2019年7月21日 星期日

模擬東風DF21彈道導彈打擊美軍雷根號航母

模擬東風DF21彈道導彈打擊美軍雷根號航母 

先科普資訊 : 

反艦導彈為了不給對方充裕的防空時間,有 2個參數極為重要:飛行高度和突防速度。導彈隱身性能更重要。地球是圓的,雷達波走的是直線,因位地球曲率的關系,飛的越低越不容易被發現。艦載雷達對低空目標的探測距離通常只有40km,當然這不是固定數字,美國阿利伯克級驅逐艦的雷達比一般船艦架得更高,就能增加探測距離;導彈塗隱身塗料,雷達反射截面變小,就能縮短探測距離。當導彈距離目標幾十公里時,就算别人没發現,也得開雷達搜索目標,一旦開了雷達,只要對方不是瞎子都能看得到。此時只有加速衝刺,壓縮對方的攔截時間,這就是突防速度的意義。所以,大多數反艦導彈寧可犧牲射程也要飛的低。

最後攻擊有兩種方式,一種是以法國飛魚為代表的水平彈道攻擊。導彈一直超低空贴著海面飛行,直接攻擊艦船水線上方部位,以級陳為目標;另一種是以美國魚叉為代表的俯充公級,導弹在距離目標幾千米處突然躍起到幾百米高度,從上往下俯充公級,擊毀船上的武器設備,以喪失戰鬥力為目標。反艦導彈,總結就八個字:隱蔽接近,快速突防!

不過飛的太低容易迷路,貼著茫茫大洋飛個百十公里,就需要“中繼制導”,導彈的導航大概分兩種:第一,飛機在後面開雷達鎖定目標,不斷把數據傳給導彈,但飛機開雷達則自身非常危險!第二種是衛星制導,這技術門檻就高了!衛星導航系统全球目前只有四家。以前得用美國的GPS,要真打起来,導彈往哪裡飛都不知道,過去的痛苦故事不少。若没有中繼制導,導彈就得高彈道,那基本没有隱蔽性可言。

美國認為機動性比速度重要,如打天下的戰斧多用途導彈!戰斧雖然是亞音速,但把激動性玩到出神入化,可完成的複雜戰術動作,堪比有人駕駛飛機。首先,戰斧巡航到指定位置後,快速爬升至450米高度,制导雷达开机,左右45度俯仰角50km范围内全方位搜索。捕獲目標後,降至7~15米的掠海高度躲避雷達,並進行大範圍得側向機動,甚至可以跑到敵艦尾後方,躲避兩側雷達跟踪和左右舷防空火力的迎面攔擊。飛行至敵艦3至5km處,雷達再次捕獲目標,並突然躍起,從防守最弱的方向實施大角度俯衝攻擊。

中國的鷹擊-18其射程從220km到400km不等,發射後,以0.8馬赫的速度超低空巡航,飛行高度15-20米,巡航階段由北斗中繼制導。這階段和戰斧是差不多的,由於半導體技術不如人,所以最後突防階段不如戰斧那般精彩。鷹擊-18距離目標40km時,渦噴發動機被抛離,分離出的前部弹體是固體火箭推動的獨立“小導彈”,飛行高度可下降至3-7米,突防速度可達3馬赫。末端制導是主動雷達+紅外成像的復合導引,探測距离、精度和抗干擾能力都是頂級的。

打導彈不是奥運會打飛靶,攔截系统必須鎖定導彈、計算軌跡,否則即便眼睛看艦了也什麼都幹不了。鷹擊-18一旦開始超音速突防,3馬赫的掠海飛行外加10G的末端機動,攔截難度極大。因此最好在40km外的巡航階段攔截,不過大部分艦載雷達無法鎖定那麼遠的低空目標。更要命的是,還有兩個看點 : 第一,末端機動時,導彈明顯走S形路線。第二,延時引信,導彈是穿透船體後才爆炸。只要命中一枚鷹擊-18,其巨大的3倍音速衝擊力和近300公斤的高爆炸药,足以使一艘宙斯盾戰艦喪失作戰能力。據稱,該彈還具有反輻射功能,即使在距敵艦50米處被攔截而爆炸,也可摧毁60%的敵方艦載電子系統,威懾力十足!

