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九天无人机并不适合执行未来的对地打击任务
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以下文章来源于夜粥 ,作者夜粥档摊主

欢迎光临堂主的夜粥档!无所不知、知无不言!这里不止有鸡粥,还请各位新老朋友赏面、点餐!

最近几天俄乌战争的最大新闻,应该就是泽连斯基的立场妥协了吧。1、同意不加入北约,改为美国提供双边安全保障;2、同意在 60-90 天内举行总统选举;3、提出放弃领土,要由全民公决决定。

局势就如夜粥开篇判断的那样,俄乌现在就看泽连斯基态度如何软化,普京基本会得到他想要的一切,而欧洲人就像一盘散沙在各说各的。没办法,实力压倒一切。

堂主,九天无人机释放蜂群无人机的时候,一个是高速向前飞,一个是横向释放,会不会互相干扰。

会干扰,九天无人机的巡航速度估计在 500 公里 / 小时左右,这个速度下,大疆那种四轴无人机肯定是无办法的,玩大疆的朋友应该都知道,风大一些就会炸机,飞控纠正不过来。所以,现在网上一些视频显示的释放四轴无人机肯定错误。

能适配的应该还是固定翼的巡飞弹,燃气弹射出舱,等利用弹体横向空气阻力把向前飞的速度降下来后,再释放展开弹翼,以避免向前飞的速度太大,造成弹翼气流分离、失速,即类似于飞机侧滑。

图:九天无人机的那个异构蜂巢任务舱,至今没有官方视频说明它的具体使用,估计是以携带 30 公斤左右重量的巡飞弹为主。

图:这种网友想象制作的视频,放飞的无人机过于微型。

即便是巡飞弹,使用场景也存疑。因为九天本身就是一架长航时无人机,一般使用是在敌方前沿或纵深上空巡航,对时敏目标执行侦打一体任务。

既然是对时敏目标,为什么还要用时速仅 100 多公里的巡飞弹?现在长航时无人机上的光学瞄准头,对装甲车辆的最大识别距离为 20 公里左右。而巡飞弹、反坦克导弹上的光学头,由于光学孔径、防抖等问题,距离一般不会超过 5 公里。也就是说,在巡飞弹锁定目标前,母机要持续跟踪目标 6 分钟左右;而从发射巡飞弹到击中目标要 10 分钟。而 CM-502KG 这类空面导弹速度在 1 马赫左右,母机只需要持续跟踪目标 45 秒,整个攻击过程仅需 1 分钟。

在战场上 10 分钟可以发生的事情太多了,例如地形复杂一些的公路,说不定你发现的皮卡车队,已经拐到山的另一侧,或进入密林。

而且,高性能的巡飞弹,价格上也不见得比小型空面导弹有多大优势,采用好一点、大一点的战斗部,好一点的光学头,好一点的数据链,价格蹭蹭地就上去了。例如以色列造的天空袭击者巡飞弹,外销价格平均是每架 10 万美元;而长钉 NLOS 是每发约 20 万美元。

图:长航时侦打一体无人机打击地面时敏目标,CM-502KG、长钉 NLOS 这类小型空面导弹是比巡飞弹更好的选择。

当然,蜂群无人机更多是自媒体炒作,九天无人机可以携带的弹药非常多,什么反坦克导弹 / 小型空面导弹,激光制导炸弹,有动力 / 无动力滑翔炸弹,有动力 / 无动力弹药撒布器等等应有尽有,甚至还可以携带 CM-400AKG 超音速空面导弹。

但堂主认为,就对地打击任务而言,九天这类非隐身的侦打一体长航时无人机其实并不适合未来战场。例如,美军从 2023 年对胡塞武装发起干涉行动而来,MQ-9 无人机已经被击落 20 多架,占美军总装备量的 7%。

胡塞武装的防空装备并不先进,甚至可以说是奇形怪状。主力是前政府军遗留的俄制萨姆 6、萨姆 11 中程防空导弹,伊朗的 Barq-1/2 中程防空导弹,伊朗的 358 型防空巡飞弹,以及使用俄制 R-73、R-27T、甚至 R-77 空空导弹改造的产品。

