[分享] 淺談一下高超音速武器
jimmy借我一下
※ 引述《jimmy5680 (還想飛的企鵝)》之銘言:
: 美軍的極音速飛彈近期好像頗有進展,相對於解放軍有科技優勢嗎?
: 是說俄軍的極音速飛彈被愛國者攔截耶......
我們先對高超音速 這個領域有個初步的概念,
下面會比較好進入內容
所謂的Hypersonic 高超音速(又叫做極音速)
是指速度遠高於超音速的狀態
一般而言分界的定義在五馬赫左右
而高超音速飛行器(武器)
自然就是指能夠達到五馬赫速度以上的飛行器
OK回到主題
我們通常提到的高超音速武器
指的是那一些用來對地或對艦的飛彈
例如之前連續被擊落多枚的匕首飛彈
為什麼?
因為有一些區域防空飛彈本身也能夠達到五馬赫以上的速度
雖然依照廣義來說那也算是高超音速武器
不過一般通常都不會把他們歸類在一起
目前世界上的高超音速武器主要有三種類別,分別為
1.傳統的彈道飛彈(包含潛射空射)
2.以彈道飛彈為基底衍生出來的HGV助推滑翔器
(Hypersonic Glide Vehicle)
3. 使用Scramjet超音速燃燒衝壓引擎的高超音速巡弋飛彈
又叫作Hypersonic Cruise Missile,HCM
美軍則另外叫他HAWC
(Hypersonic Air-breathing Wapon Concept)
傳統的彈道飛彈這個比較好理解,就先不提
前陣子被愛國者飛彈擊落多枚的X-47M2匕首飛彈
就是屬於這一種類型
https://i.imgur.com/9ZZmRUd.jpg
這種空射武器需要由飛機搭載升空
當飛機在高空高速狀態下才可以釋放飛彈自行加速
(所以實際上匕首號稱的10馬赫內有包含米格31的2馬赫初速度)
扣掉初速度的話性能大約於原本的伊斯坎德爾差不多
至於HGV助推滑翔器這種東西他本身是一種彈頭
一般來說會先利用彈道飛彈的火箭助推器先把HGV送到太空
接著在太空和高層大氣利用動能和位能進行高超音速機動和滑翔
美中俄都對這種飛行器有研究
中國我們常聽到的就是東風17飛彈
https://i.imgur.com/yqGtHGg.jpg
所謂的乘波體簡單來說就是利用飛行器的外型
來提高飛行器在高超音速的升阻比
當飛行器在飛行的時候 氣流因為飛機向前飛行
而在前段產生一個因為壓縮而形成的擾動(就是常聽到的激波)
這種構形的飛行器在飛行的時候 激波會跟機體平面做貼合
也就是飛行器本身會"騎"在激波上面
依靠激波本身的壓力來產生升力
這樣飛行器不見得一定要依靠機翼
也能夠靠壓縮升力和激波升力進行飛行
例如什麼
美國的LRHW飛彈
https://i.imgur.com/Is1tNcp.jpg
(Long Range Hypersonic Weapon)
他的彈頭採用的是雙錐體結構
叫做C-HGB,通用高超音速滑翔體
https://i.imgur.com/inPqMOD.jpg
還有美國前陣子多次試射失敗的AGM-183A ARRW飛彈
https://i.imgur.com/V6JiDBG.jpg
俄羅斯也有類似的東西 也就是Vanguard 先鋒,Yu-71/74
不過目前沒有看到實際的飛行器外型長怎樣
姑且就先不提
根據一些宣傳,這種飛行器可以利用連續的機動動作
或者是陡峭甚至不規則的路線來迴避飛彈防禦系統
以基本邏輯來說是沒有什麼問題
不過HGV這種形式的飛行器 當重返地球的時候
飛行器的表面會跟高層大氣開始摩擦升溫
當達到一定的溫度的時候
就會在機體外部形成一層包圍整個機體的電漿
這一層電漿就是所謂的黑障,會嚴重干擾無線電波通訊
也就是導引系統會受到很強力的干擾,足以影響飛行器的精度
美蘇以前的做法是使用比電漿本身的頻率還高的無線電波
來強制壓過電漿以達成繼續通訊
或者是設計飛行器的外形,讓某個部位受到電漿的影響可以減緩
即使克服了黑障,由於重返大氣會劇烈減速
在這狀態下任何一個機動動作都會使飛行器速度更加降低
