陳友龍

2015年3月8日,伊朗公開了名為“蘇穆爾”(Soumar)的遠程地對地巡航導彈及其發射視頻。該導彈外形與俄制Kh-55巡航導彈非常相似。與Kh-55不同的是,“蘇穆爾”導彈在尾部加裝了一個助推器以增強動力,射程可達2000千米以上,打擊范圍不僅覆蓋包括以色列在內的整個中東地區,更具備打擊東歐甚至東非地區的能力。它的出現再次顯示了伊朗自主國防工業的實力。
發展概況
在近年來的多場局部戰爭中,巡航導彈往往是美軍發起空襲最先投入的進攻性武器,起到摧毀雷達、防空導彈等要地的“拔點”作用,為各類作戰飛機或地面部隊殺入戰區前掃清前進障礙。
伊朗“蘇穆爾”巡航導彈的發展得益于引進俄制Kh-55導彈技術。早在2001年伊朗就購買了12枚Kh-55。以色列國防軍軍情局武器部負責人法爾卡什少將2005年12月18日向以色列議會報告,“由烏克蘭非法運出的18枚Kh-55導彈中的12枚被運到了伊朗。”他指出,Kh-55可攜帶一枚核彈頭,對距發射地點3000千米外的目標實施精確打擊。“雖然這18枚巡航導彈大多是廢棄的散件,但是伊朗人具備將其組裝起來的能力。”一位防務人士透露說。其他人則認為,伊朗獲得Kh-55的主要目的是為了發展本國的巡航導彈。一位西方外交官指出,目前Kh-55的仿制工作由伊朗的兩家企業負責:帕琴導彈工業公司和CSIG公司(該公司主要負責巡航導彈的研發和生產)。
“蘇穆爾”巡航導彈的亮相表明,經過十多年的努力,伊朗已經具備組裝性能類似于Kh-55導彈的尖端武器。這款導彈可攜帶常規或核彈頭,具有良好的巡航能力,優秀的控制和制導能力,較高的打擊精度以及很高的隱身能力。巡航導彈可以超低空飛行,敵方雷達根本無法探測,而且能夠在目標附近盤旋,待機攻擊,具備較強的機動性和隱蔽性,能保證己方部隊和裝備的安全,減少戰斗傷亡。導彈可沿地物上空40-100米的高度起伏飛行,當飛抵距目標預定距離時,導彈先爬升至較高高度,打開主動雷達導引頭。搜索、捕獲、識別、鎖定目標后,俯沖至較低高度,通過橫向或俯仰規避機動躲開敵防空武器的攻擊,最后實現對目標俯沖攻擊。雖然發射方式不同,但導彈部件通用率非常高,這不但降低了系統研發,生產和維護成本,而且使作戰應用更加簡單。
這種類型的導彈可以攻擊敵方的加固或非加固目標以及敵人后方的地下指揮所、機場、低速行進的裝甲編隊和集結中的部隊、海軍港口設備,海軍基地及海洋監視設施等目標,是世界各大軍事強國爭相發展的“撒手锏”。
總體結構
參考Kh-55導彈的數據,可知伊朗“蘇穆爾”巡航導彈長約7米(加助推器),直徑約533毫米,全重1.7噸,巡航飛行速度940千米,小時,命中精度約150米,最大射程可達2500千米。導彈主要由彈體、動力裝置、制導裝置和戰斗部等組成。其中,彈體包括彈身、彈翼、尾翼、舵、以及安定面等。與Kh-55不同的是,“蘇穆爾”巡航導彈在尾部增加了一個帶格柵式尾翼的固體助推器,這是因為“蘇穆爾”要從地面發射,需要固體助推器提供初始速度和高度,而Kh-55是空射型號,可以由載機提供導彈初始速度。“蘇穆爾”導彈的動力系統包括一臺渦扇發動機和一臺固體燃料助推器。發動機吊掛在彈體下方,這樣既避免了設計復雜的伸出式進氣道,又避免了發動機占據彈體空間,提高了載油量,增加了航程,不過采用這樣的設計容易被敵方雷達探測到。制導裝置為復合制導系統,導彈頭部裝有慣導系統、GPS輔助修正系統和低空飛行用的雷達高度表系統。總體來看,導彈結構設計較為緊湊,特別是渦扇發動機的使用,大大縮小了導彈整體尺寸,使其可在多種平臺上兼容使用。
