點評“雄風3”反艦_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2022-01-31 01:55
台灣的反艦導彈稱為“雄風”系列,“雄風1”仿造以色列的“伽伯列”,“雄風2”受到後期“伽伯列”的影響,但已經不是完全仿造了。“雄風3”號稱是台灣獨立研製的,但受到俄羅斯Kh-31的影響。問題是,每個人中學都讀過《荷塘月色》,但沒有幾個人敢自稱朱自清轉世。

雄風1其實挺簡陋的

雄風2是中規中矩的高亞音速反艦導彈

雄風3則是超音速的
“雄風3”具有對稱的4個側面進氣口,兩側還有兩個助推器。看似中規中矩,實際上有點特別。這是抄俄羅斯Kh-31的作業,但有點抄歪了。
這是採用衝壓發動機推進的。衝壓發動機取消渦輪壓縮機,用進氣動壓直接增壓,結構簡單,高速推進效率高,是M3一級的理想推進動力。不過這不是台灣的首創,只是隨大流而已。問題是,衝壓發動機需要足夠的工作速度才能點火,一般需要火箭助推才能起飛和進入工作狀態。
在“古時候”,這就是簡單粗暴的直接在導彈周圍捆綁一圈固體火箭助推器,用固體火箭助推器起飛、加速到衝壓發動機的工作速度,助推器拋離,衝壓發動機點火,轉入巡航。但這樣的簡單粗暴重量大、結構效率低,很快被一體式火箭衝壓發動機替代。

60年代的蘇聯SA-6防空導彈是首先實現一體化火箭衝壓發動機

進氣口在地面待發和起飛後還在助推段時有封蓋蓋着

火箭衝壓發動機的工作原理,這裏進氣口封蓋在內部,而不是像SA-6的封蓋在進氣口
一體式火箭衝壓發動機的固體火箭助推器和衝壓發動機共用燃燒室,固體火箭助推器的燃料柱燃盡後,進氣口的封蓋拋棄,空氣進入騰出的燃燒室,利用動壓在進氣道內減速增壓後,與液體燃料混合後,燃燒產生巡航推力。
蘇聯的SA-6是世界上第一種成功的一體化火箭衝壓推進的導彈,600公斤重的導彈達到24公里射程。相比之下,SA-2導彈重達2300公斤,射程也不過45公里。
但衝壓發動機對進氣條件比較敏感,防空導彈和空空導彈的需要從低空到高空都有效工作,很大的空氣密度變化不利於衝壓發動機的穩定工作,高機動所需要的大迎角導致的進氣畸變也不利於衝壓發動機的穩定工作。90年代有過一陣中程空空導彈改用火箭衝壓增程的風,但只有歐洲“流星”等不多幾種最後兑現,主流還是回到雙推力固體火箭發動機。
但火箭衝壓發動機的增程作用明顯,用於工作高度比較均勻一致、機動性要求不高的反艦導彈,還是很有吸引力的。80年代後,一體式火箭衝壓推進成為蘇聯/俄羅斯反艦導彈的標配,其中以Kh-31空艦導彈和P-270艦對艦導彈。兩者的大小相差很多,但氣動佈局很相似。

Kh-31是很成功的空射反艦導彈,特徵性的四個進氣口成為很多導彈的參照對象

P-270比Kh-31要大得多,但氣動佈局很相似

Kh-31進氣口封蓋是很特別的“尖頭朝外”的錐形,便於在拋棄時利用氣動壓力向外側自然分離

拋棄進氣口封蓋後,進氣口的整流錐很明顯

航展上的模型也清楚地顯示了進氣口整流錐
“雄風3”倒是沒有徹底不思進取地照抄,還是有點改進的,比如説,四個進氣口都改成後掠矩形的。這像戰鬥機進氣口一樣,唇口“懸浮”與彈體,之間的空隙是附面層溢流道。後掠矩形進氣口對大迎角下的進氣更好,説明“雄風3”還是有一點機動能力的。問題是,進氣道內有隔板,進氣道外壁有整流片,尾部再加上尾翼。疊牀架屋,太囉嗦了。原因只有一個:氣動設計水平太差,只能頭痛醫頭、腳痛醫腳,哪兒搞不定就再加整流片。

矩形進氣口內有隔板,外壁上有窄長條整流片,尾部還有尾翼
進氣口內的整流片應該是補償側滑時的進氣的。其實説這是氣動設計水平差不盡公平,這主要是衝壓發動機的設計水平差,進氣流場在側滑時變形,就不能正常工作,所以需要隔板來理順。
更加囉嗦的是進氣道外壁中段的狹長整流片。這是台灣的獨創,沒有在任何反艦導彈或者別的什麼導彈上見到過這東西,估計是避免附面層溢流道出來的氣流膨化後影響尾翼。

“鷹擊12”就要乾淨得多,沒有那麼多囉嗦的附件
比較“鷹擊12”,在大體氣動佈局相似的情況下,氣動設計要乾淨得多,沒有進氣口內的隔板,也沒有外壁上的整流片。
這些氣動上的零碎越多,阻力越大。