即便如此,美军 MQ-9 无人机的损失率还是大大超出人们的意料。所以堂主一直说,不隐身,人人得而欺之。

图:九天无人机凭借着大吨位,可以携带的对地弹药琳琅满目,但不隐身,让它不适合未来执行对地攻击任务。

图:上图为胡塞的伊朗造 Barq-1/2 中程防空导弹,下图为伊朗的 358 型防空巡飞弹(胡塞称之为 Saqr-1,光学导引头、以小型涡喷发动机为动力),性能虽然一般般,但它们让 MQ-9 无人机一下成为过时装备。

九天无人机的整体思路,还是 MQ-9、彩虹 4 这类无人机的升级。它应该是采用一台无加力的涡扇 9 发动机,机长 16.35 米,翼展 25 米,最大起飞重量 16 吨,载荷能力达到 6000kg,航时 12h、转场航程 7000km,性能指标位居同类产品前列;具备大载重、高升限、宽速域、短起降等核心优势。

比较起来,九天的最大起飞重量、最大载荷均接近 MQ-9 的 4 倍;最大速度约 700 公里 / 小时、巡航速度约 500 公里 / 小时,均大约是 MQ-9 的 1.5 倍;航程 7000 公里,比 MQ-9 的 5900 多公里,多出约 1000 公里;但续航时间九天是 12 小时,而 MQ-9 是 27 小时;最大升限方面,MQ-9 是 15000 米,九天估计也差不多,再好也会低于 20000 米。

从速度、升限来看,面对中程防空导弹,九天无人机的生存能力跟 MQ-9 不会有明显区别。

现在小型相控阵雷达技术也扩散了,像我国民用反野猪雷达,更改下软件,对九天这种大型无人机发现距离做到 2、30 公里是没问题的。未来就算要对付什么比胡塞更山卡拉国家的游击队,别人搞到几部反野猪雷达装在皮卡上完全可以预期;借助雷达及时发现,即便没反击能力,也可以及时地疏散隐蔽。

官方对九天的定位是大型通用无人机平台,堂主认为它虽然不适合对地攻击,但却非常适合执行反无人机的预警 / 防空任务。

它载荷能力达到 6 吨、还有涡扇 9 发动机提供的强大发电能力,我们可以将它的异构蜂巢任务舱,换成一部装在机腹下部的 S 波段双面相控阵雷达,这样可以得到一架探测能力与爱立眼预警机基本相当的无人预警机,对巡航导弹、自杀式无人机的探测距离可以达到 300 公里左右,还具备续航时间的优势(10 小时以上)、以及装备、使用成本优势。

例如,这种无人预警机其实非常适合沙特,沙特与也门的边境长度 1500 公里左右,局势紧张时,20 架九天无人预警机,基本可以实现对胡塞巡航导弹、自杀式无人机的全天候监控。

其实我国也有需要,未来解放台湾时,也可能要面对死硬台独分子发射无人机的反扑。一支无人预警机机队,可以有效减少雷达预警死角,有效保护沿海经济发达地区的安全;也可以减轻有人预警机执行防御任务的压力,将更多资源分配在对第一岛链的进攻上。

图:体型庞大的九天无人机其实更适合作为无人预警机使用。

图:九天无人机采用的很可能是一台无加力的涡扇 9 发动机,能提供支持大型 S 波段雷达的发电能力。

图:基于 EMB-145 支线客机平台的爱立眼预警机。

图:真正适合未来战场侦打一体任务的,应该是近日首飞的彩虹 7;还没敷设隐身涂料,就需要挂龙脖透镜首飞,这飞机的隐身能力可见一斑,不愧是堂主一直称呼的 " 台海快乐机 "、" 第一岛链快乐机 "。(图片摄影 / 万全)

掌柜的,一直想不明白为什么海军迟迟不肯发展装备类似超级海麻雀这样一坑四弹的小直径中程防空导弹,哪怕是一坑两弹也是火力的巨大提升!尤其是 32 单元垂发的 054AB,而 052D 和 055 在海红旗十和海红旗九之间存在着巨大的火力空白,尤其需要一款四五十公里射程的中程防空导弹!

