巡航導彈的動力方式-熱點評

• 2023-03-06 07:42:03來源：觀察網(wǎng)

巡航導彈實際上比彈道導彈流行得早。納粹德國首先推出V1導彈，這就是巡航導彈。

德國V1是第一種巡航導彈

【資料圖】

巡航導彈的定義不是太明晰，現(xiàn)在一般定義為用吸氣式（對應于火箭式）推進、在大氣層內(nèi)以氣動升力飛行（對應于彈道飛行）的對地攻擊導彈，所以火箭動力的空空導彈、空地導彈之類都不算巡航導彈。反艦導彈是符合巡航導彈的動力和飛行方式定義的，但一般也不作為狹義的巡航導彈。

納粹德國在V1之后，繼續(xù)推出名氣更大的V2，這是彈道導彈。但是，彈道導彈在技術上比巡航導彈更加復雜，缺乏彈道修正能力也使得早期精度很糟糕，真正的“面攻擊武器”，瞄準倫敦別打到肯特就不錯了。在戰(zhàn)后初期，美蘇都在發(fā)展彈道導彈的同時，平行發(fā)展巡航導彈，在技術上大多相當于無人駕駛的小型噴氣飛機。

這些大多是戰(zhàn)略巡航導彈，射程很大，體積、重量也很大。戰(zhàn)役戰(zhàn)術巡航導彈也有，如美國MGM-1“斗牛士”，曾經(jīng)部署在臺灣。早期巡航導彈都是裝核彈頭的。

美國SM-64“納瓦霍”戰(zhàn)略巡航導彈

美國MGM-1“斗牛士”戰(zhàn)役巡航導彈

為了加強突防，早期巡航導彈與戰(zhàn)斗機一樣，追求高空高速，但最終難以與戰(zhàn)斗機拉開差距，飛行時間太長，容易被發(fā)現(xiàn)，容易被攔截。彈道導彈成熟后，巡航導彈很快就淡出了。

巡航導彈的第二春是從“戰(zhàn)斧”巡航導彈開始的，這是由于超低空飛行控制、地形匹配制導、小型渦扇發(fā)動機技術的推動。

在70-80年代，超低空突防是躲開雷達截獲的不二法門，在距地30-100米的超低空飛行，可以在很大程度上避開地面防空雷達的探測。即使在近距離上被截獲，也是一閃而過，不易攔截。地形匹配制導則解決了慣性制導的累積誤差問題，制導精度與射程無關了，也避免天文制導受到氣候影響較大和精度難以降低到幾百米級以下的問題。小型渦扇發(fā)動機則極大地降低了油耗，使得不大的巡航導彈就能達到很大的射程。

“戰(zhàn)斧”全重1300公斤，倒是有高達450公斤的戰(zhàn)斗部和2500公里（核彈頭）或者1550公里（常規(guī)彈頭）的射程。相比之下，“斗牛士”重達5400公斤，射程只有400公里（早期）到1000公里（后期）?！皯?zhàn)斧”的CEP為幾十米，后期可達10米以內(nèi)，常規(guī)彈頭就能發(fā)揮很大威力；“斗牛士”則是500-800米，只能用核彈頭。

BGM-109“戰(zhàn)斧”巡航導彈是從核彈頭開始的，但在中導協(xié)議后，改為常規(guī)彈頭，成為美國在冷戰(zhàn)后歷次戰(zhàn)爭中的“砸門磚”。30年后，依然是美國的主力準戰(zhàn)略打擊武器，JASSM-ER并不完全取代“戰(zhàn)斧”。

早期“戰(zhàn)斧”采用下開式戽斗進氣口，不同型號的形狀略有差別

“戰(zhàn)斧”的發(fā)動機在彈尾，尾翼可以折疊，以減小包裝狀態(tài)下的直徑，中部有一對彈翼，發(fā)射后從兩側(cè)的槽口內(nèi)彈出，槽口由彈簧門再次封閉，保持氣動外形。以后這成為巡航導彈的標準構型。

