超音速反舰导弹优劣谈

超音速反舰导弹的技术基础

俄罗斯接手了苏联的超音速导弹项目，改进出口3M80并发展出3M54/55通用平台导弹。中国大陆也研制了类似导弹武器，日本在F-2战斗机上挂载ASM-3的试验弹，中国台湾也开发了由引进的“擎天”发动机发展的“雄风”Ⅲ。西欧国家目前还没有实装的超音速反舰导弹，美国则提出了“快鹰”和LRASM-B项目。

反舰导弹的飞行速度与动力和气动设计直接相关。考虑到反舰导弹的射程要求，固体火箭动力导弹的速度范围在M0.7-0.9最常见。苏联虽然装备有火箭动力的机载超音速反舰导弹，但其体积和重量都相当可观，后续型号的动力也从70年代开始转向液体冲压发动机。

反舰导弹采用喷气动力，巡航推力稳定性好，巡航速度可放宽到M0.65-0.9，掠海高度低，射程与飞行性能指标较为平衡，是西方亚音速反舰导弹的主要动力。如果改进喷气动力性能和弹形，导弹的巡航飞行速度可提高到M1.4以上，能保证反舰导弹实现超音速巡航，但在低空的单位航程油耗要增加3-4倍，低空有效射程并不理想。现代反舰导弹的巡航速度主要集中在两个范围，亚音速型号在M0.65-0.9，超音速型号在M1.5-3，很少出现速度在M1～1.4之间的跨音速导弹。跨音速导弹在开发早期就被放弃，主要是飞行速度比亚音速提高不大，动力要求却与M1.5以上速度的导弹相差不多，保留了其动力与结构的全部缺点，却没有优点来弥补。反舰导弹超音速的标准基本都在M1.5以上，这个速度范围适合采用高速标准的气动布局，也能充分发挥火箭和喷气动力的效能。苏联冷战前、中期装备的超音速反舰导弹大都属此标准，适应M2低空速度的冲压发动机型号，在70年代后期成为主流动力。

超音速反舰导弹的优势

国外上世纪80年代开始将冲压发动机实用化，代表型号是著名的3N80/SS-N-22。其采用冲压/火箭组合动力，将低空掠海速度提高到M1.8～2.2，高空巡航速度达M2.5-3.2。这使导弹接触目标所需时间短，有更好的抗自然干扰和抗机动能力。超音速反舰导弹动能较大，同样采用延时引信高爆战斗部时，以M2飞行速度命中的200千克导弹战斗部，打击能量相当于N0.9时的400-450千克的弹头，对多层舱壁的舰艇破坏效能较大。

如果以远程弹的300千米射程作为发射点与目标的距离标准，目标以55千米/小时（30节）速度横向运动，导弹飞行速度为M0.9时的瞄准点误差大约8千米，速度增加到M1.5时的误差降低到5千米，达到M2时的误差则降低到约3.2千米。按照目标稳定直线运动作为标准，导引头跟踪到目标的概率分别为0.92、0.998和1。由此可见，超音速有利于降低导弹对中继修正和惯性导航精度的要求。如果以中程弹的100千米作为攻击距离，速度M0，8的亚音速导弹的理论作战周期约6-7分钟，而M1.8～2速度巡航的超音速导弹只有2.5～3分钟。目标舰艇如果以55千米时速进行横向脱离，利用惯性自控到达导引头开机点，亚音速和超音速导弹对应的瞄准点偏差最大值为3.5和1.6千米。导弹在10米高度低空突防时，瞄准点偏差越小对导引头扫描偏差角要求越低，在视野中线附近搜索到目标的概率就越大。现代反舰导弹的导引头视野范围有限，突防高度越低则受瞄准偏差的影响越大。反舰导弹大都有中段修正手段，就是为解决巡航阶段目标移动造成的影响。在导引头扫描角度有限的基础上，全程低空超音速导弹可取消对中段修正的依赖，中、远程型号也可降低修正的次数和幅度。

另外，如果反舰导弹在距目标20千米处启动导引头搜索目标，目标对速度M0.8的亚音速导弹告警时间为76秒，对M1.8巡航的超音速导弹只有34秒。同样处于目标搜索雷达盲区的高度突防时，目标舰艇侦察到超音速导弹的时间要少55%。