个人认为,还是最初规划的问题,没考虑过太强的抗饱和攻击需要。例如,052C 上的 346 型有源相控阵雷达与红旗 9 导弹的配合验收,也只是同时拦截 10 个目标。054A 最初设计也只是要求拥有跟现代级驱逐舰相当的区域防空能力,顶板 + 前罩,实际上前罩照射雷达也仅有 4 个,比现代少 2 个。

但现在不同了,在雷达、导弹技术方面,我们进入了自由王国;而敌情也不同了,弹道导弹、巡航导弹、巡飞弹、自杀式无人机已经扩散。我们海军确实应该装更多的导弹,追求更强的抗饱和打击能力。

054A 可升级的方向非常明了,它采用的是类似 MK-41 那种,中间集中排焰的热垂发系统。要增加防空导弹数量,堂主认为,直接使用霹雳 15 上舰即可,但可能需要加强弹翼折叠设计;它采用双脉冲发动机,空射最大射程接近 200 公里,不加助推器直接上舰估计也有 70-80 公里的射程。

图:为了放入隐身战斗机的弹舱,霹雳 15 已经采用折叠弹翼设计,但要做到 054A 的垂发一坑 4,折叠程度可能还要加强。

红旗 16 防空导弹是需要保留的,最新的红旗 16FE 射程已经达到 160 公里,最大射高达到 27 公里,性能已经超过早期的红旗 9,具备对抗射程 1000 公里左右的中近程弹道导弹(低端,缺少末段高 G 机动的型号)的能力。

这样 054A 垂发可以用 16 个单元放 16 枚红旗 16F 自用型,8 个单元放 32 枚霹雳 15,8 个单元放反潜导弹,防空能力比过去提升一个档次。不过关键是,054A 还需要升级雷达系统,改用 054B 那个大型 S 波段双面旋转有源相控阵雷达,增加对弹道导弹的探测能力。

图:红旗 16F 已经改为光杆式气动布局,最大射程 160 公里、最大射高 27 公里,这一能力也超越了早期的红旗 9。

图:要发挥红旗 16F 的能力,054A 升级必须改装 054B 上的大型 S 波段双面旋转有源相控阵雷达。

052D 和 055 垂发系统的升级关键,堂主觉得关键是怎么安装红旗 9C 导弹、霹雳 15 导弹和反潜鱼雷。

红旗 9C 现在的形态,估计要直接占用一个 850 坑。但通过合理优化设计,将助推器直径缩小、相应拉长,对弹翼进行折叠设计,估计可以以 MK-48 垂发那种形式,实现一坑 2 的热发射设计。红旗 9C 难以进行一坑 2 或一坑 4 冷发射设计,主要是因为冷发射需要考虑弹射燃气压力,必须使用圆筒形,420 毫米直径的圆筒很难容纳折叠弹翼的红旗 9C,而 420 毫米边长的正方形则有可能。

图:MK-48 垂发可以视为 U 型管设计,即它是热发射,给每个导弹安排一个排焰管。

图:正方形更适合容纳弹翼折叠的导弹。

图:红旗 9C 的助推器可以考虑缩小并拉长。

而国内还有一种有翼导弹垂直热发射内圆外方形同心筒结构专利,估计可用于安装去掉助推器的红旗 9C 或霹雳 15 导弹,它的技术背景这样描述:

【同心筒式发射装置适用于舰载垂直发射系统,采用同心布置的内外筒作为舰载导弹的贮存、运输、发射容器。对于热发射的导弹,发射时产生的高温、高速燃气,在经过底部导流装置偏转后,通过两层圆筒之间的环形空间向上排出,不再需要多枚导弹共用的燃气排放装置。传统的同心筒结构多由两个同心圆筒组成,内筒为完整的圆筒结构,适合于小弹径与无翼导弹发射,难以实现大弹径有翼导弹的同心筒发射。

