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核动力巡航导弹重新再启动:“雨燕”即将实验拥有无限射程

时间: 2024-06-04 19:20:54 |   作者: 通讯/机箱机柜

详细介绍

  核动力巡航导弹是一个古老概念,但一直有着极高的吸引力,为了给巡航导弹赋予无限射程,美俄试图将此概念变为现实,尤其是俄罗斯,其已经重启“雨燕”核动力巡航导弹的研制。

  俄乌冲突爆发之后,俄罗斯面对的不仅是军事实力比较弱的乌克兰,还有手握众多先进武器装备的美西方,不过,俄罗斯并未落于下风,这和俄罗斯强大的军事实力有很大的关系,而且,即便深陷战争,俄罗斯也没有停下武器研发的步伐,甚至还传出了“萨尔马特”洲际导弹等巨大杀伤力武器的新消息,在一众武器的研发之中,“雨燕”核动力巡航导弹引起了外界关注。

  事实上,核动力一直都是美俄着重关注的动力系统,美俄曾就此展开了一系列的研究,本文将从核动力巡航导弹的前世讲起,分析其发展历史,希望对您了解这款武器有所帮助。

  核推力作为航空器动气形式的想法很早就出现了,早在20世纪50年代,美国和苏联就已经在研究将核动力的飞行器送上天。如果这个理念实现,那么飞行器便能轻松实现长时间滞空,而射程也可以用无限来形容,但这些构想在经过长时间的试验之后,依然没进入实用化的阶段。不过,随时代持续不断的发展,各国军事技术也有了一定的提升,2018年的时候,俄罗斯向外界透露,“雨燕”即将开始在堪察加半岛进行实验,如此消息再次令外界目光聚焦在核动力巡航导弹上。

  事实上,核推进技术的最初阶段是计划建造一款永不落地的核动力飞机,这个设想最早出现在1942年,立项的时候已经到了1944年,当时的美国为了能够更好的保证自己在与苏联作战时具备空中优势,所以计划研制核动力飞机,但以当时的技术水平来看,并不能解决核辐射这个难题,一直到1948年,核动力飞机的研究工作才全面展开,出于系统可靠性和安全性的考虑,最终采用了单反应堆的设计,但如何将其产生的热能转换为机械能,这样的一个问题还需要有足够先进的技术做支撑,最后项目组决定采用热交换循环机构,这种机构的结构相对比较简单,重量较轻。

  在经过一系列的探索之后,美国在1951年的时候得出结论,NEPA的研究成果已经明确说,能开始研制实际的核能推进装置。1954年的时候,美国开始制造第一架实际意义上的核动力飞机,也就是WS-125A,其是一种高空亚声速轰炸机,另外,美国还专门将B-36H战略轰炸机的原型机51-5712调拨到该项目,当时该轰炸机被龙卷风破坏,与其花费重金维修,不如直接用于辐射测试。

  在经过改装之后,美国将这架轰炸机的编号改为XB-36H,这一个项目长期处在保密状态,一直到1955年,美国国防部才承认。不过,因为核辐射对机组人员的健康和机载电子设备的影响过大,所以,美国取消了WS-125A项目,1957年,XB-36H(注:后改名为NB-36H)进行了最后一次飞行。

  在美国进行一系列飞行实验的同时,苏联也展开了类似的计划,其研究比美国稍迟,但遇到的问题和美国相似。

  为了追赶美国的进度,苏联决定以图-95“熊”远程战略轰炸机为基础,研制核动力轰炸机,负责改进的图波列夫设计局成功将小型核反应堆安装在了图-95M轰炸机上,而苏联原子能研究所则负责测试小型核反应堆,最终,图-95LAL成功首飞,不过,该架轰炸机还存在和美国一样的问题,为了对机组人员进行相对有效防护,苏联除了对堆芯重点防护之外,还对机组舱也做了防护。

  之后,苏联还又设计和建造了第二架核动力轰炸机,代号为图-119,相比图-95,这架轰炸机的机身有4台引擎,其换装了NK14a型涡轮桨引擎。这架核动力战略轰炸机被称为“燕子”,赫鲁晓夫曾专门评价过,该轰炸机是“永不疲倦的燕子”。不过,在这款核动力轰炸机的研制过程中,苏联也遇到了一定难题,其中核反应堆高温和核辐射问题成为了不得不解决的难题,为了有效高温问题,苏联采用水冷和风冷相结合的办法,另外,设计人员还专门将核反应堆用金属包裹,为机组人员提供了极强防护,避免机组人员被辐射。但核辐射的强度太大,该机出现了一定的损坏,在试飞60多次之后,苏联终止了计划。

  除此之外,苏联还有一款核动力飞机,那就是米亚舍夫设计局设计的M-60样机,但这款样机并未被制造出来。

  美国和苏联两个国家在核动力飞机上投入的精力并没有白费,因为之后,两国便开始了核动力巡航导弹项目。

  20世纪初,巡航导弹的构想就已然浮现了,1915年的时候,美国提出“飞行鱼雷”,之后,英国提出“喉”飞弹,不过,这两个研究都没有坚持下来。值得一提的是,当时的德国对这个构想十分重视,并展开了一系列的研究,成功研制了人类历史上第一种实用型巡航导弹V-1。

  作为“鼻祖”,V-1一开始就有射程不足的困扰,其理论射程为370千米,这在某种程度上预示着其在作战时十分依赖发射阵地的布局和建设,刚开始的时候,德国为了攻击英国首都伦敦,专门沿着英吉利海峡部署了96处发射阵地,不过,后来巡航导弹的发射阵地沦陷,V-1的射程便显现出极大的局限性,为了改变这种局面,德国开始采用空中发射,有效的避开了地面攻击,但这依然没能从根本上处理问题,空射型的V-1可靠性较差,其关键办法还是要加大射程。