超音速反舰导弹的弱点

导弹的超音速是强化突防能力的有效措施，但近半个世纪以来，只有苏联投入很大力量发展超音速导弹，世界反舰导弹的主流仍是亚音速弹型，这就证明超音速反舰导弹必然存在问题。

超音速反舰导弹如采用液体燃料冲压发动机，高空有利巡航飞行高度在14-15千米，最大巡航飞行速度可达到M2.8-3.5，燃料消耗只有1千米高度和M2速度时的25%-30%。导弹采用高空巡航，最大射程是低空的3-4倍，但高空巡航目标明显，飞行速度还没有高到可对抗防空火力的标准。高空突防能力不足迫使反舰导弹进行末段低空突防，实现隐蔽突袭的低空掠海飞行距离不能少于30千米，既无法充分利用高空速度快和经济性好的优点，又难以在纯低空隐蔽突袭中取得足够航程。

超音速反舰导弹采用低空掠海突防可大幅压缩目标反应时间，但也会压缩弹载控制系统的反应时间。当导弹面对自然干扰和电子对抗时，弹载系统的识别和抗干扰难度更大，数据处理技术难度很大，成品和软件的高复杂性也会恶化成本控制和可靠性指标。

导弹高速飞行带来强突防能力的同时，也为强化反导拦截系统的效能提供了机会。假设反舰导弹巡航高度为20米，目标舰艇的搜索雷达天线高度为25米，则发现导弹的理论距离（80%概率）在39千米左右，采用消除杂波干扰等措施后的可靠发现距离为25-27千米。在此距离上，现役中、远程防空导弹的反应时间，与反舰导弹以M2速度掠海巡航的时间相合，导弹拦截接触点基本处于近距防御系统盲区的边界，致使中、远程防空导弹很难拦截到超音速反舰导弹。超音速反舰导弹的速度有利于削弱远程拦截弹的效能，但高迎头速度却有比亚音速导弹强得多的多普勒效应，舰载搜索雷达准确跟踪的距离要比跟踪亚音速导弹更大，会明显增加舰载指令制导点防空导弹的瞄准距离。

现代反舰导弹大都具备末段机动能力，在接近目标时采用大过载机动来规避近距防御系统的拦截。导弹末段机动的载荷可达到8-15g，飞行速度越快对弹体强度要求就越高。弹体结构强度要求高，就增加了导弹外壳的结构重量，这又推动了对动力系统的要求。

超音速反舰导弹最大的问题就是尺寸和重量。根据飞行器的工作环境，飞行速度从M0.9增加到M1.5时，增幅虽然还不到一倍，但导弹所承受的阻力要增加4～5倍。高速对弹体结构强度要求很高，气动加热也较明显，导致很难降低超音速反舰导弹的尺寸和重量。

反舰导弹要满足打击驱逐舰的毁伤效能，至少要安装160干克的战斗部，导引系统的重量在50千克左右，正常载荷基数必须保证200千克。为保证速度和射程，喷气动力亚音速导弹的动力系统与载荷重量比例接近1：1。RGM-84D“鱼叉”反舰导弹巡航速度M0，75时的最大射程为130千米，带独立助推器和227千克战斗部的总重量只有682千克。3M80的增程改进型，低空射程只有120干米，勉强达到RCM-84D的标准，战斗部重量虽然达到了320千克，但全弹重达4500千克，即使是早期射程（低空）80千米的基本型重量也有3950千克。

超音速导弹的信号特征控制也有弱点。首先是低空高速飞行的气动加热，使迎头红外信号强度远大于亚音速导弹，更大的体积也增加了迎头RCS。典型亚音速反舰导弹的迎头RCS约0.5-1米。常规驱逐舰警戒雷达对其正常搜索距离在10千米左右。超音速导弹迎头RCS在2-3米2，同高度舰载雷达对其搜索距离的增量不大，但在多普勒雷达搜索过程中信号明显。超音速导弹的燃料消耗率很高，射程受飞行高度的影响也很大。RGM-841）这类亚音速反舰导弹，中段巡航时可采用20-100米高度长时间稳定飞行。超音速导弹要想增加有效射程，有利巡航高度至少要超过10千米，如3M55的高弹道巡航高度就为14千米。超音速导弹要想获得高隐蔽性，只能靠降低末段巡航高度，尽可能利用地球曲度盲区。超音速反舰导弹为大射程要求巡航高度也大，低空突防的距离也远大于亚音速导弹，如AM39“飞鱼”末段掠海距离只有7-10千米，而3M80/55在距目标舰艇50千米距离时即要转为低空。

