限於攔截機會,實現「一坑四彈」的ESSM面臨備而難用的尷尬

2021-12-24 大國戰勢

ESSM是美國雷神公司研製的一款中程防空飛彈,2004年1月獲得批量生產許可,它既可垂直發射,又能傾斜發射,適裝性好,得到了廣泛裝備,現已成為美國航母戰鬥群區域防空的中堅力量。

作為一種設計前衛的反導系統,ESSM防空飛彈有兩大特徵:

一是能夠有效攔截超音速反艦飛彈。在ESSM出現以前,美國海軍防空系統對超音速目標的攔截能力非常有限。標準2的最大速度只有3.5馬赫,且作為大型飛彈,動性較差。北約海麻雀機動性尚可,但速度只有2.3馬赫,射程也僅有十幾公裡。密集陣就更不用說了。

而蘇聯號稱航母殺手的SS-N-22「日炙」超音速反艦飛彈已裝備現代級驅逐艦和蘇33,其巡航速度2.3馬赫,衝刺速度達3馬赫,且可在掠海高度僅7米的情況下進行S形機動。雖然現代級很難接近美國航母編隊,但「日炙」的空射版X41卻對美艦構成很大威脅。此外還有重量更輕的X31P超音速反輻射飛彈,雖然它的戰鬥部較小,但可專門針對「宙斯盾」的大型相控陣雷達天線下手,且機動性更強。我國也在X31P的基礎上研仿了鷹擊91,並大量裝備。面對中俄的超音速飛彈,美國航母只能靠艦載機用先發制人的方式驅逐擊落髮射平臺,或是進行電子幹擾,但缺乏硬防禦能力。在這種情況下,美國迫切需要研製一種速度快、射程遠、機動性強,且能有效攔截超音速目標的中程防空飛彈,ESSM便應運而生。

「日炙」飛彈速度快、機動性強,攔截難度極大

ESSM雖名為海麻雀的改進型,卻與後者沒有多少相似之處,性能更是不可同日而語,它採用了類似標準艦空飛彈的窄長邊條加控制尾翼的布局,意在減小阻力。同時採用直徑達254毫米的全新單級高能固體火箭發動機,使最大速度超過了4馬赫,具備攔截3馬赫的來襲目標的能力。對高機動目標的有效射程提高到18公裡。最大動力射程則為50公裡。為彌補縮小彈翼帶來的機動性下降,ESSM採用了推力矢量控制,最大機動過載達到了50G,即便目標作出9G的規避機動動作也無法躲避它的攔截。為了測試ESSM的攔截效果,美國從烏克蘭購入了一批X31A充當靶彈。

傾斜發射的ESSM飛彈

二,ESSM以「一坑四彈」的方式實現了與MK41通用垂直發射裝置的整合。

先來詳細了解一下MK41通用垂直發射裝置,它包括標準模塊、裝填模塊和儲運發射模塊三大部分。

①先看標準模塊。它的尺寸為3.17m×2.08m×7.67m,被分為8個隔艙,框架結構的隔艙實際上是一個比較特別的「容器」,不僅用來容納飛彈貯運發射箱,還能用其自身的架構、頂板和口蓋來支撐和安置與飛彈發射相關的燃氣排導、壓力通風和電子設備等分系統。

MK41的標準模塊

這裡重點講講最核心的燃氣排導分系統。8隔艙共用一個燃氣排導系統,主要包括壓力通風室和排焰管道兩個部分。飛彈點火後,燃氣先通過壓力通風室膨脹減速,再經排焰管道向上排出。因燃氣流溫度高達2 400K,為了儘量減少高溫燃氣對其它箱體的影響,排焰管道整個內表面襯有抗燒蝕材料。

對於需要做到「一坑四彈」的ESSM來說,為了保障可靠性,每一枚飛彈都要有單獨的信號傳輸和控制裝置,雖然一個標準模塊的8個隔艙就可以容納32枚ESSM飛彈,也只能共用燃氣排導系統,但卻可能存在排放壓力不足的情況,應設計鼓風機之類的設備輔助排導,避免超溫。