就會增加被反彈道飛彈攔截的機率
再來是HCM高超音速巡弋飛彈
我們以美國的X-51 Waverider為例
https://i.imgur.com/bo3xzNQ.jpg
這種武器有一個很明顯的特徵
就是飛彈下部具有一個方形的進氣道以及很扁平的飛彈前段
跟滑翔式的高超音速武器不同
HCM是需要吸取空氣來讓超音速燃燒衝壓引擎運作的
Scramjet 超音速燃燒衝壓引擎由於無法在低速下運作
所以必須在尾部多一節火箭助推器
當飛彈從飛機上釋放後
火箭助推器會先把飛彈加速到一定的速度並拋棄掉助推火箭
這時候超音速燃燒衝壓引擎才會開始運作並讓飛彈持續加速
直接看影片會比較好理解
https://youtu.be/0aNsbb4_C9A
世界上類似的産品有美國的HAWC (示意圖)
https://i.imgur.com/37mP9Oa.jpg
俄羅斯的3M-22鋯石
https://i.imgur.com/bJKp9zv.jpg
以及印度跟俄羅斯合作的BrahMos II
https://i.imgur.com/LAC8Ink.jpg
(當然還有其他正在研發中的飛彈,在此只簡單提一下比較知名的)
今年1月30日 DARPA和洛克希德馬丁公司
一起報告了HAWC的最終飛行測試,與之前的飛行測試一樣
HAWC能夠在60000英尺(約18000公尺)的高空
以5馬赫(時速約6100公里)的速度
飛行超過560公里(350英里)並展示了改進的性能和能力
由於這種進氣式武器全程都在大氣層內飛行
所以會承受一定的大氣阻力
也就無法像彈道飛彈那樣動不動達到十幾馬赫的速度
通常這種形式的武器速度大約落在5馬赫左右
(俄羅斯的鋯石說他可以到9馬赫但我對那數字抱有很大的問號)
根據技術難度來做比較
在上述三種形式中 HCM的技術難度最大
首先是HCM由於不離開大氣層
在飛行中需要承受很大的阻力
這會導致飛行器長時間承受很大的應力
且HCM所必須使用的超音速燃燒衝壓引擎技術非常的困難
他本身的失敗率很高,X-51的失敗率甚至達到了50%
相當於要在颶風風力最強的區域內點一根蠟燭還不能讓他熄滅
https://youtu.be/EfJp2luk_IY
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回到一開始的話題
美國相對於中俄的優勢
是美國軍火開發商成功的讓這種武器能夠小型化
上頭提到的LRHW 每一輛車可以攜帶兩枚飛彈
在類似的性能條件(先假設性能接近)下
可以比中俄方的裝備高出一倍的打擊能力
自然也就提高了武器的打擊效果
且所有的設備都可以藉由運輸機直接帶著走
言下之意就是只要場地足以讓運輸機起降
那麼美軍就擁有數不清的火力基地可以運用
HAWC也是一樣的形式,美國海軍在先前的概念圖中
有打算讓這東西可以用F-35或F/A-18E/F來發射
https://i.imgur.com/qYYER6Q.jpg
這種飛彈可以由戰機直接攜帶 發射
對於時機敏感的目標具有非常好的即時打擊效果
至於高超音速武器能不能被攔截 就下回再說(′▽‵)ノ
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https://i.imgur.com/vibeWnI.jpg
https://i.imgur.com/zM1Wape.jpg
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※ 編輯: mmmimi11tw (39.10.73.36 臺灣), 05/26/2023 21:37:04
推
HAWC是美軍研究案的名稱,一般統稱是超音速巡航飛彈
hypersonic cruise missile
*極音速
看不懂推,很多失敗案例,路還很長
對,正確來說應該要叫HCM高超音速巡弋飛彈
我修改一下好了
極音速啦,那個「超音速」是我打錯字
推
長知識,推
推!
