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如何评价俄罗斯22350护卫舰近日试射的“锆石”反舰导弹? 第1页

  

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一个张口就来“P-800 相比大跃进式的性能提升也完全不符合技术规律。战斗熊的节操早已堕落至印度象的水平”,另一个狂暴讽刺“对毛子的东西酸唧唧的,样子真的滑稽丑陋”,哎,我说至于么,就不能保持一点理工人的淡定和理性么。


首先,在这里回答的人,不管看起来有多专业,大概率是没见过锆石的实物的,更没有参与过相关试射,故所有的数据来源都是来自于俄罗斯所释出的信息,普京的国情咨文,俄罗斯媒体的报导,以及一段21秒,几乎看不清弹体的视频。在此基础上分析并“评价”这型导弹,我们首先就应该梳理一下这些信息,我们知道什么,信息的可靠性如何,再根据相对应的可靠性,结合一些导弹的知识加以推算,看看我们认为的较为可靠的信息,是否相互印证。这种做法也是标准的情报机构OSINT(公开情报搜集)流程。


2016年和之前俄罗斯媒体所披露的资料[1],锆石(3M22,北约代号SS-N-33)是一型高超声速反舰巡航导弹,采用碳氢液体燃料超燃冲压发动机,飞行马赫数可达5-6,最大射程500km。由俄罗斯机械制造科研生产联合体奥伦堡研制生产。其外形颇类似与美国X-51,飞行速度也基本相仿。X51保持的最高推力时间记录是210秒,如果锆石真的能完成射程500千米的指标,那意味着其超燃冲压发动机的工作时间绝不会低于210秒。



到了2017年,一份俄罗斯塔斯社新闻报道[2]中称,锆石导弹在测试中达到了8倍音速,这份报道的消息来源是“匿名的某国防部门人士”。最高8马赫的速度指标在采用碳氢燃料的超燃冲压发动机中被普遍认为是一个几乎难以实现的目标,加之消息来源不够权威,所以外界对此数据以质疑声居多。而更大的惊奇,是2019年2月俄罗斯总统普京发表国情咨文时公开宣称俄罗斯拥有若干“强力武器”[3],而锆石高超声速反舰导弹就是其中的一种,其射程为1000km,马赫数高达9。毕竟是俄罗斯总统亲自发布的数据,权威性和可信度明显高于媒体匿名披露,但是这样的数据明显和一款“以碳氢煤油为燃料的超燃冲压巡航导弹”冲突,假如普京说的数据是真实的,那么锆石极大可能是高超声速导弹中的另外一种解决方案,既助推-滑翔弹。普京的国情咨文中,似乎刻意避开提到kрылатая ракета这个词,即巡航导弹,更是从侧面证明了这种猜想。当然还有一种可能性,就是普京极为明显地夸大了锆石的性能数据,专业分析者一听便知数据的离谱,起不到任何威慑作用,政治上明显弊大于利,我个人认为这种可能性不高。

从几乎所有信息来源来看,包括本次试射(按照射程和飞行时间计算的平均速度高于5.5马赫),我们可以确定,锆石一定是一型高超声速导弹,即其具备在至少5马赫的大气层中长时间长距离飞行的能力。目前人类所实践的高超声速方案,从大的技术分类上就是两大类,一是东风-17那样的助推-滑翔动力形式,另一类就是自带动力的超燃冲压发动机动力,锆石非此即彼,再要么是两者的某种综合形式,别无其他可能性。


那么,我们上面已经分析过了,靠着煤油等碳氢燃料,按照人类的现有技术,基本上不可能飞到9马赫,锆石的实战部署环境又不允许其采用氢燃料,所以现在的问题是锆石究竟可不可能是助推滑翔型高超呢,这需要用计算来回答。


刘新建《导弹总体设计导论》中,提供了一个可以对弹道式助推-滑翔导弹滑翔航程的粗估方法:

其中,L/D为滑翔体升阻比,re为地球半径,初始状态,u0=v0^2/(g0r0),终点状态,u1=v1^2/(g0r0), r0=re+h0。


根据某些资料,双锥体带舵弹头升阻比超过2,而东风-17类似的滑翔体升阻比超过3,我们假设俄罗斯人的水平不足以在这个尺度获得东风-17级别的滑翔体,但考虑到他们在“先锋”上使用的的15Yu71弹头的技术水平,L/D假设为2.8,地球半径6371000,设v0为未知项,弹头的末速度为1020米/秒,即海平面处3马赫,以保证末端突防能力,起滑高度,根据俄方的信息,我们选择28000米。带入上公式,解得v0=2743米/秒,即助推火箭需要将滑翔体助推至至少2743米每秒的速度。