氣動布局
在氣動布局方面,這種亞音速導彈采用圓鈍頭部、中段圓柱形彈體(尾部收縮)、彈體中部安裝有“一字形”大展弦比中等后掠角折疊彈翼、彈體后部下方有固定式外置渦扇發動機、導彈尾部采用“人”字形尾翼的氣動設計。其中圓鈍頭部的好處是能夠增加可用空間,并能縮短全彈長度;大展弦比中等后掠角折疊彈翼折于彈體兩側的貯翼槽內,發射后自動展開。這種彈翼在亞音速范圍內升力較大,誘導阻力小,因此升阻比較大,能夠提供遠程巡航飛行所需的升力,有利提高導彈的射程。“一字形”布局的優點就是阻力小、重量輕,導彈在使用協調轉彎的時候,升力總是對準目標,戰斗部可采用定向爆炸結構,有利于減輕導彈的重量。另外由于彈體上方無彈翼,所以有利于布置掛鉤,機載比較方便。實際上我們看下現代巡航導彈,大多數采用的是這個布局,不過它的缺點就是當速度超過音速以后,激波阻力會急劇增加,所以不適合速度較快的導彈。
該導彈采用與飛機垂尾和平尾類似的三片式尾翼。國際上的多款導彈采用軸對稱翼面,呈x型配置,其特點是不管導彈向哪個方向機動,都不必傾斜,只要用兩對相互垂直的舵面操縱導彈,相應地改變兩對相互垂直的彈翼各自的仰角,即可提供所需的法向力,從而實現任意方向的機動。不過當同時存在攻角和側滑角時,這種翼面的非線性和氣動干擾比面對稱翼面大,要求控制系統快速性要好,同時增加了雷達對導彈探測面和被發現的可能性。伊朗導彈采用面對稱翼面,即呈120度的“人”字形配置,其特點是可提供足夠的航向穩定性,但當同時存在攻角和側滑角時,會產生顯著的滾動力矩。
“蘇穆爾”與其它巡航導彈最大的不同是固體助推器安裝上了四片格柵式尾翼。格柵翼又稱柵格翼,是一種空間多升力面系統,一般作為導彈尾翼。格柵翼一般呈網格狀,格壁可以做得很薄,以減少結構重量和材料成本。不同于傳統的控制翼面平行于氣流方向,格柵尾翼的翼面垂直于氣流方向。格柵翼的優點之一是升力比平面翼的升力大,格數越多,升力越大。格柵翼可以在高超音速和大迎角狀態下可以提供更好的可操作性。但是格柵翼的氣動阻力比平面尾翼大,格數越多,阻力越大。在亞音速飛行時,格柵翼的阻力和控制效果與平板尾翼相當。因為它們的形狀和小弦長,格柵翼便于折疊,折疊后所占的空間更小。它們可以沿徑向向前收起,發射后再直接由空氣阻力打開。這種折疊使武器更加緊湊和更容易儲存或運輸。鑒于伊朗巡航導彈主要是亞音速飛行,因此其格柵翼的主要優點是便于包裝,發射后打開方便,結構簡單,而不是低阻力或增加控制的有效性。
動力系統
“蘇穆爾”采用與Kh-55導彈一樣的渦輪風扇發動機。渦扇發動機的優點是耗油率低,缺點是結構復雜、迎面阻力大、推重比小。與渦噴發動機只采用內涵道方式排氣相比,渦扇發動機采用內外涵道排氣方式,排氣量更大,降低發動機油耗。另外渦扇發動機排氣溫度低、噪音小,利于隱身。
發射方式上,“蘇穆爾”導彈采用了助推火箭,這也是巡航導彈一個普遍的做法,這樣導彈可以不使用主發動機就可以爬升到預定高度,減少油耗。但是伊朗巡航導彈的助推火箭明顯要比“戰斧”等巡航導彈要大,顯示在固體火箭技術方面可能有所欠缺。巡航導彈如果采用了垂直發射系統,可以實現全向發射和攻擊,但缺點就是導彈在爬升過程中,速度較低,加上主翼面還沒有彈開,不具備轉彎能力,所以需要引入推力矢量技術讓導彈轉彎,增加導彈的重量和復雜程度,因此地面發射的伊朗巡航導彈采用的是傳統傾斜發射方式。