推一下 這篇分析的尚算可接受。
樓上你的烏克蘭是納粹的證據要拿出來了嗎?
好文 這已經不是淺談了
看軍武長知識
相當有內容 推
某樓造謠就算了,還好意思點評別人的文章尚算可接
受?怎麼不發一篇你完全可以接受的文章出來給大家
看看
拜讀,感謝分享
附議+1,想看某S寫一篇高級可接受的軍事專業文章!
好文就要推。
推
推爛
感謝 推
感謝資訊,講得淺顯易懂阿,軍盲救星
沒想到除了要夠快也要解決速度太快導致導引的問題
長知識了
這樣科普好處是能幫助門外漢了解武器及建軍都不易
推
百姓價值觀與現役能貼拉近些是國家之福
專業,講解更是專業之上,強者給推
速度又不能疊加…不要亂講…
誰跟你說速度不能疊加的
試問一架以兩馬赫速度飛行的米格31
他機腹那一顆匕首飛彈的速度
相對於地面靜止物體而言請問他的速度是0還是兩馬赫?
國中理化程度 XD
又不到相對論的應用範圍,速度是可以疊加的
說速度不能疊加好像也對,因為兩馬赫的用意是
國文爛到連小學教的省略號都不會用的就別去討論國
中物理了
為了衝壓引擎的工作效率,而不是為了疊加速度
大概是這個意思吧.......(個人胡亂理解)
推!好想寫這種清楚易懂的專業文!(掩面)
推!
空射速度不能相加... LRASM表示難過
問一下以愛國者這種末端防空飛彈來說 是彈道飛彈或
是HGV對他攔截有影響嗎?
像我們知道SM系列攔截在中段 HGV可以有限變軌所以攔
截會比彈道飛彈高
這種助推滑翔器的變軌時機會是在部分中段和下降階段 在這之前 他的軌跡跟一般的彈道飛彈是一樣的 所以如果要提高攔截率的話 就得在還沒有開始變軌前就發射飛彈把他打下來
對薩達而言因為都是上升段攔截 彈道跟HGV攔截難度理
應一樣
PAC雖然射程是末端但理論上雷達早就看到BM軌道目標
在問一個問題是匕首出去還會再上升高度到40-50公里
HGV跟HCM大部份時間都是在雷達地平線以下
以上嗎嗎?還是就是差不多載具當時高度點燃飛行 熄
火後就直接滑翔?