中段反導區别餘末端反導,彈道導彈在太空無動力滑翔階段,就是所謂的“中段”,導彈80%的時間都處於這個階段。無動力無阻力,只要跟踪一段時間,就能按照飛行軌跡計算出彈道和落點,攔截就相對容易,這就是“中段反導”。有錢學森彈到的東風DF-21的本質,就是在彈頭返回大氣層時,利用巧妙的氣動外形,實現“打水漂”似的跳躍,既減少中段時間,又增加射程,還避免彈道被計算。防守方若不是事前獲取導彈的詳細參數,幾乎無法攔截。DF21射程2000km左右,升级版DF26,射程4000km左右。之所以用彈道導彈打航母,是因位巡航導彈速度上不去,射程又近,擺明了玩不過美國。

導彈黑障,黑障產生的原因是彈頭摩擦高温使得空氣電離,屏蔽或衰減電磁波。此时彈頭等餘失聯了,無法實現末端制導。這應該是說“彈道導彈無法攻擊移動目標”的最大論據了。黑障形成和飛行器外形、材料、再返入速度及信號頻率、功率都有關系。一般10馬赫以上就會出線黑障,而中程導彈返回大氣層的速度大約12馬赫。黑障和空氣密度也有密切關系,空氣多了摩擦增大,但散熱也加快,所以高度到了幾十公里以下,随著彈頭速度下降、空氣變稠密,黑障也會消失。

2014年美國完成了一次中段反導,模擬導彈發射後,宙斯盾系統發現並跟踪了靶標,彈頭鎖定、軌道計算,6 分鐘後,引領攔截彈發射,值得關切。可惜,當時有無電磁干擾、攔截成功率多少等很多資訊未見披露。

虛構戰場

時間:彈道導彈發射前

大陸天波雷達在台灣東海岸外側發現美軍航母戰鬥群,與衛星跟踪數據吻合。確認目標初始位置,距離約1500km,導彈飛行時間預計12分30秒。立即啟動對周遭美軍“鋪路爪”預警雷達、“薩德”系统的電子干擾。啟動對已探明的美軍預警衛星的激光干擾。

時間:0秒  第一批4枚DF21點火發射,美軍未在第一時間發現。

時間:60秒  導彈升至10km高空,紅外特徵顯著,美軍的红外預警衛星發現導彈,向北美防空防天司令部發出預警信號。部署在日本、韓國、台灣、琉球的陸基反導系統和海基宙斯盾系統全面啟動。

航母群作為附近最强的戰鬥單位,實施共享情報,海基中段導彈防禦系統啟動,開始接收導彈彈道信息,各艦載雷達開機搜索導彈。攔截彈完成發射前準備(美軍攔截但從接命令到發射僅需22秒)。

航母向垂直導彈來襲方向全速急動異位,在不影響航速的前提下,艦載機緊急升空。

時間:1分30秒  美軍衛星確認導彈飛行軌跡,陸基X波段跟踪雷達開始搜索目標,因電子干擾,雷達跟踪受影響。双方随即展開激烈電子對抗。

時間:2分  導彈二級火箭發動機關閉脫離,進入無動力滑行狀態。

時間:2分30秒  美軍衛星根據導彈關機點、速度等参數完成彈道計算,導彈落點為台灣東海岸佳山基地,立即向台軍發出導彈襲擊警報。台灣愛國者-3型反導系統立即高度警戒。愛國者屬於陸基末端反導系統,攔截高度20km,無法中段攔截,目前只能待命。