為了減小包裝狀態(tài)下的直徑，發(fā)動機進氣口是下開式戽斗型，在發(fā)射后打開，開始進氣。

這很重要。彈體直徑意味著彈內(nèi)容積?！皯?zhàn)斧”是三軍通用的，陸軍型號受到中導協(xié)議限制而銷毀了，空軍型號與專用的AGM-86相競爭，海軍型號則受到垂發(fā)和魚雷發(fā)射管直徑的限制，所以每一毫米都要爭取，不能用固定的進氣口，只能用下開式的。

從Block IV開始，下開式進氣口改為固定的吸入式進氣口

從Block IV開始，“戰(zhàn)斧”改用固定的吸入式進氣口，圖中“Raytheon”的Ray下有不顯眼的缺口，就是進氣口。

意思和波音MQ-25“黃貂魚”差不多，盡管形狀不完全一樣

“戰(zhàn)斧”Block IV以后的吸入式進氣口在意思上和波音MQ-25“黃貂魚”差不多，當然在彈腹，而不是背部，形狀也不完全一樣。吸入式進氣口在噴氣時代的早期就有研究，其實“斗牛士”用的就是吸入式進氣口。

吸入式進氣口的阻力小，沒有下開機構的額外重量，但進氣順暢不容易保證。好在巡航導彈的平飛狀態(tài)實際上不是水平的，而是彈頭略微揚起，有一定的迎角，以增加彈體的升力。這正好幫助吸入式進氣口的正常進氣。巡航導彈也沒有太大的機動性要求，所以吸入式進氣口是夠用的。

美國空軍的AGM-86巡航導彈采用背部進氣口

彈翼在發(fā)射前是折疊的，但進氣口是固定的

美國空軍在“戰(zhàn)斧”的同期研發(fā)了AGM-86空射巡航導彈。由于形狀和尺寸比“戰(zhàn)斧”要自由，進氣口是固定的，彈體截面是圓角梯形，彈翼在發(fā)射前在彈底折疊，不占用彈內(nèi)體積，增加燃料容量。平坦的彈底還在飛行中產(chǎn)生升力。

進氣口在背部，比較容易與垂尾協(xié)調(diào)。這也是三翼面尾翼，不像早期“戰(zhàn)斧”是四翼面。“戰(zhàn)斧”Block IV后也改為三翼面了，降低重量和阻力。

與“戰(zhàn)斧”的下開式相比，AGM-86的固定進氣口更加簡單、高效。不過在強調(diào)隱身的時候，美國空軍全新研制了AGM-129“先進巡航導彈”，不僅外形上采用隱身修型，進氣口也改為彈腹吸入式，避免低空突防時被戰(zhàn)斗機的下視雷達發(fā)現(xiàn)。

AGM-129粗看好像沒有進氣口一樣

實際上就在彈翼翼根之間的下方，前掠的彈翼也很有特色，這好像是獨一無二的

AGM-129的進氣口設計被最新的JASSM繼承了，也是在同樣的位置，還用類似DSI的鼓包改善進氣效率。

JASSM也看起來好像沒有進氣口一樣

實際上在彈腹，折疊彈翼打開后才暴露出來

平常被折疊的彈翼掩蓋，同時兼做保護進氣口的作用，避免外物進入，很巧妙的設計

這樣看起來更加清楚

相比之下，歐洲的巡航導彈就比較粗糙。英法聯(lián)合研制的“風暴影”是固定的彈腹進氣口，進氣效率有保證，結構也簡單，但直徑較大，不便于用于潛艇和艦載垂發(fā)使用。實際上，“風暴影”也只能機載發(fā)射，不能艦射或者潛射。這應該是英法氣動功力不及美國的原因，否則能三軍通用還是會抓住機會的。

英法聯(lián)合的“風暴影”比較簡單粗暴，進氣口就是彈腹固定的

德國-瑞典聯(lián)合的“金牛座”也差不多，只是改用兩側(cè)進氣，同樣是固定的。好在同樣只要求機載發(fā)射，對形狀和尺寸不大嚴苛。

德國-瑞典聯(lián)合的“金牛座”也是固定進氣口，只是改到兩側(cè)