然后我们来计算一下火箭发动机的能力。查阅和锆石同一个炕睡觉的兄弟——P-800“缟玛瑙”反舰导弹的数据[4],该弹的舰载型长8.9米,直径0.7米,质量3000kg,战斗部至少300kg。既然是同一个炕睡觉的兄弟(都是从3S14垂发系统中射出,如果P-800可以发射,那么假设一个不大于这个指标的锆石是完全合理的),我们也假设锆石不包含整流罩的发射质量3000kg,滑翔体包含战斗部和制导部件,算600kg,这样留给助推段的质量为2400kg。对比俄罗斯的固体火箭发动机壳体水平,代表作,采用高性能杂环芳纶壳体的白杨导弹,一级干质比可达0.92,我们可以适当降低一些此指标,假设锆石助推段干质比0.91,则一级装药量为2184kg。考虑到助推段全程在大气层内飞行,我们假设固体火箭发动机海平面比冲为255秒,则一级发动机产生的理论速度增量,根据著名的齐奥尔科夫斯基方程

ΔV = 255*9.8*Ln(3000/(3000-2184))=3253米/秒。考虑到这是非常理想的情况,根据苏联导弹的测试数据,一般再除以经验常数1.175,得到2769米/秒。

也就是说,在我们符合实用逻辑的假设中,助推段产生的2769米/秒的速度增量,是可以满足滑翔体2743米/秒的射程和速度需求的。虽然这样的一级助推段火箭发动机要求一定的固体发动机水平,造价也因为高达0.91的干质比不会太低,但是作为一种俄罗斯倾尽全力发展的大杀器,给到这个水平,我认为十分合理。更有意思的是2769米/秒这个速度,在28000米发动机关机,导弹速度达到最大时,综合此高度的音速,约300米/秒,恰好是9.23马赫。我们的这套助推-滑翔导弹的模型刚刚好符合普京口中的“9马赫最大速度,1000公里的最大射程”这样的表述,我想这不是巧合。


尽管锆石的性能和我们的理论模型计算高度吻合,但我们不能下定论认为,锆石就是助推-滑翔型高超导弹,因为在整理资料中有一些信息值得我们关注:根据塔斯社的报道,截至2018年12月,锆石导弹已完成10余次数百公里射程的海上测试,其中6次是可以找到公开报道的。值得注意的是前2次飞行试验都是在阿赫图宾斯克的第929国家飞行研究中心的试验场,由图-22M3轰炸机挂载进行的试验。第一次在2012年夏天,部分成功;第二次在2013年,也是部分成功。直到2017年4月的测试,才由海军的垂发系统发射并获得成功。早期的试验非常明确地指向超燃冲压构型,因为助推-滑翔导弹的初次测试一般不会用轰炸机挂载的方式来测试的。再结合前文提到的,2016年流出的锆石酷似X51的外形,我们可以大胆而合理的猜测:锆石的初版就是超燃冲压构型,但是因为始终无法获得完全的成功,或许是工程上遇到了无法克服的技术困难,不得不在大约2014-2015年前后,采用了新的方案,并获得快速进展。而射程和最高速度的巨大变动,很可能是完全转换了构型造成的。



我们在这次发射的视频中,看不出其具有非常明显的X-51那样冲压-火箭异形特征,有意思的是,反倒是最近几年和印度合作的布拉莫斯-2导弹在展会上的模型,非常好的继承了锆石原版的特点。这又非常符合俄毛拿印度人当新技术小白鼠和无知金主的一贯传统,这更加让我对俄罗斯超燃冲压巡航弹的实用情况产生质疑。

综上所述,基本可以确定,锆石反舰导弹是一型助推-滑翔类别的高超音速反舰导弹,和我国鹰击-XX有异曲同工之妙,我们已经通过计算证明了,以俄罗斯现有的技术,是完全可以达到其所宣称的技战术指标的。不是不想搞超燃冲压,是实在是太难了。我这里得出这个结论,不是根据什么苏联时期搞得预先研究,不是“冷”计划,不是“鹰”计划,也不是GLL-AP-02项目,而是锆石的试验试飞记录。你讨论的是锆石导弹,不是苏联/俄罗斯的高超整体水平,就物论物,不是很基础问题么?