時間:2分40秒  美軍提康德羅加级巡洋艦發射8枚標準-3攔截彈。標準-3是專門用於中段反導的攔截彈,射程1200km,據說最新型射程可達2500km。

時間:4分30秒  第二批4枚DF21點火發射。60秒後美軍紅外預警衛星發現第二批導彈,開始跟踪。第二批重復第一批步驟,不再細述。

時間:5分  第一批導彈越過彈道線最高點下滑10km,火箭發動機點火,進行第一次錢學森彈道滑翔。

美軍標準-3攔截彈尚未到達指定位置,而我方導彈彈道已改變,遠超標準-3的修正範圍,攔截失败。標準-3彈道修正能力為3km。

時間:5分10秒  美軍衛星發出導彈變軌警報。

時間:5分30秒  第二批導彈發動機第一次關機,導彈開始滑翔,速度11馬赫,第一個抛物線彈道長300km,高差10km。

時間:6分  宙斯盾系统計算導彈落點航母群外圍附近,判定導彈目標為雷根號航母。

時間:6分10秒  美軍巡洋艦發射8枚標準3 攔截彈。

時間:6分20秒  導彈發動機第二次點火,進行第二次滑翔。美軍標準-3 尚未到達攔截點,攔截再次失敗。

時間:6分30秒  美軍衛星再次發出導彈變軌警報。

時間:6分50秒  導彈發動機第二次關機,並與彈頭脫離,彈頭速度11馬赫,第二個抛物線彈道長300km,高差10km。

時間:7分  導彈釋放多枚誘餌彈,真彈頭充入冷却劑,降低紅外特徵。

時間:7分20秒  宙斯盾系統計算導彈落點為雷根號航母附近,並向其發出導彈來襲警報。此時,雷根號已離開原位置7公里。

時間:7分30秒  美軍巡洋艦再次發射8枚標準-3 攔截彈。

時間:8分30秒 標準-3 攔截彈在60秒内垂直爬升到100km高度,在衛星引導下飛向目標,速度12馬赫。

時間:9分50秒  美軍反倒系統未能準確分辨真假彈頭,標準-3 擊中3枚誘餌彈,攔截失敗。

時間:9分55秒  美軍巡洋艦再次發射8枚標準-3 攔截彈。

時間:10分  4枚DF21真彈頭距目標水平距離350km、高度200km、直線距離400km,水平速度分量3km/s,垂直速度分量1.8km/s,開始高空制導。

我方通過偵查衛星確認目標位置,再通過中繼衛星傳給彈頭,引導彈頭修正彈道。航母速度35節,10分鐘移動10km,在彈頭修正範圍内。

時間:10分40秒  第一批DF21彈頭啟動發動機修正彈道誤差。

時間:10分50秒  彈頭距離目標水平距離200km,高度90km,與目標直線距離220km,速度12馬赫,結束高空制導段,重返大氣層,即將進入黑障期。

時間:10分55秒  標準-3攔截彈爬升至100km高度,抛離頭罩露出红外探測器搜索目標,此時彈頭高度已經低於60km。標準 3不具備大氣層内反導能力,攔截失敗。

時間:11分30秒  DF21彈頭距離目標水平距離80km,高度30km,開始減速轉彎,沿S形彈道飛向目標。

時間:11分40秒  黑障消失,導彈開啟雷達搜索目標。同時,美軍艦載雷達發現並鎖定彈頭。宙斯盾系統計算彈道,為標準-2 導彈輸入發射數據,發射過程耗時至少5秒。

時間:11分45秒  美軍伯克級驅逐艦,發射多枚標準-2 防空導彈,爬升到20km高度需要大約30秒。

時間:12分  彈頭距離目標水平距離20km,高度16km,速度6馬赫,開始拉高爬升減速。紅外制導窗口拋離保護蓋,紅外探测器搜索目標。

紅外成像精度高且不易被電子干擾,但搜索距離近,受窗口温度的影響嚴重,無法在高速狀態下工作。

時間:12分15秒  彈頭距離目標水平距離2km,高度20km,速度5馬赫,轉入垂直俯衝。

標準-2利用氣動舵轉向,20km空氣稀薄,激動性下降。DF21彈頭不規則擺動,且速度比攔截導彈快,很容易擺脫攔截。

時間:12分16秒  美軍艦載火控雷達,配合無線電指令制導,以每秒發射1枚標準-2進行攔截。標準-2最低作戰高度是2千米,能進行12次攔截。

時間:12分28秒  彈頭高度不足4km。美軍啟動近程低空艦載 “拉姆” 防空導彈,最大有效射高4km,攔截次數2次。

時間:12分30秒  假設整個系統攔截率為20%,那至少還有3枚導彈能躲過攔截。彈頭命中目標,航母喪失作戰能力。

時間:12分40秒  第二批DF21導彈完成跳躍。

時間:13分10秒  宙斯盾系統完成第二批導彈落點計算,判斷第二批導彈目標:太平洋第7艦隊旗艦,藍嶺號指揮艦。

時間:16分40秒  第二批DF21掠過航母群外圍,開始重返大氣層。

時間:18分20秒  第二批DF21命中目標。火箭軍完成打擊任務!