3M80的局限

3M80是苏联解体时最先进的中程超音速反舰导弹，其低空最大射程只有80千米，出口型在采用增程措施后才增到120千米。3M80的毁伤能力远不能给航母造成重创，甚至要破坏航母任务状态都显得威力不足。苏联海军冷战后期建立的反航母导弹攻击体系中，为攻击美国航母的专用反舰导弹，射程500千米是基本条件，常规战斗部少于700千克都不合标准。事实上，苏联海军从没考虑过用3M80反航母，而是将其作为攻击西方巡洋舰和驱逐舰的武器，针对“宙斯盾”的设计也以突破单舰防御为目标。“现代”舰与“毒蜘蛛”导弹艇都以3M80作为反舰武器，而“现代”更像远洋化的“毒蜘蛛”。

“现代”与3M80的组合，装的不多，打的又不远。虽然理论上也可由直升机提供目标指示，但3M80实际上仍以载舰雷达指示为主。“现代”舰载超视距雷达的作用距离和测量精度并不高，因此用3M80反航母要拿出拼刺刀精神。

限制超音速反舰导弹发展的难题

超音速反舰导弹存在的关键难题，首先就是单位航程载荷的燃料消耗过大。高空巡航经济性好却容易暴露目标，低空掠海隐蔽性好，但对航程影响过大，现有技术下这个矛盾基本无解，只能选择最符合需要的平衡点。

超音速反舰导弹既要保证导弹末段掠海稳定飞行，又要保证末段有足够大的速度，弹载测量和控制系统的技术难度远比亚音速导弹高。超音速导弹大尺寸、大重量意味着高成本，高成本又迫使导弹必须选择高价值目标，高价值目标需要的战斗部威力必须要大，导引头的精度和抗干扰能力也要求更高，反过来又迫使导弹的成本和技术指标增加。

超音速反舰导弹的气动与动力关系较严格，基本结构对改进发展的限制比较大，改进潜力明显不如亚音速反舰导弹。RGM-84和YJ-8是典型的亚音速反舰导弹，在其基础上可以很方便地改造成对地攻击型，还能通过加长弹体燃料段长度提高射程。亚音速导弹对弹体升力面位置和重心的限制小，调整弹体尺寸对整体性能和控制的影响很容易克服。超音速反舰导弹本身的尺寸和重量就很大，弹体在性能改进中可做改动的结构又不多，全弹推比、重心位置和翼面力矩要求严格，气动设计和各舱段比例很难进行调整，改善战术性能的技术压力和成本压力远超过亚音速导弹。这种差异普遍存在于各国类似的型号中，当很多亚音速导弹通过改进实现了多平台、多功能通用化时，超音速反舰导弹往往从服役到退役的模样都差不多，技术战术性能也没有什么大的改善。

超音速反舰导弹的发动机选择

固体火箭发动机的比冲值高，加速快，不受气候条件和飞行状态影响，但动力射程和发动机工作时间较短。喷气发动机的加速性不如火箭发动机，但可长时间保持额定推力状态。固体火箭在MO-6速度段的推比在30-40。弹用巡航喷气发动机推比只有2-3，却有最长的巡航推力工作时间。冲压发动机在M1.5速度下的动力性能很差，在亚、跨音速段难以稳定工作，但在速度超过M2后的推比可达16，M2至接近M3速度段的推比增加到20左右，M3最优速度段的推比可提高到28-30，非常接近固体火箭的推比，冲压发动机的稳定工作时间又明显超过火箭动力，导弹的动力射程主要受燃料的限制。

如果用实际例子来对比，采用两级固体火箭动力的C801有效射程只有45千米，重量却达到815千克，改用喷气动力的C802动力射程增加到120千米，重量反而下降到715千克。冲压动力的性能好，但启动速度需要通过火箭助推实现，大速度强度要求和高成本性能要求的综合，反而使冲压动力超音速反舰导弹的重量指标最差。