不过有一点需要坦率地指出,也不是所有的证据都支持锆石是一款助推滑导弹,比如在视频中其展示的,具有较高倾斜角度的上升弹道,并不是优化的弹道,视频中的锆石,和P-800十分类似,有一个明显的抛盖动作,而助推-滑翔型导弹是完全不需要这样一个步骤的。另外其起滑点28km也比同类导弹明显偏低,会带来更大的大气加热和气动损耗问题。这些问题我们需要更多的资料和数据去回答,我会保持关注。


感谢航空航天港论坛东方红和uayebuui网友为我的理论计算提供的启发。


刚刚我写完后,我又反复看了一下这次的发射视频,思考了一下,似乎存在一种有趣的可能性:即类似于,俄军的伊斯坎德尔和口径导弹,在同样的一个体系里,有两种不同规格的导弹。会不会锆石也是类似的情况呢?普京口中的锆石是滑翔-助推导弹,而这次试射的是一种准超燃冲压导弹,也叫锆石?也未可知......


应评论区要求,忽略地球自转影响的弹道坐标系纵向动力学方程组为:

由此推导出滑翔航程的粗估公式

参考

  1. ^«Циркон»: в пяти Махах от цели https://www.vpk-news.ru/articles/29966
  2. ^Russia’s hypersonic Zircon anti-ship missile reaches eight times speed of sound https://tass.com/defense/941559
  3. ^Послание Президента Федеральному Собранию http://www.kremlin.ru/events/president/news/59863
  4. ^P-800 Oniks https://en.wikipedia.org/wiki/P-800_Oniks

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这么强的导弹能装进这么小的船里是很令人佩服的。毕竟锆石全长八米。这需要非常大尺寸的垂发才装得下。对比之下,055最深的垂发也才9米深。22350才仅仅4500吨,比054a大不了很多。因为我国目前没有公开过锆石这样使用超燃冲压发动机的反舰导弹,我们甚至可以说22350这样一艘小船在反舰这一项能力里是世界第一梯队级别。

从性能上说,锆石导弹最高突防速度八马赫。而且因为其使用超燃冲压发动机,能以高超音速巡航。 射程在1000公里以上,超过了当前美国航母战斗群在不使用f35情况下的作战半径。

从数量上说,22350改进型能带16枚这样的导弹/后期甚至有可能扩展到24个。因为16个3R14型垂发,这样一艘船的反舰导弹搭载量和两艘现代级差不多。 而两艘22350的饱和打击应该足以突破美国整个航母战斗群的拦截网。俄海军总共要造15艘。野心还是很大的。

从部署上来说,目前4艘建成的22350都在北方舰队。这个部署可谓让人心安,因为意图单一:只冲着美国去的,其他人别多想。但随着改型舰艇数量多增加,势必我国周围也会看到她的身影。也许会对我国大型水面舰艇的设计造成挑战,毕竟谁都无法保证中俄会不会一直如此友好。

补充:

看到很多人对锆石是不是高燃冲压有疑问,我统一做回答。

前苏联时期,超燃冲压发动机与1969年立项,开始建造自由射流设备(T-131B)、直联实验台(T-131V)和小型风洞(SVV-1)配套实验系统。

真正的突破发生于90年代中期,“冷计划”的飞行器进行了5次飞行试验,采用氢燃料双模态发动机,实现了由亚燃向超燃的转变,最大飞行马赫数为6.5。

巡航速度超过6马赫的鹰计划以白杨M为发射载体与2001年首飞。

2012年俄罗斯完成了空射超燃冲压发动机飞行器的试飞。


很多人凭印象认为超燃冲压发动机难度过大,俄罗斯吹牛成习专吃老本,不可能完成大跃进式发展等等等...

第一,超燃发动机难度的确大。 第二,俄罗斯的确在吃老本,只不过这次这个老本比较牛逼。 第三,这不能算作大跃进技术,而是长时间技术发展的产物。

不做相同问题的更多回复。


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又看到某带湿拿22350排水量黑舰艇生活条件。

首先22350标派4500,满载5400,054A标排3600,满载4200。22350差不多比054A大一圈,054A定员180人,22350虽然设备更多,但自动化程度更高定员只有170人。054A 32坑+8箱式反舰导弹发射器。22350 32+16坑,两者搭载导弹数量相当,22350多出来的相控阵雷达和电子设备布置在舰桥上,这些地方本来就不住人,22350采用体积更紧凑的燃气轮机主机,054A用的是体积更大的柴油机主机,22350动力舱可以更紧凑。综合起来22350生活空间会比054A要大不少。黑之前麻烦先搞搞清楚黑的对象。

对比欧洲海军那堆驱护,22350可以说战斗力欧洲第一。


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3M22“锆石”,多少年的老项目了,切洛梅搞的东西,一直都是公开存在并且有相关消息的(包括一些试射的消息)。诸位能不能先多去了解一下,不要凭感觉就否认这否认那的。