“鷹擊12”進氣道結構一直延伸到彈尾,而不是像“雄風3”那樣在後半段開始向內收縮
可以看到,“鷹擊12”進氣道結構一直延伸到彈尾。“雄風3”的進氣道在後半段開始向內收縮。從進氣道來説,其實內部早就像彈體軸線彎曲了,在外部到接近尾部才收縮,可能是面積律的考慮,降低後體阻力。這當然是好的,問題這樣分離出來的附面層氣流就要干擾尾翼的翼根,而且干擾的幅度還隨迎角和氣流的情況變化。只有用中段整流片“蓋住”,就像F-18A用翼根整流片把前緣邊條渦流導向,避免敲擊雙垂尾。代價是氣動阻力。也就是説,本來用面積律減租,最後阻力還是加回去了。
“鷹擊12”就避免了這個問題,尾翼被延長的進氣道結構“抬離”彈體,附面層氣流不影響。面積律的問題由進氣道延長結構的尾錐解決,好像蘇-27的尾錐一樣。Kh-31也是這樣。

F-18A在試飛中發現嚴重的邊條渦敲擊雙垂尾的問題,後來是用這塊小小的整流片解決的
更大的囉嗦在於那對顯眼的捆綁式固體火箭助推器。“雄風3”倒沒有返祖到分體式火箭衝壓發動機,還是一體的。問題是射程要求太高,需要大大增加攜帶的燃料,只有加粗彈體,增加對長度的佔用。但這樣一來,一體式火箭衝壓的燃燒室-固體火箭藥柱就要加長。衝壓發動機的燃燒室倒是不需要多長,但固體火箭的藥柱要足夠長,才有足夠的推力和加速時間以達到衝壓發動機的工作速度,問題是這樣整個導彈就太長了,台灣的導彈艇、戰鬥機攜帶不了。
為了提供足夠的助推推力而不增加彈全長,“雄風3”最後只有脱褲子放屁,採用了少有的一體式火箭衝壓加固體火箭助推器的設計。但這樣一來,又多出來了助推器分離的問題。助推器的尖頭也像Kh-31的進氣口封罩一樣,尖頭向外,便於利用氣動壓力自然分離。但助推器尾還有很大的尾翼,可能是對兩側助推器推力不均勻的補償,也有利於助推器分離時的穩定。不過這又增加重量和阻力了。

“雄風3” 在氣動上疊牀架屋,這麼繁瑣在現代導彈上是罕見的
更加變態的是,起飛似乎是用火箭衝壓的火箭動力,而兩側的助推器並不工作。這是很奇怪的設計。要麼主火箭發動機不夠給力,需要稍後點火的助推器加速到工作速度,才能使得衝壓發動機點火;要麼主火箭發動機燃燒完畢後,衝壓發動機早早接力工作,與助推器一起加速到巡航速度,然後再由衝壓發動機獨立完成巡航(巡航動力要求低於加速動力)。最悲催的可能性是助推器一直掛着,直到末段加速衝刺時再點火,這就太那個什麼了。總而言之,非常擰巴,只有印度人才想得出這麼奇怪的設計。

很擰巴的是,起飛時助推器似乎並不工作
“雄風3”在氣動上採用和很多奇怪的做法,説到底是為了適配不夠長的發射器。發射器要加長不難,但在預定要安裝的艦艇上就裝不下了。但是“雄風3”真的做到短小緊湊了嗎?“鷹擊12”長6.3米,“雄風3”則是6.1米,並沒有差多少,但設計水平就相差很多了。
至於技術性能,“雄風3”和“鷹擊12”的具體數據有很多都是推測的,“雄風3”的速度為M2-3,射程為250-400公里;“鷹擊-12”的速度為M3-4,射程為400-500公里。
性能對比其實沒有那麼重要,重要的是“雄風3”很可能根本無法捕獲射程極限上的目標。沒有制空權,空中平台沒有看到目標就被幹掉了。解放軍就不同了,空中、水下、軌道上,辦法多的是。“雄風3”的發射平台能做到一次性使用就不錯了,很多可能還沒有使用,就被解放軍的各種遠程打擊手段幹掉了。壓制住台灣的戰鬥機和“愛國者”、“天弓2/3”遠程防空導彈後,在大量無人機和特種部隊引導下,轟-6到海峽中線投放滑翔炸彈就可以了,威力大,成本低,精度高。甚至運輸機都可以客串。成本更高但反應更快的遠火、導彈待命補缺。
在二戰中,香港還算一個要塞,但被日軍一個猛攻就拿下了。在香港迴歸談判中,英國還想不歸還香港,英國甚至不太隱晦地提及不久前失而復得的馬島,但馬上就想通了:香港已經根本不可防守了。
現在的台灣也是一樣,在軍事上已經不可防守了。美國也明白,所以並沒有在援台軍事裝備上多費事,否則北京幾句抗議是不會管用的。