固体火箭动力加速性能好却工作时间短，目前普遍作为启动助推器或加速动力。喷气动力能在亚音速段实现足够大的续航时间和距离，却不适合高速使用。冲压发动机的高速飞行性能好，但低空燃料消耗量大（如SS-N-12），射程与速度指标之间存在明显矛盾。组合动力的思路已在实践中取得成功，代表是俄3M54，也称SS-N-27。3M54以鱼雷管尺寸为外廓标准，采用固体火箭助推的喷气巡航动力弹体，发展了反舰、攻陆和反潜多个型号，兼容了管发射、垂直发射和倾斜发射，是反舰导弹家族中的“万金油”。3M54的反舰型分两种，全程亚音速的3M54El类似BGM-109，战斗部重量和射程较大；3M54E弹体与3M54EI相似，战斗部更换为可独立工作的固体火箭动力子弹头，形成了由火箭助推、亚音速巡航和火箭动力超音速突防接力的三级导弹。

3M54E采用末段速度M2.9（1000米/秒）的子弹头，这种弹头在距目标20千米位置脱离弹体，加速降高并命中目标。3M54E子弹头所载战斗部重200千克。ARGS54主/被动雷达导引头重约60千克，弹体外壳和控制系统重约220千克，可工作10-12秒左右的固体火箭燃料重350千克，子弹头总重在830千克左右，相当于YJ-81全弹重，比全程亚音速的3M54E1短弹约重520千克。3M54E子弹头估算重量除去54E1的战斗部重量，基本等于3M54E/54E1全弹重量差。

3M54E的喷气动力母弹以M0.6-0.8速度低空巡航约180千米，未段20干米释放子弹进行超音速突防，是兼容亚音速导弹低成本、大航程，和超音速导弹高速度突防能力的好办法。

3M54E子弹头脱离二级弹体后，由火箭加速到1000米/秒并短时维持动力，之后靠惯性完成后段飞行，20千米距离的飞行时间可控制在30秒之内。目标即使采用55千米最大速度横向机动，在30秒内的理论移动距离仅460米，实际移动距离不会超过400米。3M54E子弹头在脱离时预设目标中心瞄准点，末段修正时只需进行很小幅度的方向控制，采用小型稳定翼和控制面，甚至只靠推力矢量就能满足机动要求。3M54E末段超音速子弹的技术看起来尖端，实现起来的难度并不算大。

超音速掠海反舰导弹的平衡效应

新型号的超音速反舰导弹与早期的高空高速不同，都具备掠海突防能力。超音速造成的控制困难和热、雷达信号增强，确实使导弹的信号强度超过亚音速同类导弹，体积和重量也更大，但这个缺陷可通过速度来弥补。3M80的掠海飞行高度已接近亚音速的MM38“飞鱼”，假设3M80被发现的距离比MM38高一倍，但3M80末段速度也比MM38高一倍，留给目标反导系统的反应时间甚至更短。

超音速反舰导弹的高速度可以压缩对抗时间，目标采用电子对抗，散开干扰物的时间将受很大影响。硬杀伤拦截时，超音速导弹的大体积会增加被命中概率，但高速度又会增加拦截导弹的脱靶量，两者效果基本上可抵消。“密集阵”这样的拦截火炮靠弹幕杀伤，超音速导弹同样过载时的规避范围较大，在近防炮火力范围内暴露时间较短，更重要的是超音速导弹为抵御低空飞行的气动作用，弹体结构要比亚音速导弹坚固，承受破坏的能力更强，而超音速和亚音速导弹的被弹面差距并不算大。反舰导弹在即将命中目标的末段，雷达导引头都将进入测量盲区，导弹事实上靠惯性用直线轨迹命中目标。被拦截击毁导引头后，超音速导弹的惯性段时间更短，只要不被击落仍有很大可能打中目标。

超音速导弹可拦截时间短和结构坚固的特点，使近防炮的口径与射速要求都在提高，30毫米已成主流，射速也从早期的3000-6000发/分增到7000，12000发/分。美国海军用RAM导弹替代“密集阵”，欧洲国家更偏重采用导弹反导的关键，就是20毫米甚至30毫米炮弹的威力不足，命中后却打不掉，而防空导弹即使近炸也可靠冲击波破坏导弹飞行状态，相比炮弹还有些效能上的优势。

RAM的导引头是以冷战末期的导弹型号为标准，新型反舰导弹如选择扩频低截获雷达技术改进导引头，就有可能大幅削弱RAM的作战效能，但超音速导弹的红外信号强度还会成为大问题。超音速反舰导弹迎头红外信号比亚音速导弹（同样为10米掠海高度，巡航速度分别为M2和M0.9）高20-50倍。舰载桅顶红外跟踪系统对亚音速导弹的跟踪距离在16-21千米左右，对同样高度的超音速导弹则会增加到27-31千米。舰载防御系统的反应时间虽然差异不大，但RAM红外导引头自控引导距离则会有很大提高。

