“石榴石”巡航导弹战术技术要求分析

俄ＳＳ-Ｎ－２１“石榴石”潜射巡航导弹战术技术要求分析简介：SS-N-21是前苏联按一弹多型原则设计的一种战略战术巡航导弹。从20世纪60年代开始，美国开始全面建设国土防空网，并积极发展弹道导弹防御系统。在20世纪70年代美国新材料和新工艺的发展带来了小型，低成本航空喷气发动机技术的突破。在此基础上，美国其开始着手研制空射和海射的亚声速巡航导弹——“战斧”。这使前苏联战略空军和弹道导弹的威慑能力受到挑战。为此，1976年，前苏联领导人原则上同意研制--空基，海基和陆基巡航导弹。但在海基巡航导弹的发展上，为稳妥起见，前苏联制订了两种截然不同的设计，即一种是较大型的超声速导弹——“R-750”迅雷，以专用的垂直发射装置发射；另一种是体积较小的亚声速导弹SS-N-21“石榴石”，能用潜艇的鱼雷发射管发射。最终，SS-N-21“石榴石”巡航导弹的方案胜出，成为第三代巡航导弹中标志性型号。外界认为其总体技术水平与美国“战斧”导弹相当，被称为“战斧斯基”，但在注入掠海飞行等个别性能方面甚至优于“战斧”导弹。1978年，前苏联“革新者”科学生产联合公司的“彩虹”设计局开始负责SS-N-21导弹的研制。1981-1982年间进行多次试飞实验。并于1983年用原先发射SS-N-6导弹的装置进行发射实验。自1987年起陆续装备于Y-1级战略核潜艇和V-Ⅲ、S和A级等三种攻击型核潜艇。战术要求：攻击目标特性：海基型主要用作海上发射的战区攻击力量，设计从欧洲和远东的前苏联海域或公海发射。攻击敌方高价值加固和非加固目标，如纵深地区的地下指挥中心，核、化学、生物武器生产设施，装甲编队集结地，海军基地及港口设备等严密设防目标，也可作为战略潜地导弹在离美国本土较近海域攻击美国沿海城市和军事目标。飞行性能:SS-N-21远程巡航导弹是一种核常兼备、战略战术一体的多用途巡航导弹,具有很好的平台兼容性，达到了三军兼用的目的，可在多平台发射。导弹重量为1.7t，射程约为3000km，巡航高度200m，巡航速度0.70Ma，为亚音速导弹。制导精度：SS-N-21导弹采用了惯性制导，地形匹配及景象匹配三种自主制导系统。若无末制导，制导精度为150（CEP）/m;加上末制导后，制导精度变为45（CEP）/m。一．导弹分系统1.导弹气动外形：SS-N-21导弹的整体布局与“战斧”相似。导弹全长8.09m，弹径为514mm,翼展3.3m。弹体的气动外形采用长细比较大的圆形横截面、“一”字形正常式中弹翼的结构布局。弹身头部呈卵形，中段为圆柱体。尾段收缩，为倒圆截锥体，然后串接一直径相同的助推固体火箭发动机。弹身中部设置有一对窄长的梯形截面的弹翼，弹腹部设有发动机的埋入式进气道，尾部设有“+”形可折叠尾翼。在使用前，弹翼向后折收于弹体两侧储翼槽内，尾翼则从其根部横向折收于弹尾四周。导弹发射后，随着助推发动点火，弹翼和尾翼靠各自展开机构将它们展开。下图为SS-N-21导弹的外形（无推进器状态）示意图。该导弹气动布局采用面对称翼面布置，它有迎面阻力小，质量小，倾斜稳定性等诸多优点；同时，面对称导弹有利于保证其升力方向始终对着目标，所以战斗部可采用定向爆炸结构，使质量大为减轻。但是其侧向机动性略差。尾翼采用“十”字形，保证了升力的大小和作用点与导弹绕纵轴旋转无关。其次保证了导弹的操纵性，并且由于各方向升力都有快速响应的特点，简化了控制与制导系统的设计。从翼面沿弹身纵轴的布置形式来看，该巡航导弹采用了正常式布局，这也是设计中常见的。首先，正常式导弹的纵向和横向静稳定性较好。其次，正常式布局不必再弹翼上安置副翼，操纵机构和弹翼结构较为简单。但是，其响应特性较慢，但对巡航导弹来说，影响不大。2.战斗部系统：SS-N-21导弹主要配备的是核战斗部，也有配备常规战斗部，导弹威力十分强大。该弹的核弹头威力为20万tTNT当量，常规战斗部质量为300kg。由于SS-N-21导弹体积小，无论是载机还是潜艇携带的数量都较大，因此整体火力较强。3.推进系统：SS-N-21的主动力来自一台涡扇发动机。小型化的涡扇发动机是现代巡航导弹两大（即动力和控制）关键技术之一。巡航导弹对发动机的要求：巡航飞行时耗油率低；高空工作性能好；红外辐射低；低成本；免维修；长期储存可靠性好。