏首页登录-防空反导系统的绝杀方式演进史(二):定向破片杀伤

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出品:科普中国

作者:岳江锋

策划:宋雅娟

监制:光明网科普事业部

20世纪40年末至50年代初,美苏在从德国缴获的V-2导弹基础上,研发出自己的战术弹道导弹(一般指射程3000千米以下的弹道导弹)。顾名思义,弹道导弹是指在导弹发射并关闭助推发动机后,失去了自身动力,在空气阻力和地球引力作用下,做相对固定的抛物线飞行,所以其弹道是容易被预测的。从理论上讲,弹道导弹似乎比“飘忽不定”的飞机更容易进行“守株待兔”式拦截。然而,事实并非如此,弹道导弹的拦截难度其实比飞机要高很多。

弹道导弹为什么比飞机难拦截?

与飞机相比,弹道导弹在突破防空系统方面有着显而易见的优势:如雷达反射截面积小,防空预警探测系统很难及时发现和跟踪,导致作战反应时间不足;弹头体积小且相当坚固,一般的防空导弹难以击中,即便有部分破片击中弹头,也难以形成有效杀伤。除此之外,其拦截难度还主要体现在以下几个方面:

一是弹道导弹速度快。只要速度足够快,任何拦截性质的武器都会成为摆设,这就是古人总结的“天下武功唯快不破”。弹道导弹的速度比飞机快了太多,尤其是洲际弹道导弹,最快速度可达20马赫以上,比正常的超音速飞机(一般2-3马赫)快了将近10倍,防空系统根本来不及拦截。

二是弹道导弹飞得高。该型导弹大部分时间在大气层外飞行,高度超过100千米,尤其是洲际弹道导弹飞行高度可达1000千米以上,传统防空导弹的射高一般在几十千米,显然是鞭长莫及了。

三是导弹的弹道未必固定。只有早期的弹道导弹飞行弹道才是固定的,现在较为先进的弹道导弹,为了防止被反导系统拦截,弹道已经被设计地“飘忽不定”,速度快再加上可变弹道,使得弹道导弹更难拦截。

四是导弹会配备突防措施。通常,弹道导弹附带一些专门设计的突防措施,如为弹头配备诱饵,达到以假乱真的目的;发展分导式多弹头,实施饱和式攻击,让拦截系统应接不暇。这些措施可以进一步降低被拦截的概率。

综合上述因素,弹道导弹在现代攻防作战中,拦截难度远比飞机要高,长期被认为是“子弹打子弹”的小概率博弈。随着反导技术的不断发展,自海湾战争以后,真正的导弹拦截才开始在实战中出现。

传统破片杀伤战斗部在反导方面有什么局限?

20世纪50年代服役的防空导弹战斗部大多采用了传统的破片杀伤战斗部,主要分为自然破片和预制破片。所谓“自然破片”,就是在爆轰产物作用下,将弹头壳体炸碎而形成破片,壳体既是容器,又形成了杀伤元素。这种战斗部材料利用率较高,壳体较厚,形成的破片初速高,但大小不均匀,形状不规则,在空气中飞行时速度衰减较快。

预制破片战斗部结构示意图(图片来自网络)

所谓“预制破片”,就是预先将破片加工成型,嵌埋在壳体内部,黏合在炸药周围。炸药爆炸爆发出巨大能量,将破片抛射出去,以高速度飞散毁伤目标。预制破片的形状包括球形、离散杆及瓦片形等,杀伤破片大小和形状规则,由于炸药爆炸能量不用于分裂形成破片,能量利用率高,杀伤效果较好。

面对战术弹道导弹这样的来袭目标,传统破片型防空导弹表现出了不可忽视的局限性。由于战术弹道导弹速度高,弹头十分坚硬,而破片战斗部本身的杀伤动能和制导控制精度未能满足有效摧毁其弹头的要求,因此不得不增加破片质量以获得理想的杀伤效果。

这样一来,防空导弹就会变得相当笨重,影响其飞行性能,拦截弹的拦截空域、速度和机动能力都受限,其应用不多且也未达到理想的反导效果。由于射程和速度受到限制,这种防空导弹较难适应拦截远程弹道导弹的要求,一般只能在大气层内低空防御来袭导弹。

此外,破片只能对弹头起局部破坏作用,较难彻底摧毁弹头,尤其是带有核、生、化材料的大规模杀伤弹头。

定向破片战斗部为什么比传统的破片战斗部“牛”?

定向破片战斗部是控制其杀伤介质在弹体径向和周向上都高度集中飞散,从而增大目标方向上的破片分布密度,对目标发挥最大杀伤效能的战斗部。包括偏心起爆式、可变形式、机械转向式、破片芯式以及动能杆式等多种形式的定向战斗部,可提高能量利用率、增强杀伤效果和减轻质量等。

定向破片战斗部拦截来袭弹道导弹示意图(图片来自网络)

国外已有多种系列的现役防空反导拦截弹装备了定向战斗部。如俄罗斯的S-300V和S-400系列均采用定向战斗部用以反飞机和反导。S-300V系统采用预制破片定向杀伤式战斗部,战斗部总质量为150千克,为了使其能同时对付战术弹道导弹及飞机,采用大小两种破片。

大破片用来对付战术弹道导弹,通过定向飞散,增大了破片的飞散密度和战斗部的威力半径。为了弥补脱靶量小时定向起爆方位的不准确,在大破片定向的其它方位增加了小破片,使在小脱靶量时各个方位具有杀伤效果。

俄军现役最先进的S-400地空导弹系统(图片来自网络)

S-400系统采用新型无线电引信和多点起爆的定向战斗部,根据目标类型与弹目交会条件控制战斗部可实现三种起爆状态,同时继续加大单枚破片质量,在战斗部重量没有明显增加的情况下,比S-300V的杀伤威力提高了3-5倍。

[ 责编:张蕃 ]

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