蘇聯(lián)在巡航導彈方面走過彎路。在戰(zhàn)后初期，蘇聯(lián)和美國一樣，也以戰(zhàn)略巡航導彈補充彈道導彈尚未成熟時的空缺，早期蘇聯(lián)巡航導彈同樣差不多就是縮小的戰(zhàn)斗機，KS-1基本上可看作縮小的米格-15，3M25則相當于無人的“雙三”轟炸機。

蘇聯(lián)KS-1好比縮小的米格-15

3M25則好比縮小的“雙三”轟炸機

雙折彈翼很特別，好像是獨一無二的

在意識到“戰(zhàn)斧”巡航導彈的實戰(zhàn)效用后，蘇聯(lián)急起直追，研制出Kh-55巡航導彈。

Kh-55貌似與“戰(zhàn)斧”相似

但外置的發(fā)動機是特色，兩側(cè)加保形油箱的是增程型

在包裝狀態(tài)下，發(fā)動機其實是收入彈體的

發(fā)射時，發(fā)動機首先彈出，并通過曲折連桿機構向后移動到彈尾，然后才彈翼打開

?；鵎h-55的助推器用很蘇聯(lián)特色的格柵彈翼，這里發(fā)動機是彈出狀態(tài)

Kh-55在基本格局上與“戰(zhàn)斧”很像，西方稱之為“戰(zhàn)斧斯基”。但Kh-55的發(fā)動機是下掛的，這是最大的不同。在包裝狀態(tài)，發(fā)動機其實是收入后段彈體內(nèi)的，發(fā)射后才彈出，并通過曲折連桿機構向后移動到彈尾，然后艙門關閉，維持氣動外形。這個機構挺復雜，但暴露在“干凈”氣流中的發(fā)動機進氣效率比彈體內(nèi)高得多，民航客機多用翼下吊掛發(fā)動機就是這個原因。

發(fā)動機彈出后，彈體內(nèi)空間就空著沒用了。這有點浪費，但像“戰(zhàn)斧”那樣，進氣道也要在發(fā)動機前方占用空間，實際上兩者的空間利用率沒有太大的差別，但“戰(zhàn)斧”的構型比較考驗彎曲進氣道的進氣效率。

Kh-101/102是Kh-55的隱身化改進型

Kh-101/102是Kh-55的隱身化改進型，采用圓角三角形彈體截面，還增加彈內(nèi)容積和燃料容量。彈翼改為下單翼，減少對彈內(nèi)體積的占用，平坦的彈底還產(chǎn)生一點升力。Kh-101是核彈頭型號，彈頭較輕，射程較遠；Kh-102是常規(guī)彈頭型號，彈頭較重，射程較近。此外兩者基本相同。

3M54又稱“克拉布”，是俄羅斯最新的巡航導彈

貌似看不到進氣口，之際上后段彈腹下就是吸入式進氣口

在Kh-55的基礎上，俄羅斯進一步研制了3M54巡航導彈，也稱“克拉布”或者“俱樂部”。有意思的是，采用了和“戰(zhàn)斧”Block IV相似的吸入式進氣口。這也是俄羅斯第一代真正三軍通用的巡航導彈，可以從飛機、車輛、艦艇（包括潛艇）上發(fā)射，也因此回歸傳統(tǒng)的圓柱體構型。

實際上，這或許是第一種真正三軍通用的巡航導彈。“戰(zhàn)斧”在設計時有三軍通用的考慮，早期型號還做到了三軍通用，但中導條約使得陸軍的“戰(zhàn)斧”退出了，空軍青睞自己的AGM-86，結果“戰(zhàn)斧”成了海軍專用的巡航導彈了，不再三軍通用。

巡航導彈的各種動力方案各有特點，但大體上可分為空射和海陸通用兩大路子。

空射在翼下或者轟炸機內(nèi)旋轉(zhuǎn)發(fā)射架上吊掛，導彈的總尺寸和重量有限制，但形狀的限制較小。就現(xiàn)在而言，采用JASSM類型的大體三角截面的彈體較合適，隱身性能好，扁平的彈底還產(chǎn)生升力。彈腹進氣口也是首選，避免下視雷達的捕獲。