這兩種東西發射後都會繼續往上飛,以減少大氣阻力
米格31不只給他初速,還給了高度,能量不用耗在克
服重力位能
可以有效地壓縮守方的反應時間(HCM又比HGV更低一點)
匕首就是空射SRBM,一定是在發射後再拉高進入軌道
要是它只有滑翔的話那就只是一般的空射CM
火箭引擎是衝量推進裝置,速度越低時(動能上)越沒效
率
只是好奇匕首如果當CM丟 沒用高度換更多速度但求高
度低一點 射程也犧牲 有沒有搞頭r 雖然載具會比較危
險 但能不能走HCM後半段那個路徑
這麼做理論上當然是可行 不過除了其他板友說的那些限制以外 還有更重要的事情就是 一枚飛彈裡面的固體火箭燃料只會工作一小段時間而已 剩下的就只能靠加速產生的動能來滑翔 這就是為什麼必須要走高拋彈道的原因 藉由把彈道拉高來額外增加一些動能和位能進而提高一些射程
匕首天生就是彈道飛彈,燒固體燃料的火箭引擎
@adagiox 固態火箭拿來這樣用當然可以,射程悲劇
CM就是應該用噴射發動機(也就是所謂「吸氣式」才對
用火箭引擎在低空飛也超級沒效率的
壓低高度比沖不好就是了
匕首那個頂多只能把彈頭改成HGV
不是比衝不好,而是大氣密=>速度低=>衝量引擎效率低
射程大概會跟 AIM-120 差不多吧
BTW 俄軍只有匕首才有空射型
俄軍發展中的HGV跟HCM目前都只是陸上/海上平台發射
因為太大顆飛機載不動
其實看到匕首這樣,就不用太期待雲峰的作戰效益
之前的討論就提到三馬赫高空巡弋速度實在不夠快
假設真的有雲峰,他的對手也不是愛國者三
S-300 攔截飛彈的效果,可以問莫斯科號
有能力可以攔彈道飛彈的防空系統應該都有機會攔截
S-300 喔呵呵 不過 S-400 應該有機會
高空CM不就跟一般飛機沒兩樣
希望將來 S-400 或 S-500 有個實際戰例給我們聞香
莫斯科號是可能連雷達都沒開的特例 不適合比較
另外雲峰的構型資料來源是...上朱,這可信度就 嗯
他雲峰連載20年,中間構型變來變去 沒啥好說的
推
推
國軍未來的長程打擊武器應該要慎重考慮向極音速發展
05/27 01:38
這次戰爭就顯示傳統的CM/BM很容易就被防到
確實莫斯科號的狀況怎麼看都不正常,只適合拿來嘲笑
其實這次經驗CM還是滿難擋的 偵測距離太短
極音速就有$$問題,不好攔但數量也多不起來
各國最後應該走的是混搭這種高低配 台灣大概也一樣
只存在上朱幻想中的東西就先不管了吧
傘兵從C130上面往下跳 對於地面上的觀察者而延 試問
他會鉛質往下自由落體 還是帶著初速呈現斜拋軌跡(?)
*而言 *鉛直
答案:He ain't gonna jump no more
推
在地面上發射極速能夠八馬赫的飛彈 本來就不代表在
兩馬赫飛機上發射可以十馬赫 風速不同 空氣阻力不同
空氣密度也會影響燃燒效率 還有一些材料強度的問題
這些不能看的這麼理所當然
相對於地面八馬赫和十馬赫的飛彈 要達到相同的加速
度以及同樣精度的方向控制所增加的難度 都不是用兩
馬赫的飛機發射可以解決的
對,實際上要考慮到的因素很多 空射型彈體重量減輕也會影響加速度 所以我只是講一個基本邏輯而已,實際上還有很多變數沒錯
你誰阿 證據先拿出來 還尚可接受
所以空射那個是預算被砍而已還是計劃被砍掉了?
計畫快要直接被砍掉了,剩下兩次試射而已
※ 編輯: mmmimi11tw (39.10.10.129 臺灣), 05/27/2023 07:34:40
感謝版主分享 這篇好詳細
推
感謝分享
推
LRHW小型化是船載考量為主吧?從一車雙彈推論雙倍
打擊能力,用詞上挺誤導的,這類型武器的卡車載具
哪裡誤導,LRHW跟海軍的CEP本來就是近乎一樣的東西 差別在於發射器不同跟對飛彈外型做一點微調而已 朱瓦特級本來就有預留艦體空間用於安裝這種武器 海軍未來也會在維吉尼亞級V上面特別多安裝一段酬載模組 對於軍艦和潛艦而言他的尺寸考量不是那麼的重要 因為他本身載台夠大 真要說考量的話陸地的載具運輸重要性遠高於軍艦搭載
成本,本來就不是重點,另外即使射程相近,彈頭重量
/殺傷力也是可能有差別的。
空射有兩個計畫吧 一個要成了另外一個要倒了
彈道飛彈用空射有什麼優勢啊?怎不吧陸射的火箭搞
大管一些就好?
