引言
2009年6月24日美國海軍作戰學院戰略研究部助理教授安德魯·S·埃裡克森在雜誌發文稱,中國正在研發的(實際已經部署)反艦彈道導彈,可能借鑑了"潘興Ⅱ"末制導技術。這個訊息來源也就成了後來國內外自媒體引典說中國東風-21D反艦彈道導彈技術來源於美國"潘興Ⅱ"導彈的有利證據,也是該說法的起源之地。該說法在國內曾引起激烈的爭論,中國的東風-21D反艦彈道導彈到底是不是舶來之物,這個說法到底有沒有依據呢?本文秉持嚴謹、客觀的態度,從公開資料中分析其觀點的合理性。
"潘興Ⅱ"導彈的過人之處"潘興Ⅱ"導彈是美國上世紀七十年代研製,八十年代部署東歐的一種中程地地彈道導彈,也是迄今為止國際上公開資料中命中精度最高的一種彈道導彈。它是一種典型的兩級固體燃料中遠端彈道導彈,採用公路無依託機動發射,"潘興Ⅱ"導彈彈長10米,直徑1米,發射重量7200千克,射程1800公里,戰鬥部既能攜帶核彈頭,也能攜帶常規彈頭;其中核彈頭當量可以調整主要有兩種型別戰鬥部,可根據作戰需要選擇不同型別的戰鬥部進行靈活作戰,該型導彈常規彈頭大概重約400千克左右。
"潘興Ⅱ"和"潘興ⅠA"導彈在外形上有一定的類似之處,似乎是後者的發展改進型號;但從技術運用角度來看,前者並不能等同看待為後者的改進型,更像是一種全新的導彈。"潘興Ⅱ"導彈自誕生以來便備受外界廣泛關注,雖然生不逢時趕上美俄《中導條約》,僅服役兩年多被銷燬,但其技術至今在國際上也處於先進水平。之所以給予如此高的評價,歸咎原因在於其達到30米級的圓概率偏差(CEP),在交付部隊後還甚至打出了25米的新紀錄。
我們都知道,通常彈道導彈大都使用慣性制導方式,在擁有不受外界因素干擾的好處同時,也難以避免的會受到因其本身的慣性儀表製造精度,而直接影響到導彈的命中精度。在製造工業中,任何儀表加工過程中都會有不可避免的加工誤差,這個誤差值越大,使用它的導彈隨著射程的增加的命中精度就會同比例的降低,這就是導致彈道導彈命中精度較差的主要原因,也是各國在提升導彈精度重點研究的方向之一。"潘興Ⅱ"導彈的高命中精度主要歸功於其新興的制導模式。"潘興Ⅱ"導彈的制導方式在彈道導彈發展史上具有革命性的變革的重大意義,設計者首次在導彈飛行末段增加了一個J波段的雷達地形匹配製導元件,使得該型導彈成為世界上第一種使用末制導技術的型號。
自此,雷達匹配製導技術開始為中遠端彈道導彈末端制導服務。其工作原理是,當導彈結束中段飛行載入大氣層在導彈距離地面大概15000米的高度彈頭瞄準目標的時候,J波段雷達以每秒兩轉的速度對整個目標區域進行掃描,而後對掃描的影象和彈上火控計算機事先裝訂好的影象進行比對,如此一來就可以保證導彈有一個比較好的命中精度。如果末制導組建出現故障,導彈的慣性制導元件會自動跳過雷達地形匹配製導模式轉入慣性制導模式,引導導彈擊中預定目標,不過在命中精度會有較大的反差。
正是因為應用了末制導技術,"潘興Ⅱ"導彈的命中精度實現跨越式提升,這一設計理念對於後來的中遠端彈道導彈末端制導或複合制導模式發展奠定了技術基礎。不可否認的是,該設計理念對於中國後續的中遠端導彈末制導技術發展產生了一定的影響。
新時期的反艦彈道導彈概念反艦彈道導彈概念最早由蘇聯在上世紀五六十年代提出,在赫魯曉夫時代蘇聯也曾祕密研發過這種導彈,專案代號UR200。1964年蘇聯海軍將該專案列入1966年開始的五年海軍裝備發展計劃,同步展開導彈和配套"神話"海洋偵察衛星研製工作。在當時的導彈技術發展背景下,反艦彈道導彈並不能等同於今天的環境來看待,更像是一種海軍對於反艦作戰的理念創新和嘗試,這也與後來UR200專案的下馬有一定的關聯性。在當時巡航導彈技術還不成熟的背景下,蘇聯海軍開始嘗試在基於彈道導彈研發反艦型號,使得其具備打擊海上大型艦船的能力。