为克服现有技术的不足,提供一种有翼导弹垂直热发射内圆外方形同心筒结构,以实现大弹径有翼导弹同心筒垂直热发射。本发明的技术解决方案:一种有翼导弹垂直热发射内圆外方形同心筒结构,包括外筒、内筒、加强筋、导流锥、挡块支撑板和导流板,其中内筒由四个弧形板组成非封闭式圆筒,内筒的非封闭区形成导弹与弹翼的运动通道;外筒由四个方形板拼接组成方形筒,外筒内壁与内筒固定连接,外筒与内筒之间存在燃气流排导间隙;外筒底部内侧设置导流锥,导流锥为圆锥形对称结构,中心线与内筒轴线重合;导弹发动机喷出的燃气流作用在导流锥上,经过导流锥返流进入外筒与内筒之间间隙中进行燃气流排导;内筒轴向长度小于外筒,在内筒底部留出导流锥的安装空间与燃气流的排导空间,内筒底部正下方连接导流板,用于对经过导流锥返流向上的燃气流进行导流;在内筒四个弹翼运动通道底部各连接一个挡块支撑板,以密封弹翼运动通道底部并支撑导弹,阻止燃气流进入内筒内部空间。】

图:方型外筒与圆形非封闭式内筒,可以最大程度地利用垂发系统方坑面积。它的好处是 055/052D 的垂发也可以一坑 4 地使用热发射的霹雳 15,不然可能又需要弄一款冷发射的霹雳 15。当然,内筒也改成方形设计会更好。

至于反潜鱼雷,堂主认为最好干脆在 052D、055 的上层建筑甲板上找个地方,放 2 个四联装倾斜发射箱,就不塞垂发了。因为我们已经研制有采用涡喷发动机动力、射程估计达到 100 公里的远程反潜导弹(AJC015、鱼 11?),因为下方的进气口,它的构型很难压缩空间,如果垂直发射,是必然要占据一个 850 坑的。

为什么必须要把反潜导弹装上 052D、055?主要目的是为了增加航母战斗群编组的灵活性,驱逐舰必须具备远程反潜能力,像这次辽宁号到琉球列岛附近巡逻,就没带 054A。

这样改装后,052D 可以用 32 个单元装 64 枚红旗 9C 导弹、16 个单元装 64 枚霹雳 15 导弹、16 个单元装鹰击 18A 反舰导弹或高超音速反舰导弹,另外还装备 8 枚鱼 11 反潜导弹,战斗力非常威武。

图:阅兵上亮相的 AJC015 助飞鱼雷(反潜导弹),它采用涡喷发动机,下方有明显的进气口。

图:052D、055 可以在烟囱后找地方安装 2 个四联装鱼 11 倾斜发射箱,船大,挤一挤,空间还是有的。

旋转相控阵与四面小盾的差别。英法意和 054B 用旋转小盾,丹麦、德国、荷兰包括阿三都用四面小盾,这两者之间性能对比,差距多大,054A、051C 与 052B 未来升级是否也可以用旋转双面盾?

双面旋转相控阵的问题是,相控阵天线阵面的电扫有效角度一般不超过 120 度,超过会造成阵面的实际孔径过小,导致探测性能大幅缩水。假设它的机械转速是每分钟 60 转,即天线阵面 1 秒旋转 360 度,那么每个方向,它总会有 2 个为时 0.167 秒的时隙,无法享受相控阵雷达瞬间转移波束、加强探测的好处。

不过对于探测战术飞机、3 倍音速左右的超音速反舰导弹来说,0.167 秒并不影响 TAS 跟踪模式;但对于 10 倍音速左右的中程弹道导弹来说,数据刷新率就跟不上了,无法实现 TAS 的闭环跟踪。这是它相对四面阵的最大劣势。

