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鷹擊-17導彈牛在哪里?和東風-17又有什么不同?美國要低頭看了!

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私信快爆了,都是來問這玩意的:



先直接給答案吧:射程1200-1500公里,速度8倍音速,350公斤戰(zhàn)斗部。如果從指標上看是就是東風-17的縮水版。

但為什么我們在有了鷹擊-21之后還得裝備“更弱”的高超音速導彈呢?

其實大多數(shù)情況下我們看一件裝備從暴露出來的外部形態(tài)就可以展開對裝備的性能分析。 這是一款形制和東風-17相仿的固體火箭助推滑翔彈,但最重要的不同是鷹擊-17的滑翔體要比東風-17窄得多。



東風-17的彈頭是典型的寬體高升阻比滑翔器,講究的是長距離航程和軌跡機動。鷹擊-17則明顯更“苗條”,更為狹長。



一方面是適配垂直發(fā)射單元的緣故,鷹擊-17不能做得和東風-17那么粗,另一方面則是設(shè)計的修正了。

東風-17的滑翔體長寬比約為7.2:1,而鷹擊-17則接近10:1,并且采用了更小的空氣動力控制面。這意味著什么?

我們從空氣動力學意義上的約束上來看:長寬比越大,滑翔體越“苗條”,升阻比下降,氣動效率不如寬體。要維持相同的升力/穩(wěn)定性,就必須提高動壓 。而動壓來自兩個來源:更高的速度 V,或者更大的大氣密度 ρ。



所以,如果鷹擊-17的飛行高度和東風-17一樣在幾十公里的稀薄大氣層,那么它就必須依賴更高的速度來彌補升力不足;如果它的速度保持在與東風-17接近的量級,那么它就必須進入更高密度的大氣來飛行,也就是降低飛行高度。

這里我們就要注意了,這是出現(xiàn)在反艦導彈方陣中的武器,鷹擊-17的飛行高度不應該和東風-17一樣高,結(jié)果就顯而易見了,鷹擊-17則是典型的近地乘波體,掠海幾十米高度飛行。在這種高密度空氣里,不需要那么大的升力面,反而要控制阻力和熱流。于是它用更細長的 10:1 滑翔體,加上更小的舵面,以獲得低阻力、高速掠海的特性。

帶入我們的分析軟件:



我們會發(fā)現(xiàn)在20米高度以馬赫8的速度飛行的時候,由于大氣遠比高空大氣稠密,其激波影響半徑遠遠小于高空同時也遠遠小于飛行高度。

為什么要這樣做?我們不是已經(jīng)有了鷹擊-21了嗎?看計算圖表:



通常的情況下,大多數(shù)驅(qū)逐艦,這里以美國的伯克級驅(qū)逐艦為例,他們的相控陣警戒雷達通常距離海平面17-20米



由于地球曲率影響,一枚射向這類驅(qū)逐艦的彈道導彈例如鷹擊-21,會在1400–1600 公里的距離上被發(fā)現(xiàn),一枚在80km高度飛行的東風-21也會在1000公里的距離上被發(fā)現(xiàn),而一枚貼著海平面飛行的鷹擊-17則僅僅會在35公里處被發(fā)現(xiàn)。

這里咱們就得說軍艦的防御窗口問題,對于1000公里之外的東風-17軍艦的有效防御窗口時間大約為2-3分鐘,對于鷹擊-21,一艘驅(qū)逐艦的有效防御窗口被壓縮到了30秒左右,而對于在35公里處才能被發(fā)現(xiàn)掠海飛行的鷹擊-17來說,防御窗口時間只有不足7秒。

看一個沒有壓縮時間的動圖:



在不需要轉(zhuǎn)向目標的前提下,CIWS系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)目標到開火大約會有3秒的延遲。這里包括了系統(tǒng)搜索到目標、判定目標、以及火神炮開始旋轉(zhuǎn)到擊發(fā)轉(zhuǎn)速的時間。那么在鷹擊-17 逼近時,整個 7 秒窗口直接被切去一半,只剩下 4 秒左右可以開火。換句話說,這點時間差不多就夠——雷達操作員看見警報亮起,報告艦長,艦長再罵一句娘。

這其實就是貼臉開大,在傳統(tǒng)防御體系設(shè)想里,攔截鏈條是線性的:遠程警戒雷達發(fā)現(xiàn) → 指揮系統(tǒng)判定 → 中程防空導彈攔截 → 近程防御導彈補刀 → CIWS 最后一層兜底。可鷹擊-17的掠海高速飛行直接把前面幾環(huán)都掐掉了,強行把整條鏈條壓縮成最后的幾秒鐘。