②裝填模塊是佔用3個隔艙的一臺伸縮式起重機。平時起重機隱藏在裝甲口蓋下面,工作時升到甲板上面伸開起重臂工作。而做到「一坑四彈」的ESSM飛彈基本無需臨時補充彈藥。

正在運作的裝填模塊

③最後是飛彈貯運發射箱。箱體用波紋鋼製成,上下都有密封罩,上密封罩是用易碎材料製成的,下密封罩的材料是薄鋼板,其內外表面用抗燒蝕材料保護。為確保系統的安全,防止意外的飛彈發射,每個箱體都有關鍵功能中斷開關和安全啟動開關,它們控制信號的電壓,可有效防止內部高溫和意外點火的出現。就算是這些設備都失靈了,每一個貯運發射箱還都一套內部衝水系統。裝入彈庫後,該衝水系統與彈藥庫衝水管道自動連接。關鍵時刻,衝水系統自動對戰鬥部進行衝水冷卻。

正在裝填的ESSM飛彈

對ESSM而言,因其飛彈儲運發射箱長度較短,要加裝適配器才能裝入標準模塊,下密封罩的強度可以適當降低,但安全開關和內部衝水系統卻是要單獨配置的,再加上單獨的發射控制系統,顯著增加了系統的複雜性和小型化的難度。

由此可見,雖然充分利用了甲板面積,ESSM的「一坑四彈」也並非十全十美,除了系統複雜之外,還存在很大的空間浪費,MK41的標準模塊所容納空間是按照6.71米的戰斧飛彈貯運發射箱的尺寸設計的,而ESSM飛彈長度只有3.8米,在裝入隔艙時,需要用到一個高2米多的適配器,足足浪費了30%的縱向空間。

正在裝填大型貯運發射箱

綜上所述,要像ESSM和MK41一樣做到「一坑四彈」,必須在飛彈的小型化、系統的模塊化、接口的通用化方面都達到相當的水準才行。如MK41與艦載武器控制系統之間的接口實現了數位化,且採用開放式體系結構,極大便利了軟硬體的升級。

我國已經發展了三代艦載飛彈垂直發射系統,還形成了自己的通用標準,最新一代垂髮系統不僅兼容三種尺寸,而且做到了冷熱通用。在模塊化、通用化方面不比美國差,唯一的短板是飛彈體積可能大一些,但這足以在預留的垂髮裝置尺寸上得以消化。由此可見,我國完全有能力研製類似ESSM和MK41組成的「一坑四彈」系統。

ESSM飛彈可用宙斯盾雷達的S波段數據鏈制導

但「一坑四彈」有很大的局限性,這個局面性不是火力通道和發射速率引起的,這些都是可以提高的,最大的問題是只有很小的攔截窗口。對亞音速反艦飛彈ESSM雖然有4-6次的攔截機會,但對超音速反艦飛彈的攔截機會只有2-3次,不考慮發射速率,按照2枚飛彈攔截一個目標的模式,面對來襲的一枚超音速反艦飛彈,只有4-6枚ESSM飛彈能夠派上用場。即使攔截概率達到80%,來襲的10枚超音速反艦飛彈仍有2枚能夠突防。既然「一坑四彈」增加的備彈量很難用上,那又有什麼必要費時費力的去研發呢?

因此,面對反艦飛彈的飽和攻擊,儘量發揮體系的力量進行防禦縱深,力求用非對稱手段擊落對方的發射平臺才是出路。而非單純增加攜彈量,與對手進行簡單的數量比拼,一味防守是沒有出路的。面對美軍這種有能力發動「超飽和攻擊」的對手,就更是如此了。