時間:18分30秒  200架殲11携帶鷹級反艦導彈和少量霹靂空空導彈,在空中加油機、空警2000預警機的協助下,以及在24架殲 20的掩護下,對航母戰鬥群已升空的艦載機和殘存的巡洋艦、驅逐艦、護衛艦發動攻擊。

以空制海

假設預警機以鎖定敵方艦載機為主,不参與對艦艇的攻擊,殲11依靠自己,對付没有制空權的軍艦依然不會很費勁。雖然空射型比起軍艦垂射型要差很多,暫且假設空射型也具備亞音速巡航和超音速突防能力。

1)殲11四機編隊30米超低空飛行至指定區域,距敵艦250km。

2)1號戰績爬升至500米高度,開雷達搜索敵艦,並將目標位置發送至其餘戰機,各機随即將座標輸入導彈。同時,敵戰艦雷達發現並鎖定我方1號機,發射2枚標準2 防空導彈。

3)1號戰機關閉雷達並降低高度掠海飛行,高速機動擺脫來襲導彈,其餘三架戰績分兩組從左右兩側迂回包抄。

敵方預警直升機緊急升空,戰艦全速機動。

4)1號機擺脱標準2 導彈鎖定,低空徘徊餘250km的戰場邊缘(這是標準2的射程極限,戰機生存率較高)。

敵方預警直升機開始搜索周邊200km空域。

5)2號機、3號機與 4號機分别飛至敵艦左右前方約200km處,目標進入反艦導彈射程。

6)1號戰機再次爬升至500米高度,開機確認敵艦位置,並通過數據鏈修正各導彈座標數據。另外,發現並鎖定敵方預警直升機,發射2枚“霹靂15”空空導彈。

7)敵方預警直升機發現我方超低空飛行的2號、3號、4號戰績,立即引導敵艦發射多枚防空導彈。

8)“霹靂15”空空導彈順利擊中預警直升機,敵方失去我方戰機的雷達信號,敵防空導彈未進入主動雷達搜索距離,並鎖定目標。

9)1號機確認敵預警機已擊落,再次爬升至500米高度,開機確認敵艦位置,反艦導彈完成發射前最後修正。

10)我方三架戰機於200km處,從左右兩側共發射 3 枚反艦導彈。因海况良好,反艦導彈以15米高度,由北斗導航引導,向指定區域掠海飛行。反艦導彈距目標200km,飛行時間約10分鐘。