對應這類掠海飛行高超音速武器來襲,現(xiàn)在的軍艦能采取的方法其實只有幾種,最有效的一種方式也是最悲壯的方式就是——提前拉開艦隊縱深,外層艦艇先暴露自己吸收火力,給核心艦只創(chuàng)造幾秒鐘的喘息機會?蛇@就意味著——有人必須當“替死鬼”。另外可以靠電子戰(zhàn)和干擾,一刻不停的用箔條、紅外干擾彈或者強電磁壓制去迷惑來襲導彈,不管有沒有導彈來襲,這件事都不能停。可這同樣意味著——導彈來了有一定概率存活,但不管導彈來不來在強干擾環(huán)境下自身艦隊也除了釋放干擾毫無其他事情可做

當然了,還可以派出大量預警機在艦隊周圍,去彌補雷達地平線的天然缺陷。預警機在萬米高空,理論上可以把貼海飛行的鷹擊-17在幾百公里外就捕獲,然后把目標信息實時傳回艦隊。但問題來了,戰(zhàn)爭就像剝洋蔥,都是從外圍一層層的搞的。能打的到軍艦怎么會打不到預警機呢?

在鷹擊-21曝光的時候我們教會了美國人得往上看,要防備灌頂攻擊。但現(xiàn)在出來了鷹擊-17又得讓他們往下看了……

不過,為了讓老美真正的“低頭看”,我們也做出了很多挑戰(zhàn),這里就體現(xiàn)出了鷹擊-17比東風-17更牛的地方:

耐熱:東風-17在 80 公里高空滑翔時,大氣密度只有海平面的一萬分之一,哪怕速度是馬赫 10,熱流負擔也相對可控?生棑-17在 20 米高度以馬赫 8 貼海飛行,激波緊貼機體,熱流直接爆表,是東風-17的數(shù)十倍。為了頂住這種“空氣摩擦地獄”,鷹擊-17必須在材料和冷卻上跨大臺階:高溫復合材料、非燒蝕防熱涂層,甚至可能結(jié)合燃料冷卻循環(huán),才能保證飛幾百公里不自己燒成一團火球。



這里就得提到一個關(guān)鍵背景:2018 年開始,我們就投入了“非燒蝕防熱材料”的研發(fā),并在 2023 年取得了應用成果。這種材料在馬赫 8 的環(huán)境下,可以承受高達 4000℃ 的表面溫度。



相比傳統(tǒng)的燒蝕材料,非燒蝕防熱材料的最大好處在于——外形不會隨著燒蝕而改變。在高超飛行過程中,導彈的氣動外形能夠在相當長的一段時間里保持穩(wěn)定,不會因表面燒蝕而產(chǎn)生氣動性能的退化。這意味著鷹擊-17在全程高速掠海時,依然能保持設(shè)計好的升阻比與操縱特性,穩(wěn)定性遠優(yōu)于前一代方案。

耐壓:如果說熱是掠海飛行的第一道火焰考驗,那么壓就是第二道鐵門檻。

在 20 米高度以馬赫 8 飛行,動壓 高達 4–5 兆帕,比東風-17在高空承受的動壓大了整整五個數(shù)量級。這個數(shù)字意味著什么?它相當于把整個機體放進一個隨時可能撕裂的“高壓炮膛內(nèi)”。



東風-17那樣的寬體滑翔器在稀薄空氣里可以“鋪開翅膀”,但如果把它原封不動丟到低空,它的氣動面早就被巨大的彎矩和拍擊力撕成碎片。鷹擊-17采用 10:1 的細長滑翔體和極小的控制面,同時,我們可以發(fā)現(xiàn)這次乘波體的翼面已經(jīng)被壓縮成了邊條狀,正是為了減小受力面積、降低氣動力矩,保證在極端動壓下依然能保持結(jié)構(gòu)完整。



所以,把鷹擊-17說成“縮水版東風-17”純屬外行話。它明明是一個專為低空惡劣工況量身打造的新一代乘波體,只是殼子上還保留著點“東風-17 的老味道”。真要論技術(shù)水準,東風-17在它后面連車尾燈都看不見。