因此蘇聯在其R-27型液體彈道導彈的基礎上改進研製反艦彈道導彈,新的導彈被命名為R-27K型。該型導彈採用核裝藥戰鬥部,長9米,直徑1.5米,發射重量13.25噸,最大射程900公里。採用慣性導航+雷達末制導的制導工作原理,導彈發射升空後,在達到300公里的彈道最高點後,彈上雷達開始工作,可以掃描預定彈著點65公里半徑內的海上艦船目標,而後導彈進行兩次修正航向,最終攜帶核戰斗部擊中目標。這就是早期反艦彈道導彈的設計理念和工作原理,在1970年至1975年之間,蘇聯對R-27K反艦彈道導彈總計進行了31次試射,其中26次試驗獲得成功。由於多種因素,R-27K 和最新的R-33型反艦都得到連同其D-15型發射系統一同被蘇聯放棄,反艦彈道導彈的研製工作也告一段落。
本世紀初期,美國部分媒體開始炒作中國發展反艦彈道導彈,時隔近30年後反艦彈道導彈在學術界再次掀起一輪激烈的爭論,所不同的是此時的反艦彈道導彈爭論不再是蘇聯時期的技術探索,參照點選在了福斯化的反艦巡航導彈上;傳統彈道導彈射程遠、速度快的優勢被顯露出來,反艦彈道導彈被掛上了"航母殺手"的頭銜。
傳統的反艦導彈大多屬於飛航式導彈,它的外觀和飛行原理與飛機接近,經過數十年的發展拓展出超音速和亞音速兩大家族。飛航式反艦導彈就當前的技術水平射程基本在500公里範圍內,亞音速飛行速度在0.7-0.9馬赫之間,超音速導彈也不過2-3馬赫左右;這與彈道導彈末端七八個馬赫數以上的飛行速度相比差的太遠,而且在射程上也不佔有優勢。
另外反艦彈道導彈的突防能力極強,彈道導彈飛行速度快,在末端達到七八倍音速以上飛行速度使得現役的艦載防空系統很難實現有效攔截,尤其是導彈末端能夠以近乎垂直的方式進行攻擊,基本上是在艦載雷達的盲區中飛行。同時極高的末端速度所帶來的動能毀傷加上戰鬥部本身的高爆裝藥,一枚導彈擊中很可能就能讓一艘大型水面艦艇喪失作戰能力,甚至沉沒。
打得遠、飛的快、高毀傷、不易被攔截等特點使得反艦彈道導彈在現代海戰中的不對稱技術優勢顯露無疑。這就是新時期的反艦彈道導彈概念,有別於蘇聯時代的反艦彈道導彈概念,將其升級為一種戰略性拒止武器。一句話概括,蘇聯的R-27K和R-33更像是一種技術探索,中國的東風-21D和東風-26更多的是將突防,從而實現區域拒止的戰略威懾。
兩種完全不同的制導模式通過上文我們了解了"潘興Ⅱ"導彈的制導原理,其學術用語就是雷達地形匹配製導技術,屬於匹配製導的一個子部分。所謂的匹配製導是通過將導彈飛行路線下的典型地貌/地形特徵影象與彈上存貯的基準影象作比較,按誤差訊號修正彈道,把導彈自動引導向目標的制導方式。實際運用中,一般按影象資訊特徵將匹配製導分為地形匹配製導和景像匹配製導兩種。匹配製導的常見詞彙有地圖、地形、景象、影象匹配等等。
地形匹配製導以地形輪廓線(等高線)為匹配特徵,通常用雷達(或鐳射)高度表作為測量裝置,把沿著飛行軌跡測取的一條地形等高線剖面圖(實時圖)與預先存貯在彈上是若干個地形匹配區的基準圖在相關器內進行匹配,從而確定導彈的位置並修正彈道偏差。它可用於巡航導彈的全程制導和彈道導彈的中制導或末制導。地形匹配製導的優點是容易獲得目標特徵,基準源資料穩定,不受氣象變化的影響;缺點在於不宜在平原地區使用,同時也意味著其並不具備海上使用的條件。
雖然各大官方口徑中將"潘興Ⅱ"導彈的末制導表述為雷達地形匹配製導,但其實質上更傾向於景象匹配製導。景象匹配製導以地域地貌為特徵,採用影象成像裝置攝取沿飛行軌跡或目標區附近的區域地圖並與存貯在導彈上的基準圖匹配,利用一定範圍內一定景物的唯一性,通過匹配的方式獲得實時圖在基準圖上的準確位置,進而反算出導彈在空間中的位置資訊。"潘興Ⅱ"導彈末制導系統事先裝訂三種不同光線等級的目標地形景象圖,一定程度上解決了景象匹配製導易受基準源影響的問題,從而保證了導彈擁有較高的命中精度。