11)反艦導彈發射時高度較高,被敵方預警雷達發現。敵艦拉響襲擊警報,防空系統全面啟動,攔截導彈完成發射前準備,可随時發射。

12)反艦導彈距目標60km,飛行時間120秒。

敵方戰艦發現來襲導彈,全速緊急規避,對來襲導彈實施電子干擾,併發射6枚標準 2 防空導彈實施攔截。

13)反艦導彈距目標45km,飛行時間60秒。

我方2號戰績爬升至500米高度,對敵方標準 2 導彈實施電子干擾,使其自主雷達搜索距離下降30%。第一波6枚攔截導彈,緊成功攔截1枚反艦導彈。

14)我方戰機完成任務返航,敵艦再次發射4枚海麻雀防空導彈進行第二波攔截。

15)反艦導彈距目標40km,飛行時間45秒。

反艦導彈拋離渦噴發動機,前部弹頭分離,固體火箭發動機啟動,降低飛行高度至5米,以3馬赫速度突防。因導彈體積縮小,雷達反射截面進一步降低。

16)反艦導彈距離目標25km,飛行時間25秒。

導彈開啟自主雷達和紅外成像,實施末端機動,海麻雀導彈第二波攔截失敗。敵艦再次發射第三波攔截導彈,同時,矩陣近空防快炮的獨立雷達鎖定來襲導彈。

17)敵艦電子干擾使反艦導彈搜索距離下降50%,但在紅外成像系統引導下,成功鎖定敵艦。

18)反艦導彈距離目標5km,飛行時間5秒。

敵方第三波攔截失敗,考慮到防空搗蛋的發射、加速等,難以在5秒内實施有效攔截,因此不再發射第四波攔截導彈。

19)反艦導彈距離目標2km,飛行時間2秒。

矩陣近空防快炮啟動,六管20毫米口徑自動旋轉火炮以每分鐘4000發的射速實施最後攔截。

矩陣的最佳攔截距離是1500米,攔截超音速目標至少需要1萬發/分鐘的射速,無論怎麼看,被逼到啟用近空防炮攔截反艦導彈,已經和亂槍打鳥差不多了。

20)反艦導彈距離目標100米。

左側反艦導彈被火炮擊中引爆,内置電磁脈衝彈瞬間釋放强烈電磁脈衝,敵方雷達受到干擾,攔截精度下降。

21)因敵方雷達遭到電子干擾,第三枚反艦導彈成功命中目標。

餘絮 : 

電子干擾在導彈對抗的年代異常重要,前期的激動、衝刺都很漂亮,最後攻擊瞬間,若電子干擾使雷達瞎眼,導彈就只能落海,若能瞎貓碰到死耗子,要燒高香。

中國精密武器數據保密等級甚高,又無實戰紀錄參考,資料多是根據官方公布或演習披露來推測。聽說近年,也門的胡塞武裝用伊朗山寨中國C802的反艦導彈,陸續在實戰中擊毁了7艘歐美製的艦艇,包括2艘隱身艦艇。這麼看起來,雷達技術應是有長足進展。

未來無論是海戰還是空戰,單一武器的作用急遽下降,體系化對抗決定勝負,體系化對抗就是政經軍心與科技綜合國力的對抗。

附記 : 

美日所謂的介入,無非是以航母戰鬥群馳援,或者圍觀罷了。如果我軍畫定海域,公告為戰區,對進入戰區的的、或對我襲擊的美日航母進行必殺性打擊。東風級反艦彈道導彈系列,射程從2000公里到4000公里之間,平均速度在8到10馬赫左右。此外,中國導彈可以變軌( 錢學森彈道 ),讓對手無法攔截。這個技術是中國獨有。如今美國的防導系統主要由愛國者、宙斯盾、薩德和美軍陸基中段四個系統構成,但這些系統對於超高音速導彈的防禦,都顯得有些力不從心。

我軍讓美國既但的大殺器非止一端,目前世界四大武器中國都處於領先地位,一是中國激光武器獨步天下。激光武器首先是速度快。再來是威力巨大,能够對海量的敵人進行打擊,殺傷模式是利用高熱能毀滅目標,是能够直接改變戰爭模式的一類武器,其震撼力甚至不輸給核武器。

二是中國電磁炮威力無比。電磁炮是未來的海上優勢武器。中國的軌道炮能發射電磁能的彈丸後,美軍非常忌憚。中國電磁威力巨大,發射高達每小時4500英里(约8馬赫)的惰性射彈,瞬間讓目標灰飛煙滅。

三是中國殲20令美俄羡慕。美國的五代戰績F22的最高時速是2410公里,殲20的最高時速是3120公里,是F22的1.3倍了,是F35的1.8倍。

四是中國超高音速武器眾多。東風系列導彈,只是超高音速武器的一種。中國打造了世界最大風洞,所有超高音速武器,都要經過風洞試驗才能生產出來,所以只有中國才能做出20倍音速以上的非行器。中國發明的一種金屬複合材料,能經受3千攝氏度以上的高温,能够滿足超高聲速非行器在大氣層内以5到20倍音速非行數小時的要求,可以說舉世無雙。

**2010年1月11日,中國進行了首次陸基中段反導試驗,成為了自美國之後第二個成功進行此項試驗的國家,後又進行了多次陸基中段反導試驗,全部取得成功。2007年,中國就已具備導彈打衛星的能力。

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