極限操控,這是鷹擊-17真正比東風-17更可怕的地方。在高空飛行的東風-17,即便偏差幾十米甚至上百米,也完全不影響整體軌跡,滑翔器依舊可以依靠升力調(diào)整姿態(tài)慢慢修正。但鷹擊-17不同,它要在幾十米高度以馬赫8掠海飛行,留給它的安全余量幾乎為零。哪怕一個浪頭激起的渦流,或者氣流中一個瞬間的擾動,都會讓它失去平衡,直接鉆進海里。于是,整個飛行控制系統(tǒng)必須在毫秒級別做出反應,慣導、雷達高度計甚至可能輔以激光測距,一起實時校正姿態(tài)和高度。在這樣極端的工況下,飛控算法必須兼具精度與魯棒性,任何一次延遲或過度修正都可能導致災難。這就要求控制律從理論層面就要比前一代更激進:不再是慢速的大幅度調(diào)整,而是高頻率、微幅度的連續(xù)修剪,就像外科手術(shù)刀在刀刃上行走。



這種難度遠不是口頭說說,而是有大量技術(shù)積累作為支撐。國內(nèi)幾所頂尖高校與研究機構(gòu)從十多年前就開始攻關(guān)高超聲速飛行器的控制問題,圍繞“強耦合、非線性、不確定性和執(zhí)行機構(gòu)約束”做出了大量理論和實驗工作。從反步控制與滑?刂频膹秃戏桨,到參數(shù)隨馬赫數(shù)和攻角變化實時調(diào)度的控制器,再到利用模型預測控制來管理舵面速率和過載約束,這些曾經(jīng)看似“學術(shù)化”的控制方法,今天已經(jīng)在硬件在環(huán)試驗中逐步走向工程化。鷹擊-17正是把這些成果壓縮進一個貼海飛行的導彈里,讓控制理論從實驗室里“畢業(yè)”,變成實戰(zhàn)可用的工程手段。在馬赫8的速度下保持二十米高度掠海飛行,本質(zhì)上就是在時間和空間的刀刃上跳舞,而鷹擊-17證明了這支舞可以跳得穩(wěn)、跳得狠。

抗干擾,在掠海高超飛行的末段,鷹擊-17面對的環(huán)境比東風-17要惡劣得多。東風-17在八十公里的高空,背景單純,大氣稀薄,制導傳感器的主要任務是克服非線性氣動和長距離能量衰減。但鷹擊-17要在二十米高度、馬赫8的速度下飛行,海面浪涌、氣泡、熱流層疊反射,形成極其復雜的電磁和紅外背景。加上敵方艦艇必然釋放箔條、紅外干擾彈,配合大功率電磁壓制,使得導彈幾乎是在一片“噪聲沼澤”里尋找目標。要想在這種環(huán)境下保持鎖定,單一的雷達或紅外手段已完全不足,多模融合成了唯一出路。

更為極端的是——在馬赫8的掠海飛行中,等離子鞘套會把導彈整個包裹起來,頭部尤其嚴重,傳統(tǒng)雷達或數(shù)據(jù)鏈幾乎完全失效。但鷹擊-17的細長滑翔體在這里反而展現(xiàn)出了優(yōu)勢:由于機體長寬比達到10:1,尾部氣流收縮區(qū)的鞘套厚度顯著減小,甚至會出現(xiàn)相對透明的“窗口”。工程師們正是利用這個尾跡窗口來維持關(guān)鍵功能——測高雷達可以通過這里繼續(xù)工作,保障導彈穩(wěn)定在幾十米高度掠海飛行,必要時也能通過這一區(qū)域建立有限通訊,從而避免真正陷入徹底的“黑障盲飛”。



更重要的是,鷹擊-17的飛行從來不是孤立的個體戰(zhàn),而是體系作戰(zhàn)的一環(huán)。慣導系統(tǒng)提供高頻修正,北斗衛(wèi)星導航則負責長程坐標更新,讓導彈全程軌跡始終保持在預設(shè)通道上。真正需要依賴導引頭“亮眼”的時刻,只集中在末段幾十秒內(nèi)。這種設(shè)計把大部分飛行壓力轉(zhuǎn)移給了體系支撐和機體結(jié)構(gòu)的巧妙氣動窗口,而不是像傳統(tǒng)飛行器那樣硬抗整個黑障過程。

最后:這次軍演上亮眼的武器很多,但真正具備極其強悍技術(shù)實力的就是這型鷹擊-17。暫時不用去考慮科幻級別的激光武器、無人機、機器狗、無人潛航器。原因很簡單,這些東西還都是在起步階段,還沒有真正觸碰到電子學、物理學的天花板,而鷹擊-17則已經(jīng)貼在天花板上了。從19年閱兵之后到昨天W君一直和大家說的是中國的武器最先進的是東風-17導彈系統(tǒng),而從今天開始是鷹擊-17了!

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