制導系統
“蘇穆爾”巡航導彈的制導方式可能與Kh-55導彈類似,采用了慣性導航系統和地形匹配制導技術。慣導系統是以陀螺和加速度計為敏感器件的導航參數解算系統,該系統根據陀螺的輸出建立導航坐標系,根據加速度計輸出解算出運載體在導航坐標系中的速度和位置。伊朗導彈的慣導組件采用捷聯慣導技術,激光陀螺儀,具有結構緊湊,靈敏度高,工作可靠等優點,這些技術已經運用在伊朗研制的“泥石”2固體中程導彈之上。在中段前期,慣導系統通過高精度慣性測量裝置,提供不間斷的位置、速度和姿態信息。慣性導航完全是依靠運載體自身設備獨立自主地進行,不依賴外部信息,具有隱蔽性好、工作不受氣象條件和人為干擾影響的優點,而且精度高。對于遠程巡航導彈,慣性制導系統加上地形匹配或其它制導技術,可保證它飛越幾千千米之后仍能以很高的精度擊中目標。為了糾正慣導系統的時間累積誤差,伊朗導彈可能還采用了GPS輔助導航系統。
地形匹配制導是遠程巡航導彈常用的一種精確制導方式。為實現這種制導,需先用偵察衛星或其它偵察手段,測繪出導彈預定飛行路線的地形高度數據并制成數字地圖,存儲在彈上制導系統中。伊朗導彈發射前需要任務規劃和航跡規劃兩個步驟,因此其需要建立專門的情報和指揮中心,制作巡航導彈整個飛行路徑的數字地形圖。這需要巨額資金來制作數字地圖,建立用于航線規劃,制作假想敵領土地圖的作戰情報指揮綜合中心。該中心在導彈發射前將重要地物場景裝定到導彈制導系統中。在打擊目標時,發射平臺到達發射點后需確定其相對目標的方位,并將其輸入彈上計算機。導彈發射后靠雷達高度表控制,下滑至巡航飛行高度,此時渦扇發動機啟動并推進導彈慢速巡航飛行。在某些預定的修正點上,地形匹配系統確定出航向和位置誤差,形成控制指令,操縱導彈回到預定的正確彈道,最后到達目標區上空。由此可見,地形相關匹配制導方式使過去只使用慣性或無線電指令制導的伊朗導彈增加了一種精度更高,射程可以更遠的全新制導方式,雖然較為復雜,但其使打擊精度更高。不過巡航導彈需要強大的情報系統為導彈提供目標信息保障,伊朗如果缺乏相關的情報系統,會使該彈的作戰效能大打折扣。而且地形匹配制導的主要缺點是只能在地形起伏比較明顯的路線上才能起作用,在平坦的地區或水面上飛行不能使用。
搭載平臺
由于缺乏大型遠程轟炸機,“蘇穆爾”目前只采用地面機動式發射車發射,未來可能會發展海基和空基發射型號。“蘇穆爾”的機動式發射車與伊朗的“征服者110”短程固體導彈發射車相似,導彈貯存于長方形發射箱內,這是因為其渦扇發動機沒有像Kh-55那樣縮進彈體內部,發射后才伸出彈體下方,因此發射箱體積較大。其機動式發射車為一種整體式底盤載車,越野能力較強,加上伊朗國內交通基礎設施比較發達,這種載車不僅成本低,而且能與眾多民用車混合在一起,迷惑敵方衛星和偵察設備,滿足導彈隱蔽性的要求。
結語
伊朗“蘇穆爾”巡航導彈安裝了抗干擾的“發射后不管”制導系統,體積小,重量輕,便于各種平臺攜載;射程遠,飛行高度低,攻擊突然性大;命中精度高,摧毀能力強等特點,而且伊朗已經具備初步的小批量生產能力,其戰略影響會隨著其技術的成熟而不斷增強,成為伊朗保障自身安全的利器。