不可否認的是,景象匹配製導擁有比地形匹配製導更好的精度,技術要求也更高,理論上可以實現打擊海上大型艦船的目標。看到這裡是不是覺得安德魯·S·埃裡克森在文章中的表述很有道理,其實則不然,"潘興Ⅱ"和東風-21D在末制導上風馬牛而不相及。
根據官方披露的訊息,中國東風-21D反艦彈道導彈使用了與此前東風-15、東風-16中近程彈道導彈光學精確制導技術不同的雷達精確制導技術,在制導體制上選的是末端尋的制導技術,與"潘興Ⅱ"導彈的匹配製導技術完全不同。兩者工作原理通俗點講就是,"潘興Ⅱ"導彈更像是現代巡航導彈使用的航路規劃,導彈在預定軌跡飛行至末端後,雷達開機工作對目標區進行掃描,再通過彈上事先儲存好的景象圖進行對比修正,其作用距離和高度相對較小;東風-21D使用的雷達尋的制導技術則是當導彈在尋的制導階段,導引頭髮現並跟蹤目標,提取目標相對於導彈的位置和運動資訊,彈上計算機利用目標資訊形成控制訊號,控制自動駕駛儀改變導彈飛行姿態。飛行過程中,導引頭實時更新目標資訊,彈上計算機不斷產生新的控制訊號,控制導彈飛行直至接近並摧毀目標。
我們都知道,海上大型艦船不同於陸地固定靶標,而是以較高航速機動的移動靶標,相比"潘興Ⅱ"導彈的影象匹配,在反應時間和反應效率上,東風-21D的尋的制導技術更適合搜尋、跟蹤、鎖定以及最終實現灌頂攻擊,主動雷達使得導彈的眼睛更加靈敏,從而確保導彈具備打擊移動目標的能力。
綜上所對比我們發現,"潘興Ⅱ"和東風-21D兩款導彈的末制導技術工作原理和彈上裝置體制完全不同。兩種完全不同的末端制導體制,何來的借鑑或者舶來之說?另外,東風-21D是在火箭軍東風-21C的基礎上發展而來的,打擊精度接近甚至超越"潘興Ⅱ"導彈的最佳命中精度25米,兩款產品服役時間相差十數年,在技術運用上必然存在差距,東風-21C實現了小於50米級的圓概率偏差(CEP),相信東風-21D會更好,遺憾的是官方至今也沒有透露其核心指標——命中精度。
結語:何來的抄襲借鑑?有意思的是,根據安德魯·S·埃裡克森文章表述,其所指出東風-21D借鑑"潘興Ⅱ"末制導技術的核心證據是美國將拆除的"潘興Ⅱ"導彈當作廢品賣給中國,從而中國科研人員是在廢品中獲得相關技術的。這一說法雖然無從查證,但從常理上看就不符合正常邏輯。為什麼?我們都知道美國對於高技術產品有著極其苛刻的出口規定,昔日"潘興Ⅱ"剛部署東歐的時候,讓前蘇聯如坐鍼氈,在今天該技術也屬於靠前技術,如此先進的技術美國會不察之下當作廢品輸出中國,顯然是站不住腳的。
東風-21D採用的是尋的制導技術,更適合打擊移動目標
在技術體制上,"潘興Ⅱ"導彈使用匹配製導技術,東風-21D和東風-26則使用的是尋的制導技術,兩者在工作原理和彈上裝置組成兩個大的方面完全不同,這成為駁斥有關捕風捉影"東風-21D末制導技術是舶來之物"的有效證據,兩者在技術並存在關聯性,自然也就不存在借鑑或者舶來之說了。
實質上,客觀的講從工作效率上,我們使用的雷達尋的技術更適合打擊打擊移動目標,尤其是海上大型艦船目標。此外,在彈道飛行軌跡上兩者也有所不同,"潘興Ⅱ"導彈類似於機動變軌技術,在導彈再入大氣層後,由於末制導調整飛行軌跡在彈道上實現了一個小幅度躍升,出現至少兩個彈道;而東風-21D則是在末端實現近乎垂直的角度進行攻頂,從而最大限度的降低導彈被攔截的概率。
東風-26的出現使中國成為世界上唯一實際列裝並同時裝備兩款反艦彈道導彈的國家
因此,從末制導工作體制、彈上裝置組成以及彈道飛行軌跡等諸多角度來看,東風-21D和"潘興Ⅱ"導彈並沒有什麼技術上的實質性關聯,那何來的抄襲借鑑之說?其實就連問題的源頭,安德魯·S·埃裡克森文章核心論據有關中國如何獲得該技術的說法都不符合正常邏輯。所以,國內的這些爭論更像是一種"炒作",看看就好。
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30米精度是打不到航母的 只能給航母製造一片浪花