理想防空导弹
防空导弹的要求太多种多样了,很难用单一的理想防空导弹统一起来。这主要是由射程决定的。远程防空导弹更大、更重,成本也高,“爱国者”约200-300万美元一枚。近程防空导弹反应快,成本较低,但射程也短。
有没有办法用单一的理想防空导弹统一起来呢?好处不言而喻,但最大的挑战可能在于用重型远程的防空导弹拦截中近程、低成本目标的效费比很差。但防空导弹的战斗部还是有可能统一的,问题在于要达到足够的射程,需要不同的助推级(如果是单级,那就不分助推级和巡航级了)。换一个思路,采用可重复使用的导弹助推级呢?或许可以解决防空导弹的成本问题。
没错,这是从马斯克的可重复使用运载火箭而来的思路,但更进一步。
防空导弹助推级助推级的回收可能得不偿失,毕竟火箭回收是高复杂、高风险的操作。防空导弹助推级回收后,也有再生和重装填问题,如果太费事,就失去了战术意义。
在防空导弹之前,一直就有战斗机。与战斗机相比,防空导弹不需要飞行员,发射/出动准备时间短,速度快,射高大,机动性好。这些特点与防空导弹采用火箭发动机是分不开的,但这也决定了防空导弹只能是一次性使用的。
火箭发动机自带燃料和氧化剂,工作环境适应性好,启动快,推力大,成本低。但涡轮喷气发动机可以反复使用,也正是在反复使用中极大地摊薄了成本,否则民航客机、运输机都用火箭发动机了。
用涡轮喷气发动机作为防空导弹“载弹”的发动机不是不可以,但推力不足,需要跑道才能起飞,较难像火箭一样直接“打入”空中,而且启动准备时间太长。这是不行的。
但脉冲爆震发动机(PDE)的推重比大大高于涡轮喷气发动机,可能能实现像火箭一样的原地起飞。如果自带一点氧化剂,用于在密闭(即使打开桶盖,还是空气不足)的发射筒内点火,发射出筒外,弹开进气口,继续吸氧工作。更简单的话,可用简单的小型固体火箭助推器推出发射筒,然后PEE点火、开始工作。
PDE可以在零到M4以上的速度和零到40000米高度范围工作,这是典型防空导弹的速度范围,够用了。部份防空导弹的最高速度可达M6,但火箭发动机工作时间短,能维持在M6的时间很短,依靠惯性继续飞行时,典型速度也就在M4一级。PDE可长时间连续工作,M4是保证的,所以实际速度并不低,而且推力可调,可适合不同任务段的需要。
也可采用环管状的回旋爆震发动机(RDE),环管中央正好成为燃料舱。
在气动设计上,理想防空导弹并无特别,有很多现成的导弹技术可用。在投放子导弹之前,母弹保持典型的导弹构型,保持最大速度和机动性。投放子导弹之后,母弹可以降低速度,并展开“一字形”或者“剪刀形”弹翼,增加航程。返航没有速度要求,这样减速增程可以大大增加导弹的有效射程,大部分燃料用于高速、高机动的出击航程,少部分用于低速、无机动要求的返航。
在典型的弹头部位,可保留制导头,但战斗部-子导弹可携带在稍后的武器舱,在接近目标的时候再投放出去。在未投放之前,母弹的制导头通过弹内数据链向子导弹的制导头传送数据,对于子导弹来说,相当于本身一直在保持探索和跟踪,一投放立刻就可接管过来,自主跟踪。
粗大的母弹内可携带3-4枚子导弹,可顺序投放,攻击多个目标;也可一次投放,密集攻击同一个重要目标。子导弹的要求与一般近程空空导弹也没有太大的不同,只是需要可折叠弹翼,以减小弹内携带时的占地。由于母弹的初始速度和指向,子导弹的能量要求不高,射程也不必超过10公里,但最好具备红外-主动雷达双模制导,增加命中率。
母弹返回基地时,可考虑各种无人机的回收方法,而不必在跑道上着陆,包括在极低空像空中加油对接一样“挂”上重型卡车上的吊车挂钩,或者用拦阻网、缓冲气垫回收。
回收后,加注燃料(和启动氧化剂),并在武器舱内重新挂装子导弹,就可以再装填,准备再次使用了。
没错,这实际上是用垂直(或者倾斜)发射、非常规回收的防空无人机,但这只是名称问题。
这样的理想防空导弹可望大大增加使用灵活性,降低作战成本。如果一次出击中用不了所有子导弹,那带回来下次再用就是了。目标的距离近,用不了那么大的航程,返航时带回燃料,再装填时少补充就是了。如果有回收重量限制,回收前抛弃剩余燃料也是可以的,燃料的成本较低。
同样的子导弹还可用于基地的末端防空反导,这是直接装填进专用的小型发射系统。发射载具不能通用,但弹药还是通用的。
这样的理想防空导弹有可能促成防空革命。