不过这时候,双面旋转相控阵可以停止旋转,将阵面对准高威胁方向,对弹道导弹等高速目标进行高数据刷新率的探测、或者是增加俯仰方向的探测,即所谓的 " 凝视 " 模式。" 凝视 " 模式会让军舰失去 360 度的态势感知,但在编队网络中心战基础上使用,也不是不可接受。

当然双面旋转相控阵的这些缺点,是相对于大型四面相控阵来说的。

图:054B 护卫舰上的相控阵雷达阵面尺寸非常大,边长可能达到 3.5 米,这已经接近美国宙斯盾舰 AN/SPY-1D 雷达的尺寸了。可见它还是非常重视探测距离的。

图:双面旋转相控阵的最大问题是,它在非凝视模式下,对高超音速目标缺乏闭环跟踪能力。

在同样的重量下,双面旋转相控阵肯定可以比四面小盾,有更多 TR 收发单元,从而有更大的发射功率、接收孔径,可以发现更远距离上的目标,或者说对 RCS 值小的隐身目标有更远的探测距离。如果四面小盾对于再入的弹道导弹弹头、或者高超音速导弹的乘波体只有 100 多公里的发现距离,系统的反应时间跟不上,那反导能力就无从谈起。

至于问题中各种舰载雷达的性能对比:

054B 雷达的性能还没太多信息,但从它的个头来看,应该是跟英国 45 型驱逐舰所使用桑普森雷达同处于第一梯队,都是较大的双面 S 波段雷达,对战术飞机有 400 公里的跟踪距离。桑普森雷达的一个阵面有 2600 个收发单元;054B 雷达出现时间较晚,很可能采用了氮化镓技术,探测能力上应该更占优势。

德国等国采用 TRS-4D 四面相控阵雷达尽管采用了氮化镓技术,但工作在 C 波段,每个阵面的收发单元仅有 1500 个,属于非常小的雷达,对战术飞机的跟踪距离仅 250 公里;

而德国更早的 apar 四面相控阵雷达,工作在 X 波段,每个阵面的收发单元虽然达到 3000 个,但性能很差,对战术飞机的跟踪距离仅 150 公里;

法国、意大利则一直采用单面旋转的无源相控阵雷达。较早的 EMPAR 雷达,工作在 C 波段,对战术飞机有效跟踪距离是 250 公里;Herakles 雷达则工作在 S 波段,对战术飞机有效跟踪距离是 300 公里。

综上可以看出,欧洲现在的军舰,除了 45 型驱逐舰有相对靠谱的针对 1000 公里左右中程弹道导弹的探测能力;其他国家的军舰基本是放弃治疗的状态。当然,除了不怎么样的雷达,欧洲新军舰更可怕的是贫弱的武备,都在造海军游艇。

至于 054B 上的大型双面旋转相控阵雷达能不能用于 054A、051C、052B 的升级,吨位比 054B 更大的 051C、052B 肯定没有问题,054A 因为吨位比 054B 小了将近 1000 吨,有可能要对雷达尺寸进行一定的缩小,减少收发单元,以减轻重量。但在氮化镓技术加持下,相信仍可以满足与红旗 16F 配合,对弹道导弹进行拦截的需要。(作者:原讲武堂公众号堂主,今夜粥档摊主)

图:德国海军采用 TRS-4D 四面小盾的 F-125 型护卫舰。不仅雷达性能勉强,一条 7000 吨级的军舰,竟然连垂直发射系统都没安排,防空靠 2 座拉姆,现在后悔了在想招塞大的防空导弹。欧洲人现在都在造海军游艇,德国人的表现尤为极端。

图:意大利人的贝尔加米尼级也差不多,满载排水量 6700 吨级,防空就靠 16 枚紫苑导弹和祖传的 76 毫米炮!所以,你们说美国把欧洲当 " 血包 "?那也是欧洲人先把美国当保安在先!作孽啊

图:英国正在建造,还没服役的 26 型护卫舰。它的雷达连盾都不要,就一个小平板!

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