它的外形确实是没公开过,这次公开的视频看到的是安装了整流罩的导弹,发射后整流罩被抛弃。

此次试射击中了450km外的海上目标,总飞行时间4分30秒,最大飞行高度28km,最大速度大于8马赫。算下来全程均速都有海平面音速的五倍。(需要考虑到导弹需要时间加速)

根据普京的说法3M22可加速至9马赫,摧毁1000km外的海上和陆上目标。根据俄罗斯国防部的说法,3M22的射程根据不同的目标类型,在1000-2000km之间。

锆石可由水面舰艇和潜艇发射,在水面舰艇上使用3S14垂发发射,目前锆石正准备继续在22350护卫舰和885核潜艇上进行试射。


目前俄罗斯已知的高超音速武器有五种:

  1. KH47M2“匕首”,米格31发射的空射弹道导弹。
  2. “先锋”,洲际弹道导弹的升力体弹头。
  3. 3M22“锆石”,可放入UKSK垂发(3S14)的超燃冲压巡航导弹。
  4. 一种由图-22M3携带的,为图-22M3M开发的,完全不同于KH-32的新型高超音速导弹。目前没有任何具体信息,今年5月11号塔斯社报道俄罗斯在图-22M3上试射了这种导弹。
  5. 为苏-57开发的、可放入其弹舱的高超音速导弹。目前没有任何具体信息。

前3种是公开存在的,后两种只见于极少量媒体报道,具体情况不明。


苏联/俄罗斯在70-80年代的时候就进行了超燃冲压动力飞行器的工程设计,从1991年起,在90年代进行了一系列试射。锆石这一项目也有十几二十年了,前些年一直都有试射的消息,根本不是现在突然出现的。


tass.ru/armiya-i-opk/27 根据塔斯社2016年的报道,据俄罗斯国防部副部长德米特里·布尔加科夫的说法,俄罗斯为俄军开发了一种新型燃料“Децилин-М”,它可以使俄罗斯战略巡航导弹的射程增加250-300km,同时它被计划用做俄罗斯新型高超音速战略巡航导弹的喷气发动机的燃料。从命名上看“Децилин-М”应该是“Децилин”的改进型,而“Децилин”是俄罗斯为KH-55巡航导弹上的P95-300涡扇发动机开发的燃料,是一种碳氢燃料。


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更新:针对 @可爱小虎鲸 的回答,在此更新一篇文章,供大家参阅:



高赞的那个 @剪水鹱 把我整乐了。

先把官方说法给你否定,然后再说“尚无证据”。还有你来给我说说,怎么定义节操之间的偏序关系?

您要是能下个准确定义来,我保证您能在核心期刊上发篇论文。

不会吧不会吧,这么嫉妒北极熊啊。

还主观臆断为「大跃进」——不了解,就请不要胡扯。

他表示,从2000年代初期开搞高超音速持续到现在,积累了大量理论知识和实践经验,已可以实现大气层内的高超音速飞行。(指锆石项目)
“现在以M6的大气层超燃动力超高音速飞行以及大马赫数弹道飞行(无动力高超),不再是想象,而是接近现实的事情。 这种飞跃的进步是全方位的和系统性的,需要在所有方向上的广泛方法措施。”

研制了十几年的东西,到 @剪水鹱 口中就变成了大跃进。

(评论区指出70年代苏联便开始研制超燃冲压动力)

那么中国的歼20是不是也是大跃进?

把自己眼睛蒙起来,对毛子的东西酸唧唧的,样子真的滑稽丑陋。

再看看 @剪水鹱 的回答,提问问的是导弹,他非跟你先扯舰小。@剪水鹱 我劝您啊,看不起毛子可以,但是您得看清题目啊。

将事情杂糅混淆的本事,还是得向 @剪水鹱 学习啊。


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妹妹你大胆地往前走 往前走 莫回呀头

通天的大路 九千九百 九千九百九呀

妹妹你大胆地往前走呀 往前走 莫回呀头

通天的大路 九千九百 九千九百九呀

妹妹你大胆地往前走呀 往前走 莫回呀头

从此后 你 搭起那红绣楼呀

抛洒着红绣球呀 正打中我的头呀

与你喝一壶呀 红红的高梁酒呀

红红的高梁酒呀嘿 妹妹你大胆地往前走呀

往前走 莫回呀头 通天的大路 九千九百

九千九百九呀 妹妹你大胆地往前走呀

往前走 莫回呀头 从此后

你 搭起那红绣楼呀 抛洒着红绣球呀

正打中我的头呀 与你喝一壶呀

红红的高梁酒呀 红红的高梁酒呀嘿

妹妹你大胆地往前走呀 往前走 莫回呀头




  

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