  之后,V-1F1型飞弹面世,在燃料箱容积增大、战斗部装药减少等条件下,V-1F1的射程有所增加。有消息称,在结束对伦敦的空袭之前,德国发射了上百枚增加了射程的飞弹。

  德国投降之后,v-1的技术被美西方瓜分,这些资料成为了其他几个国家研究巡航导弹的基础。

  1944年,美国以V-1的残骸开始逆向设计喷气式巡航导弹系统,成功研制了“美版V-1”,也就是JB-2,其外形和结构都和德国的V-1相似,尺寸比较小,本来美国计划用在对日本的攻击行动中,但两枚投下之后,日本宣布无条件投降,该导弹没能在战场上露面。

  之后,美国以此为基础,开始了一系列的研究,1946年,美国推出“蛇鲨”亚声速巡航导弹,其射程大约为5000千米,1947年,该导弹正是进入工程发展阶段,其重量为27.2吨,全长20.5米,最大射程达到了10000千米,这在当时是非常优异的数据,而且,放到现在,也能超过一些导弹的射程。据记载,“蛇鲨”在最后一次实验中,最大飞行速度高达0.9马赫,不过,美国对于这款导弹并不满意,因为其速度和高度都比较接近于高亚声速喷气式轰炸机,在战场上极容易被拦截。

  因为巡航导弹是一次性无人驾驶飞行器,不必考虑对机组人员的辐射问题,所以在设计上可以将低空、告诉和大航程特点结合在一起,美国人认为,最好的应用便是研制高突防能力的低空高速大航程洲际巡航导弹。1957年,美国启动了“冥王星”核动力计划和SLAM的核动力巡航导弹项目。

  “冥王星计划”旨在开发一种核动力冲压发动机,这种发动机是利用载具高速飞行的力量,在发动机进气口灌入大量的空气利用自身速度完成压缩,然后将压缩的空气与燃料混合点燃,最终产生推力。“冥王星计划”的发动机对于工作环境的要求非常高,为了达到极强的投射能力,这个计划必须要简单可靠。这便对美国的冶金和材料科学提出了极高的挑战。

  至于SLAM核动力巡航导弹项目,则是一种设想依靠超低空飞行突防的3倍超音速巡航导弹,其就是“冥王星计划”的一个技术成果,结构上,SLAM是核动力+冲压发动机的配置,这种配置对导弹发射设定了一定局限,在小于3马赫的时候,基本上没有办法稳定工作,还需要捆绑3枚导弹,直到加速到3马赫,才会开启冲压发动机,“扔掉”火箭。当然,一般来说,这种导弹执行的任务都是高空巡航,高度差不多在35000英尺。

  之后,美国开始研发核动力冲压发动机原型,1961年,第一个原型Tory IIA成功运行,不过只运行了5秒,随技术的提升,Tory IIC在三年之后面世,运行时间也增加到了5分钟。

  除了这个试验之外,美国还在一起进行SLAM导弹弹体的设计,沃特公司最终接下了这个任务,其构想是一种弹腹进气的构型。

  值得一提的是,在对SLAM研发过程中,还考虑到了导航系统,因为其航程巨大,所以有必要安装更精确的导航系统。因此,除了惯性导航系统之外,美国还为其开发了世界上第一种地形匹配导航系统。按照设想,美国计划将其部署在海岸边和岛屿上,但经过测试,确定了该武器是一种最大限度播撒灾难的武器,“挑衅”意味过于浓厚,所以美国否决了该项目。

  美国在做试验的同时,苏联也在不断推进自己的计划,不过最终没能“开花结果”。但关于核动力巡航导弹的研究并没有因此落下帷幕,特别是世界局势再度紧张,冷战氛围似乎又笼罩世界的时候,核动力巡航导弹再次成为焦点。

  2018年俄罗斯国情咨文中,俄罗斯向外界宣布,“雨燕”核动力巡航导弹即将开始在勘察加半岛上做试验,该导弹的速度高达5马赫,射程无限,北约代号SSC-X-9“天幕坠落”。据资料显示,该导弹的尺寸与KH-10巡航导弹相似,不过,其动力装备是核动力发动机,射程要远远超于KH-10。

  “雨燕”的设计围绕核动力冲压发动机进行,整个运行过程中都会产生放射性废气,对于其具体的技术细节,俄罗斯并未过多公布,值得一提的是,因为采用核动力,所以巡航导弹坠毁时会产生极大的核污染,为降低这样的一种情况发生的可能性,俄罗斯尽量采取了包容性较强的燃料设计,如此看来,“雨燕”在技术可行性上已达到了一个相比来说较高的程度。

  当初,美国的“冥王星计划”以过高的污染宣布取消,但事实上,其之所以取消,根本原因并不是这个,而是洲际弹道导弹的效费比更高,如今,反洲际弹道导弹技术持续不断的发展,核动力巡航导弹的优势也越发明显,尤其是其能够以高超声速进行长航时复杂规避机动。

  对于高性能航空飞行器,各国都十分关注,但要想研发成功,必须要满足高推重比和长航时,而这都需要有高密度能源燃料作为动力。核能便是最高级别的能源类型,因此,极富吸引力。虽然核动力巡航导弹的概念已经十分古老,但其实用化依旧是目前各国比较着迷的。在之后的发展中,如果技术允许,核动力巡航导弹或出现在人们视线中,而“雨燕”或许只是一个开始。

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