相關焦點

  • 一坑四彈來了,首次亮相的HT-1E艦載通用垂直發射系統
    所謂「一坑四彈」,就是通過縮小彈徑,縮小、摺疊彈翼,在一個垂髮單元裡裝備4枚防空飛彈,但射程卻減少不多的技術。該技術多用於海基中程防空飛彈,可使驅護艦艇中程防空飛彈的搭載數量得到數倍的提升,大幅度提升整體防空能力,特別是中程攔截能力。
  • 美國反高超攔截彈「飛鏢」方案原來這樣——不過昨天下馬了
    之前筆者就曾推測,由於滑翔段攔截難度很高,美國近期最可能研製的就是在薩德、愛國者3MSE等飛彈的基礎上改進,用於末段攔截高超聲速飛彈的攔截彈。如果能解決對高超飛彈的探測和追蹤等問題,這類的末段攔截彈至少有一定可能取得一定的攔截率。
  • 外形實在太科幻,可做到「一坑四彈」
    (本文所用CG圖均為網易談兵獨家約稿,轉載請註明出處。)當前,中國海軍裝備的主要水面戰艦,包括大量服役的056輕型護衛艦、054/A飛彈護衛艦、052B/C/D飛彈驅逐艦,不過,得益於中國整體技術的進步,中國海軍已經迎來了新的技術換代高潮。
  • 052D型驅逐艦:率先實現了「1坑4彈」,防空能力大幅度提升
    054A型保護艦上的巧克力樣式艦載垂直發射裝配,是我水師第一種非常靠近西方水師的艦載垂直發射裝配,用來發射紅旗-16中程防空飛彈,兼具發射魚-8反潛飛彈,也不具有防空飛彈「1坑4彈」積儲和發射才氣。所以,對我水師水面艦艇來說,唯獨具有中程防空飛彈「1坑4彈」安插的即是052D型和055型遣散艦上的水師規範巧克力樣式艦載垂直發射裝配,領有環球非常大的850毫米直徑,7米以及9米的發射井。
  • 用Unity實現彈反效果
    今天我們就用簡單粗暴的方法來實現一個彈反。先看效果圖。導入資源後,用Plane和Cube隨便搭建一個場地。由於這是一個簡單版的彈反功能實現,因此我們只需要製作兩個功能殘缺的工具人:一個只會左砍右砍的雙刀火雞哥,一個只能跑和防反的大劍姐。
  • 一艦四用空勞碌,炮下絕戶無人知,日本海軍千代田號航空母艦
    首先是她一艦四用,先是承擔了水上飛機母艦、燃油補給艦、潛艇運載艦三種功能,後來又被改造為航空母艦。其次她的戰沉經歷在日本海軍中獨一無二,她是日本海軍唯一一艘和敵方水面艦隻玩炮戰並被擊沉的航空母艦,也是日本海軍唯一一艘死完了一戶口本的航空母艦。上世紀三十年代,日本海軍熱衷於建造水上飛機母艦。
  • 為什麼是中段攔截?解密反導攔截有多牛
    這一試驗是防禦性的,不針對任何國家。那麼,被形象地比喻為「用子彈打子彈」的反導攔截技術到底有哪些特點?反導又分哪些攔截階段?助推段是飛彈從地面發射車、地下發射井或水下潛艇起飛,憑藉發動機的推力向上飛行的過程。從理論上講,飛彈助推段攔截最容易實現。
  • 中國版ESSM飛彈曝光 海軍新一代防空火力體系初露端倪
    當然,無論是美國還是俄羅斯都已經用事實向中國證明,VLS才是艦隊防空的正途,這條路中國勢在必行。在引進現代級、建造052B型的同時,中國海軍開始自研與引進兩條腿走路,發展中國的VLS,即裝備中國自主研發H/AKJ-03 VLS的「中華神盾」052C型飛彈驅逐艦、裝備俄羅斯艦載版S-300防空飛彈系統裡夫(Rif)的「中華俄式神盾」051C型飛彈驅逐艦。
  • HT-1E通用垂直裝置:海軍擁有「1坑4彈」能力,提升艦艇防空能力
    本次珠海航展中,型號為HT-1E的通用垂直發射系統,由中國航天科工二院研製,出現在航展上時,就引發了國內網友的熱議。
  • 剛剛,緬甸又爆發激烈內戰,中國面臨新的挑戰和機會
    3、一些地方的戰事相當激烈,大量平民受傷,在緬北棒賽勐古一帶,有流彈落入中國境內,有居民的太陽能熱水器水箱被流彈打穿。4、從目前態勢看,大戰才剛剛開始,更激烈的戰鬥還在後頭,大批民眾則開始向中國境內逃難。