因為如果彈道飛彈採用空射的話 可以免去從0高度0速度到高空所需要承受的大氣阻力和燃料消耗 (從地面到高空的消耗可以用飛機來代替) 如果把飛彈尺寸加大的話,就等同於額外增加重量 自然阻力就會跟著增加,燃料在初始階段會消耗的更快
推很詳細
精準比提高彈頭威力重要多了
根據一些媒體報導 LRHW/CPS的精度可以達到15公分
https://i.imgur.com/MXxA2TZ.jpg
如果屬實的話,那麼這種武器會是世界上精度最高的飛彈
俄國飛彈比美國大 不代表彈頭比較大 那只是沒法做
到美國那麼小
※ 編輯: mmmimi11tw (39.10.10.129 臺灣), 05/27/2023 11:04:46
※ 編輯: mmmimi11tw (39.10.10.129 臺灣), 05/27/2023 11:05:44
※ 編輯: mmmimi11tw (39.10.10.129 臺灣), 05/27/2023 11:15:11
彈頭的威力當然是越高越好 但是考慮到整體重量 造
價 載具 數量 彈頭通常是依最低有效值開始設計
然後增加數量 所以看到那些可對比的武器彈頭差不
多那區間
可以算一下 殺傷半徑x2 =面積x4 彈頭威力x8 當然
這有很多變數 只是彈頭不是越大越好
推推
推推,感謝大大的整理與分享,終於讓我搞懂了這部
分
彈頭在速度與精度提高的情況下是相對可以犧牲的
就好比愛三值接用動能彈打
因為打得夠準
選用何種彈頭要看目標物性質吧,船艦用動能彈效果差
雖說雪菲爾號差不多等於是一顆亞音速動能彈就擊沉了
未看先推!
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Re: [情報] 美國空軍極音速武器ARRW試射成功網路上查到的 俄國 匕首高超音速飛彈Kh-47M2 Kinzhal 速度 10馬赫 射程 2000~3000公里13
Re: [新聞] 高超音速飛彈被爆「言過其實」這篇之前別的地方有人討論過,紐時原文就講的不清不楚,自由時報轉過之後更是慘不忍 睹。然後推文被某個人發的低等連結攪亂了,整個歪樓掉(推文不對稱作戰?),所以想 在這邊認真討論一下目前極音速武器的發展、面臨的挑戰與威脅的嚴重性。 一下是依據個人理解與經驗整理,如果有錯誤或是不準確懇請指正。 --6
Re: [新聞] 輸給中、俄了! 美高超音速導彈阿拉斯加美國測試的超高音速武器 本質上跟中國的是完全不同性質的武器 中國的甚麼東風快遞 他需要打上高軌道以後 用高軌道的動能+火箭推動來達到超高音速2
Re: [問卦] 為什麼軍艦越造越慢?→ purplebfly: 別以為中國很會下,真的戰爭時,美國打 114.136.193.200 02/01 22:22 → purplebfly: 得到你的工廠/港口,但你摸不到美國本 114.136.193.200 02/01 22:22 → purplebfly: 土的一根毛,你造不出的同時,美帝就拼 114.136.193.200 02/01 22:23 現在井蛙都不知東風快遞全球打擊的厲害哦? 去更新一下資訊好嗎?2
[問卦] 有沒有東風17無法攔截的八卦下面這報導是2個月前 然後稍微GOOGLE一下 高超音速的定義,就是速度5馬赫以上。 美軍高層近年公開承認,美國在高超音速武器方面落後於中國和俄羅斯多年。 中國的東風-17,俄羅斯的先鋒(Avangard)、匕首(Kinzhal)與鋯石(Zircon) 今年美國空軍在AGM-183A高超音速導彈的測試中獲得成功。