超音速与亚音速导弹的综合对比

为什么发展超音速反舰导弹的国家不多？关键是所需技术远超过亚音速导弹。低空高速掠海对气动控制和姿态测量的要求相当高。理论数据统计，亚音速反舰导弹的掠海高度可降至2-5米，超音速反舰导弹极限是5-7米。海况越差，超音速导弹的高度控制就越困难。

RAM是替代“密集阵”的反导系统，完全按照拦截反舰导弹设计，仅在理论上有对飞机目标的杀伤效果。RAM采用被动雷达和末段红外制导，被动射频针对的是雷达制导反舰导弹，功能是将RAM引导到红外制导头的作用距离内，红外导引头则在近距离保证接近撞击的命中精度，尤其适合对抗红外信号强烈的超音速反舰导弹。RAM对3M80的拦截效果比较出色，但超音速反舰导弹不是无计可施。苏联SS-N-12/19远程反舰导弹的目标特征很大，为保证突防，弹上设有电子侦察和对抗系统。新型超音速反舰导弹同样可通过导引头跳频，或安装投放式红外干扰弹的方式，强化对RAM类导弹的末段反拦截能力。

超音速反舰导弹的技术难度、体积和重量大，成本高。如以同时期同类导弹的可比成本价格为标准，超音速反舰导弹的价格是亚音速同类弹的3～5倍，也更难维护，实际作战效能却远不能与成本相适应。只有不计代价投入，才有可能保证超音速反舰导弹装备，而大部分国家却没此能力和必要。

冲压动力已是超音速反舰导弹的主流动力，并已根据性能指标和战术特点，将超音速反舰导弹划分为低、中、高三个级别。低超音速导弹是目前的主流装备，低空和高空巡航飞行速度为M1.8～2.2和M3-3.2，“雄风”Ⅲ、C101/30l、3M80/55都处于这个等级范围，必须采用低空掠海方式突破目标的拦截。中超音速型号的高空巡航飞行速度在M4-5，低空巡航飞行速度则在M2-3，是低超音速巡航导弹的速度加强型。中超音速反舰导弹的高速性能提高不大，仍无法通过速度摆脱防空火力拦截，因此，中超音速反舰导弹仍会采用高-低混合弹道。中超音速反舰导弹的速度增量有限，突防方式和航程矛盾与低超音速型号相似，战术性能提高幅度低于技术难度和成本增加幅度，现阶段也没有这个等级范围的实用化装备，科研项目也是作为高超音速型号实用前的过渡。高超音速导弹的飞行速度在M5以上，巡航飞行高度普遍超过25千米，常规冲压发动机无法满足需要，必须采用高速适应性更出色的超燃冲压发动机，导弹会以高空突防和近垂直俯冲攻击为突防方式。

反舰导弹的亚音速和超音速各有优势，但在现有技术内没有综合的可能。美国海军LRASM是换代反舰导弹项目，包括在JASSM-ER基础上发展的隐身亚音速LRASM-A以及采用先进动力的隐身超音速型LRASM-B。LRASM-A具备高隐身和大威力的优势，LRASM-B则采用20-25千米的高空曲线轨迹，导弹平均速度如达到M5，则LRASM-B的突防能力将与战区弹道导弹接近。全程大气层内飞行的LRASM-B不受再入段的“黑障”干扰，数据修正和雷达导引头全射程可用，具备常规反舰导弹的全程修正导引能力，打击速度和末段突防能力接近战术弹道导弹，现有舰载防空体系很难拦截。LRASM-A/B能安装在标准化垂直发射装置中，单舰载弹数量大，不但可以作为反舰导弹，还能承担中距对地打击，其设计思想和技术指标已具备换代标准。现在还无法确定LRASM-A/B的后续情况，但从美国和其它国家情况看，亚音速反舰导弹发展趋势是大射程和全面隐身，超音速反舰导弹则用高超音速在高空突防，3M54E的多级异速方式在现阶段也有很大潜力，而3M80甚至3M55这类速度范围M2-3，飞的不高、不快又体积庞大的弹种，很可能被换代反舰导弹所淘汰。