  • 從攔截飛機到攔截彈道飛彈:美國「標準」系列艦空飛彈發展史
    日本海上自衛隊隸下的最新型宙斯盾重型防空飛彈驅逐艦:摩耶級驅逐艦標準-3BlockA艦載反導攔截彈射程從標準-3BlockA/B飛彈的700公裡增加到2500公裡,日本配備此型遠程攔截彈的目的昭然若揭。
  • 【防務技術】洛•馬公司計劃在2016年下半年完成「微型碰撞殺傷攔截彈」的研發
    洛克希德•馬丁公司與諾斯羅普•格魯曼公司在2008年2月接收美陸軍的多階段合同,為EAPS ID項目設計一種飛彈攔截器系統原型,並完成系統的演示驗證。EAPS ID項目旨在推動關鍵攔截技術的開發,以滿足美陸軍未來對增強的反火箭、反炮和迫擊炮(C-RAM)以及反無人機(C-UAV)能力的需求。
  • 敏捷組織的「入坑」與「填坑」
    我也看到很多組織還是不免會踩到幾個坑。以下,是我過去幾年觀察到的敏捷組織推行的幾個坑和避免入坑的布局,以供有想法推行敏捷組織的公司做前車之鑑。坑:敏捷和戰略脫節 為了敏捷而敏捷有一些客戶看到身邊很多同行在推行敏捷組織、創新型組織覺得特好,於是也想在公司內推動。
  • 楊承軍:攔截率不過半 沒什麼用
    以「天弓3」對抗武統完全徒勞作者:楊承軍,教授,博導,享受國務院特殊津貼據海峽之聲報導,臺軍將於1月7、8日連續兩天進行增程「天弓三型」防空飛彈的射擊測試,最大彈道高度標註為「無限高」,說將在宜蘭靶場發射靶彈,
  • 彈道飛彈防禦系統面臨的技術挑戰
    最後,我支持持續改進彈道/巡航飛彈防禦攔截彈的能力,這將進一步增強國土防禦能力,並保護關鍵的區域節點免受來自朝鮮的打擊。」彈道飛彈防禦面臨的技術挑戰要了解彈道飛彈防禦,首先必須了解這些飛彈的主要飛行階段。彈道飛彈發射後,開始進入加速/上升階段,持續大約3-5分鐘,然後是到達遠地點的中期階段,最後是重返大氣層/終端下降階段。
  • 中國中段反導完成超高難度攔截測試,技術性遠高於美國
    中段反導攔截技術包含了一個複雜的龐大工程,包含了遠程監視雷達、早期預警雷達、高精度測距設備、高性能攔截彈助推火箭、真假目標識別、戰場管理指揮管制通訊系統和目標彈道計算機等。隨著多彈頭不規則彈道技術的發展以及誘餌假彈頭的出現(主要以多光譜誘導和紅外信號發出等方式為主),讓中段攔截面臨了很大的挑戰。
  • 氪分享 | 敏捷組織的「入坑」與「填坑」
    敏捷組織如果能推行成功好處良多,我也看到很多組織還是不免會踩到幾個坑。以下,是我過去幾年觀察到的敏捷組織推行的幾個坑和避免入坑的布局,以供有想法推行敏捷組織的公司做前車之鑑。填坑:直擊業務和管理痛點、讓高管上船我們看到,有些創始人一開始就很清楚,自己為什麼要推動敏捷組織。
  • 每日一彈:MIM-3(地對空飛彈)
    西部電氣公司(Western Electric)SAM-A-7/M1/MIM-3耐克勝利女神
  • 用Python實現喇叭天線設計小工具(四)
    主調模塊終於到了主調模塊了,之前的章節主要介紹了參數計算,波導查值,以及HFSS封裝和調用等,所有準備工作已就緒,只差一個「主體」將這些模塊調用起來,實現這個功能的便是主調模塊main.py。這一步的編寫相對比較簡單,按我個人習慣,還是採用了面向對象的編程思路,寫一個叫Horn的對象,首先通過對象的初始化功能將輸入參數導入進來,然後調用「波導查值」模塊確定波導尺寸、「參數計算」模塊計算喇叭尺寸,再調用「HFSS調用模塊」,通過規定一系列建模動作(如第三節所述),完成HFSS建模和運算。示意代碼如下,如果對於建模的動作有不太明白了,請看上一篇文章的講解。