海陸通用一般就要考慮管式發(fā)射，直徑和截面形狀方面限制較大，一般以圓截面彈體為首選，最大限度地利用發(fā)射管的直徑。下開式進氣口現(xiàn)在基本上被吸入式取代了，減輕重量，也避免了下開機構的可靠性問題。

有意思的是，在巡飛彈時代，很多巡飛彈技術可能可以嫁接到巡航導彈上來。管式發(fā)射的巡飛彈對直徑的要求也很高，但一般需要大翼展的彈翼，以獲得足夠大的巡飛時間。還需要大直徑的螺旋槳，以獲得最高的推進效率。

Altius 600巡飛彈

螺旋槳飛機的速度低，但實際上也沒有那么低，如果M0.7~0.8的速度可以接受，螺旋槳的油耗還更低，圖-95的實用速度不比B-52低多少

槳扇結合渦槳和渦扇的特點，油耗更低，噪聲問題難以解決，但對巡航導彈不是問題

大翼展也不是問題，波音SUGAR的巡航速度就在M0.7以上

Altius 600是眾多巡飛彈中的一種，但不少設計特點可被新型巡航導彈借鑒。Altius 600只有10-14公斤級的重量，可帶1.5到3公斤的載荷。特別大的翼展使得巡飛時間達到4小時，航程440公里。同比放大到的話，射程肯定大大超過“戰(zhàn)斧”巡航導彈。

Altius 600在包裝上很有特點。上單翼的主彈翼向后折疊，但分兩段，以達到特別大的翼展。倒V形尾翼沿內(nèi)傾的彈體向前折疊，打開后自然形成倒V形尾翼。雙葉螺旋槳在包裝時也向前折疊。這使得Altius 600可用管式容器包裝，管式發(fā)射。也就是說，這樣的構型適合海陸通用的巡航導彈。

當然，Altius 600的速度很低，不超過160公里/小時，作為巡航導彈，這太低了。不過螺旋槳的推進效率高，這是肯定的?，F(xiàn)有巡航導彈都用渦扇，是因為直徑小。但解決槳葉折疊問題后，螺旋槳減小直徑、增加轉(zhuǎn)速，是可以達到較高航速的。

圖-95轟炸機是螺旋槳推進的，巡航速度710公里/小時，最大速度925公里/小時。作為比照，噴氣式的B-52的巡航速度819公里/小時，最大速度1050公里/小時，比圖-95高，但也沒有高多少。

作為巡航導彈，翼展可能不需要Altius 600那么極端，但需要后掠，減小高亞音速巡航阻力。螺旋槳直徑減小，轉(zhuǎn)速加快，同軸反轉(zhuǎn)降低反扭力，甚至采用彎刀形槳葉，可以做到槳扇的效果，耗油比渦扇低，速度則與渦扇相當。

槳扇的葉尖噪聲問題難以解決，所以在民航客機上應用還是有困難。但作為巡航導彈的動力，這就不是問題了。槳扇推進的巡航導彈肯定是高亞音速的，比音速沒有低多少，用聲音預警是不行的，等聽到了，也差不多到頭頂了。至于飛過后的噪聲，導彈沒有落在頭上，而是去禍害遠方目標了，還會有人抱怨噪聲嗎？

在早期巡航導彈發(fā)展中，渦槳根本不予考慮，因為那時的目標是高空高速，渦槳不適合?！皯?zhàn)斧”出現(xiàn)之后，也沒有人用渦槳動力的巡航導彈，盡管JASSM的速度實際上比圖-95還低。如果M0.7的JASSM－ER的速度夠用，M0.7的渦槳巡航導彈的速度也夠用。

說不定是打破思維定勢，結合巡飛彈的包裝技術，結合渦槳或者槳扇的低油耗，是推出新一代巡航導彈的時候了。

標簽： 巡航導彈 彈道導彈 常規(guī)彈頭

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