20世纪70年代以来，苏联、美国及法国研制出多种适用于现代巡航导弹的小型化弹用涡喷、涡扇发动机（见下表）。由于没有查到可靠资料，无法确认SS-N-21导弹采用的主发动机型号，但从表中数据可看出，俄罗斯对弹用涡喷，涡扇发动机的设计和制造能力均具有世界先进水平。小型化弹用涡喷、涡扇发动机性能参数型号TRI-30J402-CA-702F107-WR-100MS-300国家法国美国美国苏联推力/kN5.324.272.764.0耗油率/(kg/daNh)1.091.050.61空气流量/（kg/s）8.136.126.20总增压比5.918.4413.7转速/(r/min)295004150064000（高）35500（低）质量/kg6667.658.785最大直径/mm343317.5307320总长/mm10719148001100推重比8.96.984.614.61寿命/min1200150030003004.制导控制系统：由于SS-N-21导弹在发射前需要任务规划和航迹规划两个步骤，因此需要建立专门的情报和指挥中心，并制作巡航导弹整个飞行路径的数字地形图。SS-N-21在1984年交付海军时，前苏联海军专门为其建立了用于航迹规划，制作假想敌领土数字地图的作战情报指挥综合中心。SS-N-21导弹在达到最大爬升高度后，控制导弹转弯下滑至距地约200m高度，转入巡航飞行状态，该中心在导弹发射前将重要地物场景装订到导弹制导系统中，采用性和地形匹配辅助修正的导航模式下飞向目标，在接近目标时融入末制导功能。这与前苏联以往开发的弹道导弹和巡航导弹截然不同。由此可见，地形相关匹配制导方式使过去只使用惯性或无线电指令制导的前苏联导弹增加了一种精度更高，射程可以更远的全新制导方式，虽然较为复杂，但其使打击精度更高。二.发射分系统：SS-N-21导弹目前主要装配于改装后的Y-Ⅰ级弹道导弹核潜艇和V-Ⅲ、S、A级等攻击型潜艇。除在Y-Ⅰ级潜艇上是从垂直发射管中发射外，在其他潜艇上都是从533mm鱼雷管水平发射。器发射过程大致为：当潜艇处于最佳发射深度时，导弹连同其有动力运载器一起被推出鱼雷发射管，然后靠运载器发动机喷管的偏转而产生的推力矢量作用，控制导弹由水平状态转向出水状态，并以某个出水角（约45°）冲出水面。导弹连同其运载武器出水后，爬升到离水面30m高度时，运载器头盖与主体分离，接着导弹与运载器分离。这种有动力运载器发射模式主要优点在于：运载器在水中的机动能力强；弹器在出水后分离，可避免海浪干扰，导弹的姿态相对稳定；发射深度可选择的范围较大，可从潜望深度到下潜工作深度。但该模式的结构相对较复杂，而且在水下运动时噪声大，不利于潜艇的隐蔽。利用运载器进行导弹发射，不仅能使导弹在深水发射，而且能使导弹避开对水下发射环境适应性的难题，便于将陆射型及空射型导弹移植为水下发射型。潜射巡航导弹的运载器外形与常规钝头鱼雷相似是一种拥有一定浮力的细长水密封耐压容器。SS-N-21导弹所使用的运载发射器为有动力型。有动力运载器自身拥有动力装置，依靠发射时它的离管初速和助推器（通常为固体火箭发动机）动力共同实现其初水过程的运动。导弹与运载器能否可靠分离，直接影响导弹的飞行成败和命中精度。SS-N-21导弹采用以连接导弹与运载器的螺栓在爆炸在爆炸时产生的轴向爆炸力为分离动力，使导弹和运载器分离。其爆炸螺栓在分离时所产生的弹射动力可达近200kN。导弹由鱼雷管水平发射有利于节省研制周期和研制费用，可装配的平台多；但由于导弹与鱼雷共管，会出现导弹和鱼雷同时争用发射管的紧急情况，同时，导弹的尺寸也受发射管直径的限制，不能随意以射程为优化设计的目标函数。三．指挥分系统:SS-N-21导弹最大航程达3000km，必须借助卫星、预警机以及其他舰船上的相应设施。可靠通信是第一位需关注的大事，潜艇在潜望深度时可利用短波通信工具与指挥机关进行联络；借助于收放的拖拽天线，潜艇可在水下深于30m处进行通信。四．保障分系统：SS-N-21导弹的作战使用与美国“战斧”导弹类的类似，发射前需进行任务规划和航迹规划，需呀制作它整个飞行路径所需的数字地图。在1984年交付部队时，苏联海军专门为其建立了用于航迹规划、制作假想敌领土数字地图的作战综合保障中心。